(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末より送信される送信信号中に離散的に含まれ且つ前記移動端末における前記送信信号の送信タイミングを調整するために参照されるパイロット信号を取得する取得手段と、
前記パイロット信号に基づいて、前記移動端末における前記送信信号の送信タイミングを調整する調整手段と、
前記パイロット信号の送信周期に基づいて、前記調整手段により前記送信タイミングが調整される期間である調整期間を変更する変更手段と
を備えることを特徴とする無線基地局。
【請求項２】
前記変更手段は、前記調整期間の初期設定値と比較して前記調整期間が短くなるように前記調整期間を変更することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記変更手段は、前記パイロット信号の送信周期が短くなるほど前記調整期間が短くなるように前記調整期間を変更することを特徴とする請求項２に記載の無線基地局。
【請求項４】
前記変更手段は、前記パイロット信号の送信周期及び前記送信タイミングの調整量の夫々に基づいて前記調整期間を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の無線基地局。
【請求項５】
前記変更手段は、前記調整期間が、前記送信タイミングの調整量に比例する第１パラメータ及び前記パイロット信号の送信周期に比例する第２パラメータの和と一致するように前記調整期間を変更することを特徴とする請求項４に記載の無線基地局。
【請求項６】
前記送信タイミングの調整量の平均値を算出する算出手段を更に備え、
前記変更手段は、前記算出手段により算出される前記送信タイミングの調整量の平均値が所定の第１閾値未満となる場合に、前記調整期間を変更することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の無線基地局。
【請求項７】
前記算出手段は、前記送信タイミングの調整量の絶対値の平均値を算出し、
前記変更手段は、前記算出手段により算出される前記送信タイミングの調整量の絶対値の平均値が前記第１閾値未満となる場合に、前記調整期間を変更することを特徴とする請求項６に記載の無線基地局。
【請求項８】
前記算出手段は、前記送信タイミングの調整量の所定期間中の移動平均値を算出し、
前記変更手段は、前記算出手段により算出される前記送信タイミングの調整量の所定期間中の移動平均値が前記第１閾値未満となる場合に、前記調整期間を変更することを特徴とする請求項６又は７に記載の無線基地局。
【請求項９】
当該無線基地局における処理負荷を検出する検出手段を更に備え、
前記変更手段は、(i)前記検出手段により検出される前記処理負荷が所定の第２閾値以上となる場合に前記調整期間を変更し、(ii)前記検出手段により検出される前記処理負荷が所定の第２閾値未満となる場合に前記調整期間を変更しないことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の無線基地局。
【請求項１０】
移動端末と通信を行う無線基地局における通信方法であって、
前記移動端末より送信される送信信号中に離散的に含まれ且つ前記移動端末における前記送信信号の送信タイミングを調整するために参照されるパイロット信号を取得する取得工程と、
前記パイロット信号に基づいて、前記移動端末における前記送信信号の送信タイミングを調整する調整工程と、
前記パイロット信号の送信周期に基づいて、前記調整工程において前記送信タイミングが調整される期間である調整期間を変更する変更工程と
を備えることを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば移動端末との間で無線通信を行う無線基地局、及び無線基地局における通信方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいては、複数の無線基地局を配置すると共に、移動端末（移動局とも言う）と無線基地局との間で無線通信が行われる。これにより、移動端末は、無線基地局を介して各種信号の送受信を行うことができる。無線基地局は、複数の移動端末と通信を行うことがある。従って、無線基地局は、受信した複数の移動端末からの信号を同一タイミングで一括処理することが好ましい。
【０００３】
移動端末から送信される信号の同一タイミングでの一括処理を行うための手法として、例えば、移動端末から送信されるパイロット信号を無線基地局が受信すると共に、当該パイロット信号と相関用の基本信号との間の相関処理によって得られる遅延プロファイル情報を無線基地局が生成する手法が一例としてあげられる。より具体的には、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）に準拠した無線通信システムでは、当該遅延プロファイル情報に基づいて、信号の送信タイミングを移動端末毎に個別に調整するtiming advance command（タイミングアドバンスコマンド：ＴＳ３６．２１３  ４．２．３章参照）が無線基地局から移動端末に対して送信される。その結果、移動端末における信号の送信タイミングが個別に調整される。これにより、無線基地局は、複数の移動端末からの信号を同一タイミングで受信することができるため、当該複数の移動端末からの信号を同一タイミングで一括処理することができる。一方で、例えばＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）に準拠した無線通信システムでは、遅延プロファイル情報に基づいて、無線基地局が受信した複数の信号に対する処理を行うタイミングを無線基地局側で調整することで、当該複数の移動端末からの信号を同一タイミングで一括処理することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７２４１８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】大藤義顕、「下りリンク高速パケットアクセスにおける各ユーザのスループットに着目したスケジューリング法の特性比較」、信学技報、社団法人電子情報通信学会、２００２年３月、ＲＣＳ２００１−２９１、ｐ．５１−５８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した遅延プロファイル情報は、移動端末毎に生成することが望まれる。このため、１つの無線基地局が通信を行う移動端末の数が多くなればなるほど、それだけ遅延プロファイル情報の生成（更には、送信タイミングの調整）に要する処理が増大してしまう。このため、無線基地局のハードウェア構成の大規模化や消費電力の増大を招きかねないという技術的な問題点が生ずる。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、例えば移動端末における信号の送信タイミングを調整しながらも処理負荷を低減することが可能な無線基地局及び通信方法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】
【０００８】
上記課題は、取得手段と調整手段と変更手段とを備える無線基地局によって解決され得る。取得手段は、移動端末より送信される送信信号中に含まれるパイロット信号を取得する。パイロット信号は、送信信号中に離散的に含まれている。例えば、送信信号が複数のフレームを含んでいる場合には、複数のフレームのうちの連続する所定数のフレーム毎に一つの又は所定単位数のパイロット信号が含まれる。パイロット信号は、移動端末における送信信号の送信タイミング（言い換えれば、移動端末が送信信号を送信する送信タイミング）を調整するために無線基地局によって参照される信号である。調整手段は、パイロット信号に基づいて、移動端末における送信信号の送信タイミングを調整する。送信タイミングの調整としては、送信タイミングを進める又は遅らせる処理が一例としてあげられる。変更手段は、調整手段により送信タイミングが調整される期間である調整期間を変更する。より具体的には、変更手段は、パイロット信号の送信周期（言い換えれば、無線基地局において受信されるパイロット信号の受信周期）に基づいて調整期間を変更する。
【０００９】
上記課題は、取得工程と調整工程と変更工程とを備える通信方法によって解決され得る。取得工程では、上述の取得手段が行う動作と同様の動作が行われる。調整工程では、上述の調整手段が行う動作と同様の動作が行われる。変更工程では、上述の変更手段が行う動作と同様の動作が行われる。尚、通信方法は、無線基地局により行われる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明した無線基地局は、パイロット信号の送信周期に基づいて、移動端末における送信信号の送信タイミングを調整する調整期間を変更することができる。従って、例えば調整期間を短くするように変更すれば、常に最大の調整期間が確保される無線基地局と比較して、無線基地局における処理負荷（例えば、送信タイミングの調整に関する処理負荷等）を低減することができる。これにより、無線基地局のハードウェア構成の規模や消費電力等を低減することができる。
