(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局装置と自装置との間の伝搬遅延時間に応じて追加されるシンボル数分の信号長であって、設定された前記信号長及び前記伝搬遅延時間に応じて設定される送信タイミングとを取得する取得手段と、
前記信号長のシンボルを含む送信信号を前記送信タイミングで前記基地局装置へ送信する送信手段と、
を有する移動局装置。
【請求項２】
前記送信タイミングは、前記基地局装置からの受信信号の受信を完了してから、前記送信信号の送信を開始するまでの時間間隔である、
請求項１に記載の移動局装置。
【請求項３】
前記信号長は、前記伝搬遅延時間が短いほど長く設定されている、
請求項１又は２に記載の移動局装置。
【請求項４】
前記送信タイミングは、前記信号長が長く設定されているほど、早い前記送信タイミングが設定されている、
請求項１から３のいずれかに記載の移動局装置。
【請求項５】
前記信号長および前記送信タイミングは、前記基地局装置と自装置との間の伝搬遅延時間と、前記基地局装置と他の移動局装置との間の伝搬遅延時間との差に応じて設定される、請求項１から４のいずれかに記載の移動局装置。
【請求項６】
前記他の移動局装置は、前記基地局装置と通信を行う複数の移動局装置のうち、前記基地局装置との間の伝搬遅延時間が最大の移動局装置である、
請求項５に記載の移動局装置。
【請求項７】
前記信号長は、前記基地局装置が、前記最大の伝搬遅延時間の前記移動局装置からの送信信号を受信するまでの間に受信可能な信号長である、
請求項６に記載の移動局装置。
【請求項８】
前記信号長は、一つのシンボルの時間長を一単位とし、
自装置の前記伝搬遅延時間が前記他の移動局装置の前記伝搬遅延時間よりも小さい場合、自装置の前記信号長が、前記他の移動局装置の前記信号長よりも、前記時間長のα（αは自然数）倍だけ長くなるように、前記信号長が設定されている、
請求項５から７のいずれかに記載の移動局装置。
【請求項９】
前記信号長は、一つのシンボルの時間長を一単位とし、
自装置の前記伝搬遅延時間が前記他の移動局装置の前記伝搬遅延時間よりも小さい場合、前記基地局装置が自装置からの前記送信信号を受信する第１の受信タイミングが、前記基地局装置が前記他の移動局装置からの前記送信信号を受信する第２の受信タイミングよりも、前記時間長のα（αは自然数）倍だけ早くなるように、前記信号長及び前記送信タイミングが設定されている、
請求項５から８のいずれかに記載の移動局装置。
【請求項１０】
前記信号長は、一つのシンボルの時間長を一単位とし、
前記送信手段は、追加された前記シンボルのうち、少なくとも一つのシンボルを、パイロットシンボルとして送信する、
請求項１から９のいずれかに記載の移動局装置。
【請求項１１】
前記信号長は、一つのシンボルの時間長を一単位とし、
前記基地局装置における、他の移動局装置からの前記送信信号の受信タイミングと、シンボル単位で揃うように、前記信号長及び前記送信タイミングが設定されている、
請求項１から１０のいずれかに記載の移動局装置。
【請求項１２】
前記伝搬遅延時間の代わりに、通信距離または受信電力が用いられる、
請求項１から１１のいずれかに記載の移動局装置。
【請求項１３】
基地局装置と各移動局装置との間の伝搬遅延時間を取得する取得手段と、
前記伝搬遅延時間に応じて、前記各移動局装置の送信信号に追加されるシンボル数分の信号長を設定し、設定された前記信号長及び前記伝搬遅延時間に応じて前記各移動局装置の送信タイミングを設定する設定手段と、
を有する送信タイミング制御装置。
【請求項１４】
前記送信タイミングは、前記移動局装置が、前記基地局装置からの受信信号の受信を完了してから、前記送信信号の送信を開始するまでの時間間隔である、
請求項１３に記載の送信タイミング制御装置。
【請求項１５】
前記設定手段は、前記信号長を、前記伝搬遅延時間が短いほど長く設定する、
請求項１３又は１４に記載の送信タイミング制御装置。
【請求項１６】
前記設定手段は、
前記信号長が長く設定されるほど早い前記送信タイミングを設定する、
請求項１３から１５のいずれかに記載の送信タイミング制御装置。
【請求項１７】
前記設定手段は、
前記各移動局装置の前記伝搬遅延時間の差に応じて、前記各移動局装置の前記信号長および前記送信タイミングを設定する、
請求項１３から１６のいずれかに記載の送信タイミング制御装置。
【請求項１８】
前記伝搬遅延時間の差は、前記各移動局装置の前記伝搬遅延時間のうち、最大の伝搬遅延時間との差である、
請求項１７に記載の送信タイミング制御装置。
【請求項１９】
前記設定手段は、
前記信号長を、前記基地局装置が、前記最大の伝搬遅延時間の移動局装置からの送信信号を受信するまでの間に受信可能な信号長に設定する、
