(57)【要約】複数の無線端末装置が単一の基地局と交信を行うＯＦＤＭ通信システムのシンボルタイミングの同期について説明する。基地局の送受信機シンボルタイミングは固定されている。個々の無線端末装置がその送信機タイミングを独立に調整するように作動する。無線端末装置の送信機タイミングの同期は端末装置の受信機タイミングの同期に従動する。個々の無線端末装置は、基地局から受信した信号に基づいてその受信機シンボルタイミングをまず補正する。次いで、無線端末装置は、該無線端末装置の受信機シンボルタイミングの関数として、当該無線端末装置の送信機シンボルタイミングを調整する。受信機シンボルタイミングが或る分量だけ進んでいたり、遅れていたりした場合、当該送信機シンボルタイミングも同じ分量またはほぼ同じ分量だけ進ませ、あるいは遅らせる。１ドエルの最初のシンボルまたは最後のシンボルから得られるデジタルサンプルの追加または削除によりシンボルタイミング調整を行うことが可能である。
2005506720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信装置におけるシンボルタイミングの調整方法において、
受信機シンボルタイミングを第２の通信装置の上記シンボルタイミングに同期させるため、前記第１の通信装置において受信機シンボルタイミングを調整するために行うべき受信機シンボルタイミング調整を決定し、かつ、
前記決定された受信機シンボルタイミング調整の関数として、前記第１の通信装置において送信機のシンボルタイミングを調整することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記受信機シンボルタイミング調整が、Ｄ個のデジタル信号サンプルに対応する分量だけシンボルタイミングを調整すべきであることを示すことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、上記第１の通信装置が無線端末装置であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、上記第２の通信装置が基地局であることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法において、さらに、
前記第１の通信装置に含まれる受信機の上記シンボルタイミングをＤ個のサンプル分だけ前記受信機シンボルタイミングを遅らせるように調整し、かつ、
前記第１の通信装置において前記送信機の上記シンボルタイミングを調整するステップが、Ｄ個またはほぼＤ個のサンプル分だけシンボルの送信を遅らせるように、前記無線端末装置において前記送信機の上記シンボルタイミングを調整するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、シンボルの送信を遅らせることが、前記送信機により送信されたシンボルへＤ個のサンプルを追加し、それによって前記シンボルの継続時間を増やすステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、前記送信機のシンボルタイミングを調整する上記ステップが、
上記シンボルタイミングを調整するために前記Ｄ個のサンプルを追加する対象となる前記シンボルとして使用するために、ドエルの最初のシンボルまたは最後のシンボルのうちの一方のシンボルを選択するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記Ｄ個のサンプルを追加する対象となる前記シンボルとしてドエル内の上記最初のシンボルを選択し、上記選択された最初のシンボルがＮ個のサンプルを持ち、上記シンボルタイミングを調整する上記ステップが、さらに、
前記最初のシンボルの本体からＤ個のサンプルをコピーし、前記シンボルの始端部に上記Ｄ個のコピー済みサンプルを挿入して、Ｎ＋Ｄ個のサンプルを持つ最初のシンボルを生成するように為すステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法において、前記Ｄ個のサンプルを追加する対象となる前記シンボルとしてドエル内の上記最後のシンボルを選択し、上記選択された最後のシンボルがＮ個のサンプルを持ち、上記シンボルタイミングを調整する上記ステップが、さらに、
前記最初のシンボルの本体からＤ個のサンプルをコピーし、前記シンボルの終端部に上記Ｄ個のコピー済みサンプルを挿入して、Ｎ＋Ｄ個のサンプルを持つ最後のシンボルを生成するように為すステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項３に記載の方法において、さらに、
前記無線端末装置において前記送信機のシンボルタイミングを調整する上記ステップが、Ｄ個またはほぼＤ個のサンプル分だけシンボルの送信を進めるように、前記第１の通信装置に設けられる前記送信機の上記シンボルタイミングを調整するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、シンボルの送信を進めることが、前記送信機により送信されたシンボルからＤ個のサンプルを除去し、それによって前記シンボルの継続時間を減らすようにするステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、前記送信機の上記シンボルタイミングを調整する上記ステップが、
上記シンボルタイミングを調整するため、前記Ｄ個のサンプルを除去する源となる前記シンボルとして使用するために、ドエル内の上記最初のシンボルまたは最後のシンボルを選択するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法において、前記送信機の上記シンボルタイミングを調整する上記ステップが、
上記シンボルタイミングを調整するため、前記Ｄ個のサンプルを除去する源となる前記シンボルとして利用するために、ドエル内の上記最初のシンボルを選択するステップであって、その場合、上記最初のシンボルが、Ｋ個のサンプル・サイクリック・プレフィックスから始まるＮ個のシンボルを含むステップと、
Ｎ−Ｄ個のサンプルを持つ最初のシンボルを生成するために、前記最初のシンボルの上記Ｋ個のサンプル・サイクリック・プレフィックスの始端部からＤ個のサンプルを削除するステップ（但しＮ、Ｄ、Ｋは正のゼロでない整数）と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法において、前記Ｄ個のサンプルを除去する源となる前記シンボルとしてドエル内の上記最後のシンボルを選択し、上記選択済みの最後のシンボルがＮ個のサンプルを持ち、上記シンボルタイミングを調整する上記ステップが、さらに、
Ｎ−Ｄ個のサンプルを持つ最後のシンボルを生成するために、前記最後のシンボルの終端部からＤ個のサンプルを削除するステップ（但しＮとＤとは正のゼロでない整数）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項２に記載の方法において、受信機シンボルタイミング調整を決定する前記ステップが、
前記第２の通信装置から送信されるシンボルタイミング補正信号を受信するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項２に記載の方法において、さらに、
Ｄ個の信号サンプル分だけ受信機シンボルタイミングを調整することを特徴とする方法。
【請求項１７】
移動通信装置において、
クロックと；
受信機シンボルタイミングを放送信号の上記シンボルタイミングと同期させるために使用する受信機シンボルタイミング調整を決定するための、前記クロックと結合される受信機シンボルタイミング制御回路と；