【００１１】
以上説明した通信方法によれば、上述した無線基地局と同様の効果を享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の無線通信システムが備える無線基地局の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態の無線基地局が備える送信処理部の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態の無線基地局が備える受信処理部の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】タイミング検出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】タイミング検出部によって生成されるタイミングの差分（遅延プロファイル）の一例を示すグラフである。
【図７】第１実施形態の無線通信システムが備える移動端末の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】第１実施形態に係る無線基地局の処理（具体的には、ＴＡＣ平均部及びサーチ範囲設定部の処理）の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態に係る無線基地局（具体的には、サーチ範囲設定部）によって参照されるサーチ範囲規定情報の一例を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態の無線基地局が備える受信処理部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】第２実施形態に係る無線基地局の処理（具体的には、処理量監視部、並びにＴＡＣ平均部及びサーチ範囲設定部の処理）の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１４】
（１）第１実施形態
図１から図９を参照して、第１実施形態の無線通信システム１について説明する。
【００１５】
（１−１）無線通信システムの全体構成
図１を参照して、第１実施形態の無線通信システム１の全体構成の一例について説明する。図１は、第１実施形態の無線通信システム１の全体構成の一例を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る無線通信システム１は、無線基地局１０１ａと、無線基地局１０１ｂと、移動端末３００ａと、移動端末３００ｂと、移動端末３００ｃと、移動端末３００ｄと、移動端末３００ｅと、移動端末３００ｆと、移動端末３００ｇとを備えている。図１に示す無線基地局１０１の数及び移動端末３００の数は一例であって、無線基地局１０１の数及び移動端末３００の数が図１に示す個数に限定されることはない。以下では、説明の便宜上、無線基地局１０１ａ及び無線基地局１０１ｂを区別することなく説明する場合には、“無線基地局１０１”と称して説明を進める。同様に、移動端末３００ａから３００ｇを区別することなく説明する場合には、“移動端末３００”と称して説明を進める。
【００１７】
無線基地局１０１は、セル半径が概ね数ｋｍから十数ｋｍないしは数十ｋｍとなるセル２００をカバーする無線基地局（例えば、ｅＮＢ：ｅｖｏｌｖｅｄ  ＮｏｄｅＢ）である。例えば、図１に示す例では、無線基地局１０１ａは、セル２００ａをカバーする無線基地局であり、無線基地局１０１ｂは、セル２００ｂをカバーする無線基地局である。無線基地局１０１は、自身がカバーするセル２００中に位置する移動端末３００との間で無線通信を行う。つまり、無線基地局１０１は、自身がカバーするセル２００中に位置する移動端末３００との間で通信コネクションを確立すると共に、移動端末３００に対してデータ信号の送受信を行う。各無線基地局１０１がカバーするセル２００は、その一部が他のセル２００の一部又は全部と重なるように構成されていてもよいし、その全部が他のセル２００と重ならないように構成されていてもよい。
【００１８】
上述の説明では、セル半径が概ね数ｋｍから十数ｋｍないしは数十ｋｍとなるセル（いわゆる、マクロセル）２００をカバーする無線基地局１０１が例示されている。無線基地局１０１に加えて又は代えて、セル半径が概ね数百ｍから１ｋｍとなるセル（いわゆる、マイクロセル）をカバーする無線基地局や、セル半径が概ね数ｍから十数ｍないしは数十ｍとなるセル（いわゆる、フェムトセル）をカバーする無線基地局を配置してもよい。セル半径が上述したサイズ以外のセルをカバーする各種無線基地局を配置してもよい。図１に示す例は、１つの無線基地局１０１に１つのセル２００が対応する例を示しているが、１つの無線基地局１０１に複数のセル２００（ないしは、セクタ）が対応するように構成してもよい。
【００１９】
移動端末３００は、自身がその内部に位置するセル２００に対応する無線基地局１０１との間でコネクションを確立すると共に、データ信号の送受信を行う移動端末（例えば、ＵＥ：User Equipment）である。移動端末３００の一例として、携帯電話や、無線通信機能を備える各種情報端末（例えば、ＰＤＡや、ミニパソコンや、ノートパソコン等）等があげられる。移動端末３００は、無線基地局１０１（更には、無線基地局１０１の上位に接続される不図示のコアネットワーク等）を介して、各種サービスないしはアプリケーション（例えば、メールサービスや、音声通話サービスや、ＷＥＢ閲覧サービスや、パケット通信サービス等）を利用することができる。
【００２０】
無線通信システム１として、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）ないしはＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）に準拠した無線通信システムが一例としてあげられる。無線通信システム１が、ＬＴＥないいしはＥ−ＵＴＲＡＮ以外の任意の規格に準拠していてもよい。
【００２１】
（１−２）無線基地局
図２を参照して、第１実施形態の無線通信システム１が備える無線基地局１０１について説明を進める。図２は、第１実施形態の無線通信システム１が備える無線基地局１０１の構成の一例を示すブロック図である。
【００２２】
図２に示すように、無線基地局１０１は、アンテナ１１０と、送信ＲＦ（Radio Frequency）部１２１１及び受信ＲＦ部１２２１を備えるＲＦ処理部１２０と、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換部１３１１及びＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換部１３２１を備える変換処理部１３０と、送信処理部１４０と、受信処理部１５０と、スケジューラ部１６０とを備えている。
【００２３】
送信処理部１４０は、無線基地局１０１から移動端末３００に対して送信される下りリンク（Downlink）のデータ信号（以降、適宜“ＤＬデータ信号”と称する）に対する送信処理を行う。より具体的には、ＤＬデータ信号の送信時には、スケジューラ部１６０は、無線基地局１０１と通信を行う移動端末３００を選択する。スケジューラ部１６０は、使用する復調方式（変調方式）や伝送レート等も合わせて決定する。送信処理部１４０は、スケジューラ部１６０から出力される制御信号に基づき、ＤＬデータ信号に対して変調処理等を行う。送信処理部１４０は、変調処理等が行われたＤＬデータ信号をＤ／Ａ変換部１３１１に対して出力する。Ｄ／Ａ変換部１３１１は、デジタル信号であるＤＬデータ信号をアナログ信号に変換すると共に、アナログ信号に変換されたＤＬデータ信号を送信ＲＦ部１２１１に対して出力する。送信ＲＦ部１２１１は、アナログ信号に変換されたＤＬデータ信号に対して無線送信処理を行う。これにより、送信処理部１４０から出力されたベースバンド周波数帯域のデジタル信号が無線周波数帯域のアナログ信号に変換される。その後、アンテナ１１０を介して、無線送信処理が行われたＤＬデータ信号が移動端末３００に対して送信される。
【００２４】
受信処理部１５０は、移動端末３００から無線基地局１０１に対して送信される上りリンク（Uplink）のデータ信号（以降、適宜“ＵＬデータ信号”と称する）に対する受信処理を行う。より具体的には、ＵＬデータ信号の受信時には、スケジューラ部１６０は、無線基地局１０１と通信を行う移動端末３００を選択する。スケジューラ部１６０は、使用する復調方式（変調方式）や伝送レート等も合わせて決定する。受信ＲＦ部１２２１は、アンテナ１１０を介して受信されたＵＬデータ信号に対して無線受信処理を行うと共に、無線受信処理が行われたＵＬデータ信号をＡ／Ｄ変換部１３２１に対して出力する。Ａ／Ｄ変換部１３２１は、アナログ信号であるＵＬデータ信号をデジタル信号に変換すると共に、デジタル信号に変換されたＵＬデータ信号を受信処理部１５０に対して出力する。受信処理部１５０は、スケジューラ部１６０から出力される制御信号に基づき、ＵＬデータ信号に対して復調処理等を行う。
