(57)【要約】【課題】  伝播距離の推定精度を高め、フレーム同期処理の同期精度を向上できる基地局装置、及びその制御方法を提供する。【解決手段】  他の基地局の制御信号に基づいて、送信信号のフレーム同期タイミングを補正する基地局装置であって、他の基地局の制御信号を受信するとともに、その受信タイミングを取得し、受信した制御信号の信号強度を検出し、検出した信号強度に基づいて、他の基地局との間の信号伝播距離による遅延時間を推定し、この推定した遅延時間と、取得した受信タイミングの情報とに基づいて、他の基地局が制御信号を送出したタイミングを推定し、当該推定したタイミングに基づいて送信信号のフレーム同期タイミングを補正する基地局装置である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の基地局の制御信号に基づいて、送信信号のフレーム同期タイミングを補正する基地局装置であって、
前記他の基地局の制御信号を受信するとともに、その受信タイミングを取得する手段と、
前記受信した制御信号の信号強度を検出する手段と、
前記検出した信号強度に基づいて、前記他の基地局との間の信号伝播距離による遅延時間を推定する遅延時間推定手段と、
前記推定した遅延時間と、前記取得した受信タイミングの情報とに基づいて、前記他の基地局が前記制御信号を送出したタイミングを推定し、当該推定したタイミングに基づいて送信信号のフレーム同期タイミングを補正する手段と、
を含むことを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局装置であって、
前記遅延時間推定手段は、所定の伝播モデルを参照して、前記検出した信号強度に基づく遅延時間を推定することを特徴とする基地局装置。
【請求項３】
他の基地局の制御信号に基づいて、送信信号のフレーム同期タイミングを補正する基地局装置の制御方法であって、
前記他の基地局の制御信号を受信するとともに、その受信タイミングを取得する工程と、
前記受信した制御信号の信号強度を検出する工程と、
前記検出した信号強度に基づいて、前記他の基地局との間の信号伝播距離による遅延時間を推定する工程と、
前記推定した受信遅延時間と、前記取得した受信タイミングの情報とに基づいて、前記他の基地局が前記制御信号を送出したタイミングを推定し、当該推定したタイミングに基づいて送信信号のフレーム同期タイミングを補正する工程と、
を含むことを特徴とする基地局装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信に利用される基地局装置、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
時分割多重方式で通信を行うシステム等では、複数の基地局が送信する信号のタイミングにずれがあると、ハンドオフ等の処理に支障があることから、各基地局間で、送信するフレームのタイミングを一致させる処理（フレーム同期処理）を行っている。
【０００３】
従来、フレーム同期処理においては、特定の基地局をマスターとして設定し、このマスターの基地局が送信する制御信号を、他の基地局側で受信し、当該制御信号の受信タイミングに基づいて当該他の基地局側がフレームの送信タイミングを調整する処理を行っていた。
【０００４】
なお、ＧＰＳ受信機を有する基地局が受信したＧＰＳ衛星からの信号に基いて自局の送信タイミング及び受信タイミングを決定し、ＧＰＳ受信機を有さない基地局は、ＧＰＳ受信機を有する基地局に階層的に同期をして送信タイミング及び受信タイミングを決定する基地局が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１６４８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、制御信号は空間を伝播して到来するものであり、その伝播にかかる時間（伝播遅延）を補正量として、受信タイミングを当該補正量に従って補正したタイミングを目標タイミングとし、この目標タイミングに基づいてフレームの送信タイミングを調整する必要があった。