(57)【要約】【課題】チャネル割り当て要求時点における送信タイミングのずれを原因とする遅延時間をガードインターバル内に抑えることによって、遅延分散によるキャリア間干渉を発生させないようにする。【解決手段】端末装置２０からのチャネル割り当て要求の送信に際して、送信電力を小さいレベルから大きいレベルに段階的に上昇させて、基地局装置１０へ送信し（ステップＳ１２からステップＳ１５）、基地局装置１０は、端末装置２０からのチャネル割り当て要求を確認したときに、当該チャネル割り当て要求に含まれるパイロットシンボルに基づき上り情報を受信する受信タイミングが基準よりも早いか遅いかを推定し、基地局装置１０からのチャネル割り当て応答の送信に際して、推定結果に基づき送信タイミング要求を付加して端末装置２０に送信する（ステップＳ１６）。【選択図】図４
2008085911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局装置と複数の端末装置との間でのＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式により、前記端末装置からの上り情報に含まれるチャネル割り当て要求に応答して、前記基地局装置からの下り情報でチャネル割り当てに関する応答をする通信制御方法であって、
前記端末装置からのチャネル割り当て要求の送信に際して、送信電力を小さいレベルから大きいレベルに段階的に上昇させて、前記基地局装置へ送信するステップと、
前記基地局装置は、前記端末装置からのチャネル割り当て要求を確認したときに、前記チャネル割り当てに関する応答を送信するステップと、を有することを特徴とする通信制御方法。
【請求項２】
基地局装置と複数の端末装置との間でのＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式により、前記端末装置からの上り情報に含まれるチャネル割り当て要求に応答して、前記基地局装置からの下り情報でチャネル割り当てに関する応答をする通信制御方法であって、
前記基地局装置は、前記端末装置からのチャネル割り当て要求を確認したときに、当該チャネル割り当て要求に含まれるパイロットシンボルに基づき前記上り情報を受信する受信タイミングが基準よりも早いか遅いかを推定するステップと、
前記受信タイミングの推定結果に基づき送信タイミング要求を前記端末装置に送信するステップと、を含むことを特徴とする通信制御方法。
【請求項３】
前記基地局装置は、前記チャネル割り当て要求の受信タイミングが基準範囲にない場合には、チャネル割り当てを拒否する前記チャネル割り当てに関する応答を送信し、
前記チャネル割り当て要求の受信タイミングが基準範囲にある場合には、前記チャネル割り当てを行う前記チャネル割り当てに関する応答を前記端末装置へ送信するステップを有することを特徴とする請求項１または２に記載の通信制御方法。
【請求項４】
前記基地局装置による、
前記受信タイミングの推定結果をタイミング記録手段に記録するステップと、
前記基地局装置からの前記チャネル割り当てに関する応答の送信に際して、前記タイミング記録手段の記録内容に基づき前記送信タイミング要求を付加して前記端末装置に送信するステップと、
前記端末装置による、
受信した前記送信タイミング要求を前記送信タイミング記録手段に記録するステップと、
前記端末装置からの上り情報の送信に際して、前記送信タイミング要求で指示されたタイミングで前記基地局装置に送信するステップと、を含むことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の通信制御方法。
【請求項５】
複数の端末装置との間でＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式の通信を行う基地局装置であって、
前記端末装置からのチャネル割り当て要求の送信に際して、送信電力を小さいレベルから大きいレベルに段階的に上昇させて送信されたチャネル割り当て要求を確認したときに、当該チャネル割り当て要求に含まれるパイロットシンボルに基づき、前記チャネル割り当て要求を受信するタイミングが、当該基地局装置に予め設定されている規定タイミングよりも、早いか遅いかを推定するタイミング推定手段と、
推定結果に基づき、送信タイミング要求を記録するタイミング記録手段と、
前記タイミング記録手段の記録内容に基づき、前記送信タイミング要求を当該基地局装置からのチャネル割り当てに関する応答に付加する送信タイミング要求付加手段と、を含むことを特徴とする基地局装置。
【請求項６】
複数の端末装置との間でＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式の通信を行う端末装置であって、
前記端末装置には、チャネル割り当て要求の送信に際して、送信電力を小さいレベルから大きいレベルに段階的に上昇させて送信する送信電力調整手段と、
