(57)【要約】【課題】  周波数オフセットが通信データに与える影響を適切に除去すること。【解決手段】  第１参照信号と、通信データと、第２参照信号と、をこの順で含むバースト信号の受信タイミングを、該第１参照信号に基づいて仮決定する受信タイミング仮決定部５４と、前記第２参照信号に対して互いに異なる複数の所与の周波数オフセット逆偏移量をそれぞれ与え、かつ前記取得した受信タイミングに基づいて該第２参照信号を受信する場合の受信品質を示す受信品質情報を、該各周波数オフセット逆偏移量について取得し、取得した受信品質情報に基づいて周波数オフセット逆偏移量を選択する最適周波数オフセット逆偏移量及び最適受信ウエイト決定部５５と、前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて前記通信データについての信号点の判定を行う記憶・合成・復調・復号部５７と、を含むことを特徴とする基地局装置２０。【選択図】図３
2006333143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１参照信号である部分と、通信データである部分と、第２参照信号である部分と、をこの順で含むバースト信号を受信するバースト信号受信手段と、
前記第１参照信号に基づいて、前記バースト信号の受信タイミングを取得する受信タイミング取得手段と、
前記第２参照信号に対して互いに異なる複数の所与の周波数オフセット逆偏移量をそれぞれ与え、かつ前記取得した受信タイミングに基づいて該第２参照信号を受信する場合の受信品質を示す受信品質情報を、該各周波数オフセット逆偏移量について取得する受信品質情報取得手段と、
前記受信品質情報取得手段により取得された受信品質情報に基づいて周波数オフセット逆偏移量を選択する選択手段と、
前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記通信データについての信号点の判定を行う通信データ信号点判定手段と、
を含むことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記選択手段は、前記受信品質情報取得手段における受信品質情報の取得の際に与えた周波数オフセット逆偏移量のうち、該取得された受信品質情報により示される受信品質が最もよい周波数オフセット逆偏移量を選択する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無線通信装置において、
前記バースト信号受信手段により受信された前記バースト信号に含まれる通信データを記憶する記憶手段、
をさらに含み、
前記通信データ信号点判定手段は、前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記記憶される通信データについての信号点の判定を行う、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信装置において、
当該無線通信装置は複数のアンテナを備え、
前記バースト信号受信手段は、前記各アンテナにそれぞれ到来する前記バースト信号を、アンテナごとに受信し、
前記受信タイミング取得手段は、前記各バースト信号に含まれる第１参照信号に基づいて、該各バースト信号の受信タイミングを取得し、
前記受信品質情報取得手段は、前記各バースト信号に含まれる第２参照信号に対して、互いに異なる複数の所与の周波数オフセット逆偏移量をそれぞれ与え、かつ前記取得した受信タイミングに基づいて該各第２参照信号を受信する場合の受信品質を示す受信品質情報を、該各周波数オフセット逆偏移量について取得し、
前記選択手段は、前記受信品質情報取得手段により取得された受信品質情報に基づいて周波数オフセット逆偏移量を選択し、
前記通信データ信号点判定手段は、前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記通信データである部分についての信号点の判定を行い、
当該無線通信装置は、
前記受信品質情報算出手段により所定の受信品質を示す受信品質情報が算出された場合の、前記周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記アンテナ間における前記通信データの関係を示す受信ウエイトを算出する受信ウエイト算出手段と、
前記算出した受信ウエイトに基づいて前記各アンテナにおいて受信された前記通信データを合成する信号合成手段と、
をさらに含む、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の無線通信装置において、
前記受信ウエイト算出手段により算出された受信ウエイトに基づいて、前記各アンテナから通信データを送信する際の送信電力を決定する送信電力決定手段と、
前記決定された送信電力で、前記各アンテナから通信データを送信する通信データ送信手段と、
をさらに含むことを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