前記クロックと結合されると共に、前記受信機シンボルタイミング制御回路と結合される送信機シンボルタイミング制御回路とを備え、上記送信機シンボルタイミング制御回路は、前記受信機シンボルタイミング調整回路から出されるシンボルタイミング調整情報を受信し、前記受信機シンボルタイミング制御回路により行われる受信機シンボルタイミング調整と同じまたはほぼ同じ分量と同じ方向で送信機シンボルタイミング調整を行うことを特徴とする移動通信装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の移動通信装置において、前記送信機シンボルタイミング制御回路は、
前記シンボルタイミング調整の送信に先行して、送信対象シンボルを伸長するか短縮するかを選択する手段を備えることを特徴とする移動通信装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の移動通信装置において、
シンボルを選択する前記手段が、ドエル内の上記最初のシンボルまたは最後のシンボルの伸長または短縮を選択し、
上記シンボルタイミング制御回路がさらに、
前記送信機シンボルタイミングが遅れているとき、前記選択済みの送信対象のシンボルにコピー済みサンプルを追加するために周期的コピーを行うコピー用回路と、
前記送信機シンボルタイミングが進んでいるとき、送信対象サンプルを前記選択済みシンボルから削除する削除用回路と、を備えることを特徴とする移動通信装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の移動通信装置において、前記シンボルが周波数分割多重化シンボルであり、上記移動通信装置がさらに、
前記コピー用回路と前記削除用回路のうちの一方の回路により変更された継続時間を持つシンボルを含むシンボルを送信するためのアンテナを備えることを特徴とする移動通信装置。
【請求項２１】
通信システムにおいて、
第１の基地局であって、
ｉ）基地局クロックと、
ｉｉ）前記クロックと結合された、シンボルを受信する受信機回路であって、固定したシンボルタイミングを持つ受信機回路と、
ｉｉｉ）前記クロックと結合された、シンボルを送信する送信機回路であって、固定したシンボルタイミングを持つ送信機回路と、を備える第１の基地局と、
前記第１の基地局により放送されるシンボルを受信し、前記第１の基地局へシンボルを送信する第１の移動通信装置であって、
ｉ）前記第１の基地局から信号を受信する受信機回路であって、前記第１の基地局から受信した信号の関数として、受信機シンボルタイミングの調整を行う受信機シンボルタイミング調整回路を備える受信機回路と、
ｉｉ）前記第１の基地局へシンボルを送信する送信機回路であって、前記受信機シンボルタイミング調整回路に従動する送信機シンボルタイミング制御回路を備えた送信機回路とを備え、上記送信機シンボルタイミング制御回路が、上記受信機シンボルタイミング調整回路により上記受信機シンボルタイミングに対して行われる調整と同じまたはほぼ同じ調整を上記送信機シンボルタイミングに対して行うように構成される上記第１の移動通信装置と、を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシステムにおいて、前記第１の基地局から受信した上記信号が、シンボルタイミング補正を行うために上記受信機回路の制御に使用するタイミング制御信号であることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
請求項２１に記載の通信システムにおいて、さらに、
前記第１の基地局により放送されるシンボルを受信し、前記第１の基地局へシンボルを送信する第２の移動通信装置であって、上記移動通信装置が、
ｉ）前記第１の基地局から信号を受信する受信機回路であって、前記第１の基地局から受信した信号の関数として、受信機シンボルタイミングの調整を行う受信機シンボルタイミング調整回路を備える受信機回路と、
ｉｉ）前記第１の基地局へシンボルを送信する送信機回路であって、前記受信機シンボルタイミング調整回路に従動する送信機シンボルタイミング制御回路を備える送信機回路とを備え、上記送信機シンボルタイミング制御回路が、上記受信機シンボルタイミング調整回路により上記受信機シンボルタイミングに対して行われる調整と同じまたはほぼ同じ調整を上記送信機シンボルタイミングに対して行うように構成される上記移動通信装置と、を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２４】
請求項２３に記載のシステムにおいて、さらに、
上記第１及び第２の移動通信装置へシンボルを送信する第２の基地局を備え、
上記第１の移動通信装置の受信機シンボルタイミング調整回路が、上記第１の基地局と第２の基地局の各々に対応するシンボルの処理時に行われるシンボルタイミング調整を独立して決定する手段を備え、
上記第１の移動通信装置の上記送信機シンボルタイミング制御回路が、上記第１の基地局と第２の基地局に対応するシンボルの処理時にそれぞれ行うように決定される上記シンボルタイミング調整の関数として、上記第１の基地局と第２の基地局へそれぞれ送信されるシンボルのシンボルタイミングを独立して調整する手段を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２５】
請求項２３に記載のシステムにおいて、前記第１の基地局に設けられた上記送信機はＯＦＤＭ送信機であることを特徴とするシステム。
【請求項２６】
複数のドエルの各ドエル内の複数のシンボルを送信する送信機を備えた通信装置においてシンボルタイミングを調整する方法において、
ドエルの間、上記シンボルタイミングを進めたり遅らせたりする分のサンプル数を決定するステップと、
前記ドエルの間、前記シンボルタイミングが上記決定されたサンプル数だけ遅れているとき、前記ドエルの最初のシンボルと最後のシンボルのうちの一方のシンボル内のサンプル数を上記決定したサンプル数の分だけ増やすステップと、
前記ドエルの間、前記シンボルタイミングが上記決定されたサンプル数だけ進んでいるとき、前記ドエルの最初のシンボルと最後のシンボルのうちの一方のシンボル内のサンプル数を上記決定されたサンプル数の分だけ減らすステップと、を有することを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法において、前記ドエルの上記最初のシンボルと上記最後のシンボルのうちの前記一方のシンボルを含む上記ドエル内の残りのシンボル内のサンプル数であって、シンボルタイミングを調整するためにサンプルの追加または除去が行われる当該サンプルの数が、シンボルタイミング調整を行うステップの一部として、上記サンプルのシンボル数を変更させないことを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２６に記載の方法において、
前記ドエルの最初のシンボルと最後のシンボルのうちの前記一方のシンボルが前記最初のシンボルであり、上記最初のシンボルがサイクリック・プレフィックス部分と本体部分とを含み、かつ、
前記最初のシンボル内のサンプル数を増やすステップが、
前記最初のシンボルの本体部分からサンプルをコピーするステップと、上記コピー済みサンプルを前記最初のシンボルの始端部に挿入し、それによって前記最初のシンボル内のサンプル数を増やすステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２６に記載の方法において、
前記ドエルの最初のシンボルと最後のシンボルのうちの前記一方のシンボルが前記最初のシンボルであり、上記最初のシンボルがサイクリック・プレフィックス部分と本体部分とを含み、さらに、
前記最初のシンボル内のサンプル数を減らすステップが、
上記サイクリック・プレフィックス部分の始端部からサンプルを除去し、それによって前記最初のシンボル内のサンプル数を減らすステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２６に記載の方法において、
前記ドエルの最初のシンボルと最後のシンボルのうちの前記一方のシンボルが前記最後のシンボルであり、上記最後のシンボルがサイクリック・プレフィックス部分と本体部分とを含み、さらに、
前記最後のシンボル内のサンプル数を増やすステップが、