受信した送信タイミング要求を記録する送信タイミング記録手段と、
当該端末装置からの上り情報の送信に際して、前記送信タイミング要求で指示されたタイミングで前記基地局装置に送信する送信タイミング調整手段と、を含むことを特徴とする端末装置。
【請求項７】
基地局装置と複数の端末装置との間でのＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式により、前記端末装置からの上り情報に含まれるチャネル割り当て要求に応答して、前記基地局装置からの下り情報でチャネル割り当てに関する応答をする通信制御システムであって、
前記基地局装置は、
前記端末装置からのチャネル割り当て要求の送信に際して、送信電力を小さいレベルから大きいレベルに段階的に上昇させて送信されたチャネル割り当て要求を確認したときに、当該チャネル割り当て要求に含まれるパイロットシンボルに基づき、前記チャネル割り当て要求を受信するタイミングが、当該基地局装置に予め設定されている規定タイミングよりも、早いか遅いかを推定するタイミング推定手段と、
推定結果に基づき、送信タイミング要求を記録するタイミング記録手段と、
前記タイミング記録手段の記録内容に基づき、前記送信タイミング要求を当該基地局装置からのチャネル割り当てに関する応答に付加する送信タイミング要求付加手段と、を有し、
前記端末装置は、
前記チャネル割り当て要求の送信に際して、送信電力を小さいレベルから大きいレベルに段階的に上昇させて送信する送信電力調整手段と、
受信した送信タイミング要求を記録する送信タイミング記録手段と、
当該端末装置からの上り情報の送信に際して、前記送信タイミング要求で指示されたタイミングで前記基地局装置に送信する送信タイミング調整手段と、を有することを特徴とする通信制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式に加えてＯＦＤＭＡを適用したＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式の通信制御方法、基地局装置、端末装置および通信制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル携帯電話システムやＰＨＳシステムなどの無線アクセス方式として、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）とＴＤＤ(Time Division Duplex：時分割双方向伝送)を組み合わせたＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式が採用されている。さらに、これに加えて、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access：直交周波数分割多重接続）を活用するＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式が提案されている。
【０００３】
ＯＦＤＭＡの基礎となるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）は、データを変調する搬送波を、互いに直交した複数の「サブキャリア」（細分化された搬送波）に分割し、データ信号をそれぞれのサブキャリアに分散させて送信する方式である。
以下にＯＦＤＭ方式の概要について説明する。
【０００４】
図６は送信側に用いられるＯＦＤＭ変調装置の構成を示すブロック図である。ＯＦＤＭ変調装置には、送信データが入力される。この送信データは、シリアル／パラレル変換部２０１に供給されて、低速な複数の伝送シンボルからなるデータに変換される。つまり、伝送情報を分割して、複数の低速なデジタル信号を生成する。このパラレルデータは、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部２０２に供給される。
【０００５】
パラレルデータは、ＯＦＤＭを構成する各サブキャリアに割り当てられ、周波数領域においてマッピングされる。ここで、各サブキャリアに対してBPSK、QPSK、16QAM、64QAM等の変調が施される。マッピングデータは、ＩＦＦＴ演算を施すことによって、周波数領域の送信データから時間領域の送信データに変換される。これにより、互いに直交する関係にある複数のサブキャリアがそれぞれ独立に変調されたマルチキャリア変調信号が生成される。ＩＦＦＴ部２０２の出力は、ガードインターバル付加部２０３に供給される。
【０００６】
ガードインターバル付加部２０３は、図７に示すように、伝送データの有効シンボルの後部をガードインターバルとして、伝送シンボル毎に有効シンボル期間の前部にコピーを付加する。このガードインターバル付加部で得られたベースバンド信号は、直交変調部２０４に供給される。
【０００７】