第１参照信号である部分と、通信データである部分と、第２参照信号である部分と、をこの順で含むバースト信号を送信する送信手段、
を含む第１無線通信装置と、
前記送信されたバースト信号を受信するバースト信号受信手段と、
前記第１参照信号に基づいて、前記バースト信号の受信タイミングを取得する受信タイミング取得手段と、
前記第２参照信号に対して互いに異なる複数の所与の周波数オフセット逆偏移量をそれぞれ与え、かつ前記取得した受信タイミングに基づいて該第２参照信号を受信する場合の受信品質を示す受信品質情報を、該各周波数オフセット逆偏移量について取得する受信品質情報取得手段と、
前記受信品質情報取得手段により取得された受信品質情報に基づいて周波数オフセット逆偏移量を選択する選択手段と、
前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記通信データについての信号点の判定を行う通信データ信号点判定手段と、
を含む第２無線通信装置と、
を含むことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
第１参照信号である部分と、通信データである部分と、第２参照信号である部分と、をこの順で含むバースト信号を受信するバースト信号受信ステップと、
前記第１参照信号に基づいて、前記バースト信号の受信タイミングを取得する受信タイミング取得ステップと、
前記第２参照信号に対して互いに異なる複数の所与の周波数オフセット逆偏移量をそれぞれ与え、かつ前記取得した受信タイミングに基づいて該第２参照信号を受信する場合の受信品質を示す受信品質情報を、該各周波数オフセット逆偏移量について取得する受信品質情報取得ステップと、
前記受信品質情報取得ステップにおいて取得された受信品質情報に基づいて周波数オフセット逆偏移量を選択する選択ステップと、
前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記通信データについての信号点の判定を行う通信データ信号点判定ステップと、
を含むことを特徴とする受信品質向上方法。
【請求項８】
第１参照信号である部分と、通信データである部分と、第２参照信号である部分と、をこの順で含むバースト信号を受信するバースト信号受信手段、
前記第１参照信号に基づいて、前記バースト信号の受信タイミングを取得する受信タイミング取得手段、
前記第２参照信号に対して互いに異なる複数の所与の周波数オフセット逆偏移量をそれぞれ与え、かつ前記取得した受信タイミングに基づいて該第２参照信号を受信する場合の受信品質を示す受信品質情報を、該各周波数オフセット逆偏移量について取得する受信品質情報取得手段、
前記受信品質情報取得手段により取得された受信品質情報に基づいて周波数オフセット逆偏移量を選択する選択手段、及び
前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記通信データについての信号点の判定を行う通信データ信号点判定手段、
としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信装置、無線通信システム、受信品質向上方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線通信システムでは、ドップラー効果やフェージングのために、受信信号に周波数オフセット（本来受信されるべき周波数からの偏移）が生じることがある。周波数オフセットがあると、受信側無線通信装置における信号の受信性能が下がってしまう場合がある。サンプリングの際に取得される受信信号のＩＱ平面上の信号点が本来の信号点より位相回転してしまうため、誤った信号点を受信信号の信号点と判定してしまう可能性が高まり、信号の受信性能が下がってしまうのである。
【０００３】
このような受信性能の低下を抑えるため、従来の受信側無線通信装置には、バースト信号として送信される通信信号の先頭位置に含まれる既知の同期タイミング取得用参照信号を利用して、該バースト信号に含まれる通信データの周波数オフセット分を補正する周波数オフセット補正処理を実施するようにしているものがある。この同期タイミング取得用参照信号は、受信側無線通信装置が、受信信号と、記憶している同期タイミング取得用参照信号と、の相関を算出することで受信信号における同期タイミング取得用参照信号の位置を検出することにより、バースト信号に含まれる通信データの受信タイミングを検出するためのものである。
【０００４】
以下、１つのバースト信号についての周波数オフセットは一定であるとして、上記周波数オフセット補正処理について具体的に説明する。周波数オフセットがあると、バースト信号の先頭から末尾にかけて徐々に信号点の位相回転量が蓄積していく。周波数オフセットが一定である場合には、このように蓄積していく位相回転量の増加量は、周波数オフセットの偏移量に応じた一定値となる。そこで、同期タイミング取得用参照信号に、この信号点の回転を打ち消すように、位相回転量が逆方向に一定の所定割合で増加する周波数オフセット逆偏移量を与え、最も同期タイミング取得用参照信号の受信性能がよくなったところの周波数オフセット逆偏移量に基づいて通信データを補正することにより、周波数オフセットによる受信性能の低下を抑えている。