前記最初のシンボルの本体部分からサンプルをコピーするステップと、上記コピー済みサンプルを前記最初のシンボルの終端部に挿入し、それによって前記最初のシンボル内のサンプル数を増やすステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２６に記載の方法において、
前記ドエルの最初のシンボルと最後のシンボルのうちの前記一方のシンボルが前記最後のシンボルであり、さらに、
前記最初のシンボル内のサンプル数を減らすステップが、
前記最後のシンボルの終端部からサンプルを除去し、それによって前記最後のシンボル内のサンプル数を減らすステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３２】
通信装置において、
複数のドエルの各ドエル内の複数のシンボルを送信する送信機であって、
ドエルの間、上記シンボルタイミングを進めたり遅らせたりする分のサンプル数を決定する手段と、
前記ドエルの間、前記シンボルタイミングが上記決定されたサンプル数だけ遅れているとき、前記ドエルの最初のシンボルと最後のシンボルのうちの一方のシンボル内のサンプル数を上記決定したサンプル数の分だけ増やす手段と、
前記ドエルの間、前記シンボルタイミングが上記決定されたサンプル数だけ進んでいるとき、前記ドエルの上記最初のシンボルと上記最後のシンボルのうちの一方のシンボル内のサンプル数を上記決定されたサンプル数の分だけ減らす手段とを備える送信機と、を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の装置において、
前記ドエルの最初のシンボルと最後のシンボルのうちの前記一方のシンボルが前記最初のシンボルであり、上記最初のシンボルがサイクリック・プレフィックス部分と本体部分とを含み、さらに、
前記最初のシンボル内のサンプル数を増やす前記手段が、
前記最初のシンボルの本体部分からサンプルをコピーし、上記コピー済みサンプルを前記最初のシンボルの始端部に挿入し、それによって前記最初のシンボル内のサンプル数を増やす手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項３４】
請求項３２に記載の装置において、
前記ドエルの最初のシンボルと最後のシンボルのうちの前記一方のシンボルが前記最初のシンボルであり、上記最初のシンボルがサイクリック・プレフィックス部分と本体部分とを含み、さらに、
前記最初のシンボル内のサンプル数を減らす前記手段が、
上記サイクリック・プレフィックス部分の始端部からサンプルを除去し、それによって前記最初のシンボル内のサンプル数を減らす手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項３５】
請求項３２に記載の装置において、
前記ドエルの最初のシンボルと最後のシンボルのうちの前記一方のシンボルが前記最後のシンボルであり、上記最後のシンボルがサイクリック・プレフィックス部分と本体部分とを含み、さらに、
前記最後のシンボル内のサンプル数を増やす前記手段が、
前記最初のシンボルの本体部分からサンプルをコピーし、上記コピー済みサンプルを前記最初のシンボルの終端部に挿入し、それによって前記最初のシンボル内のサンプル数を増やす手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項３６】
請求項３５に記載の装置において、
前記ドエルの最初のシンボルと最後のシンボルのうちの前記一方のシンボルが前記最後のシンボルであり、さらに、
前記最初のシンボル内のサンプル数を減らす前記手段が、
前記最後のシンボルの終端部からサンプルを除去し、それによって前記最後のシンボル内のサンプル数を減らす前記手段を含むことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願についての記載：
本願は、２００１年３月９日出願の米国仮出願特許第６０／２７４,９８７号の利益を請求するものである。
【０００２】
本発明は通信システムに関し、さらに詳細には、周波数分割多重化システムなどにおいてシンボルタイミングを実施する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線システムや他のワイヤレスシステムなどの通信システムでは、送信機と受信機が共通のクロックソースへアクセスできなくなることが頻繁に生じる。共通のクロックソースの代わりに、送信機に設けた一方のクロックと、受信機に設けた他方のクロックの２つのクロックが別々に作動することがある。ワイヤレスシステムでは、一般に基地局には非常に正確なクロックが設けられている。しかし、コストを考慮して、移動電話および／または他の移動通信装置などの無線端末装置では安価なクロックが使われている場合が多い。多くの場合、そのような安価なクロックは、移動局の交信対象である基地局で使用するクロックに比べてそれ程正確ではない。
【０００４】
送信機と受信機とに異なるクロックが設けられている場合、結果として、通信セッションの開始時に送信機と受信機とが完全に同期しているときでさえ、送信機と受信機のシンボルタイミングが一定時間継続してドリフトする場合が多い。適切な通信を保証するためには、通信セッションの間中シンボルタイミングの同期が維持されることが重要となる。
【０００５】
ある周知の通信同期システムでは、受信機シンボルタイミングは送信機シンボルタイミングに従動してスレーブにされる。この周知のシステムでは、受信機が受信信号に基づいて受信機シンボルタイミングを絶えず補正している。送信機シンボルタイミングは、送信機で使用されるクロックに単純に基づいているため補正を行う必要はない。異なる無線端末装置からの受信済みシンボルの整合を基地局で行う必要がなければ、上記方法は、多くのポイント・ツー・ポイント通信システムといくつかの多元接続システムとにおいて好適に機能する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、他のシステムでは従来技術による同期方法は効果的に機能しない。例えば、直交周波数分割多重化通信（ＯＦＤＭ）多元接続システムでは、基地局は複数の無線端末装置からＯＦＤＭシンボルを同時に受信する。無線端末装置間での干渉を除去するために、異なる無線端末装置からのシンボルが基地局受信機へ同時着信を図ると好適である。異なる無線端末装置は、相異する、時と共に変動する送信機タイミングを持つ傾向があるため、基地局の受信機が通信可能な多数の個々の無線端末装置の送信機タイミングに従動するスレーブとして基地局の受信機タイミングの調整を行うことは実行不能である。それゆえ、従来技術による同期システムはＯＦＤＭ多元接続システムでは効果的に機能しない。
【０００７】
本発明は、ＯＦＤＭ通信システムにおいてシンボルタイミングの同期を実現する方法と装置を目的とするものである。上記ＯＦＤＭ通信システムはポイント・ツー・ポイントまたは多元接続であってもよい。多元接続システムでは複数の無線端末装置が単一の基地局と通信を行う。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上述の周知のシステムとは対照的に受信機シンボルタイミングは基地局で固定されている。個々の無線端末装置はその送信機タイミングを独立に調整するように作動し、それによって複数の無線端末装置から受信したシンボルと基地局受信機シンボルタイミングの同期が図られる。
【０００９】
本発明によれば、移動局などの無線端末装置における送信機タイミングの同期は、移動局の受信機タイミングの同期に従動する。例示の１実施形態では、無線端末装置は、まず受信信号に基づいてその受信機シンボルタイミングの補正を行う。次いで、無線端末装置は、その受信機シンボルタイミングの関数としてその送信機シンボルタイミングの調整を行う。したがって、本発明の種々の実施形態によれば、移動局の送信機タイミング回路は移動局の受信機タイミング回路に従動してスレーブにされる。
【００１０】