直交変調部２０４は、ガードインターバル付加部２０３から供給されるベースバンドＯＦＤＭ信号に対して、ＯＦＤＭ変調装置の局部発振器１０５から供給されるキャリア信号を用いて、直交変調を施し、中間周波数（ＩＦ）信号もしくは無線周波数（ＲＦ）信号に周波数変換する。すなわち、直交変調部は、ベースバンド信号を所望の伝送周波数帯域に周波数変換した後に伝送路に出力する。
【０００８】
図８は、受信側に用いられるＯＦＤＭ復調装置の構成を示すブロック図である。ＯＦＤＭ復調装置には、図６のＯＦＤＭ変調装置によって生成されたＯＦＤＭ信号が所定の伝送路を介して入力される。
【０００９】
このＯＦＤＭ復調装置に入力されたＯＦＤＭ受信信号は、直交復調部２１１に供給される。直交復調部２１１は、ＯＦＤＭ受信信号に対して、ＯＦＤＭ復調装置の局部発振器２１２から供給されるキャリア信号を用いて直交復調を施し、ＲＦ信号もしくはＩＦ信号からベースバンド信号に周波数変換し、ベースバンドＯＦＤＭ信号を得る。このＯＦＤＭ信号は、ガードインターバル除去部２１３に供給される。
【００１０】
ガードインターバル除去部２１３は、ＯＦＤＭ変調装置のガードインターバル付加部２０３で付加された信号を、図示しないシンボルタイミング同期部から供給されるタイミング信号に従って除去する。このガードインターバル除去部２０３で得られた信号は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部２１４に供給される。
【００１１】
ＦＦＴ部２１４は、入力される時間領域の受信データをＦＦＴすることによって周波数領域の受信データに変換する。さらに周波数領域においてマッピングされ、各サブキャリア毎にパラレルデータが生成される。ここで、各サブキャリアに施されたBPSK、QPSK、16QAM、64QAM等の変調に対する復調がなされたことになる。ＦＦＴ部２１４で得られたパラレルデータは、パラレル／シリアル変換部２１５に供給されて、受信データとして出力される。
【００１２】
ＯＦＤＭＡは、上記のＯＦＤＭと同様に搬送波を複数のサブキャリアに分割する方式であるが、分割されたサブキャリアをグループ化する点でＯＦＤＭとは異なる。グループ内のサブキャリアは「サブチャネル」と呼ばれ、単一のユーザがこれらのサブチャネルを占有する場合もあれば、複数のユーザで共有する場合もある。
【００１３】
ところで、無線伝送路では、端末側から送信された信号が空間を伝搬し、基地局側で受信されるが、伝送路中に建築物や山など複数の障害物が存在すると、障害物に反射した反射波が直接波に遅れて基地局へ到達することがある。これを、遅延波と呼ぶが、遅延波と直接波は、伝送距離が異なるため、基地局側で複数の経路（マルチパス）の影響による受信するタイミングの広がりを生じる。基地局はこれら複数のタイミングの内最も条件の良い（例えば最も送信電力が強い）ものを所望のタイミングとする。これにより所望以外のタイミングは所望のタイミングに対し前後に分布することがある。
【００１４】
また、複数のデータが複数端末から基地局へ同時に送信されるようなマルチアクセス方式を採用する通信システムにおいて、端末毎に基地局との距離が異なる場合、基地局に到来する端末毎の信号がそれぞれ異なるタイミングとなるため、前述した複数の経路（マルチパス）の影響と合わせ、タイミングに広がりを拡大させる為、シンボル間干渉が発生する場合がある。
【００１５】
このような伝搬遅延によるキャリア間干渉を補う技術として、特許文献１には、共通のトランシーバに反復的に信号を送信する複数のトランシーバのそれぞれに対して時間整列制御信号を供給する方法において、 複数のトランシーバのそれぞれから送信された１つの信号の共通のトランシーバにおける到着時間を検出し、 複数のトランシーバのそれぞれからその後に送信された信号が実質上予め定められた期間内の到着時間であるように、各トランシーバに対して次に共通のトランシーバに送信されるべき信号の進みおよび遅延を決定し、 実質上全てのトランシーバからの次に送信された信号がタイミング制御信号内の進みおよび遅延によって決定された量だけ進められまたは遅延されるように、複数のトランシーバのそれぞれに対して各トランシーバに対する進みまたは遅延の量を含むタイミング制御信号を送信するステップを含んでいる制御信号の供給方法が開示されている。
【００１６】
また、特許文献２には、ヘッドエンド装置が予め決められた一定の瞬間にＯＦＤＭシンボルを受信できるように、ＯＦＤＭシンボルがヘッドエンド装置へ送信される瞬間を推定計算することによる、複数のユーザ装置の一部とヘッドエンド装置との時間同期化が開示されている。
【００１７】
また、上記特許文献に記載されているタイミング制御のほか、キャリア間干渉を除去する方法として、一般的には端末側でガードインターバルを付加する方法が採用されている。ガードインターバルは、図８に示すように、有効シンボルの後半の一部分Ｘと同じ信号を有効シンボルの前半にコピーしたものである。
【００１８】