【００２５】
スケジューラ部１６０は、上りリンク及び下りリンクの夫々に対して、複数の移動端末３００の中から実際に通信を行う移動端末３００を選択することが好ましい。通信を行う移動端末３００の選択方法としては、回線品質や伝送レート等に基づき算出される指標値に基づく選択が一例としてあげられる。尚、スケジューラ部１６０における移動端末３００の選択処理については、既存の方式を用いてもよい。従って、説明の簡略化のため、ここでの詳細な説明については省略する。
【００２６】
図３を参照して、ＤＬデータ信号に対する送信処理を行う送信処理部１４０についてより詳細に説明する。図３は、第１実施形態の無線基地局１０１が備える送信処理部１４０の構成の一例を示すブロック図である。
【００２７】
図３に示すように、送信処理部１４０は、誤り訂正符号器１４１１と、データ変調部１４１２と、データ・パイロット信号多重部１４１３と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１４１４と、ＣＰ（Cyclic Prefix：サイクリックプレフィックス）挿入部１４１５とを備えている。図３に示す送信処理部１４０は、ＬＴＥないしはＷｉＭａｘ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）に準拠している無線通信システム１が備える無線基地局１０１（言い換えれば、下りリンクの変調方式として、例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を採用している無線基地局１０１）が備える送信処理部１４０として用いられてよいし、その他の方式に準拠している無線通信システムが備える送信処理部として用いられてもよい。
【００２８】
送信処理部１４０では、スケジューラ部１６０から出力される各種制御信号に基づいて以下の処理が行われる。誤り訂正符号器１４１１は、ＤＬデータ信号に対して誤り訂正符号化処理を行うと共に、誤り訂正符号化処理が行われたＤＬデータ信号をデータ変調部１４１２に対して出力する。データ変調処理部１４１２は、誤り訂正符号化処理が行われたＤＬデータ信号に対して変調処理（例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調処理等)を行うと共に、変調処理が行われたＤＬデータ信号をデータ・パイロット信号多重部１４１３に対して出力する。データ・パイロット信号多重部１４１３は、ＤＬデータ信号に対して既知のパイロット信号を時間多重すると共に、パイロット信号が時間多重されたＤＬデータ信号をＩＦＦＴ部１４１４に対して出力する。ＩＦＦＴ部１４１４は、パイロット信号が時間多重されたＤＬデータ信号に対して一定数Ｎ（Ｎは１以上の整数）のサンプル単位でＩＦＦＴ処理を行う。即ち、ＩＦＦＴ部１４１４は、一定数Ｎのデータサンプルをサブキャリア信号成分とみなし且つ該サブキャリア成分に対してＩＦＦＴ処理を施すことで、ＤＬデータ信号を離散的な時間信号に変換する。ＩＦＦＴ部１４１４は、離散的な時間信号に変換されたＤＬデータ信号をＣＰ挿入部１４１５に対して出力する。ＣＰ挿入部１４１５は、ＩＦＦＴ処理が行われたＤＬデータ信号（つまり、離散的な時間信号に変換されたＤＬデータ信号）の一定数Ｎのサンプルのうちの後部のＭサンプル(Ｍは、Ｍ＜Ｎを満たす整数)のコピーであるＣＰを、上記一定数Ｎのサンプルの先頭部分に挿入する。ＣＰは巡回的にコピーされているため、ＣＰを挿入した後の（Ｍ＋Ｎ）サンプルの区間では信号が連続している。このため、ＣＰは、隣接パスからの遅延シンボルによる干渉を除去するという役割を果たす。ＣＰ挿入部１４１５は、ＣＰが挿入されたＤＬデータ信号をＤ／Ａ変換部１３１１に対して出力する。ＤＬデータ信号に対して、上述したようにＤ／Ａ変換部１３１１におけるＤ／Ａ変換及び送信ＲＦ部１２１１における送信ＲＦ処理が行われる。その後、ＤＬデータ信号は、無線信号としてアンテナ１１０を介してから移動端末３００に対して送信される。これにより、ＤＬデータ信号の送信処理が完了する。
【００２９】
図４を参照して、ＵＬデータ信号に対する受信処理を行う受信処理部１５０についてより詳細に説明する。図４は、第１実施形態の無線基地局１０１が備える受信処理部１５０の構成の一例を示すブロック図である。
【００３０】
図４に示すように、受信処理部１５０は、誤り訂正復号器１５１１と、ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform：逆離散フーリエ変換）部１５１６と、データ復調部１５１２と、データ・パイロット信号分離部１４１３と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部１５１４と、ＣＰ除去部１５１５と、「取得手段」の一実施例に相当するパイロット信号復調部１５１７と、「調整手段」の一実施例に相当するタイミング検出部１５２０と、「算出手段」の一実施例に相当するＴＡＣ（Timing Advance Command）平均部１５３１と、「変更手段」の一実施例に相当するサーチ範囲設定部１５３２を備えている。図４に示す受信処理部１５０は、ＬＴＥに準拠している無線通信システム１が備える無線基地局１０１（言い換えれば、上りリンクの変調方式の一例としてＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）を採用している無線基地局１０１）が備える受信処理部１５０として用いられてよいし、その他の方式に準拠している無線通信システムが備える受信処理部として用いられてもよい。
【００３１】
受信処理部１５０では、スケジューラ部１６０から出力される各種制御信号に基づいて以下の処理が行われる。アンテナ１１０を介して受信されたＵＬデータ信号に対して上述したように受信ＲＦ部１２２１における受信ＲＦ処理及びＡ／Ｄ変換部１３２１におけるＡ／Ｄ変換処理が行われる。その後、ＵＬデータ信号は、ＣＰ除去部１５１５に対して出力される。ＣＰ除去部１５１５は、ＵＬデータ信号中のＣＰを除去すると共に、ＣＰが除去されたＵＬデータ信号をＦＦＴ部１５１４に対して出力する。ＦＦＴ部１５１４は、ＣＰが除去されたＵＬデータ信号に対してＦＦＴ処理を行うと共に、ＦＦＴ処理が行われたＵＬデータ信号をデータ・パイロット信号分離部１５１３に対して出力する。データ・パイロット信号分離部１５１３は、ＵＬデータ信号中に含まれるパイロット信号を分離する。データ・パイロット信号分離部１５１３は、パイロット信号が分離されたＵＬデータ信号をデータ復調部１５１２に対して出力すると共に、分離したパイロット信号をパイロット信号復調部１５１７に対して出力する。パイロット信号復調部１５１７は、パイロット信号に対して復調処理を行うと共に、復調処理が行われたパイロット信号をデータ復調部１５１２に対して出力する。このとき、パイロット信号復調部１５１７は、復調処理が行われたパイロット信号をタイミング検出部１５２０及びサーチ範囲設定部１５３２の夫々に対しても出力する。データ復調部１５１２は、ＵＬデータ信号に対してパイロット信号に基づいて復調処理を行うと共に、復調処理が行われたＵＬデータ信号をＩＤＦＴ部１５１６に対して出力する。ＩＤＦＴ部１５１６は、復調処理が行われたＵＬデータ信号に対してＩＤＦＴ処理を行うと共に、ＩＤＦＴ処理が行われたＵＬデータ信号を誤り訂正復号器１５１１に対して出力する。誤り訂正復号器１５１１は、ＩＤＦＴ処理が行われたＵＬデータ信号に対して誤り訂正復号処理を行う。これにより、ＵＬデータ信号の受信処理が完了する。
【００３２】
受信処理部１５０は、上述したＵＬデータ信号の受信処理（つまり、復調処理等）と並行して、複数の移動端末３００から送信されるＵＬデータ信号の無線基地局１０１における受信タイミングが一致するようにタイミング調整処理を行う。第１実施形態では、タイミング調整処理の一例として、「３ＧＰＰ、ＴＳ３６．２１３、４．２．３章：Transmission timing adjustments」によって規定されている「timing advance command」を使用するタイミング調整処理について説明する。
【００３３】
タイミング検出部１５２０は、各移動端末３００より送信されるＵＬデータ信号に含まれるパイロット信号に基づいてtiming advance commandを生成する。より具体的には、タイミング検出部１５２０は、各移動端末３００より送信されるＵＬデータ信号に含まれるパイロット信号に基づいて、各移動端末３００におけるＵＬデータ信号の送信タイミングを検出する。その後、タイミング検出部１５２０は、検出された送信タイミングと実際の処理基準タイミングとの差分を埋めるようにtiming advance commandを生成する。生成されたtiming advance commandは、スケジューラ部１６０を介して送信処理部１４０へと転送される。送信処理部１４０は、timing advance commandを、ＤＬデータ信号の一部として移動端末３００に対して送信する。timing advance commandを受信した移動端末３００は、timing advance commandによって指定された期間だけ送信タイミングをずらす（例えば、進める又は遅らせる）。これにより、複数の移動端末３００から送信されるＵＬデータ信号の無線基地局１０１における受信タイミングが一致するように、各移動端末３００におけるＵＬデータ信号の送信タイミングの調整処理が行われる。送信タイミングの調整処理は、移動端末３００毎に行われることが好ましい。