【０００５】
なお、特許文献１には、周波数オフセットを測定する装置の例が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−６９０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記同期タイミング取得用参照信号は必ず通信データの前に受信される。また、通信のスループットを確保する必要があるため、同期タイミング取得用参照信号をあまり長くすることは適切でない。一方、上述のように周波数オフセットによる信号点の回転量はバースト信号の先頭から末尾にかけて徐々に大きくなっていくため、同期タイミング取得用参照信号の末尾における信号点の位相回転量が同期タイミング取得用参照信号の受信性能に影響を与えない程度（同期タイミング取得用参照信号によって検出できない程度）であったとしても、通信データの末尾においては無視できない位相回転量になってしまっている場合がある。このような場合、周波数オフセットが通信データに与える影響を適切に補正することができず、信号の受信性能が下がってしまっていた。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的の一つは、周波数オフセットが通信データに与える影響を適切に除去することができる無線通信装置、無線通信システム、受信品質向上方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明に係る無線通信装置は、第１参照信号である部分と、通信データである部分と、第２参照信号である部分と、をこの順で含むバースト信号を受信するバースト信号受信手段と、前記第１参照信号に基づいて、前記バースト信号の受信タイミングを取得する受信タイミング取得手段と、前記第２参照信号に対して互いに異なる複数の所与の周波数オフセット逆偏移量をそれぞれ与え、かつ前記取得した受信タイミングに基づいて該第２参照信号を受信する場合の受信品質を示す受信品質情報を、該各周波数オフセット逆偏移量について取得する受信品質情報取得手段と、前記受信品質情報取得手段により取得された受信品質情報に基づいて周波数オフセット逆偏移量を選択する選択手段と、前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記通信データについての信号点の判定を行う通信データ信号点判定手段と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、第１参照信号により取得した受信タイミングで第２参照信号を受信するので、第２参照信号の信号点の周波数オフセットによる位相回転量は、１つのバースト信号についての周波数オフセットが一定であれば、第１参照信号又は通信データに比べて大きくなる。このため、第２参照信号の受信品質は、第１参照信号や通信データに比べ、一般的に悪くなる。本発明では、この第２参照信号の受信品質に基づいて選択された周波数オフセット逆偏移量に基づいて通信データである部分についての信号点の判定を行うため、通信データの受信品質が少なくとも第２参照信号の受信品質以上となるようにすることができ、周波数オフセットが通信データに与える影響を適切に除去することができるようになる。
【００１０】
なお、上記無線通信装置において、前記選択手段は、前記受信品質情報取得手段における受信品質情報の取得の際に与えた周波数オフセット逆偏移量のうち、該取得された受信品質情報により示される受信品質が最もよい周波数オフセット逆偏移量を選択する、こととしてもよい。
【００１１】
また、上記無線通信装置において、前記バースト信号受信手段により受信された前記バースト信号に含まれる通信データを記憶する記憶手段、をさらに含み、前記通信データ信号点判定手段は、前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記記憶される通信データについての信号点の判定を行う、こととしてもよい。
【００１２】
本発明によれば、通信データを記憶しておくので、通信データより後に受信される第２参照信号の受信品質に基づいて選択された周波数オフセット逆偏移量に基づいて、通信データについての信号点の判定を行うことができるようになる。
【００１３】