基地局側では、このガードインターバル区間の情報を無視することで、あるキャリアだけに遅延が生じた場合でも、遅延時間がこのガードインターバル区間内であれば、ガードインターバル除去後に各サブキャリアにシンボルの不連続点がなくなり、ＦＦＴ後においても隣接サブキャリアへの干渉を与えないため、遅延が無視され正しく受信することができる。なお、ガードインターバル区間には有効シンボル内のデータがコピーされて挿入されているため、あるキャリアがズレても情報が欠落することがない。
【００１９】
しかしながら、端末と基地局との伝送距離が長くなると遅延分散が大きくなり、ガードインターバル長を超えて遅延波が入射することがある。また、端末と基地局とでランダムアクセス制御を行うようなシステムでは、基地局が端末と通信する期間が間欠的になり、端末での送信タイミングのずれが大きくなり、遅延時間がガードインターバルを超えてしまうと、隣接キャリアに干渉を与える可能性が高くなる。
【００２０】
このため、遅延時間がガードインターバルを超えないよう、端末装置側で送信タイミングの制御を行うか、基地局装置側で受信タイミングを制御するか、しなければならない。端末装置が送信タイミング制御を行う方法としては、呼接続後（通信チャネルに入ってから）に基地局装置から送信される下り情報に含まれる送信タイミング要求に基づき、端末装置がタイミング制御を行う方法が考えられる。
【００２１】
【特許文献１】特表２００３−５２８４８３号公報
【特許文献２】特表２００４−５３３７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、最初のチャネル割り当て要求時点（通信チャネルに入る前）においても端末装置からの送信タイミングは伝送距離に応じてずれるため、この状況ではガードインターバルを超えて遅延分散により、キャリア間で干渉する確率が増えてしまう。
【００２３】
そこで本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、チャネル割り当て要求時点における送信タイミングのずれを原因とする遅延時間をガードインターバル内に抑えることによって、遅延分散によるキャリア間干渉を発生させないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記課題を解決することのできる本発明は、基地局装置と複数の端末装置との間でのＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式により、前記端末装置からの上り情報に含まれるチャネル割り当て要求に応答して、前記基地局装置からの下り情報でチャネル割り当てに関する応答をする通信制御方法であって、
前記端末装置からのチャネル割り当て要求の送信に際して、送信電力を小さいレベルから大きいレベルに段階的に上昇させて、前記基地局装置へ送信するステップと、前記基地局装置は、前記端末装置からのチャネル割り当て要求を確認したときに、前記チャネル割り当てに関する応答を送信するステップと、を有することを特徴とする。（請求項１）
【００２５】
また、上記課題を解決することのできる本発明は、基地局装置と複数の端末装置との間でのＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式により、前記端末装置からの上り情報に含まれるチャネル割り当て要求に応答して、前記基地局装置からの下り情報でチャネル割り当てに関する応答をする通信制御方法であって、
前記基地局装置は、前記端末装置からのチャネル割り当て要求を確認したときに、当該チャネル割り当て要求に含まれるパイロットシンボルに基づき前記上り情報を受信する受信タイミングが基準よりも早いか遅いかを推定するステップと、前記受信タイミングの推定結果に基づき送信タイミング要求を前記端末装置に送信するステップと、を含むことを特徴とする。（請求項２）
【００２６】
また、本発明において、前記基地局装置は、前記チャネル割り当て要求の受信タイミングが基準範囲にない場合には、チャネル割り当てを拒否する前記チャネル割り当てに関する応答を送信し、前記チャネル割り当て要求の受信タイミングが基準範囲にある場合には、前記チャネル割り当てを行う前記チャネル割り当てに関する応答を前記端末装置へ送信するステップを有することを特徴とする。（請求項３）
【００２７】
また、本発明は、前記基地局装置による、
前記受信タイミングの推定結果をタイミング記録手段に記録するステップと、前記基地局装置からの前記チャネル割り当てに関する応答の送信に際して、前記タイミング記録手段の記録内容に基づき前記送信タイミング要求を付加して前記端末装置に送信するステップと、
前記端末装置による、
受信した前記送信タイミング要求を前記送信タイミング記録手段に記録するステップと、前記端末装置からの上り情報の送信に際して、前記送信タイミング要求で指示されたタイミングで前記基地局装置に送信するステップと、を含むことを特徴とする。（請求項４）
【００２８】