【００３４】
パイロット信号としては、例えば、「３ＧＰＰ、ＴＳ３６．２１１、５．５．２章」に規定されている「Demodulation reference signal（復調参照信号）」や、「３ＧＰＰ、ＴＳ３６．２１１、５．５．３章」に規定されている「Sounding reference signal（サウンディング参照信号）」等が一例としてあげられる。パイロット信号は、予め設定される又は適宜設定される任意の周期で、移動端末３００から無線基地局１０１に対して送信されるＵＬデータ信号中に多重化されることが好ましい。例えば、ＵＬデータ信号を構成する複数フレームのうち予め設定される又は適宜設定される所定数のフレーム毎に１つずつパイロット信号が多重化される。つまり、パイロット信号は、予め設定される又は適宜設定される周期で移動端末３００から無線基地局１０１に対して送信されるデータ信号中に離散的に配置されるように多重化されることが好ましい。
【００３５】
図５及び図６を参照して、タイミング検出部１５２０の構成及び処理についてより詳細に説明する。図５は、タイミング検出部１５２０の構成の一例を示すブロック図である。図６は、タイミング検出部１５２０によって生成されるタイミングの差分（遅延プロファイル情報）の一例を示すグラフである。
【００３６】
図５に示すように、タイミング検出部１５２０は、相関検出器１５２１と、相関検出用信号生成器１５２２と、電力変換器１５２３とを備えている。マッチドフィルタ（ＭＦ：Matched Filter）等の相関検出器１５２１は、パイロット信号復調部１５１７から出力されるパイロット信号と相関検出用信号生成器１５２２から出力される相関検出用信号（例えば、実際に使用しているパイロット信号と同じ信号)との相関を検出する。相関検出器１５２１は、得られた相関値を電力変換器１５２３に対して出力する。電力変換器１５２３は、相関検出器１５２１から出力される相関値を２乗して電力変換する。その結果、例えば、図６に示すような遅延プロファイル情報（例えば、縦軸を受信レベルとし、横軸を時間とする相関グラフ）が得られる。タイミング検出部１５２０は、遅延プロファイル情報に基づいて、移動端末３００から送信されているＵＬデータ信号の受信タイミングをサーチする。タイミング検出部１５２０は、本来希望するタイミング（つまり、無線基地局１０１における処理基準タイミング）と実際の受信タイミングとの差分（タイミング差）を測定する。例えば、タイミング検出部１５２０は、本来希望するタイミングと実際の受信タイミング（例えば、一番大きい受信レベルが得られるタイミング）との差分を測定する。その後、タイミング検出部１５２０は、測定された差分に基づいて、timing advance commandを生成する。
【００３７】
第１実施形態では、タイミング検出部１５２０が処理を行うサーチ期間（例えば、パイロット信号に基づいて遅延プロファイル情報を生成する期間や、遅延プロファイル情報に基づいてtiming advance commandを生成する期間や、これらの期間を合算した期間）が、サーチ範囲設定部１５３２の処理によって可変に設定される。サーチ範囲設定部１５３２は、パイロット信号及びＴＡＣ平均部１５３１からの制御信号に基づいて、タイミング検出部１５２０が処理を行うサーチ期間を設定する。尚、ＴＡＣ平均部１５３１及びサーチ範囲設定部１５３２の処理については後に詳述するため、ここでの詳細な説明については省略する（後述の（１−４）処理説明、並びに図８及び図９等参照）。
【００３８】
（１−３）移動端末
図７を参照して、第１実施形態の無線通信システム１が備える移動端末３００の構成の一例について説明を進める。図７は、第１実施形態の無線通信システム１が備える移動端末３００の構成の一例を示すブロック図である。
【００３９】
図７に示すように、移動端末３００は、アンテナ３１０と、送信ＲＦ部３２１１及び受信ＲＦ部３２２１を備えるＲＦ処理部３２０と、Ｄ／Ａ変換部３３１１及びＡ／Ｄ変換部３３２１を備える変換処理部３３０と、送信処理部３４０と、受信処理部３５０と、端末制御部３６０とを備えている。
【００４０】
無線基地局１０１より送信されるＤＬデータ信号を受信する際には、受信ＲＦ部３２２１は、アンテナ３１０を介して受信されたＤＬデータ信号に対して無線受信処理を行うと共に、無線受信処理が行われたＤＬデータ信号をＡ／Ｄ変換部３３２１に対して出力する。Ａ／Ｄ変換部３３２１は、アナログ信号であるＤＬデータ信号をデジタル信号に変換すると共に、デジタル信号に変換されたＤＬデータ信号を受信処理部３５０に対して出力する。受信処理部３５０は、端末制御部３６０から出力される制御信号に基づき、ＤＬデータ信号に対して復調処理等を行う。これにより、無線基地局１０１より送信されるＤＬデータ信号の受信処理が行われる。
【００４１】
無線基地局１０１に対して送信するべきＵＬデータ信号を送信する際には、送信処理部３４０は、端末制御部３６０から出力される制御信号に基づき、無線基地局１０１に対して送信されるＵＬデータ信号に対して変調処理等を行う。送信処理部３４０は、変調処理等が行われたＵＬデータ信号をＤ／Ａ変換部３３１１に対して出力する。Ｄ／Ａ変換部３３１１は、デジタル信号であるＵＬデータ信号をアナログ信号に変換すると共に、アナログ信号に変換されたＵＬデータ信号を送信ＲＦ部３２１１に対して出力する。送信ＲＦ部３２１１は、アナログ信号に変換されたＵＬデータ信号に対して無線送信処理を行う。これにより、送信処理部３４０から出力されたベースバンド周波数帯域のデジタル信号が無線周波数帯域のアナログ信号に変換される。その後、アンテナ３１０を介して、無線送信処理が行われたＵＬデータ信号が無線基地局１０１に対して送信される。これにより、無線基地局１０１に対して送信するべきＵＬデータ信号の送信処理が行われる。
【００４２】
受信処理部３５０は、復調処理が行われたＤＬデータ信号からtiming advance commandを抽出すると共に、抽出したtiming advance commandを端末制御部３６０に対して出力する。端末制御部３６０は、timing advance commandに応じて、送信処理部３４０に対して送信タイミングの制御を実施する。以降は、端末制御部３６０から指示された送信タイミングに合致するように、送信処理部３４０における変調処理、Ｄ／Ａ変換部３３１１におけるＤ／Ａ変換処理及び送信ＲＦ部３２１１における無線送信処理が行われる。これにより、timing advance commandに応じたタイミングで移動端末３００からのＵＬデータ信号の送信が行われる。
【００４３】
（１−４）処理説明
図８及び図９を参照して、第１実施形態に係る無線基地局１０１の処理（具体的には、ＴＡＣ平均部１５３１及びサーチ範囲設定部１５３２の処理）の流れについて説明する。図８は、第１実施形態に係る無線基地局１０１の処理（具体的には、ＴＡＣ平均部１５３１及びサーチ範囲設定部１５３２の処理）の流れの一例を示すフローチャートである。図９は、第１実施形態に係る無線基地局１０１（具体的には、サーチ範囲設定部１５３２）によって参照されるサーチ範囲規定情報の一例を示すグラフである。
【００４４】
図８に示すように、タイミング検出部１５２０は、各移動端末３００より送信されるＵＬデータ信号に含まれるパイロット信号に基づいてtiming advance commandを生成する（ステップＳ１０１）。タイミング検出部１５２０は、生成したtiming advance commandを、スケジューラ部１６０及びＴＡＣ平均部１５３１の夫々に出力する。
【００４５】
ＴＡＣ平均部１５３１は、timing advance commandの平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出する（ステップＳ１０２）。ＴＡＣ平均部１５３１は、タイミング検出部１５２０からtiming advance commandが出力される都度平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出してもよいし、所定期間毎に平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出してもよいし、その他の態様で平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出してもよい。例えば、タイミング検出部１５２０から順次出力されるtiming advance commandが「ＴＡＣ＃１」、「ＴＡＣ＃２」、・・・、「ＴＡＣ＃ｎ（ｎは１以上の整数）」である場合には、ＴＡＣ平均部１５３１は、timing advance commandの平均値ＴＡ＿ａｖｅとして、「（ＴＡＣ＃１＋ＴＡＣ＃２＋・・・＋ＴＡＣ＃ｎ）／ｎ」を算出する。より具体的には、例えば、タイミング検出部１５２０から順次出力されるtiming advance commandが「１」、「−２」、「３」である場合には、ＴＡＣ平均部１５３１は、timing advance commandの平均値ＴＡ＿ａｖｅとして、「（１＋（−２）＋３）／３≒０．６７」を算出する。