請求項１８に記載の送信タイミング制御装置。
【請求項２０】
前記信号長は、一つのシンボルの時間長を一単位とし、
前記設定手段は、
第１の移動局装置の前記伝搬遅延時間が第２の移動局装置の前記伝搬遅延時間よりも小さい場合、前記第１の移動局装置の前記信号長が、前記第２の移動局装置の前記信号長よりも、前記時間長のα（αは自然数）倍だけ長くなるように、前記第１の移動局装置及び前記第２の移動局装置の前記信号長を設定する、
請求項１７から１９のいずれかに記載の送信タイミング制御装置。
【請求項２１】
前記信号長は、一つのシンボルの時間長を一単位とし、
前記設定手段は、
第１の移動局装置の前記伝搬遅延時間が第２の移動局装置の前記伝搬遅延時間よりも小さい場合、前記基地局装置が前記第１の移動局装置からの前記送信信号を受信する第１の受信タイミングが、前記基地局装置が前記第２の移動局装置からの前記送信信号を受信する第２の受信タイミングよりも、前記時間長のα（αは自然数）倍だけ早くなるように、前記第１の移動局装置及び前記第２の移動局装置の前記信号長及び前記送信タイミングを設定する、
請求項１７から２０のいずれかに記載の送信タイミング制御装置。
【請求項２２】
前記信号長は、一つのシンボルの時間長を一単位とし、
前記設定手段は、
前記基地局装置における、前記各移動局装置からの前記送信信号の受信タイミングが、シンボル単位で揃うように、前記送信タイミング及び前記信号長を設定する、
請求項１３から２１のいずれかに記載の送信タイミング制御装置。
【請求項２３】
前記伝搬遅延時間の代わりに、通信距離または受信電力が用いられる、
請求項１３から２２のいずれかに記載の送信タイミング制御装置。
【請求項２４】
基地局装置と各移動局装置との間の伝搬遅延時間を取得する取得ステップと、
前記伝搬遅延時間に応じて、前記各移動局装置の送信信号に追加されるシンボル数分の信号長を設定し、設定された前記信号長及び前記伝搬遅延時間に応じて前記各移動局装置の送信タイミングを設定する設定ステップと、
を有する送信タイミング制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）−ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式等の無線通信に用いられる移動局装置、送信タイミング制御装置及び送信タイミング制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信、特に移動体通信では、音声だけでなく画像などの様々な情報が伝送の対象物となっている。伝送対象物の多様化に伴い、情報を高速で伝送する技術の実現が求められている。マルチキャリア伝送方式の１つであるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）は、前述の要求に応え得る伝送方式として注目されている。
【０００３】
ＯＦＤＭにおける多元接続方式であるＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）は、無線通信システムで使用可能な周波数帯域を複数の帯域に細分化し、各ユーザ（例えば、移動局装置）を複数の帯域のいずれかに割り当てることによって、複数ユーザの周波数多重を実現する技術である。
【０００４】
ＯＦＤＭＡを適用した無線通信システムの１つに、ＯＦＤＭＡ−ＴＤＤ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access - Time Division Duplex）システムがある。ＴＤＤ方式の双方向無線通信では、上り回線と下り回線とで同一の周波数帯域を用いるため、周波数利用効率が高い。また、上り回線と下り回線とで非対称な時間を割り当てて伝送比率を変更するため、トラヒックの変化に柔軟に対応できる。
【０００５】
ところで、一般に、あるセルの基地局装置とそのセルに存在する各移動局装置との間の距離は異なるため、基地局装置と各移動局装置との間の伝搬遅延時間も異なる。以下、伝搬遅延時間の相違を「伝搬遅延差」と言う。通常、ＴＤＤ方式においては、各移動局装置は、下り回線の信号の受信を完了した後、さらにガードピリオド（ガードタイムと呼ばれることもある）が経過してから、上り回線の信号の送信を開始する。このとき、伝搬遅延差に起因して、各移動局装置の送信信号が基地局装置に到達するタイミングにずれが生じることがある。これにより、複数の移動局装置の送信信号が相互干渉する符号間干渉（以下「ユーザ間干渉」と言う）が発生する。
【０００６】