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、伝播距離の推定精度を高め、フレーム同期処理の同期精度を向上できる基地局装置、及びその制御方法を提供することを、その目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、他の基地局の制御信号に基づいて、送信信号のフレーム同期タイミングを補正する基地局装置であって、前記他の基地局の制御信号を受信するとともに、その受信タイミングを記憶する手段と、前記受信した制御信号の信号強度を検出する手段と、前記検出した信号強度に基づいて、前記他の基地局との間の信号伝播距離による遅延時間を推定する遅延時間推定手段と、前記推定した遅延時間と、前記記憶した受信タイミングの情報とに基づいて、前記他の基地局が前記制御信号を送出したタイミングを推定し、当該推定したタイミングに基づいて送信信号のフレーム同期タイミングを補正する手段と、を含むことを特徴としている。
【０００８】
ここで前記遅延時間推定手段は、所定の伝播モデルを参照して、前記検出した信号強度に基づく遅延時間を推定することとしてもよい。
【０００９】
さらに、本発明の一態様に係る方法は、他の基地局の制御信号に基づいて、送信信号のフレーム同期タイミングを補正する基地局装置の制御方法であって、前記他の基地局の制御信号を受信するとともに、その受信タイミングを記憶する工程と、前記受信した制御信号の信号強度を検出する工程と、前記検出した信号強度に基づいて、前記他の基地局との間の信号伝播距離による遅延時間を推定する工程と、前記推定した受信遅延時間と、前記記憶した受信タイミングの情報とに基づいて、前記他の基地局が前記制御信号を送出したタイミングを推定し、当該推定したタイミングに基づいて送信信号のフレーム同期タイミングを補正する工程と、を含むことを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。本発明の実施の形態に係る基地局装置１０は、図１に示すように、アンテナ１と、復調部２と、デコード部３と、有線部４と、受信レベル算出部５と、伝播遅延量推定部６と、タイミング制御部７と、変調部８とを主として含んで構成されている。本実施の形態の基地局装置１０は、図示しない移動局との間で通信を行い、移動局側から送信される信号を復調してデコードし、有線回線網を介して送信する。また、この基地局装置１０は、有線回線網側から入力されるデータを変調し、無線にて移動局側へ送信する、通常の基地局装置１０の動作を行っている。また、この基地局装置１０は、フレーム同期処理を行う。この本実施の形態においては、このフレーム同期処理が特徴的であるので、以下、このフレーム同期処理に関する部分を説明する。
【００１１】
復調部２は、アンテナ１に到来した信号を受信して復調し、復調した結果をデコード部３と、受信レベル算出部５とに出力する。デコード部３は、復調部２から入力される信号をデコードしてデータを取り出し、有線部４に出力する。また、このデコード部３は、他の（マスターとなっている）基地局から制御信号（ＣＣＨの信号）が受信されたか否かを判断し、制御信号が受信されたタイミングで、制御信号が受信された旨の信号を伝播遅延量推定部６に出力する。有線部４は、有線回線網に接続されており、デコード部３が取り出したデータを有線回線網を介して送出する。また、この有線部４は、有線回線側から入力されるデータをエンコードして変調部８に出力する。
【００１２】
受信レベル算出部５は、復調部２が出力する信号の受信レベルを算出する。この受信レベル算出部５は、受信信号の信号強度を演算して、当該信号強度を受信レベルとして出力する。伝播遅延量推定部６は、デコード部３から制御信号が受信された旨の信号が入力されると、その時点で受信レベル算出部５から入力される受信レベルの情報に基づいて、マスターとなっている基地局との信号伝播の遅延時間を推定する。この伝播遅延量推定部６の具体的な動作については、後に詳しく述べる。
【００１３】
タイミング制御部７は、伝播遅延量推定部６が推定した遅延時間の情報と、デコード部３にて検出して取得された制御信号の受信タイミングの情報とに基づいて、マスターとなっている基地局が制御信号を送出したタイミングを推定し、この推定したタイミングにて送信フレームのタイミングを決定して、変調部８を制御する。
【００１４】
変調部８は、有線部４から送信対象となったデータの入力を受けて保持する。また、この変調部８は、タイミング制御部７から入力される送信フレームのタイミングに従い、当該保持しているデータに基づいて送信フレームを生成して変調し、アンテナ１を介して送出する。これにより、タイミング制御部７が出力する送信フレームのタイミングで、送信フレームが送出されることとなり、他の（マスターとなっている）基地局と略同時のタイミングでフレームを送出できるようになる。