【００４６】
ステップＳ１０２では、ＴＡＣ平均部１５３１は、timing advance commandの絶対値の平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出してもよい。例えば、タイミング検出部１５２０から順次出力されるtiming advance commandが「ＴＡＣ＃１」、「ＴＡＣ＃２」、・・・、「ＴＡＣ＃ｎ」である場合には、ＴＡＣ平均部１５３１は、timing advance commandの絶対値の平均値ＴＡ＿ａｖｅとして、「（｜ＴＡＣ＃１｜＋｜ＴＡＣ＃２｜＋・・・＋｜ＴＡＣ＃ｎ｜）／ｎ」を算出してもよい。より具体的には、例えば、タイミング検出部１５２０から順次出力されるtiming advance commandが「１」、「−２」、「３」である場合には、ＴＡＣ平均部１５３１は、timing advance commandの絶対値の平均値ＴＡ＿ａｖｅとして、「（１＋２＋３）／３＝２」を算出してもよい。
【００４７】
更に、ステップＳ１０２では、ＴＡＣ平均部１５３１は、timing advance commandの所定期間中の移動平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出してもよい。言い換えれば、ＴＡＣ平均部１５３１は、過去に出力された所定数ＡＶＥのtiming advance commandの移動平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出してもよい。タイミング検出部１５２０から順次出力されるtiming advance commandが「ＴＡＣ＃１」、「ＴＡＣ＃２」、・・・、「ＴＡＣ＃ｎ」であり且つ移動平均値を算出するための所定数（つまり、移動平均化回数）ＡＶＥが「ｍ（ｍ＜ｎ）」である場合には、ＴＡＣ平均部１５３１は、timing advance commandの移動平均値ＴＡ＿ａｖｅとして、「（ＴＡＣ＃ｎ−ｍ−１＋ＴＡＣ＃ｎ−ｍ−２＋・・・＋ＴＡＣ＃ｎ）／ｍ」を算出してもよい。
【００４８】
ＴＡＣ平均部１５３１は、平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出した回数ＡＶＥ＿ｔｏｔａｌをカウントアップする（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３においてカウントアップされる回数ＡＶＥ＿ｔｏｔａｌは、無線基地局１０１が通信を開始してからの累計の回数である。ＴＡＣ平均部１５３１は、無線基地局１０１が通信を開始してから平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出した累計の回数ＡＶＥ＿ｔｏｔａｌが、ステップＳ１０２において移動平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出する際の移動平均化回数ＡＶＥよりも小さいかを判定する（ステップＳ１０４）。ＴＡＣ平均部１５３１は、ステップＳ１０４における判定結果を、サーチ範囲設定部１５３２に対して出力する。
【００４９】
ステップＳ１０２において移動平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出しない（言い換えれば、通常の平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出する）場合には、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４の処理は行われなくともよい。この場合には、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４の処理が行われることなく、ステップＳ１０６の処理が行われてもよい。
【００５０】
ステップＳ１０４における判定の結果、平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出した回数ＡＶＥ＿ｔｏｔａｌが移動平均化回数ＡＶＥよりも小さいと判定された場合には（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、サーチ範囲設定部１５３２は、サーチ範囲として、デフォールトの設定範囲（例えば、デフォールト設定された全範囲）を設定する（ステップＳ１０８）。その結果、タイミング検出部１５２０は、デフォールトの設定範囲によって規定される期間中に、パイロット信号に基づいて遅延プロファイル情報を生成したり、遅延プロファイル情報に基づいてtiming advance commandを生成したりする。
【００５１】
ステップＳ１０４における判定の結果、平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出した回数ＡＶＥ＿ｔｏｔａｌが移動平均化回数ＡＶＥよりも小さくないと判定された場合には（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ＴＡＣ平均部１５３１は、ステップＳ１０２において算出された平均値ＴＡ＿ａｖｅが、所定の閾値ＴＡ＿ｔｈよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
【００５２】
ステップＳ１０６における判定の結果、平均値ＴＡ＿ａｖｅが、所定の閾値ＴＡ＿ｔｈよりも小さくないと判定された場合には（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、サーチ範囲設定部１５３２は、サーチ範囲として、デフォールトの設定範囲を設定する（ステップＳ１０８）。その結果、タイミング検出部１５２０は、デフォールトの設定範囲によって規定される期間中に、パイロット信号に基づいて遅延プロファイル情報を生成したり、遅延プロファイル情報に基づいてtiming advance commandを生成したりする。
【００５３】
ステップＳ１０６における判定の結果、平均値ＴＡ＿ａｖｅが、所定の閾値ＴＡ＿ｔｈよりも小さいと判定された場合には（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、サーチ範囲設定部１５３２は、パイロット信号（つまり、timing advance commandを算出する際に参照するパイロット信号）の送信周期に応じてサーチ範囲を設定する（ステップＳ１０７）。その結果、タイミング検出部１５２０は、デフォールトの設定範囲とは異なるサーチ範囲によって規定される期間中に、パイロット信号に基づいて遅延プロファイル情報を生成したり、遅延プロファイル情報に基づいてtiming advance commandを生成したりする。
【００５４】
サーチ範囲設定部１５３２は、設定されるサーチ範囲がデフォールトの設定範囲よりも短くなる（小さくなる）ように、サーチ範囲を設定することが好ましい。サーチ範囲設定部１５３２は、パイロット信号の送信周期が短くなればなるほどサーチ範囲が短くなる（小さくなる）一方でパイロット信号の送信周期が長くなればなるほどサーチ範囲が長くなる（大きくなる）ように、サーチ範囲を設定することが好ましい。或いは、サーチ範囲設定部１５３２は、パイロット信号の送信周期とタイミング検出部１５２０における処理との関係性に基づいて、パイロット信号の送信周期に対して任意の又は適切な態様で変化するようにサーチ範囲を設定してもよい。
【００５５】
ステップＳ１０７におけるサーチ範囲の設定は、無線基地局１０１内部において予め規定されているサーチ範囲規定情報に基づいて行われてもよい。例えば、サーチ範囲設定部１５３１は、図９に示すように、パイロット信号の送信周期が短くなればなるほどサーチ範囲が短くなる一方でパイロット信号の送信周期が長くなればなるほどサーチ範囲が長くなる（但し、サーチ範囲の上限がデフォールトの設定範囲となる）相関関係を規定するサーチ範囲規定情報（サーチ範囲規定グラフ）に基づいてサーチ範囲を設定してもよい。サーチ範囲を好適に設定することができる限りは、サーチ範囲規定情報の具体的な態様は限定されない。サーチ範囲規定情報の一例として、例えば、パイロット信号の送信周期を変数とする所定の数式（或いは、関数ないしはグラフ）や、パイロット信号の送信周期を１つの項目として含む所定のテーブル（或いは、リストないしはデータベース）等があげられる。