ＯＦＤＭＡ−ＴＤＤ方式の無線通信において符号間干渉の発生を防止する方法として、上り回線の信号の送信タイミングを制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この送信タイミング制御方法では、各移動局装置の送信信号が基地局装置に到達するタイミングが所定範囲内に揃うように上り回線の送信タイミングが移動局装置毎に個別に設定される。設定された送信タイミングは基地局装置から各移動局装置に通知される。各移動局装置は、通知されたタイミングに従って信号の送信を行う。
【特許文献１】特開平１１−１１３０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の送信タイミング制御方法においては、伝送効率が低下し得るという問題がある。
【０００８】
この問題を具体的に説明するために、無線通信システムの典型的な例を想定する。この例では、周波数多重された３つの移動局装置ＭＳ＃１、ＭＳ＃２、ＭＳ＃３と基地局装置ＢＳ＃１とが無線通信を行う。また、移動局装置ＭＳ＃１、ＭＳ＃２、ＭＳ＃３のうち基
地局装置ＢＳ＃１の最も近くに位置するものは移動局装置ＭＳ＃１であり、移動局装置ＭＳ＃１、ＭＳ＃２、ＭＳ＃３のうち基地局装置ＢＳ＃１の最も遠くに位置するものは移動局装置ＭＳ＃３である。つまり、移動局装置＃３の伝搬遅延時間が最も大きく、移動局装置＃１の伝搬遅延時間が最も小さい。
【０００９】
この無線通信システムにおいて、例えば、移動局装置＃３よりも伝搬遅延時間が短い移動局装置＃１および移動局装置＃２の各送信信号の到達時刻を、移動局装置＃３の送信信号の到達時刻にスロット単位またはフレーム単位で合わせるために、移動局装置＃１および移動局装置＃２の各送信信号の送信タイミングを遅延させる処理が行われる。このような処理が行われると、最大の伝搬遅延時間を有する１つの移動局装置＃３のために、その他全ての移動局装置＃１、＃２が何も送信できなくなる期間が発生する。その結果、システム全体の伝送効率が低下する。また、この伝送効率低下の現象は、最大伝搬遅延時間が大きくなるに連れて顕著になる。
【００１０】
よって、本発明の目的は、ＯＦＤＭＡ−ＴＤＤシステム等での上り回線通信において、伝送効率を向上させることができる移動局装置、送信タイミング制御装置及び送信タイミング制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の移動局装置は、基地局装置と自装置との間の伝搬遅延時間に応じて追加されるシンボル数分の信号長であって、設定された前記信号長及び前記伝搬遅延時間に応じて設定される送信タイミングとを取得する取得手段と、前記信号長のシンボルを含む送信信号を前記送信タイミングで前記基地局装置へ送信する送信手段と、を有する構成を採る。
【００１２】
本発明の送信タイミング制御装置は、基地局装置と各移動局装置との間の伝搬遅延時間を取得する取得手段と、前記伝搬遅延時間に応じて、前記各移動局装置の送信信号に追加されるシンボル数分の信号長を設定し、設定された前記信号長及び前記伝搬遅延時間に応じて前記各移動局装置の送信タイミングを設定する設定手段と、を有する構成を採る。
本発明の送信タイミング制御方法は、基地局装置と各移動局装置との間の伝搬遅延時間を取得する取得ステップと、前記伝搬遅延時間に応じて、前記各移動局装置の送信信号に追加されるシンボル数分の信号長を設定し、設定された前記信号長及び前記伝搬遅延時間に応じて前記各移動局装置の送信タイミングを設定する設定ステップと、を有するようにした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＯＦＤＭＡ−ＴＤＤシステム等での上り回線通信において、伝送効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る送信タイミング制御装置を備えた基地局装置（以
下「基地局」と言う）の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１の基地局１００は、アンテナ１０１、無線受信部１０２、ＧＩ（Guard Interval）削除部１０３、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部１０４、分離部１０５、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の復調部１０６−１、…、１０６−Ｎ、Ｎ個の復号化部１０７−１、…、１０７−Ｎ、上り回線送信タイミング制御部１０８、Ｎ個の多重部１１１−１、…、１１１−Ｎ、Ｎ個の符号化部１１２−１、…、１１２−Ｎ、Ｎ個の変調部１１３−１、…、１１３−Ｎ、多重部１１４、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１１５、ＧＩ付加部１１６および無線送信部１１７を有する。無線受信部１０２、ＧＩ削除部１０３、ＦＦＴ部１０４、分離部１０５、復調部１０６−１〜１０６−Ｎ、復号化部１０７−１〜１０７−Ｎおよび上り回線送信タイミング制御部１０８の組み合わせは、受信部を構成する。また、多重部１１１−１〜１１１−Ｎ、符号化部１１２−１〜１１２−Ｎ、変調部１１３−１〜１１３−Ｎ、多重部１１４、ＩＦＦＴ部１１５、ＧＩ付加部１１６および無線送信部１１７の組み合わせは、送信部を構成する。