また、本発明は、複数の端末装置との間でＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式の通信を行う基地局装置であって、
前記端末装置からのチャネル割り当て要求の送信に際して、送信電力を小さいレベルから大きいレベルに段階的に上昇させて送信されたチャネル割り当て要求を確認したときに、当該チャネル割り当て要求に含まれるパイロットシンボルに基づき、前記チャネル割り当て要求を受信するタイミングが、当該基地局装置に予め設定されている規定タイミングよりも、早いか遅いかを推定するタイミング推定手段と、推定結果に基づき、送信タイミング要求を記録するタイミング記録手段と、前記タイミング記録手段の記録内容に基づき、前記送信タイミング要求を当該基地局装置からのチャネル割り当てに関する応答に付加する送信タイミング要求付加手段と、を含むことを特徴とする。（請求項５）
【００２９】
また、本発明は、複数の端末装置との間でＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式の通信を行う端末装置であって、
前記端末装置には、チャネル割り当て要求の送信に際して、送信電力を小さいレベルから大きいレベルに段階的に上昇させて送信する送信電力調整手段と、受信した送信タイミング要求を記録する送信タイミング記録手段と、当該端末装置からの上り情報の送信に際して、前記送信タイミング要求で指示されたタイミングで前記基地局装置に送信する送信タイミング調整手段と、を含むことを特徴とする。（請求項６）
【００３０】
また、本発明は、基地局装置と複数の端末装置との間でのＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式により、前記端末装置からの上り情報に含まれるチャネル割り当て要求に応答して、前記基地局装置からの下り情報でチャネル割り当てに関する応答をする通信制御システムであって、
前記基地局装置は、
前記端末装置からのチャネル割り当て要求の送信に際して、送信電力を小さいレベルから大きいレベルに段階的に上昇させて送信されたチャネル割り当て要求を確認したときに、当該チャネル割り当て要求に含まれるパイロットシンボルに基づき、前記チャネル割り当て要求を受信するタイミングが、当該基地局装置に予め設定されている規定タイミングよりも、早いか遅いかを推定するタイミング推定手段と、推定結果に基づき、送信タイミング要求を記録するタイミング記録手段と、前記タイミング記録手段の記録内容に基づき、前記送信タイミング要求を当該基地局装置からのチャネル割り当てに関する応答に付加する送信タイミング要求付加手段と、を有し、
前記端末装置は、
前記チャネル割り当て要求の送信に際して、送信電力を小さいレベルから大きいレベルに段階的に上昇させて送信する送信電力調整手段と、受信した送信タイミング要求を記録する送信タイミング記録手段と、当該端末装置からの上り情報の送信に際して、前記送信タイミング要求で指示されたタイミングで前記基地局装置に送信する送信タイミング調整手段と、を有することを特徴とする。（請求項７）
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、チャネル割り当て要求時点における送信タイミングのずれを原因とする遅延時間をガードインターバル内に抑えることによって、遅延分散によるキャリア間干渉を発生させないようにすることが可能である。また、最初のチャネル割り当てを要求する送信電力を小さい電力から順に大きくしていくことにより、上りの隣接チャネル干渉や他セル干渉を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係るＴＤＤ／ＯＦＤＭＡ通信方式の通信制御方法、基地局装置及び端末装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、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。
【００３３】
本実施形態の基地局装置１０は、送受信部１（PA/RF部/IF部/BB部）及び受信した信号を処理する信号処理部２で構成されている。
送受信部１ではアンテナから受信した信号がRF部、IF部を経由してベースバンド信号のOFDMA信号を得ることができる。
【００３４】
信号処理部２は、シンボル同期部2-1，メモリ2-2，FFT部2-3，周波数推定部（チャネル推定部）2-4，タイミング推定部2-5（タイミング推定手段），復調部（復号部）2-6，物理層フレーム形成部2-7（送信タイミング要求付加手段），変調符号部2-8，ＩＦＦＴ部2-9を備えている。
【００３５】
シンボル同期部2-1は、送受信部１から得られたOFDMA信号のシンボル同期を行い、ガードインターバル（GI）を除去し、FFT部2‐3がFFTを行うことにより、OFDMA信号からユーザごとのシンボルを取り出す。その後、タイミング推定部2-5がタイミング推定を行い、タイミング推定した結果から、チャネル割り当て要求を受信する受信タイミングが基準よりもどれくらい早いか遅いかを、メモリ2-2（タイミング記録手段）に蓄える。