【００５６】
上述した処理は、移動端末３００毎に行われることが好ましい。例えば、無線基地局１０１が、移動端末３００ａ及び３００ｂの双方と通信を行っている場合には、移動端末３００ａを対象とするステップＳ１０１からステップＳ１０８までの処理と、移動端末３００ｂを対象とするステップＳ１０１からステップＳ１０８までの処理とが、別個に又は並行して行われることが好ましい。
【００５７】
第１実施形態の無線基地局１０１は、サーチ範囲を可変に設定することができる。例えば、第１実施形態の無線基地局１０１は、サーチ範囲がデフォールトの設定範囲よりも短くなるように、サーチ範囲を設定することができる。このため、常にデフォールトの設定範囲（つまり、最大のサーチ範囲）を用いる無線基地局と比較して、無線基地局１０１における処理負荷（例えば、パイロット信号に基づく遅延プロファイル情報の生成や、遅延プロファイル情報に基づくtiming advance commandの生成に係る処理負荷）を低減することができる。これにより、無線基地局１０１のハードウェア構成の規模や消費電力等を低減することができる。
【００５８】
第１実施形態の無線基地局１０１は、パイロット信号の送信周期に基づいてサーチ範囲を設定することができる。パイロット信号の送信周期が相対的に長ければ、パイロット信号の送信が行われてから次のパイロット信号が送信されるまでの間に移動端末３００が移動する距離が大きくなると考えられる。このため、移動端末３００と無線基地局１０１との間の通信品質が大きく変わりかねない。第１実施形態の無線基地局１０１は、パイロット信号の送信周期が長ければ長いほど、サーチ期間を長くする（つまり、より長い間又は高頻度に遅延プロファイル情報の生成やtiming advance commandの生成を行う）ことができる。従って、無線基地局１０１は、移動端末３００と無線基地局１０１との間の通信品質が大きく変わりかねない状況下において、刻一刻と変わりかねない通信品質に応じた適切に送信タイミングの調整を行うことができる。
【００５９】
パイロット信号の送信周期が相対的に短ければ、パイロット信号の送信が行われてから次のパイロット信号が送信されるまでの間に移動端末３００が移動する距離が小さくなると考えられる。このため、移動端末３００と無線基地局１０１との間の通信品質が大きく変わる可能性は相対的に低い。第１実施形態の無線基地局１０１は、パイロット信号の送信周期が短ければ短いほど、サーチ期間を短くする（つまり、短時間の間に又は低頻度に遅延プロファイル情報の生成やtiming advance commandの生成を行う）ことができる。従って、無線基地局１０１は、移動端末３００と無線基地局１０１との間の通信品質が大きく変わる可能性が相対的に低い状況下では、送信タイミングの調整頻度を低減させることによって処理負荷を低減させることができる。このため、第１実施形態の無線基地局１０１は、パイロット信号の送信周期に基づいてサーチ範囲を適切に設定することができる。
【００６０】
移動端末３００における送信タイミングの調整量が相対的に小さければ（つまり、平均値ＴＡ＿ａｖｅが所定の閾値ＴＡ＿ｔｈより小さければ）、移動端末３００と無線基地局１０１との間の通信品質が相対的に安定しているとも想定される。従って、送信タイミングの調整をそれほど高頻度に又は長時間行わなくともよいとも考えられる。第１実施形態の無線基地局１０１は、移動端末３００における送信タイミングの調整量が相対的に小さい場合には、サーチ範囲がデフォールトの設定範囲よりも短くなるように、サーチ範囲を設定することができる。移動端末３００における送信タイミングの調整量が相対的に大きければ（つまり、平均値ＴＡ＿ａｖｅが所定の閾値ＴＡ＿ｔｈ以上であれば）、移動端末３００と無線基地局１０１との間の通信品質が安定していないとも想定される。従って、送信タイミングの調整を高頻度に又は長時間行うことが好ましいとも考えられる。第１実施形態の無線基地局１０１は、サーチ範囲をデフォールトの設定範囲のまま維持することができる。第１実施形態の無線基地局１０１は、通信品質の安定性を考慮した上でサーチ範囲を可変に設定することができる。このため、第１実施形態の無線基地局１０１は、通信品質の安定性を妨げることなく、上述した各種効果を享受することができる。
【００６１】
上述の閾値ＴＡ＿ｔｈとしては、通信品質の安定性と送信タイミングとの調整量を考慮しながら、適切な通信品質を維持できるような値が設定されることが好ましい。また、閾値ＴＡ＿ｔｈは、移動端末３００毎に設定されることが好ましい。
【００６２】
第１実施形態の無線基地局１０１は、平均値ＴＡ＿ｔｈとして、timing advance commandの絶対値の平均値を用いることができる。このため、第１実施形態の無線基地局１０１は、timing advance commandが正の値及び負の値の間で大きく変動する場合においても、通信品質が安定しているか否かを平均値ＴＡ＿ｔｈから適切に認識することができる。従って、第１実施形態の無線基地局１０１は、上述したように、通信品質の安定性をより一層妨げることなく上述した各種効果を享受することができる。
【００６３】
第１実施形態の無線基地局１０１は、平均値ＴＡ＿ｔｈとして、timing advance commandの移動平均値を用いることができる。これにより、過去の一部の期間中のtiming advance commandの大きな悪化（例えば、瞬間的な品質の悪化）に悪影響を受けることなく、直近のないしは現在の通信品質を適切に考慮した平均値ＴＡ＿ｔｈを算出することができる。従って、第１実施形態の無線基地局１０１は、上述したように、通信品質の安定性をより一層妨げることなく上述した各種効果を享受することができる。
【００６４】
第１実施形態の無線基地局１０１は、平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出した回数ＡＶＥ＿ｔｏｔａｌが移動平均化回数ＡＶＥよりも小さい場合には、サーチ範囲をデフォールトの設定範囲のまま維持することができる。これにより、平均値を算出した回数が少ないがゆえに精度が低い可能性がある平均値ＴＡ＿ａｖｅに基づくサーチ範囲の設定が行われることはなくなる。従って、通信品質の安定性をより一層妨げることなく上述した各種効果を享受することができる。
【００６５】
上述の説明は、ＬＴＥ（又は、Ｗｉｍａｘ）方式に準拠した無線通信システムについて説明している。しかしながら、上述した方式はあくまで一例であり、その他の方式（ないしは、規格）に準拠する無線通信システムに対して、上述した無線基地局１０１を適用してもよい。
【００６６】
ＬＴＥ方式等に準拠した無線通信システムでは、上述したパイロット信号は、ＵＬデータ信号を構成する複数のフレームの全てに挿入されなくともよいことが規格により定められている。より具体的には、上述したパイロット信号は、ＵＬデータ信号を構成する複数のフレームのうちの任意のフレームに挿入してもよいことが規格により定められている。一方で、ＣＤＭＡ方式に準拠した無線通信システムでは、上述したパイロット信号は、ＵＬデータ信号を構成する複数のフレームの全てに挿入されることが規格により定められている。このため、上述した第１実施形態の処理は、ＣＤＭＡ方式に準拠した無線通信システムにおいて行われている既存のサーチ範囲の設定（例えば、パスサーチ期間の設定）とは大きく異なるものであることを付記する。
【００６７】
（１−５）変形処理例
第１実施形態の無線基地局１０１の変形処理例について説明する。上述の説明では、無線基地局１０１は、パイロット信号の送信周期に基づいてサーチ範囲を設定している。変形処理例では、パイロット信号の送信周期及び送信タイミングの実際の調整量（つまり、timing advance command）に基づいてサーチ範囲の設定が行われる。
【００６８】
具体的には、変形処理例では、無線基地局１０１は、サーチ範囲を可変に設定する場合（つまり、図８のステップＳ１０７の処理を行う場合）には、サーチ範囲が、（timing advance commandの平均値ＴＡ＿ａｖｅ×timing advance commandの１ステップの調整量ＴＡ＿ｓｔｅｐ×所定の係数ｋ）＋（移動端末３００の移動速度ｖ×パイロット信号の送信周期Ｔ／光速度ｃ）となるようにサーチ範囲を設定する。つまり、変形処理例では、無線基地局１０１は、パイロット信号の送信周期が短くなればなるほどサーチ範囲が短くなるようにサーチ範囲を設定することに加えて、送信タイミングの実際の調整量が少なくなればなるほどサーチ範囲が短くなるようにサーチ範囲を設定している。
【００６９】
変形処理例では、無線基地局１０１は、移動端末３００の移動速度ｖに関する情報を取得することが好ましい。一例として、無線基地局１０１は、フェージング周波数に基づいて移動端末３００の移動速度ｖを推定してもよい。より具体的には、無線基地局１０１は、移動端末３００の移動速度ｖ＝搬送波の波長×フェージング周波数という数式に基づいて、移動端末３００の移動速度ｖを推定してもよい。