【００１５】
ここで伝播遅延量推定部６の動作について説明する。本実施の形態の伝播遅延量推定部６は、所定の伝播モデルを参照して、検出された信号強度に基づく遅延時間を推定する。具体的にここでの伝播モデルとしては、自由空間伝播損失に基づくものや、大地における反射などを考慮した物（平面大地伝播損失など）、さらには奥村モデルや秦モデルなどを採用することができる。
【００１６】
例えば、伝播遅延量推定部６は、マスターとなっている他の基地局の電波放射強度（既定の情報）と受信レベル算出部５で算出した受信レベルとに基づいて減衰量Ｌ（ｄｂ）を演算する。
【００１７】
そしてこの減衰量Ｌと、所定の伝播モデルによる減衰量の推定式とから、マスターとなっている基地局までの推定距離ｄを演算する。具体的に自由空間伝播損失モデルを採用する場合、（１）式を用いて、推定距離ｄを算出する。
【００１８】
【数１】
2006042204.tif 000003
【００１９】
この（１）式は、自由空間伝播モデルによる減衰量を表すもので、ｆは周波数、ｃは光速を意味する。また、奥村モデルを用いる場合、（２）式を用いて推定距離ｄを算出する。
【００２０】
【数２】
2006042204.tif 000004
【００２１】
ここで、Ｌｆは、自由空間伝播モデルによる減衰量、Ａmuは、周波数と距離ｄとの関数であり、自由空間の減衰の中間値、Ｇ（ｈ１）及びＧ（ｈ２）は、それぞれ他の基地局のアンテナ利得及びアンテナ１の利得、ＧAREAは、環境に基づく利得である。
【００２２】
伝播遅延量推定部６は、この（１）、（２）式の方程式をｄについて解いて、推定距離ｄを求め、推定遅延時間Δｔを、Δｔ＝ｃ／ｄ（ｃは光速）として求める。ここでｄについての解は、例えば（１）式のように解析的に求められる場合は、予め解析的に求めて（（３）式）おき、当該解析解に基づいて求めてもよいし、（２）式のように解析的に求めることが困難である場合は、ニュートンラフソン法など、広く知られた数値解法によって求めることができる。
【００２３】
【数３】
2006042204.tif 000005
【００２４】
本実施の形態の基地局装置１０は以上の構成を備えており、次のように動作する。すなわち基地局装置１０は、マスターとなった他の基地局から信号を受信すると、図２に示す処理を開始し、当該信号の強度と、当該他の基地局から受信した信号の送信信号強度（例えば予め定めておく）とから伝播に伴う減衰量を演算する（Ｓ１）。また、当該受信した信号が制御信号であるか否かを確認し（Ｓ２）、制御信号でなければ（Ｎｏならば）処理を終了する。また、制御信号であれば（Ｙｅｓならば）、処理Ｓ１にて演算した減衰量を所定の伝播モデルを参照して推定伝播距離ｄを求め（Ｓ３）、さらに推定遅延時間Δｔを求める（Ｓ４）。
【００２５】
そして、他の基地局の制御信号を受信したタイミングから推定された遅延時間Δｔだけ補正したタイミング（他の基地局が制御信号を送出したと推定されるタイミング）を演算し（Ｓ５）、この処理Ｓ５で演算したタイミングで、フレームの先頭など、フレームの制御信号部分が送信されるようタイミングを補正する（Ｓ６）。そして以下、この補正後のタイミングで、アンテナ１から当該フレームの信号を放射するようになる。
【００２６】
本実施の形態の基地局装置１０によれば、信号の減衰量から距離を算出するため、現実の伝播経路の距離（道のり）が推定でき、伝播距離の推定精度を高め、フレーム同期処理の同期精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る基地局装置の一例を表す構成ブロック図である。
【図２】フレーム送信のタイミングを補正する処理の例を表すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  アンテナ、２  復調部、３  デコード部、４  有線部、５  受信レベル算出部、６  伝播遅延量推定部、７  タイミング制御部、８  変調部、１０  基地局装置。
【図１】
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【図２】
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