また、上記無線通信装置において、当該無線通信装置は複数のアンテナを備え、前記バースト信号受信手段は、前記各アンテナにそれぞれ到来する前記バースト信号を、アンテナごとに受信し、前記受信タイミング取得手段は、前記各バースト信号に含まれる第１参照信号に基づいて、該各バースト信号の受信タイミングを取得し、前記受信品質情報取得手段は、前記各バースト信号に含まれる第２参照信号に対して、互いに異なる複数の所与の周波数オフセット逆偏移量をそれぞれ与え、かつ前記取得した受信タイミングに基づいて該各第２参照信号を受信する場合の受信品質を示す受信品質情報を、該各周波数オフセット逆偏移量について取得し、前記選択手段は、前記受信品質情報取得手段により取得された受信品質情報に基づいて周波数オフセット逆偏移量を選択し、前記通信データ信号点判定手段は、前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記通信データである部分についての信号点の判定を行い、当該無線通信装置は、前記受信品質情報算出手段により所定の受信品質を示す受信品質情報が算出された場合の、前記周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記アンテナ間における前記通信データの関係を示す受信ウエイトを算出する受信ウエイト算出手段と、前記算出した受信ウエイトに基づいて前記各アンテナにおいて受信された前記通信データを合成する信号合成手段と、をさらに含む、こととしてもよい。
【００１４】
このようにすることにより、複数のアンテナから構成されるアダプティブアレイアンテナを備える無線通信装置において、最適な周波数オフセット逆偏移量により信号点判定を行った上で、各アンテナで受信される通信データを合成することができるので、アダプティブアレイアンテナを使用する場合でも、適切に周波数オフセットが通信データに与える影響を除去することができるようになる。
【００１５】
また、上記無線通信装置において、前記受信ウエイト算出手段により算出された受信ウエイトに基づいて、前記各アンテナから通信データを送信する際の送信電力を決定する送信電力決定手段と、前記決定された送信電力で、前記各アンテナから通信データを送信する通信データ送信手段と、をさらに含むこととしてもよい。
【００１６】
このようにすれば、算出した受信ウエイトを通信データの送信の際の送信電力に反映させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る無線通信システムは、第１参照信号である部分と、通信データである部分と、第２参照信号である部分と、をこの順で含むバースト信号を送信する送信手段、を含む第１無線通信装置と、前記送信されたバースト信号を受信するバースト信号受信手段と、前記第１参照信号に基づいて、前記バースト信号の受信タイミングを取得する受信タイミング取得手段と、前記第２参照信号に対して互いに異なる複数の所与の周波数オフセット逆偏移量をそれぞれ与え、かつ前記取得した受信タイミングに基づいて該第２参照信号を受信する場合の受信品質を示す受信品質情報を、該各周波数オフセット逆偏移量について取得する受信品質情報取得手段と、前記受信品質情報取得手段により取得された受信品質情報に基づいて周波数オフセット逆偏移量を選択する選択手段と、前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記通信データについての信号点の判定を行う通信データ信号点判定手段と、を含む第２無線通信装置と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る受信品質向上方法は、第１参照信号である部分と、通信データである部分と、第２参照信号である部分と、をこの順で含むバースト信号を受信するバースト信号受信ステップと、前記第１参照信号に基づいて、前記バースト信号の受信タイミングを取得する受信タイミング取得ステップと、前記第２参照信号に対して互いに異なる複数の所与の周波数オフセット逆偏移量をそれぞれ与え、かつ前記取得した受信タイミングに基づいて該第２参照信号を受信する場合の受信品質を示す受信品質情報を、該各周波数オフセット逆偏移量について取得する受信品質情報取得ステップと、前記受信品質情報取得ステップにおいて取得された受信品質情報に基づいて周波数オフセット逆偏移量を選択する選択ステップと、前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記通信データについての信号点の判定を行う通信データ信号点判定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係るプログラムは、第１参照信号である部分と、通信データである部分と、第２参照信号である部分と、をこの順で含むバースト信号を受信するバースト信号受信手段、前記第１参照信号に基づいて、前記バースト信号の受信タイミングを取得する受信タイミング取得手段、前記第２参照信号に対して互いに異なる複数の所与の周波数オフセット逆偏移量をそれぞれ与え、かつ前記取得した受信タイミングに基づいて該第２参照信号を受信する場合の受信品質を示す受信品質情報を、該各周波数オフセット逆偏移量について取得する受信品質情報取得手段、前記受信品質情報取得手段により取得された受信品質情報に基づいて周波数オフセット逆偏移量を選択する選択手段、前記選択した周波数オフセット逆偏移量に基づいて、前記通信データについての信号点の判定を行う通信データ信号点判定手段、としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係る移動体通信システム１０の構成図である。同図に示すように、本実施の形態に係る移動体通信システム１０は基地局装置２０、移動局装置３０、通信ネットワーク４０を含んで構成されている。そして、通信ネットワーク４０と移動局装置３０とは、基地局装置２０を経由する通信を行う。