本発明によれば、受信機シンボルタイミング補正と送信機シンボルタイミング補正とは、受信機と送信機の特定シンボル継続時間内にそれぞれデジタルサンプルの挿入や削除を行うことによりデジタル的に行われる。
【００１１】
送信機タイミング調整は受信機タイミング調整と一致して行われる。例えば、受信機シンボルタイミングがある分量だけ進んでいたり遅れていたりする場合、送信機シンボルタイミングも同じ分量あるいはほぼ同じ分量だけ進んだり遅れたりすることになる。したがって、いくつかの実施形態では、送信機シンボルタイミング調整が受信機シンボルタイミング調整からわずかに（２０％までのように）変動することがある。
【００１２】
送信機シンボルタイミングが補正される場合、本発明に基づいて遷移ＯＦＤＭシンボルとして使用できるようにＯＦＤＭシンボルが選択される。遷移ＯＦＤＭシンボルの継続時間が決定され、例えば、タイミング補正の必要条件に応じて通常のシンボルの継続時間を基準として相対的な調整が行われる。遷移ＯＦＤＭシンボルの継続時間は、通常のＯＦＤＭシンボルの継続時間より長い場合もあれば、短い場合もある。種々の実施形態では、遷移ＯＦＤＭシンボルを除くＯＦＤＭシンボルの継続時間は固定されている。
【００１３】
本発明に基づいて実施されるシステムでは、移動局などの無線端末装置は、別のトーンまたは１セットのトーンへの切り替えに先行して、複数のシンボル時間から構成される一定時間の間、ドエルとして知られる同じトーンまたは１セットのトーン（周波数副搬送波または１セットの副搬送波）を使用することができる。このようなシステムは差分変調のためのトーンの切り替えが可能である。ドエルを用いる例示の１実施形態では、本発明に基づいて、遷移ＯＦＤＭシンボルが、ドエルの最初のシンボルまたは最後のシンボルとなるように選ばれる。このような実施形態では、ドエルの最初のシンボルが選ばれると、遷移シンボルのサイクリック・プレフィックスの継続時間が調整され、所望のシンボルの継続時間の達成が図られる。ドエルの最後のシンボルが遷移シンボルとして選ばれた場合、サイクリック・プレフィックスと逆になるように遷移シンボルＦＦＴ（高速フーリエ変換）本体の継続時間を変更することにより遷移シンボルの継続時間の調整が行われる。
【００１４】
無線システムによっては、無線通信装置が２以上の基地局と同時交信を行うことができるものなどもある。移動通信装置が無線通信システムの１つのセルから別のセルへ移動していて、既存の基地局との接続を失ったり、終了したりする前に新しい基地局との通信リンクの形成に努めているときなどに上記のような事態が生じる場合がある。このような実施形態では、２つの基地局の各々からシンボルを受信し、２つの基地局の各々へシンボルを送信することができる。
【００１５】
本発明の１つの特徴によれば、２つの基地局の各々と関連する受信機と送信機のシンボルタイミングは独立に実行される。本発明によれば、第１の基地局に対応する移動通信装置の受信機が、第１の基地局からの受信シンボルを含むデータのサンプリングに関して行うべきシンボルタイミングの調整を決定する。第１の基地局へのシンボルの送信に関連する移動通信装置のシンボルタイミングも、例えば、第１の基地局から受信したシンボルの処理に対して行われるタイミング調整の場合と同じ方向に、かつ、同じ分量だけ同様に調整される。同一の方法または同様の方法で、第２の基地局に対応する移動通信装置の受信機が、第２の基地局から受信されるシンボルに対応するデータのサンプリングに関して行うべきシンボルタイミングの調整を決定する。第２の基地局へのシンボルの送信に関連する移動通信装置のシンボルタイミングも、例えば、第２の基地局から受信したシンボルの処理に対して行われるタイミング調整の場合と同じ方向に、かつ、同じ分量だけ同様に調整される。したがって、単一の移動通信装置は、複数のシンボルタイミング補正処理（移動通信装置が交信している１基地局あたり１つの補正処理など）を実行することができる。上記補正処理は互いに独立に行うこともできる。上記補正処理はデジタル的に行うことが望ましいが、アナログ領域においても実行可能である。
【００１６】
ＯＦＤＭ通信システムの例示的なコンテキストで説明したが、本発明のシンボルタイミング補正技術は、広範囲のデジタル通信システム、ポイント・ツー・ポイント接続や多元接続にも適用可能であり、必ずしも、ＯＦＤＭや周波数分割多重化システムにさえ限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１７】
上記記載のように、受信機タイミング調整の関数として移動無線装置の送信機シンボルタイミングを調整することにより、基地局の受信機シンボルタイミング調整を行って、特定の無線通信装置の送信機シンボルタイミングを基地局の受信機シンボルタイミングに一致させる必要性が少なくなるかこの必要性が回避される。さらに、特定の個々の無線装置にその送信機タイミングの調整方法を指示しながら、送信機シンボルタイミングの補正信号を個々の移動無線装置へ送信する必要性が少なくなるかこの必要性が回避される。したがって、本発明の方法と装置とにより、利用可能な通信帯域の効率的な利用の促進が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、広範囲のデジタル通信システム、ポイント・ツー・ポイント接続や多元接続に適用可能であり、第１の通信装置は第２の通信装置と交信を行う。
【００１９】
図１は例示のＯＦＤＭ多元接続システム１００を示し、このシステムでは、いくつかの第１の通信装置、すなわち移動局などの無線端末装置１０４、１０６により、ＯＦＤＭ信号１１０、１１２が第２の通信装置すなわち単一の基地局１０２へ同時に送信される。信号１１０、１１２にはそれぞれＯＦＤＭシンボルなどの１以上のシンボルが含まれる。無線端末装置１０４、１０６には信号１１０、１１２の送信用アンテナ１０５、１０７が設けられる。基地局１０２には送信信号１１０、１１２の受信用アンテナ１０３が含まれる。
【００２０】
例示のシステム１００では、ＯＦＤＭシンボルはサイクリック・プレフィックスとＦＦＴ本体の２つの部分から構成される。図９は、合計Ｎ個のサンプルを含むようなＯＦＤＭシンボル９００の一例を示す。サイクリック・プレフィックス９０２にはＫ個のサンプルが含まれ、一方、ＦＦＴ本体９０４にはＮ−Ｋ個のサンプルが含まれる。サイクリック・プレフィックスの中に含まれるＫ個のサンプルは、ＦＦＴ本体の最後のＫ個のサンプル９０６をコピーし、送信シンボルのＦＦＴ本体部分９０４の前にこれらのサンプルを配置することにより得られる。したがって、シンボルのサイクリック・プレフィックス９０２は通常ＦＦＴ本体の最後の部分のコピーである。
【００２１】
図１を再度参照すると、異なる無線端末装置１０５、１０７から送られたＯＦＤＭシンボルが追加して基地局１０２に含まれる受信機に着信する。基地局の受信機はシンボルウィンドウを用いて、ＯＦＤＭシンボルに対応するような受信信号１１０、１１２の一部を選ぶ。次いで、基地局の受信機はシンボル部分に対してＦＦＴ演算を実行して、個々の無線端末装置から基地局へ送られた情報を取得する。受信機のシンボルタイミングにより、シンボルウィンドウを配置する場所が定められる。
【００２２】
図２は、本発明に基づき実現される基地局２０４および例示の無線端末装置２０２を示す結線図２００である。基地局２０４はシステム１００の基地局１０２として使用可能である。無線端末装置２０２は、図１に図示のシステム１００の無線端末装置１０４、１０６のいずれとしても使用可能である。
【００２３】
基地局２０４は無線端末装置２０２へ信号２２２を送信し、無線端末装置から信号２２４を受信する。送信信号および受信信号２２２、２２４はＯＦＤＭシンボルなどを含むものであってもよい。基地局２０４は、クロック２３０、送信機回路２２６、受信機回路２３２、メモリ２３６および中央演算処理装置２４０を備え、これらはバス２２５により一体に結合される。基地局クロック２３０を用いて、シンボルタイミングの制御に使用するクロック信号が送信機回路２２６と受信機回路２３２へ供給される。基地局クロック２３０用として比較的正確なクロックが使用される。移動通信装置２０２のコストの抑制を図るため、無線端末装置２０２内のクロックは基地局のクロックに比べて正確さが劣ってもよい。