【００７０】
変形処理例によっても、パイロット信号の送信周期に基づいてサーチ範囲を設定することができる。このため、上述した各種効果と同一の効果を適切に享受することができる
変形処理例では、送信タイミングの実際の調整量に基づいてサーチ範囲を設定することができる。送信タイミングの実際の調整量が相対的に多ければ、移動端末３００と無線基地局１０１との間の通信品質が安定していないとも想定される。従って、送信タイミングの調整を高頻度に又は長時間行うことが好ましいとも考えられる。変形処理例では、送信タイミングの実際の調整量が多ければ多いほど、サーチ期間を長くする（つまり、より長い間又は高頻度に遅延プロファイル情報の生成やtiming advance commandの生成を行う）ことができる。送信タイミングの実際の調整量が相対的に少なければ、移動端末３００と無線基地局１０１との間の通信品質が安定しているとも想定される。従って、送信タイミングの調整をそれほど高頻度に又は長時間行わなくともよいとも考えられる。変形処理例では、送信タイミングの実際の調整量少なければ少ないほど、サーチ期間を短くする（つまり、短時間の間に又は低頻度に遅延プロファイル情報の生成やtiming advance commandの生成を行う）ことができる。このため変形処理例では、送信タイミングの実際の調整量に基づいてサーチ範囲を適切に設定することができる。
【００７１】
上述した式はあくまで一例であり、変形例におけるサーチ範囲の設定の処理が上述した式に限定されることはない。但し、パイロット信号の送信周期が短くなればなるほどサーチ範囲が短くなるようにサーチ範囲を設定することが好ましい。つまり、パイロット信号の送信周期とサーチ範囲とが比例するようにサーチ範囲を設定することが好ましい。同様に、送信タイミングの実際の調整量少なくなればなるほどサーチ範囲が短くなるようにサーチ範囲を設定することが好ましい。つまり、送信タイミングの実際の調整量とサーチ範囲とが比例するようにサーチ範囲を設定することが好ましい。
【００７２】
（２）第２実施形態
図１０及び図１１を参照して、第２実施形態の無線通信システム２について説明する。第２実施形態の無線通信システム２では、第１実施形態の無線通信システム１と比較して、無線基地局１０２の構成及び処理の一部（より具体的には、無線基地局１０２が備える受信処理部１５１の構成及び処理）が異なっている。以下、第２実施形態の無線通信システム２について、第１実施形態の無線通信システム１との相違点（つまり、無線基地局１０２）を中心に説明を進める。第１実施形態の無線通信システム１と同一の構成及び処理については、同一の参照符号及びステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
【００７３】
第２実施形態の無線通信システム２における全体構成及び移動端末３００の構成は、第１実施形態の無線通信システム１における全体構成及び移動端末３００の構成と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００７４】
（２−１）無線基地局
図１０を参照して、第２実施形態の無線通信システム２が備える無線基地局１０２について説明する。以下の説明では、第２実施形態の無線基地局１０２における受信処理部１５１以外の構成（つまり、ＲＦ処理部１２０、変換処理部１３０、送信処理部１４０及びスケジューラ部１６０）が、第１実施形態の無線基地局１０１と同一となる例について説明する。従って、以下では説明の簡略化のため、第２実施形態の無線基地局１０２における受信処理部１５１について説明を進める。図１０は、第２実施形態の無線基地局１０２における受信処理部１５１の構成の一例を示すブロック図である。
【００７５】
図１０に示すように、第２実施形態の無線基地局１０２における受信処理部１５１は、第１実施形態の無線基地局１０１における受信処理部１５０と同様に、誤り訂正復号器１５１１と、ＩＤＦＴ部１５１６と、データ復調部１５１２と、データ・パイロット信号分離部１４１３と、ＦＦＴ部１５１４と、ＣＰ除去部１５１５と、パイロット信号復調部１５１７と、タイミング検出部１５２０と、ＴＡＣ平均部１５３１と、サーチ範囲設定部１５３２を備えている。
【００７６】
第２実施形態の無線基地局１０２における受信処理部１５１は更に、「検出手段」の一実施例に相当する処理量監視部１５３３を備えている。処理量監視部１５３３は、無線基地局１０２の各構成要素の稼動状況を収集すると共に、当該稼動状況から無線基地局１０２の処理量Ｐを算出する。或いは、処理量監視部１５３３は、無線基地局１０２の各構成要素のうちの受信処理部１５１内の各種構成要素の稼動状況を収集すると共に、当該稼動状況から受信処理部１５１の処理量Ｐを算出する。処理量Ｐとしては、任意のパラメータを採用してもよいが、無線基地局１０２（或いは、受信処理部１５１）の負荷率や稼働率等が一例として例示される。
【００７７】
（２−２）処理説明
図１１を参照して、第２実施形態に係る無線基地局１０２の処理（具体的には、処理量監視部１５３３、並びにＴＡＣ平均部１５３１及びサーチ範囲設定部１５３２の処理）の流れについて説明する。図１１は、第２実施形態に係る無線基地局１０２の処理（具体的には、処理量監視部１５３３、並びにＴＡＣ平均部１５３１及びサーチ範囲設定部１５３２の処理）の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７８】
図１１に示すように、タイミング検出部１５２０は、各移動端末３００より送信されるＵＬデータ信号に含まれるパイロット信号に基づいてtiming advance commandを生成する（ステップＳ１０１）。ＴＡＣ平均部１５３１は、timing advance commandの平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出する（ステップＳ１０２）。ＴＡＣ平均部１５３１は、平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出した回数ＡＶＥ＿ｔｏｔａｌをカウントアップする（ステップＳ１０３）。
【００７９】
処理量監視部１５３３は、算出した処理量Ｐが所定の閾値Ｐ＿ｔｈよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１１）。
【００８０】
ステップＳ１１１における判定の結果、受信処理部１５１の処理量Ｐが所定の閾値Ｐ＿ｔｈよりも小さいと判定された場合には（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、サーチ範囲設定部１５３２は、サーチ範囲として、デフォールトの設定範囲を設定する（ステップＳ１０８）。
【００８１】
ステップＳ１１１における判定の結果、受信処理部１５１の処理量Ｐが所定の閾値Ｐ＿ｔｈよりも小さくないと判定された場合には（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、ＴＡＣ平均部１５３１は、無線基地局１０１が通信を開始してから平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出した累計の回数ＡＶＥ＿ｔｏｔａｌが、ステップＳ１０２において移動平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出する際の移動平均化回数ＡＶＥよりも小さいかを判定する（ステップＳ１０４）。
【００８２】
ステップＳ１０４における判定の結果、平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出した回数ＡＶＥ＿ｔｏｔａｌが移動平均化回数ＡＶＥよりも小さいと判定された場合には（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、サーチ範囲設定部１５３２は、サーチ範囲として、デフォールトの設定範囲を設定する（ステップＳ１０８）。
【００８３】
ステップＳ１０４における判定の結果、平均値ＴＡ＿ａｖｅを算出した回数ＡＶＥ＿ｔｏｔａｌが移動平均化回数ＡＶＥよりも小さくないと判定された場合には（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ＴＡＣ平均部１５３１は、ステップＳ１０２において算出された平均値ＴＡ＿ａｖｅが、所定の閾値ＴＡ＿ｔｈよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
【００８４】
ステップＳ１０６における判定の結果、平均値ＴＡ＿ａｖｅが、所定の閾値ＴＡ＿ｔｈよりも小さくないと判定された場合には（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、サーチ範囲設定部１５３２は、サーチ範囲として、デフォールトの設定範囲（例えば、デフォールト設定された全範囲）を設定する（ステップＳ１０８）。