【００３６】
周波数推定部（チャネル推定部）2-4が周波数推定及びチャネル推定を行い、復調部（復号部）2-6が復調、復号をしてデータを取り出し、誤り確認を行って上位レイヤーに渡す。その後、チャネル割り当てに関する応答情報にメモリ2-2に蓄えた送信タイミングシフト量を設定する。なお、該チャネル割り当てに関する応答には、基地局装置１０が端末装置２０にチャネルを割り当てるチャネル割り当て応答と、基地局装置１０が端末装置２０へのチャネル割り当てを拒否するチャネル割り当て拒否がある。
【００３７】
物理層フレーム形成部2-7がサブチャネルの物理レイヤフレームを形成し、変調符号部2-8が符号化、変調を行う。ＩＦＦＴ部2-9はIFFTをかけて、ガードインターバル（GI）を付加し、DAを通過しアナログ信号に変換後、送受信部１のIF部、RF部を通してRF周波数信号に変換され、PA部を通してアンテナから送信される。
【００３８】
次に、本発明の実施の形態に係る端末装置の機能構成について説明する。図２は、端末装置の機能ブロック図である。
【００３９】
本実施形態の端末装置２０は、送受信部１１（PA/RF部/IF部/BB部）及び受信した信号を処理する信号処理部２２で構成されている。
送受信部１１ではアンテナから受信した信号がRF部、IF部を経由してベースバンド信号のOFDMA信号を得ることができる。
【００４０】
信号処理部１２は、シンボル同期12-1，メモリ12-2，FFT部12-3，周波数推定部（チャネル推定部）12-4，タイミング推定部12-5，復調部（復号部）12-6，物理層フレーム形成部12-7，変調符号部12-8，ＩＦＦＴ部12-9，タイミング要求抽出12-10，タイミングシフト部12-11（送信タイミング調整手段），送信電力制御部12-12（送信電力調整手段）を備えている。
【００４１】
送信電力制御部12-12は、通信チャネルに入る前のCCH（制御チャネル）の段階で、基地局装置１０へ送信するチャネル割り当て要求の送信電力の強度を設定する。本実施形態では、送信電力を小さいレベルから大きいレベルに段階的に上昇させることができる。
【００４２】
シンボル同期部12-1は、送受信部１1から得られたOFDMA信号のシンボル同期を行い、ガードインターバル（GI）を除去し、FFT部12‐3がFFTを行うことにより、OFDMA信号からシンボルを取り出す。その後、タイミング推定部12-5がタイミング推定を行い、周波数推定部（チャネル推定部）12-4が周波数推定及びチャネル推定を行う。そして、復調部（復号部）12-6が復調、復号をしてデータを取り出し、タイミング要求抽出12-10が、チャネル割り当て応答に付加された送信タイミングシフト量を抽出して、メモリ12-2（送信タイミング記録手段）に記録し、誤り確認を行って上位レイヤーに渡す。
【００４３】
物理層フレーム形成部12-7がサブチャネルの物理レイヤフレームを形成し、変調符号部12-8が符号化、変調を行う。その後、タイミングシフト部12-11がメモリ12-2に蓄えた送信タイミングシフト量（送信タイミング要求）に従い、端末装置２０から上り情報の送信タイミングを制御し、ＩＦＦＴ部12-9がIFFTをかけて、ガードインターバル（GI）を付加し、DAを通過しアナログ信号に変換後、送受信部1１のIF部、RF部を通してRF周波数信号に変換され、PA部を通してアンテナから送信される。
【００４４】
次に、OFDMAのフレームを構成するサブチャネルのフォーマットについて図３を用いて説明する。図３は、サブチャネルのフォーマットを示す説明図である。
図３に示すように、１つの周波数帯は、ダウンリンクの４つのサブチャネルとアップリンクの４つのサブチャネルで構成されている。
【００４５】
各サブチャネルは更に周波数軸上においてＯＦＤＭサブキャリア、時間軸上でＯＦＤＭシンボルに分割される。サブキャリアは、通信に必要な情報などを搬送するサブキャリアと、周波数軸上にある他のキャリアによる影響を少なくするためのガードサブキャリアおよび、通信に必要ないＤＣ成分となるＤＣサブキャリアなどに分類される。シンボルごとのサブキャリアはプリアンブル、パイロットシンボル、ガードタイム、ガードインターバル、データなどにより構成される。また、各シンボルはＦＦＴを行う為に必要な時間長（図３のFFT範囲）とガードインターバルにより構成される。
【００４６】
ＰＲはプリアンブル：（PRiamble）であり、は、フレーム送信の開始を認識させ、同期をとるタイミングを与えるための信号である。
ＰＳはパイロットシンボル：ＰＳ（Pilot  Symbol）はであり、搬送波サブキャリア毎の絶対位相を正しく識別認識するために位相の基準を得るためにの既知の信号波形や、既知のデータのことである。
ＴＳはトレーニングシンボルである。