【００２４】
基地局の送信機回路２２６には、基地局クロック２３０に応動する固定送信機シンボルタイミング回路２２８が設けられる。同様に、受信機回路２３２には、上記クロック２３０に応動する固定受信機シンボルタイミング回路２３４も設けられる。したがって、システム２００では、無線端末装置２０２などの個々の無線装置から出される情報に基づいて、基地局の送信機タイミングや受信機タイミングの調整や補正が行われることはない。単一の基地局２０４が複数の無線端末装置２０２へのサービスを行う実施形態で、種々の異なる無線端末装置２０２から出される情報に基づいて、基地局でシンボルタイミングの調整を行う試みが行われる結果生じる複雑さが本発明の同期方法により回避される。
【００２５】
図３は基地局の受信機２３２で実行される処理を示す。図３に図示のように、基地局１０２で受信された信号は種々の処理を受ける。ステップ３０４で受信信号は固定レートでサンプリングされる。次いで、ステップ３０６で、受信機回路は固定シンボルウィンドウに対応するサンプルされた信号からＮ個のサンプルをとる。次いで、ステップ３０８で、選択されたセットのサンプルからサイクリック・プレフィックスが破棄される。上記サイクリック・プレフィックスの破棄に続き、受信済みシンボルに対応するように選択されるセットのサンプルの残り部分のステップ３１０に対してＦＦＴが実行される。ステップ３０４、３０６、３０８、３１０がある時間にわたって繰り返し実行され、送信済みシンボルが回復される。
【００２６】
１実施形態では、図３に図示した機能またはステップの各々を実行する回路が基地局１０２に設けられる。別の実施形態では、機能／ステップのうちのすべてまたはいくつかはソフトウェアにより制御されるＣＰＵ２４０に実装される。ソフトウェアルーチンを実行する上記図示の処理は、基地局１０２に設けられるメモリ２３６に記憶してもよい。図３に示した処理に従って、基地局の受信機２３２は固定レートで受信信号のサンプリングを行う。説明の便宜上、ＯＦＤＭシンボルの全長はＮ個のサンプルに等しく、ＯＦＤＭシンボル内のサイクリック・プレフィックス長はＫ個のサンプルに等しいと仮定する。
【００２７】
受信機シンボルタイミングに基づいて、受信済みデジタル信号サンプルのシーケンスの中で、Ｎ個のサンプル（送信済みシンボルに対応する１セットのサンプルなど）が基地局１０２により繰り返し選択される。基地局は最初のＫ個のサンプルを破棄し、残りのＮ−Ｋ個のサンプルを保持する。次いでこのＮ−Ｋ個のサンプルに対してＦＦＴ演算が実行され、無線端末装置が送信した情報が回復される。このサンプリングレートは、基地局１０２が使用するクロック２３０から得られるが、上記サンプリングレートは無線端末装置２０２の各々が使用するクロック２１０から得られるレートとはまったく異なるレートであってもよい。基地局１０２における上記サンプリング処理と受信機シンボルタイミングは固定される。すなわち、受信信号に基づく調整は行われない。
【００２８】
図２を再度参照すると、無線端末装置２０２は、クロック２１０、受信機回路２０６、送信機回路２１２、メモリ２１６及び中央演算処理装置２２０を備え、これらがバス２１５により一体に結合されていることがわかる。クロック２１０は、タイミング信号を受信機回路２０６と送信機回路２１４に供給する。異なる無線端末装置２０２にあるクロックの相違により、送受信機のタイミングの定期的調整を行って、意図するクロック速度および／または基地局クロック２３０の速度からの、クロック速度の変動を補償する必要がある。メモリ２１６には、ＣＰＵ２２０が実行するタイミング制御ルーチン２１８が含まれる。タイミング制御ルーチン２１８には、無線端末装置２０２および回路２０６、２１２の制御に使用するソフトウェアおよび／またはその他の処理命令が含まれ、本発明のシンボルタイミング調整方法が実行される。タイミング制御ルーチン２１８に加えて、メモリ２１６を用いて、端末装置２０２が受信するデータと、端末装置２０２が送信するデータとが記憶される。
【００２９】
受信機回路２０６は、受信機回路に設けたアンテナを介して基地局２０４から無線端末装置２０２への信号２２２を受信する役割を果たす。また受信機回路２０６は、以下に述べるような受信信号２２２のデジタル化及び該受信信号のシンボルへの分割などの受信信号２２２の処理を行う役割も果たす。受信機シンボルタイミング同期回路２０８は、本発明に従って、また送信機回路２１２の送信機シンボルタイミング同期回路２１４に対してシンボルタイミング調整情報を伝えるために、受信機シンボルタイミングの調整をどのようにすべきかという決定に用いられる。受信機シンボルタイミング同期回路２０８は基地局の送信機回路２２６のタイミングを一致させるべく、受信機タイミングの調整を行う。
【００３０】
無線端末装置の送信機回路２１４は、無線端末装置が送信する信号２２４を生成する役割を果たす。送信機回路２１２は信号２２４の放送用アンテナを備えている。上記信号にはＯＦＤＭシンボルなどが含まれる。送信機回路２１２は、本発明に従って、送信済みシンボルタイミングの定期的調整を行うための、送信機シンボルタイミング同期回路２１４も備えている。以下に述べるように、送信される１以上のシンボルに対してサンプルの追加や削除を行うことにより上記を行ってもよい。回路２１４により行われるシンボルタイミング調整は、受信機シンボルタイミング同期回路２０８により行われるシンボルタイミング調整と同方向で、かつ、同じ分量またはほぼ同じ分量の調整である。基地局の受信機回路タイミング並びにその送信機タイミング双方の駆動に基地局クロック２３０が使用されるので、無線端末装置の受信機回路２０６が、基地局の送信機タイミングへの無線受信機タイミングの同期に成功したと仮定すると、基地局の受信機回路２３４を備えた無線端末装置の送信機回路２１２に対する対応する調整により無線端末装置の送信機回路２１２の同期が促進される。
【００３１】
無線送信機のシンボルタイミング調整を受信機タイミング変化の関数とすることにより、基地局クロック２３０と無線端末装置のクロック２１０との間のタイミングの不一致は、シンボルタイミングの補正により上記記載の方法で補償される。上記タイミングの不一致は個々のドエルの始端部や終端部において比較的頻繁に生じる。
【００３２】
基地局２０４などの固定基地局に対して相対的な、無線装置２０２の動きが受信済みシンボルのタイミングに或る影響を与える場合がある。例えば、無線端末装置が基地局から一層遠くへ移動すると、この距離の増加が、無線端末装置の受信機にとって基地局の送信機シンボルタイミングの遅延と映る場合がある。無線端末装置と基地局間の距離の増加による影響を無効にするために、無線端末装置の受信機シンボルタイミングを遅らせ、無線端末装置の送信機シンボルタイミングを進めるようにすることが望ましい場合がある。無線端末装置の動きに起因するシンボルタイミングの変化は、無線端末装置のクロック２１０と基地局クロック２３０との相違がシンボルタイミングに影響を与えるレートよりも通常かなり遅いレートで生じる傾向がある。したがって、受信機回路と送信機回路間の距離の変化の影響を処理することを目的とするシンボルタイミングの補正よりも、無線端末装置クロックと基地局クロック間の不一致に起因するシンボルタイミングの誤差の補正の方がより重要となる場合もある。
【００３３】
無線端末装置２０２と基地局２０４との間の動きと距離の変化による影響は、追加のタイミング制御ルーチンや回路を使用するために無視したり、補正したりしてもよい。１つの実施形態では、無線端末装置２０２には、無線端末装置の動きによるシンボルタイミングの変動を補正するように設計された追加のタイミング制御ルーチンおよび／またはサブルーチンが備えられている。このような補正は、送信遅延および／または受信遅延を決定するために、無線端末装置へおよび／または無線端末装置から送信される情報および／または周期的な信号などに基づくものであってもよい。このような調整ルーチンは、本発明に基づいて、クロックタイミングの不一致を補正するために用いられるルーチン２１８に加えられる。