【００８５】
ステップＳ１０６における判定の結果、平均値ＴＡ＿ａｖｅが、所定の閾値ＴＡ＿ｔｈよりも小さいと判定された場合には（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、サーチ範囲設定部１５３２は、パイロット信号（つまり、timing advance commandを算出する際に参照するパイロット信号）の送信周期に応じてサーチ範囲を設定する（ステップＳ１０７）。
【００８６】
第２実施形態の無線基地局１０２は、上述した第１実施形態の無線基地局１０１が享受する各種効果と同様の効果を享受することができる。
【００８７】
第２実施形態の無線基地局１０２は、無線基地局１０２（或いは、受信処理部１５１）の処理量Ｐに応じて、サーチ範囲を可変に設定するか又はサーチ範囲をデフォールトの設定範囲に設定するかを決定することができる。より具体的には、第２実施形態の無線基地局１０２は、無線基地局１０２（或いは、受信処理部１５１）の処理量Ｐが相対的に低い場合には、サーチ範囲をデフォールトの設定範囲に設定することができる。つまり、無線基地局１０２（或いは、受信処理部１５１）の処理量Ｐが相対的に低いがゆえに処理能力に余裕がある場合には、サーチ範囲をデフォールトの設定範囲に設定する（言い換えれば、相対的に長くなるように設定する）ことができる。サーチ範囲をデフォールトの設定範囲に設定したとしても、処理能力に余裕があるがゆえに、無線基地局１０２（或いは、受信処理部１５１）は、遅延プロファイル情報の生成やtiming advance commandの生成を適切に行うことができる。従って、通信品質のより一層の安定化を適切に図ることができる。一方で、第２実施形態の無線基地局１０２は、無線基地局１０２（或いは、受信処理部１５１）の処理量Ｐが相対的に高い場合には、サーチ範囲を可変に設定することができる。つまり、無線基地局１０２（或いは、受信処理部１５１）の処理量Ｐが相対的に高いがゆえに処理能力に余裕がない場合には、サーチ範囲を可変に設定する（言い換えれば、相対的に短くなるように設定する）ことができる。従って、遅延プロファイル情報の生成やtiming advance commandの生成に要する処理負荷を低減することができる。このため、無線基地局１０２（或いは、受信処理部１５１）の処理能力に余裕がないことに起因する処理の不安定化を抑制することができる。
【００８８】
上述の閾値Ｐ＿ｔｈとしては、無線基地局１０２における処理の安定性を考慮しながら、適切な通信品質（或いは、処理品質）を維持できるような値が設定されることが好ましい。また、閾値Ｐ＿ｔｈは、無線基地局１０２に対して共通に設定されることが好ましい。つまり、無線基地局１０２が複数の移動端末３００と通信をする場合であっても、閾値Ｐ＿ｔｈは、複数の移動端末３００に共通に設定されることが好ましい。
【００８９】
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
【００９０】
（付記１）
移動端末より送信される送信信号中に離散的に含まれ且つ前記移動端末における前記送信信号の送信タイミングを調整するために参照されるパイロット信号を取得する取得手段と、前記パイロット信号に基づいて、前記移動端末における前記送信信号の送信タイミングを調整する調整手段と、前記パイロット信号の送信周期に基づいて、前記調整手段により前記送信タイミングが調整される期間である調整期間を変更する変更手段とを備えることを特徴とする無線基地局。
【００９１】
（付記２）
前記変更手段は、前記調整期間の初期設定値と比較して前記調整期間が短くなるように前記調整期間を変更することを特徴とする付記１に記載の無線基地局。
【００９２】
（付記３）
前記変更手段は、前記パイロット信号の送信周期が短くなるほど前記調整期間が短くなるように前記調整期間を変更することを特徴とする付記２に記載の無線基地局。
【００９３】
（付記４）
前記変更手段は、前記パイロット信号の送信周期及び前記送信タイミングの調整量の夫々に基づいて前記調整期間を変更することを特徴とする付記１から３のいずれか一項に記載の無線基地局。
【００９４】
（付記５）
前記変更手段は、前記調整期間が、前記送信タイミングの調整量に比例する第１パラメータ及び前記パイロット信号の送信周期に比例する第２パラメータの和と一致するように前記調整期間を変更することを特徴とする付記４に記載の無線基地局。
【００９５】
（付記６）
前記変更手段は、前記送信タイミングの調整量の平均値がＴＡであり、所定の係数がｋであり、前記パイロット信号の送信周期がＴであり、前記移動端末の移動速度がｖであり、光速度がｃである場合に、前記調整期間がＴＡ×ｋ＋（Ｔ×ｖ）／ｃとなるように前記調整期間を変更することを特徴とする付記４に記載の無線基地局。
【００９６】
（付記７）
前記送信タイミングの調整量の平均値を算出する算出手段を更に備え、前記変更手段は、前記算出手段により算出される前記送信タイミングの調整量の平均値が所定の第１閾値未満となる場合に、前記調整期間を変更することを特徴とする付記１から６のいずれか一項に記載の無線基地局。
【００９７】
（付記８）
前記算出手段は、前記送信タイミングの調整量の絶対値の平均値を算出し、前記変更手段は、前記算出手段により算出される前記送信タイミングの調整量の絶対値の平均値が前記第１閾値未満となる場合に、前記調整期間を変更することを特徴とする付記７に記載の無線基地局。
【００９８】
（付記９）
前記算出手段は、前記送信タイミングの調整量の所定期間中の移動平均値を算出し、前記変更手段は、前記算出手段により算出される前記送信タイミングの調整量の所定期間中の移動平均値が前記第１閾値未満となる場合に、前記調整期間を変更することを特徴とする付記７又は８に記載の無線基地局。
【００９９】
（付記１０）
前記算出手段は、前記送信タイミングの調整量の所定期間中の移動平均値に加えて、当該無線基地局が通信を開始してから前記移動平均値を算出した累計回数及び前記移動平均値を算出する際の移動平均化回数の夫々を算出し、前記変更手段は、前記累計回数が前記移動平均化回数未満となる場合に、前記調整期間を変更しないことを特徴とする付記９に記載の無線基地局。
【０１００】
（付記１１）
当該無線基地局における処理負荷を検出する検出手段を更に備え、前記変更手段は、(i)前記検出手段により検出される前記処理負荷が所定の第２閾値以上となる場合に前記調整期間を変更し、(ii)前記検出手段により検出される前記処理負荷が所定の第２閾値未満となる場合に前記調整期間を変更しないことを特徴とする付記１から１０のいずれか一項に記載の無線基地局。
【０１０１】
（付記１２）
当該無線基地局は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式又はＷｉＭａｘ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）方式に準拠した無線基地局であることを特徴とする付記１から１１のいずれか一項に記載の無線基地局。
【０１０２】
（付記１３）
移動端末と通信を行う無線基地局における通信方法であって、前記移動端末より送信される送信信号中に離散的に含まれ且つ前記移動端末における前記送信信号の送信タイミングを調整するために参照されるパイロット信号を取得する取得工程と、前記パイロット信号に基づいて、前記移動端末における前記送信信号の送信タイミングを調整する調整工程と、前記パイロット信号の送信周期に基づいて、前記調整工程において前記送信タイミングが調整される期間である調整期間を変更する変更工程とを備えることを特徴とする通信方法。
【符号の説明】
【０１０３】
１  無線通信システム
１０１、１０２  無線基地局
１１０  アンテナ
１２０  ＲＦ処理部
１２１１  送信ＲＦ部
１２２１  受信ＲＦ部
１３０  変換処理部
１３１１  Ｄ／Ａ変換部
１３２１  Ａ／Ｄ変換部
１４０  送信処理部
１４１１  誤り訂正符号器
１４１２  データ変調部
１４１３  データ・パイロット信号多重部
１４１４  ＩＦＦＴ部
１４１５  ＣＰ挿入部
１５０  受信処理部
１５１１  誤り訂正復号器
１５１２  データ復調部
１５１３  データ・パイロット信号分離部
１５１４  ＦＦＴ部
１５１５  ＣＰ除去部
１５１６  ＩＤＦＴ部
１５１７  パイロット信号復調部
１５２０  タイミング検出部
１５３１  ＴＡＣ平均部
１５３２  サーチ範囲設定部
１５３３  処理量監視部
１６０  スケジュール部
２００  セル
３００  移動端末
３１０  アンテナ
３２０  ＲＦ処理部
３２１１  送信ＲＦ部
３２２１  受信ＲＦ部
３３０  変換処理部
３３１１  Ｄ／Ａ変換部
３３２１  Ａ／Ｄ変換部
３４０  送信処理部
３５０  受信処理部
３６０  端末制御部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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