Sub  channel  payloadはサブチャネルペイロードであり、物理層（ＰＨＹ）のデータを収容する部分である。
ＧＴ（ガードインターバル：GI）はガードタイム：ＧＴ（Guard  Time）はであり、各端末装置と基地局装置間の距離の差や送信タイミング誤差などにより、各端末装置からのバーストが重なるのを防ぐための部分である。
ガードインターバル：ＧＩ（Guard  Interval）は、複数の異なるタイミングによる到来波が重なり、タイミングの分散が起きることにより隣接するシンボルが重なっても、ＦＦＴタイミングを適切に選ぶことによりサブキャリア間干渉を防ぐ為の部分である。
【００４７】
なお、ガードインターバルは、IFFT部2-9あるいはIFFT部12-9からの出力信号を、循環的に拡張した部分であって、シンボル毎に付加される。ガードインターバルを付加することによって、FFT部2-3あるいはFFT部12-3に周期的に入力する信号を切り取るタイミングがガードインターバルを含めたOFDMシンボル内であればどの部分でも劣化なく復調することができる。すなわち、１つのシンボルに遅延時間成分が含まれていても、遅延時間がガードインターバルより短い場合には、隣接シンボル成分が入り込むことがないためシンボル間干渉を生じることがない。
本実施形態では、マルチパスに起因する遅延時間と、端末毎に基地局との距離が異なることに起因する遅延時間とを含めたトータルの遅延時間を、ガードインターバル内におさめることができるようになっている。
【００４８】
基地局装置１０のタイミング推定部2-5が、各サブチャネルのパイロットシンボル：ＰＳまたはプリアンブル：ＰＲなどの既知のシンボルと受信信号との相関演算をすることにより、端末装置２０からのチャネル割り当て要求を受信する受信タイミングが、基地局装置１０が有する基準タイミングすなわち所望とするタイミングよりも早いか遅いかを推定する。また、端末装置２０のタイミング抽出部12-10が、基地局装置１０からのチャネル割り当て応答に付加した送信タイミングシフト量を抽出する。
なお、既知のシンボルによるタイミング検出は、ＦＦＴを行う前（ＧＩ除去前含む）のタイミング検出ブロック、例えばシンボル同期2-1において既知の時間軸波形に対する相関演算を行うことによりタイミング検出することも出来る。
【００４９】
（第１実施形態）
次に、本実施形態の基地局端末１０と端末装置２０との間の通信制御方法を、図４を参照して具体的に説明する。図４は、本実施形態の基地局端末１０と端末装置２０との間で行われる第１のタイミング制御処理を説明するフローチャートである。
【００５０】
まず、端末装置２０は予め基地局装置１０の報知チャネルとフレーム同期を行っておき（ステップＳ１１）、チャネル割り当て要求を基地局装置１０に行う（ステップＳ１２）。そのとき、送信電力を小さいレベルから順に大きくしていき（ステップＳ１３からステップＳ１５）、基地局装置１０からのチャネル割り当て応答を待つ。基地局装置１０では端末装置１０からのチャネル割り当て要求を確認したら（ステップＳ１５）その受信タイミングと基準タイミングとのずれを計測し、チャネル割り当て応答の下り情報に送信タイミングシフト量として付加し、端末装置２０に送信する（ステップＳ１６）。
【００５１】
また、呼接続時点で、各チャネルの下り通信品質状態を端末装置２０は基地局装置１０に送信する。基地局装置１０もまた上り通信品質状態をモニタしており、相互通信品質状態に応じて、最も通信品質の良いチャネルをアンカーサブチャネルに割り当てる。ここで、アンカーサブチャネルとは、どのサブチャネルをどの端末装置が使用するかを各端末装置に通知するために使用したり、再送制御でデータが正しくやりとりできたかを基地局装置と端末装置でネゴシエーションのために使うなどするサブチャネルである。
【００５２】
端末装置２０はチャネル割り当て応答内の情報にある送信タイミングシフト量に併せてタイミングを早く送信するように調整して、割り当てられたチャネルで上り情報を送信する（ステップＳ１７）。
【００５３】
ステップＳ１１からステップＳ１７までは、通信チャネルに入る前の制御チャネルの段階におけるタイミング制御であるが、呼接続完了後、通信チャネルに入った後も、端末装置２０側でタイミング制御を行うよう設定することも可能である。以下は、通信チャネルにおけるタイミング制御処理の説明である。
【００５４】
基地局装置１０はその上り情報のパイロットシンボルに基づき、該端末装置２０の平均受信タイミングを推定する。推定したタイミングが遅い場合には、該端末装置２０に早く送信するよう該端末装置２０の下り情報のアンカーサブチャネルに送信タイミング制御ビットとして設定する。また、推定したタイミングが早い場合には、該端末装置２０に遅く送信するよう該端末装置２０の下り情報のアンカーサブチャネルに送信タイミング制御ビットとして設定する。基地局装置１０は端末装置２０に、この送信タイミング制御ビットを付加して、他の下り情報と共に送信する（ステップＳ１８）。