【００２２】
基地局装置２０は、図２に示すように、制御部２１と、記憶部２２と、無線通信部２３と、ネットワークインターフェイス部２４と、を含んで構成されている。
【００２３】
制御部２１は、基地局装置２０の各部を制御し、通話、データ通信、又はパケット通信に関わる処理を実行している。また、アナログ信号に含まれる信号点を判定するためのサンプリング処理を行うことによって、アナログ信号をデジタル信号に変換し、通信データを取得する処理も行う。さらに、受信した通信信号に対する周波数オフセットの影響を除去するための周波数オフセット除去処理も行う。詳細は後述する。
【００２４】
記憶部２２は、制御部２１のワークメモリとして動作する。また、この記憶部２２は、制御部２１によって行われる各種処理に関わるプログラムやパラメータを保持している。さらに、記憶部２２は、後述する同期タイミング取得用参照信号及び周波数オフセット補正用参照信号も記憶している。
【００２５】
無線通信部２３は、空中線を備え、移動局装置３０からの音声信号や通信用パケット等をそれぞれ受信して復調し、制御部２１に出力したり、制御部２１から入力される指示に従って、制御部２１から入力される音声信号や通信用パケット等を変調して空中線を介して出力したり、といった処理を行う。
【００２６】
さらに、本実施の形態では、無線通信部２３は複数の空中線を備えており、基地局装置２０は、該各空中線をアダプティブアレイアンテナとして利用している。すなわち、基地局装置２０は、各アンテナで受信される信号の受信電力から移動局装置３０に対する指向性を決定するための受信ウエイトを取得する。次に、基地局装置２０は、受信ウエイトに基づいて送信ウエイトを算出する。そして、基地局装置２０は、算出した送信ウエイトに基づき、移動局装置３０に対する指向性を持った電波により信号の送信を行うようにしている。このようにすることにより、電波の指向性を利用した空間的な多重を実現している（空間分割多重，ＳＤＭＡ）。
【００２７】
ネットワークインターフェイス部２４は、通信ネットワーク４０と接続されており、通信ネットワーク４０からの音声信号や通信用パケット等を受信して制御部２１に出力したり、制御部２１の指示に従って音声信号や通信用パケット等を通信ネットワーク４０に対して送信したりする。
【００２８】
無線通信においては、上述のように周波数オフセットが生ずることがある。この周波数オフセットが生ずると、受信タイミングがずれてしまい、受信品質が悪くなる。そこで、本実施の形態では、周波数オフセットが通信データに与える影響を除去するため、同期タイミング取得用参照信号（第１参照信号）と通信データと周波数オフセット補正用参照信号（第２参照信号）をこの順で含むバースト信号を、通信信号として使用する。そして、同期タイミング取得用参照信号によって受信タイミングを仮決定した上で、同期タイミング取得用参照信号と周波数オフセット補正用参照信号に基づいて、周波数オフセットの影響を除去するための周波数オフセット除去処理を行い、受信タイミング及び上記受信ウエイトを決定する。
【００２９】
より具体的には、周波数オフセット分だけ強制的に逆偏移させ、最も受信品質のよくなる逆偏移の量（周波数オフセット逆偏移量）を求める。そして、求めた周波数オフセット逆偏移量に基づき、受信タイミング及び上記受信ウエイトを決定する。
【００３０】
以下、本実施の形態にかかる周波数オフセット除去処理について、基地局装置２０の機能ブロック図及び処理フロー図を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
図３は、基地局装置２０の機能ブロックを示す機能ブロック図である。同図に示すように、基地局装置２０は、機能的には、ｎ個（ｎは２以上の整数）の送受信部５１を含んでいる。さらに、基地局装置２０は、同期タイミング取得用参照信号取得部５２と、周波数オフセット補正用参照信号取得部５３と、受信タイミング仮決定部５４と、最適周波数オフセット逆偏移量及び最適受信ウエイト決定部５５と、受信タイミング決定部５６と、記憶・合成・復調・復号部５７と、送信ウエイト決定部５８と、符号化・変調・分配部５９と、を含んでいる。
【００３２】
なお、送受信部５１は無線通信部２３により、同期タイミング取得用参照信号取得部５２、周波数オフセット補正用参照信号取得部５３、受信タイミング仮決定部５４、最適周波数オフセット逆偏移量及び最適受信ウエイト決定部５５、受信タイミング決定部５６、送信ウエイト決定部５８、及び符号化・変調・分配部５９は制御部２１により、記憶・合成・復調・復号部５７は制御部２１及び記憶部２２により実現されている。
【００３３】
図５は、通信信号補正処理の処理フローを示すフロー図である。以下、同図を参照しながら、図３に示す各機能ブロックについての説明を進める。
【００３４】