【００３４】
異なる無線端末装置から出されるＯＦＤＭ信号間での干渉と、隣接するＯＦＤＭシンボル間での干渉とを除去するために、無線端末装置からの受信信号が受信機シンボルタイミングと同期することが重要となる。詳細には、シンボルウィンドウ内の信号が、任意の所定の無線端末装置から出される単一のＯＦＤＭシンボルを含むように受信シンボルウィンドウの配置を行うことが望ましい。
【００３５】
図４は、２つの無線端末装置１０４、１０６から出た受信信号が基地局の受信機シンボルタイミングと同期するシナリオを示すタイミングダイアグラム４００である。行４０２は、第１の無線端末装置１０４により送信される２つの連続するシンボルＸ０、Ｘ１を示す。行４０４は、第２の無線端末装置１０６により送信される２つの連続するシンボルＹ０、Ｙ１を示す。行４０６は、ある時間に対応する２つの連続する基地局の受信機シンボルウィンドウＷ１、Ｗ２を示し、上記時間中に送信済みシンボルデータが選択されて受信済みシンボルとみなされる。第１のウィンドウＷ１は時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで伸長する。第２のウィンドウＷ２は時刻Ｔ３から時刻Ｔ４まで伸長する。受信済みシンボルデータが使用されないＴ２とＴ３間の時間に対応するシンボルウィンドウＷ１とＷ２間に或る時間が存在することに留意されたい。この時間は送信済みシンボルのサイクリック・プレフィックスに等しいか、このサイクリック・プレフィックスよりも短い。受信機シンボルタイミングが送信機シンボルタイミングと適切に整合した場合、ウィンドウＷ１とＷ２は図４に図示のような送信済みシンボルＸ０、Ｙ０とＸ１、Ｙ１に対応し、その結果送信済みシンボルの適切な回復が得られる。
【００３６】
しかし、異なる端末装置１０４、１０６から受信したＯＦＤＭ信号は必ずしも互いに、また受信機のシンボルウィンドウと整合するとは限らず、シンボルデータの紛失が結果として生じる場合がある。例えば、図５は、移動局の送信機が同期しないなどの理由で、受信したＯＦＤＭ信号が整合しないタイミングダイアグラム５００を示す図である。図５のダイアグラムでは、行５０２は第１の無線端末装置１０４が送信するシンボルＸ０とＸ１に対応する。行５０４は第２の無線端末装置１０６により送信されるシンボルＹ０、Ｙ１に対応する。行５０６はある時間に対応する２つの連続する基地局の受信機シンボルウィンドウＷ１、Ｗ２を示し、上記時間中に送信済みシンボルデータが選択されて受信済みシンボルとみなされる。図５の例示シンボルウィンドウタイミングの結果、第１の無線端末装置１０４から出たシンボルが適切に受信される。しかし、第２の無線端末装置の送信機と基地局の受信機との間のシンボルタイミングの相違に起因して、第２の無線端末装置１０６から出たシンボルは適切に検出されない。図５の例では、すべての受信ＯＦＤＭ信号（無線端末装置１０４、１０６から出るＯＦＤＭシンボル）と同期できる基地局の受信機シンボルタイミングは皆無である。
【００３７】
無線端末装置の送信機がＯＦＤＭ多元接続システムなどで同期しない可能性があると仮定すると、送信機シンボルタイミングを固定し、受信機シンボルタイミングを調整して同期の達成を図るという基本的思想からなる従来技術による同期システムは有効に機能しないことになる。
【００３８】
本発明によれば、従来技術による同期システムとは異なり、基地局の受信機は固定したシンボルタイミングを用いる。個々の無線端末装置はその送信機タイミングを独立に調整し、それによってすべての無線端末装置から受信したシンボルが基地局の受信機シンボルタイミングと同期するようにする。
【００３９】
図６は、本発明に基づき実現される通信システムにおいて、シンボルタイミング同期の一部として無線端末装置が実行するステップを機能的な視点から示すブロック図６００である。ステップ６０２で無線端末装置２０２は基地局２０４から送信された信号を受信する。次いで、ステップ６０４で、受信機タイミング兼同期回路２０８は、Ｄ個のサンプル分だけ受信機シンボルタイミングを進めたり、遅らせたりする。但し、Ｄは正の整数、通常ゼロでない整数である。受信機タイミングを進めたり、遅らせたりするサンプル数Ｄなどの受信機シンボルタイミング調整情報は、無線端末装置の送信機シンボルタイミング同期回路２１２へ送信される。図６の矢印６０５を用いて、値Ｄの送信と、タイミング補正の方向（すなわちタイミングを進めるかまたは遅らせるか）とが表される。送信機シンボルタイミング同期回路２１４は、受信機シンボルタイミング調整分の値Ｄと同じだけまたはほぼ同じ分だけ送信機シンボルタイミングを進めたり、遅らせたりする。次いで、ステップ６０６で、この調整済み送信機シンボルタイミングを用いて生成されたシンボルが無線装置により送信される。
【００４０】
無線端末装置２０２における送信機タイミングの調整は、米国特許出願第０９／５０３、０４０号に記載され、使用されているような基地局２０４から受信した補正指示に基づいて行うことができる。上記引用した特許出願に記載のシステムでは、タイミング制御信号と呼ばれる特定の信号が個々の無線端末装置２０２により基地局２０４へ送信される。基地局２０４は受信するタイミング制御信号の着信時を推定し、受信信号の関数として無線端末装置の送信タイミングを補正する補正指示を送信し、それによって、無線端末装置の送信機と、基地局の受信機との間の同期が保証される。異なる無線端末装置２０２が基地局２０４への別個の未知の伝搬遅延を行うとき、このような閉ループシステムが有効であり、この伝搬遅延は、個々の無線端末装置から基地局２０４へ送信される信号から検出可能である。
【００４１】
上記引用した特許出願に記載の閉ループシステムは、タイミング制御信号を基地局２０４へ送信し、次いで無線端末装置２０２へ補正メッセージをフィードバックするための特別のシステムリソース（帯域幅と電力）を必要とする。上記閉ループシステムが、例えば、無線端末装置２０２と基地局２０４との間の距離の変化に起因する、伝播遅延変動の補正を目的とするような、無線端末装置の送信機と基地局の受信機との間の、緩慢にドリフトするタイミングの不整合を補正する役割を果たすものにすぎなければ、この特別のリソースオーバーヘッドは重要なものとはならないかもしれない。
【００４２】
しかし、背景技術のセクションで上述したように、無線端末装置２０２では、一般にコストが安く、あまり正確ではないクロック２１０が使用される。無線端末装置２０２と基地局２０４との間のクロックドリフトが非常に高速なため、無線端末装置の送信機と基地局の受信機との間のドリフトするタイミングの不整合を補償するために閉ループシステムを用いる場合、特別のリソースオーバーヘッドが大きくなる可能性がある。上記不一致は、クロックの相違および／またはクロックの不正確さに起因している。
【００４３】
本発明によれば、無線端末装置の送信機シンボルタイミングの調整は、上記無線端末装置の受信機タイミングの同期に従動する。詳細には、無線端末装置２０２は受信信号に基づいてその受信機シンボルタイミングの同期をまず実行する。無線端末装置の受信機シンボルタイミングの同期は、多くの周知の同期技術を含む複数の方法のいずれの方法でも利用可能である。
【００４４】
本発明の無線端末装置２０２が、受信信号のＤ個のサンプルなどに対応するある分量Δだけ受信機シンボルタイミングを進めるべきである旨を実施するタイミング同期方法から検出されるケースについて考察する。すなわち、基地局２０４の送信機シンボルタイミングは無線端末装置２０２の受信機シンボルタイミングの分量Δの分だけ前方に存在する。このようなタイミングドリフトは、基地局２０４と無線端末装置２０２間のクロックの不整合に起因するものであることが予想される。本発明によれば、受信機回路２０６と送信機回路２１２を無線端末装置２０２で駆動するために共通のクロック２１０が使用される。したがって、基地局２０４における受信機シンボルタイミングも無線端末装置２０２における送信機シンボルタイミングの分量Δの分だけ前方に存在する可能性が大きい。このタイミング誤差を補正するために、本発明に基づいて、無線端末装置２０２は、無線端末装置の受信機タイミングの調整に用いる同じ分量のΔの分だけまたはほぼ同じ分量のΔの分だけその送信機シンボルタイミングを進める。