【００５５】
なお、送信タイミング制御ビットは、送信タイミングを早くあるいは遅くするという、早いか遅いかの単一の判断レベルのみでなく、どの程度早く送るのか遅く送るのかの複数の判断レベルを含むよう構成することも可能である。
【００５６】
端末装置２０では、下り情報を受信して、アンカーサブチャネルの送信タイミングビットに従い上り情報の送信タイミングを調整し、割り当てチャネルで上り情報を送信する（ステップＳ１９）。なお、ステップＳ１７の後に、割り当てチャネルで端末装置２０から送信した上り情報（ステップ１９）に対しても、当該上り情報に含まれるパイロットシンボルに基づき、上り情報を受信する受信タイミングが基準よりも早いか遅いかを推定し、ステップＳ１８と同様の処理を繰り返すよう構成することもできる（ステップＳ２０）。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、本実施形態の基地局装置１０と端末装置２０との間で行われる第２のタイミング制御処理について説明する。図５は、第２のタイミング制御処理を説明するフローチャートである。
【００５８】
第２のタイミング制御処理は、第１のタイミング制御処理と重複するステップについては説明を省略し、異なる処理ステップについて説明を行う。
ステップＳ１５で、基地局装置１０が端末装置１０からのチャネル割り当て要求を確認すると、その時点では基地局装置１０は通信チャネルへの状態遷移許可を出さずに（チャネル割り当て応答を出さずに）、チャネル割り当て拒否を端末装置２０へ送信する（ステップＳ３１）。このとき、ステップＳ１５で受信したチャネル割り当て要求の受信タイミングと基準タイミングとのずれを計測し、チャネル割り当て拒否の下り情報に送信タイミングシフト量として付加し、端末装置２０に送信する（ステップＳ３１）。
【００５９】
チャネル割り当て拒否を受信した端末装置２０は、端末装置２０はチャネル割り当て拒否に付加された送信タイミングシフト量に併せてタイミングを調整して、再びチャネル割り当て要求を送信する（ステップＳ３２）。基地局装置１０では、再びチャネル割り当て要求を確認し、タイミング調整後の信号タイミングを検出して、想定範囲内に入るかどうか確認後、想定内に入っていれば、通信チャネルへの許可とチャネル割り当て応答を与える（ステップＳ３３）。
【００６０】
このように、本実施形態のタイミング制御処理によれば、端末装置２０から送信されるチャネル割り当て要求の受信タイミングが、基地局装置１０に設定されている想定範囲内のタイミングであることを確認した後、チャネル割り当て応答を端末装置２０に送信することができる。したがって、通信チャネルに入る前の制御チャネルの段階から、基地局装置１０と端末装置２０との間の通信タイミングを合わせることによって、信号の受信タイミングの拡大を極力抑え、遅延時間をガードインターバルの範囲におさめることができるので、シンボル間干渉の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】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２】本実施形態の端末装置の機能ブロック図である。
【図３】サブチャネルのフォーマットを示す説明図である。
【図４】本実施形態の基地局装置と端末装置との間で行われる第１のタイミング制御処理を説明するフローチャートである。
【図５】本実施形態の基地局装置と端末装置との間で行われる第２のタイミング制御処理を説明するフローチャートである。
【図６】従来の、送信側に用いられるＯＦＤＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図７】有効シンボルにガードインターバルをコピーした状態を説明する模式図である。
【図８】従来の、受信側に用いられるＯＦＤＭ復調装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
１：送受信部、２：信号処理部、2-1：シンボル同期部、2-2：メモリ、2-3：FFT部、2-4：周波数推定部（チャネル推定部）、2-5：タイミング推定部、2-6：復調部（復号部）、2-7：物理層フレーム形成部、2-8：変調符号部、2-9：ＩＦＦＴ部、１０：基地局装置、２２：信号処理部、12-1：シンボル同期、12-2：メモリ、12-3：FFT部、12-4：周波数推定部（チャネル推定部）、12-5：タイミング推定部、12-6：復調部（復号部）、12-7：物理層フレーム形成部、12-8：変調符号部、12-9：ＩＦＦＴ部、12-10：タイミング要求抽出、12-11：タイミングシフト部、12-12：送信電力制御部、２０：端末装置
【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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