各送受信部５１は空中線を備えており、空中線に到来した無線信号を受信し、同期タイミング取得用参照信号取得部５２、周波数オフセット補正用参照信号取得部５３、及び記憶・合成・復調・復号部５７に出力する（Ｓ１００）。また、各送受信部５１は、符号化・変調・分配部５９から入力される通信信号を無線信号に変換し、空中線から送信する処理も行う。
【００３５】
図４は、送受信部５１により受信される無線信号の構成を示す図である。移動局装置３０は、所定量のデータを一塊のバースト信号として送信している。そして、同図に示すように、該バースト信号は、同期タイミング取得用参照信号である部分と、通信データである部分と、周波数オフセット補正用参照信号である部分と、をこの順で含んで構成されている。
【００３６】
同期タイミング取得用参照信号取得部５２は、バースト信号に含まれる同期タイミング取得用参照信号を取得する（Ｓ１０２）。具体的には、無線信号と、記憶部２２に記憶される同期タイミング取得用参照信号と、の相関を取得し、相関度が高い部分を同期タイミング取得用参照信号であると判断する。
【００３７】
次に、同期タイミング取得用参照信号取得部５２及び受信タイミング仮決定部５４は、バースト信号の受信タイミングを仮決定するための受信タイミング仮決定処理を行う（Ｓ１０４）。
【００３８】
以下、図６に示す処理フロー図を参照しながら、受信タイミング仮決定処理について具体的に説明する。受信タイミング仮決定部５４は同期タイミング取得用参照信号取得部５２に対し１以上の受信タイミングを入力する（Ｓ２００，Ｓ２０６）。同期タイミング取得用参照信号取得部５２は入力された各受信タイミングにそれぞれ基づいて、各送受信部５１において受信された無線信号を示す入力ベクトルと記憶される同期タイミング取得用参照信号との相関を示す相関ベクトルを計算する（Ｓ２０２）。さらに、入力ベクトルの相関行列を算出し、相関ベクトルと相関行列とに基づき、受信された無線信号と記憶される同期タイミング取得用参照信号との誤差を示す最小二乗誤差を算出する（Ｓ２０４）。この最小二乗誤差の値は、受信された無線信号の受信品質を表す受信品質情報である。
【００３９】
受信タイミング仮決定部５４は、同期タイミング取得用参照信号取得部５２に入力した受信タイミングのうち、最小二乗誤差が最も小さくなる受信タイミングを通信信号の受信タイミングとして仮決定し（Ｓ２０８）、周波数オフセット補正用参照信号取得部５３に入力する。
【００４０】
つまり、受信タイミング仮決定部５４は、上記のようにしてバースト信号の先頭位置及びバースト信号に含まれる信号点の時間的間隔を示す受信タイミングを取得し、基地局装置２０と移動局装置３０とが同期できるようにしている。
【００４１】
以上説明した同期タイミング取得用参照信号取得部５２及び受信タイミング仮決定部５４における最小二乗誤差の算出処理を、数式を用いてより詳細に説明する。
【００４２】
まず、送受信部５１から同期タイミング取得用参照信号取得部５２に入力される無線信号を示す入力ベクトルＸ（ｉ）は、式（１）により表される。ここで、ｉはサンプリング時刻を示す整数であり、ｘｋ（ｉ）は送受信部５１−ｋにおけるi番目のサンプリング時刻における入力成分を示している。
【数１】
2006333143.tif 000003
【００４３】
次に、入力ベクトルと記憶される同期タイミング取得用参照信号ｒ（ｉ）との相関を示す相関ベクトルｒＸｒ（ｊ）は式（２）により表される。ここで、ｊは受信タイミング仮決定部５４から同期タイミング取得用参照信号取得部５２に入力される受信タイミングτｊの番号を示す整数である。また、ｍは同期タイミング取得用参照信号の長さを示す整数である。
【数２】
2006333143.tif 000004
【００４４】
また、入力ベクトルの相関行列ＲＸＸ（ｍ）は式（３）により表される。
【数３】
2006333143.tif 000005
【００４５】
そして、以上のように表される相関ベクトルｒＸｒと相関行列ＲＸＸとを用いて、最小二乗誤差Ｅ[|ｅ（ｔ）|２]は式（４）のように表される。なお、Ｅ[|ｒ（ｔ）|２]は記憶される同期タイミング取得用参照信号の電力である。
【数４】
2006333143.tif 000006
【００４６】
同期タイミング取得用参照信号取得部５２及び受信タイミング仮決定部５４は、以上のようにして受信タイミングτｊを変えつつ、最小二乗誤差を求めている。
【００４７】
次に、周波数オフセット補正用参照信号取得部５３は、バースト信号に含まれる周波数オフセット補正用参照信号を取得する（Ｓ１０６）。具体的には、周波数オフセット補正用参照信号取得部５３は、受信タイミング仮決定部５４が仮決定した受信タイミングと、予め記憶しているバースト信号の長さ及びバースト信号中における周波数オフセット補正用参照信号の位置に基づいて、周波数オフセット補正用参照信号の受信タイミングを予測する。そして、予測した受信タイミングの近傍にて、無線信号と、記憶部２２に記憶される同期タイミング取得用参照信号と、の相関を取得し、相関度が高い部分を周波数オフセット補正用参照信号であると判断する。
【００４８】