【００４５】
同様に、受信機シンボルタイミングをある分量Δだけ遅らせることが望ましい旨が無線端末装置２０２により検出された場合、無線端末装置２０２もその送信機シンボルタイミングをＤ個のサンプルなどの同じ分量またはほぼ同じ分量Δだけ遅延させる。
【００４６】
上述のように、図６は本発明に基づいて無線端末装置で実行される処理を示す。やはり無線端末装置に設けたメモリから得られる１以上のルーチンを実行する無線端末装置内のＣＰＵを用いて上記例示の機能を実行してもよい。個々の無線端末装置は、従来のタイミング同期方法などを用いて、受信信号に基づいてその受信機シンボルタイミングをまず補正する。次いで、無線端末装置の送信機シンボルタイミングは、受信機シンボルタイミング同期に従動するスレーブなどのような、受信機シンボルタイミング同期の関数として調整される。受信機シンボルタイミングが補正される場合、無線端末装置は同じ分量のまたはほぼ同じ分量の調整で、同じ方向にその送信機シンボルタイミングを補正する。例えば、Ｄ個のサンプル分だけ受信機タイミングを遅らせる必要がある旨が無線端末装置により検出された場合、無線端末装置の送信機タイミングもＤ個のサンプル分だけ遅らされる。同様に、Ｄ個のサンプル分だけ受信機タイミングを進める必要がある旨が無線端末装置により検出された場合、無線端末装置の送信機タイミングもＤ個のサンプル分だけ進められる。無線端末装置で閉ループのタイミング制御を使用する場合、１実施形態では、上記閉ループのタイミング制御に加えて、本発明のタイミング調整が追加して適用される。
【００４７】
図７は、Ｄ個のサンプルをシンボル時間に追加して必要なタイミング調整を行うようにするケースでの、無線端末装置の送信機シンボルタイミングの例示的調整を示す。
【００４８】
無線端末装置２０２がその送信機シンボルタイミングを調整する場合、上記無線端末装置は、遷移ＯＦＤＭシンボル（所望のシンボルタイミングの変更を実施するために継続時間を変更する対象シンボル）として、将来送信すべきＯＦＤＭシンボルの選定をまず行う。例えば、図７では、シンボルＸ０の継続時間に、無線端末装置Ｘはその送信機シンボルタイミングをＤ個のサンプル分だけ調整することを決定する。次いでシンボルＸ１が遷移シンボルとして選定される。一般に、遷移ＯＦＤＭシンボルは、送信すべき直後のＯＦＤＭシンボルである必要はない。Ｄ個のサンプル分だけタイミング調整を進める場合、Ｄ個のサンプルを取り去ることにより遷移ＯＦＤＭシンボルの継続時間が短縮される。Ｄ個のサンプル分だけタイミング調整を遅らせる場合、Ｄ個のサンプルの追加により遷移ＯＦＤＭシンボルの継続時間が延長される。
【００４９】
図７では、選定された遷移シンボルＸ１（７０４）の継続時間がＤ個のサンプル分だけ延長され、それによってＤ個のサンプル分だけ送信機タイミングを遅らせる。この結果、Ｎ＋Ｄ個のサンプルを含む遷移シンボルＸ１（７０４）と共に、各々がＮ個のサンプルを持つシンボルＸ０（７０２）、Ｘ２（７０６）、Ｘ３（７０８）が生じることになる。したがって、他の不遷移ＯＦＤＭシンボルの継続時間は１シンボル当りＮ個のサンプルで不変のままとなる。遷移シンボルＸ１は、送信シーケンス７００の他のシンボルとともに無線端末装置２０２により基地局２０４へ送信される。
【００５０】
図８は、ドエルとして周知のある時間の間、無線端末装置がいくつかの連続シンボルにわたって同じトーンでシンボルを送信するシステムにおける、上記遷移ＯＦＤＭシンボルの選択及び遷移ＯＦＤＭシンボルの継続時間の変更方法を示す。無線端末装置が周波数副搬送波などの同じトーンのままである時間はドエルと呼ばれる。ドエルの間同じトーンを保持する１つの目的として差分変調の利用がある。
【００５１】
遷移シンボルの選択を目的とする本発明の１つの特徴によれば、遷移ＯＦＤＭシンボルは、ドエルの最初のシンボルまたは最後のシンボルとなるように選定される。上記最初のシンボルが遷移シンボルであれば、遷移シンボルの継続時間は、サイクリック・プレフィックス部分におけるサンプルの周期的追加または削除により変更される。上記最後のシンボルが遷移シンボルであれば、上記シンボルの継続時間は、ＦＦＴ本体部分のサンプルの周期的追加または削除により変更される。図８は、サンプル遷移シンボル内のサイクリック・プレフィックスまたはＦＦＴ本体における周期的な追加処理または削除処理を示す。これらの調整の実施後、調整済みシンボルは無線送信機により基地局へ送信される。
【００５２】
図８の例図では、ドエル８１０は４つのシンボル８０２、８０４、８０６、８０８に対応する。最初のシンボル８０２または最後のシンボル８０８が本発明の１つの特徴に従って遷移シンボルとして選ばれる。
【００５３】
図１０と１１は、シンボルタイミングの補正を実施するための、ドエルの最初のシンボルの変更を示す。図１０は、遷移シンボルにサンプルを追加し、それによってシンボルを伸長するケースを示す。ＦＦＴ本体１００４の最後のＫ個のサンプル１００６の直前のＤ個のサンプル１００５がコピーされ、これらＤ個のサンプルは正規のＫ個のサンプル・サイクリック・プレフィックスの通常のＫ個のサンプルの前に配置され、その結果、Ｋ＋Ｄ個のサンプルを含むサイクリック・プレフィックス１００３が得られる。図１０に示すような、シンボルの前面へのＤ個の周期的なコピーから、Ｎ＋Ｄ個のサンプルを持つシンボル１０００が結果として得られる。
【００５４】
図１１は、サンプルを取り去り、それによって遷移シンボルが、通常のＮ個のサンプルからＮ−Ｄ個のサンプル１１００を含むシンボルへ短縮するケースを示す。この短縮は、Ｄ個のサンプル１１０２分だけサイクリック・プレフィックスのサイズを減らすことにより達成され、その結果、Ｋ−Ｄ個のサンプル１１０３を持つサイクリック・プレフィックスが生じる。図１１の例では、サイクリック・プレフィックスとして使用するのにシンボルの最後のＫ−Ｄ個のサンプル１１０６しかコピーが行われないことに留意されたい。図１１で破線を用いて、Ｄ個のサンプルが送信済みシンボルの中に含まれないことが示されている。
【００５５】
図１２と１３は、シンボルタイミング補正を実行するための、ドエル内の最後のシンボルの変更を示す。図１２は、遷移シンボルにサンプルを追加し、それによって当該シンボルを伸長するケースを示す。Ｋ個のサンプル・サイクリック・プレフィックス１２０２の直前のＦＦＴ本体のＤ個のサンプル１２０５がコピーされ、次いで、これらのサンプルは、Ｋ個のサンプル・サイクリック・プレフィックス１２０２に後続して、シンボルの終端部にコピーされ、サイクリック・プレフィックス１２０６の形成に使用されるＫ個のサンプル１２０６の後ろに配置される。このようにして、図１２に図示の遷移シンボルのＦＦＴ本体はＤ個のサンプル１２０７分だけ伸長され、この結果、Ｎ＋Ｄ個のサンプル１２００を持つ遷移シンボルと、Ｎ−Ｋ＋Ｄ個のサンプルを持つＦＦＴ本体１２０４とが得られる。
【００５６】
図１３で、シンボル長全体は、送信済みシンボルの最後からＤ個のサンプル１３０７を除去することによりＮ−Ｄ個のサンプルへ短縮される。サイクリック・プレフィックス１３０２には、上記Ｄ個のサンプル１３０７の除去に先行してＦＦＴ本体の最後のＫ個のサンプル１３０６からコピーされたＫ個のサンプルが含まれる。
【００５７】
また、本発明は第１の通信装置が第２の通信装置及び第３の通信装置と同時に通信する通信システムにも適用可能である。
【００５８】
図１４には、本発明に従って第２及び第３の通信装置すなわち２つの基地局１４０２、１４０４と同時に交信する第１の通信装置すなわち移動端末装置１４０６が示されている。上記のような状況は、例えば、移動端末装置１４０６が、第１の基地局Ａ１４０２にまだ登録されていながら、第２の基地局Ｂ１４０４からサービスを受ける新しいセルの中へ移動している場合に生じる可能性がある。基地局Ｂ１４０４との通信は、例えば、古い基地局１４０４との通信の終了に先行して新しい基地局１４０４について登録を行うためなどであってもよい。
【００５９】
２つの基地局１４０２、１４０４との交信時に、移動端末装置１４０６が基地局１４０２、１４０４の各々へ、また基地局１４０２、１４０４の各々からの通信用として各種シンボルタイミング・ウィンドウを維持し、これらのウィンドウの調整を行うことが望ましい。図１５は、移動端末装置１４０６と２つの異なる基地局１４０２、１４０４間のシンボルタイミング同期を同時に維持する方法１５００を示す。
【００６０】
移動端末装置シンボルタイミングの同期方法１５００は、基地局１４０２、１４０４の双方からの送信を表す信号を受信する移動端末装置１４０６でステップ１５０２から始まる。この受信済みアナログ信号は、ステップ１５０４でＡ／Ｄ変換処理の実行により複数のデジタルサンプルに変換される。次いで、これらのデジタルサンプルは２つの独立した受信機処理パスに沿って処理される。
【００６１】
第１の受信機処理パスはステップ１５０６から始まり、基地局Ａからの受信シンボルの回復を意図する処理に対応する。ステップ１５０６で行われる受信機処理の一部として、シンボルタイミング補正処理が実行され、基地局Ａ１４０２に設けた送信機のシンボルタイミングへＡ／Ｄ変換器が供給するサンプルの処理に使用されるシンボルウィンドウの同期が行われる。基地局Ａからの受信信号の処理と関連するシンボルタイミング補正情報（受信機タイミングが進めたり、遅らせたりするサンプル数など）が、基地局Ａへ送信すべきシンボルを生成する役割を果たす送信機処理ステップ１５１０へ伝えられる。ステップ１５１０での処理の一部として、基地局Ａへの送信に使用されるシンボルタイミングが、基地局Ａ１４０２からの信号処理に使用される移動端末装置の受信機シンボルタイミングと同じ分量またはほぼ同じ分量だけ調整される。
【００６２】
第２の受信機処理パスはステップ１５０８から始まり、基地局Ｂ１４０４から受信したシンボルの回復を意図する処理に対応する。ステップ１５０８で行う受信機処理の一部として、シンボルタイミングの補正処理が行われ、基地局Ｂ１４０４に設けた送信機のシンボルタイミングへＡ／Ｄ変換器が供給するサンプルの処理に用いるシンボルウィンドウの同期が行われる。基地局Ｂ１４０４から受信した信号の処理と関連するシンボルタイミング補正情報（受信機タイミングが進めたり、遅らせたりするサンプル数など）が、基地局Ｂ１４０４へ送信するシンボルを生成する役割を果たす送信機処理ステップ１５１２へ伝えられる。ステップ１５１２での処理の一部として、基地局Ｂ１４０４への送信に使用されるシンボルタイミングが、基地局Ｂ１４０４からの信号処理に使用される移動端末装置の受信機シンボルタイミングと同じ分量またはほぼ同じ分量だけ調整される。
【００６３】
ステップ１５１０と１５１２の出力がアナログ信号であると仮定すると、ステップ１５１４での送信に先行して、これら信号の一括追加が可能である。ステップ１５１０、１５１２の出力がデジタルサンプルであれば、デジタル信号の加算を行い、次いで、ステップ１５１４での送信に先行してＤ／Ａ変換にかけることが可能である。
【００６４】
上記記載のように、無線端末装置は、各種無線端末装置に対応して、異なる基地局からの同時受信信号に基づいて行われる別個の受信機シンボルタイミング補正の関数として、別個の送信機シンボルタイミングウィンドウを独立に調整することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
ソフトウェア、ハードウェアあるいはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせなどの種々の方法で上記種々の方法ステップを実行して、個々の各ステップあるいは上述のステップの組み合わせを実行することが可能である。したがって、本発明の様々な実施形態には、様々な方法ステップの実行手段が含まれる。個々の手段は、ソフトウェアや、回路などのハードウェアあるいはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせを用いて実現可能である。ソフトウェアを用いる場合、ステップの実行手段は、当該ソフトウェアを実行するプロセッサなどの回路を含むものであってもよい。したがって、本発明は、上述の１以上のステップを実行するマシーンや回路の制御用ソフトウェアなどの、コンピュータ実行可能な指示を特に目的とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に基づいて実装された通信システムを示す。
【図２】図１に図示のシステムで使用可能な基地局と無線端末装置を示す。
【図３】図１のシステムに設けた受信機による１セットの受信済みシンボルの処理を示す。
【図４】基地局受信機によるシンボルの処理と関連する基地局シンボルタイミングを示す。
【図５】基地局受信機によるシンボルの処理と関連する基地局シンボルタイミングを示す。
【図６】無線端末装置用受信機シンボルタイミング調整の関数として無線端末装置用送信機シンボルタイミングを調整する方法を示す。
【図７】無線端末装置用送信機タイミングの調整に使われるシンボルにサンプルを挿入することにより、本発明に基づいて行われるシンボルタイミングの調整を示す。
【図８】ドエル及び最初と最後のシンボルを示す。これらのシンボルの継続時間は本発明の例示の実施形態に従って変更され、無線端末装置シンボルタイミング補正が行われる。
【図９】図１に図示のシステムにより送信可能なＯＦＤＭシンボルを示す。
【図１０】ドエルの最初のシンボルであるシンボル内のサンプル数の変更により行われるシンボルタイミング調整を示す。
【図１１】ドエルの最初のシンボルであるシンボル内のサンプル数の変更により行われるシンボルタイミング調整を示す。
【図１２】ドエルの最後のシンボルであるシンボル内のサンプル数の変更により行われるシンボルタイミング調整を示す。
【図１３】ドエルの最後のシンボルであるシンボル内のサンプル数の変更により行われるシンボルタイミング調整を示す。
【図１４】２つの基地局と同時に交信する無線端末装置を示す。
【図１５】２つの基地局と同時に交信する無線端末装置における、本発明の例示実施形態に従うシンボルタイミング調整方法を示す。
【符号の説明】
【００６７】
１００  ＯＦＤＭ多元接続システム
１０２，２０４  基地局
１０３  受信用アンテナ
１０４，１０６，２０２  無線端末装置
１０５，１０７  送信用アンテナ
１１０，１１２  ＯＦＤＭ信号
２００  結線図
２０６  受信機回路
２０８  受信機シンボルタイミング同期回路
２１０  ＣＬＫ（クロック）
２１２  送信機回路
２１４  送信機シンボルタイミング同期回路
２１６，２３６  メモリ
２１８  タイミング制御ルーチン
２２０，２４０  ＣＰＵ
２２２  送信信号
２２４  受信信号
２２５  バス
２２６  送信機回路
２２８  固定送信機シンボルタイミング回路
２３２  受信機回路
２３０  基地局ＣＬＫ（クロック）
２３４  固定受信機シンボルタイミング回路
【図１】
2005506720.tif 000003
【図２】
2005506720.tif 000004
【図３】
2005506720.tif 000005
【図４】
2005506720.tif 000006
【図５】
2005506720.tif 000007
【図６】
2005506720.tif 000008
【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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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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