そして、同期タイミング取得用参照信号取得部５２、周波数オフセット補正用参照信号取得部５３、及び最適周波数オフセット逆偏移量及び最適受信ウエイト決定部５５は、最適周波数オフセット逆偏移量と最適受信ウエイトとを決定する処理を行う。
【００４９】
以下、図７に示す処理フロー図を参照しながら、これらを決定する処理について具体的に説明する。最適周波数オフセット逆偏移量及び最適受信ウエイト決定部５５は、同期タイミング取得用参照信号取得部５２及び周波数オフセット補正用参照信号取得部５３に対し、１以上の周波数オフセット逆偏移量を入力する（Ｓ３００，Ｓ３１４）。周波数オフセット逆偏移量は、周波数オフセットによる通信信号の偏移量を打ち消すためのものである。この時点では周波数オフセット逆偏移量としてどのような量を与えれば受信品質がよくなるか不明であるので、最適周波数オフセット逆偏移量及び最適受信ウエイト決定部５５は、記憶している全ての周波数オフセット逆偏移量を入力することが好適である。
【００５０】
同期タイミング取得用参照信号取得部５２は、入力された各周波数オフセット逆偏移量にそれぞれ基づいて、各送受信部５１において受信された無線信号を示す入力ベクトルと記憶される同期タイミング取得用参照信号との相関を示す相関ベクトルを計算する（Ｓ３０２）。さらに、入力ベクトルの相関行列を算出し、相関ベクトルと相関行列とに基づき、受信された無線信号と記憶される同期タイミング取得用参照信号との誤差を示す最小二乗誤差を算出する（Ｓ３０４）。
【００５１】
また、同期タイミング取得用参照信号取得部５２は、相関ベクトルと相関行列とに基づき、受信された無線信号の受信ウエイトを算出する（Ｓ３０６）。
【００５２】
同様に、周波数オフセット補正用参照信号取得部５３は、入力された各周波数オフセット逆偏移量にそれぞれ基づいて、各送受信部５１において受信された無線信号を示す入力ベクトルと記憶される周波数オフセット補正用参照信号との相関を示す相関ベクトルを計算する（Ｓ３０８）。さらに、入力ベクトルの相関行列を算出し、相関ベクトルと相関行列とに基づき、受信された無線信号と記憶される周波数オフセット補正用参照信号との誤差を示す最小二乗誤差を算出する（Ｓ３１０）。
【００５３】
最適周波数オフセット逆偏移量及び最適受信ウエイト決定部５５は、Ｓ３０４で算出した最小二乗誤差と、Ｓ３１０で算出した最小二乗誤差と、を取得し、これらの平均である平均最小二乗誤差を算出する（Ｓ３１２）。
【００５４】
最適周波数オフセット逆偏移量及び最適受信ウエイト決定部５５は、入力した周波数オフセット逆偏移量のうち、最も平均最小二乗誤差が小さくなる周波数オフセット逆偏移量を通信信号の周波数オフセット逆偏移量として選択決定し（Ｓ３１６）、受信タイミング決定部５６に入力する。
【００５５】
また、最適周波数オフセット逆偏移量及び最適受信ウエイト決定部５５は、上記決定した通信信号の周波数オフセット逆偏移量についてＳ３０６において算出された受信ウエイトを最適受信ウエイトとして決定し、記憶・合成・復調・復号部５７及び送信ウエイト決定部５８に入力する。
【００５６】
以上説明した同期タイミング取得用参照信号取得部５２、周波数オフセット補正用参照信号取得部５３、及び最適周波数オフセット逆偏移量及び最適受信ウエイト決定部５５における最小二乗誤差の算出処理及び受信ウエイトの算出処理を、数式を用いてより詳細に説明する。
【００５７】
周波数オフセット逆偏移量ｆｐ（ｐは整数）を与えた場合、式（２）に示した相関ベクトルは、式（５）のように変形され、ｐの関数ｒＸｒ（ｐ）として表される。なお、ＲＳはシンボルレートである。また、式（５）では受信タイミングを考慮していない。なお、ｒ（ｉ）を周波数オフセット補正用参照信号とすることにより、周波数オフセット補正用参照信号についても同様な計算を行う。
【数５】
2006333143.tif 000007
【００５８】
そして、式（５）に示される相関ベクトルを使用して、式（４）により最小二乗誤差が算出される。
【００５９】
また、受信ウエイトＷ（ｐ）は以下の式（６）により算出される。
【数６】
2006333143.tif 000008
【００６０】
同期タイミング取得用参照信号取得部５２、周波数オフセット補正用参照信号取得部５３、及び最適周波数オフセット逆偏移量及び最適受信ウエイト決定部５５は、以上のようにして周波数オフセット逆偏移量ｆｐを変えつつ、同期タイミング取得用参照信号によって最小二乗誤差及び受信ウエイトを求め、同様に周波数オフセット補正用参照信号によって最小二乗誤差を求めている。
【００６１】
記憶・合成・復調・復号部５７は、受信されるバースト信号を一時記憶している。そして、入力された最適受信ウエイトに基づいて、一時記憶していたバースト信号を合成する（Ｓ１１０）。
【００６２】
さらに、受信タイミング決定部５６は、最適周波数オフセット逆偏移量に基づいて受信タイミングを決定する（Ｓ１１２）。受信タイミングは、上述したようにバースト信号の先頭位置及びバースト信号に含まれる信号点の時間的間隔を示すものである。また、周波数オフセットがあると、バースト信号の時間的間隔が周波数オフセットに応じた量だけ周波数オフセットがない場合に比べて変化するため、受信タイミングが変化する。これに対応するため、受信タイミング決定部５６は、最適周波数オフセット逆偏移量に基づいて、受信タイミングを決定している。そして受信タイミング決定部５６は、決定した受信タイミングを記憶・合成・復調・復号部５７に対して出力する。
【００６３】
記憶・合成・復調・復号部５７は、入力された受信タイミングに基づき、合成後のバースト信号のうち通信データである部分の信号点の判定（サンプリング）を行うことにより、復調・復号を行う（Ｓ１１２）。
【００６４】
また、送信ウエイト決定部５８は、入力された最適受信ウエイトに基づき、送信ウエイトを算出する。この処理において決定される送信ウエイトは、最適受信ウエイトに基づいて決定される受信電波の発信元位置に対する指向性を持って送信電波を送信するよう、決定されるものである。具体的には、送信ウエイトに基づいて各アンテナにおける送信電力が決定される。
【００６５】
以上のように、本実施の形態では、バースト信号の前後にある参照信号に基づいて最適周波数オフセット逆偏移量と最適受信ウエイトを決定し、さらにこれらに基づいて通信データを受信しているので、通信データの受信品質が少なくとも周波数オフセット補正用参照信号の受信品質以上となるようにすることができ、周波数オフセットが通信データに与える影響を適切に除去することができるようになる。
【００６６】
また、記憶・合成・復調・復号部５７は通信データを一時記憶しておくので、通信データより後に受信される周波数オフセット補正用参照信号の受信品質に基づいて選択された周波数オフセット逆偏移量に基づいて、通信データについての信号点の判定を行うことができるようになる。
【００６７】
さらに、アダプティブアレイアンテナを使用する場合にも、最適な周波数オフセット逆偏移量により信号点判定を行った上で、各アンテナで受信される通信データを合成することや、各アンテナから送信する通信データの送信電力を決定することができるので、適切に周波数オフセットが通信データに与える影響を除去することができるようになる。
【００６８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態ではアダプティブアレイアンテナを利用する基地局装置について本発明を適用した場合の実施例について説明したが、単アンテナの無線通信装置であっても、通信信号に周波数オフセットの生ずる可能性のある無線通信装置であればどのようなものにでも適用することが可能である。
【００６９】
また、アダプティブアレイアンテナを利用する基地局装置に適用する場合、厳密には周波数オフセット逆偏移量がアンテナごとに異なることも多い。そこで、上記最小二乗誤差の算出において、アンテナごとに異なる周波数オフセット逆偏移量を与えて、最小二乗誤差を算出するようにしてもよい。
【００７０】
さらに、上記実施の形態では最小二乗誤差を受信品質として使用しているが、例えば信号点の判定まで行った上で、フレームエラーレートなど、デジタル信号に基づいて算出される品質を受信品質として使用することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態に係る移動体通信システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る基地局装置のシステム構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る基地局装置の機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るバースト信号である。
【図５】本発明の実施の形態に係る基地局装置の処理のフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る基地局装置の処理のフロー図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る基地局装置の処理のフロー図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  移動体通信システム、２０  基地局装置、２１  制御部、２２  記憶部、２３  無線通信部、２４  ネットワークインターフェイス部、３０  移動局装置、４０  通信ネットワーク、５１  送受信部、５２  同期タイミング取得用参照信号取得部、５３  周波数オフセット補正用参照信号取得部、５４  受信タイミング仮決定部、５５  最適周波数オフセット逆偏移量及び最適受信ウエイト決定部、５６  受信タイミング決定部、５７  記憶・合成・復調・復号部、５８  送信ウエイト決定部、５９  符号化・変調・分配部。
【図１】
2006333143.tif 000009
【図２】
2006333143.tif 000010
【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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