【００１７】
なお、Ｎ個の復調部１０６−１〜１０６−Ｎは互いに同様の構成を有するため、以下の説明においてＮ個の復調部１０６−１〜１０６−Ｎのうち任意のものについて言及するときは、「復調部１０６」と言う。また、Ｎ個の復号化部１０７−１〜１０７−Ｎ、Ｎ個の多重部１１１−１〜１１１−Ｎ、Ｎ個の符号化部１１２−１〜１１２−Ｎおよび変調部１１３−１〜１１３−Ｎについても同様に、「復号化部１０７」、「多重部１１１」、「符号化部１１２」、「変調部１１３」と言う。
【００１８】
基地局１００は、ＯＦＤＭＡ−ＴＤＤシステムにおいて用いられ、Ｎ個の移動局装置（以下「移動局」と言う）＃１〜＃Ｎと無線通信を行う。
【００１９】
基地局１００において、無線受信部１０２は、移動局＃１〜＃Ｎから送信された信号が多重された多重信号を受信する。そして、受信した多重信号に対して所定の受信無線処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す。受信無線処理後の多重信号はＧＩ削除部１０３および上り回線送信タイミング制御部１０８に出力される。
【００２０】
ＧＩ削除部１０３は、無線受信部１０２から入力された多重信号の所定位置に付加されているＧＩを削除する。ＧＩ削除後の多重信号はＦＦＴ部１０４に出力される。
【００２１】
ＦＦＴ部１０４は、ＧＩ削除部１０３から入力された多重信号に対してＦＦＴ処理を施す。ＦＦＴ処理後の多重信号は分離部１０５に出力される。
【００２２】
分離部１０５は、ＦＦＴ部１０４から入力された多重信号を分離して、移動局＃１〜＃Ｎの各々から送信されたデータ＃１〜＃Ｎを得る。移動局＃ｎ（ｎは１〜Ｎの範囲内の任意の整数）からのデータ＃ｎは復調部１０６に入力される。
【００２３】
復調部１０６は、分離部１０５から入力されたデータ＃ｎを復調し、復号化部１０７は、復調されたデータ＃ｎを復号する。復号されたデータ＃ｎは受信データ＃ｎとして出力される。
【００２４】
送信タイミング制御装置としての上り回線送信タイミング制御部１０８は、無線受信部１０２から入力された多重信号を用いて、各移動局＃１〜＃Ｎの送信タイミングを制御する。この送信タイミング制御により、各移動局＃１〜＃Ｎの送信信号の信号長は異なったものとなる。Ｎ個の送信タイミング通知信号＃１〜＃Ｎが、送信タイミング制御の結果として生成される。移動局＃ｎのために生成された送信タイミング通知信号＃ｎは、多重部１１１に出力される。送信タイミング制御の具体的な動作については後で説明する。
【００２５】
多重部１１１は、移動局＃ｎ宛ての送信データ＃ｎに、移動局＃ｎ宛ての送信タイミング通知信号＃ｎを多重して多重信号＃ｎを得る。多重信号＃ｎは符号化部１１２に出力される。
【００２６】
符号化部１１２は、多重部１１１から入力された多重信号＃ｎを符号化する。変調部１１３は、符号化部１１２によって符号化された多重信号＃ｎを変調して、変調信号＃ｎを得る。変調信号＃ｎは変調シンボルの系列から成る。変調信号＃ｎは多重部１１４に出力される。
【００２７】
多重部１１４は、変調部１１３から入力された変調信号＃ｎを多重して、周波数多重信号を得る。この周波数多重信号はＩＦＦＴ部１１５に出力される。ＩＦＦＴ部１１５は、多重部１１４から入力された周波数多重信号に対してＩＦＦＴ処理を施す。本実施の形態では、このＩＦＦＴ処理によって、変調信号＃ｎがｎ番目のサブキャリアｆｎに割り当てられるものとする。
【００２８】
ＧＩ付加部１１６は、ＩＦＦＴ部１１５によってＩＦＦＴ処理を施された周波数多重信号の所定位置にＧＩを付加する。無線送信部１１７は、ＧＩ付加部１１６によってＧＩを付加された周波数多重信号に対して所定の送信無線処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施して、送信無線処理後の周波数多重信号をアンテナ１０１から移動局＃１〜＃Ｎに対して送信する。
【００２９】
ここで、上り回線送信タイミング制御部１０８における送信タイミング制御の具体的な動作について説明する。図２は、上り回線送信タイミング制御部１０８における送信タイミング制御の動作例を説明するためのフロー図である。
【００３０】
まず、ステップＳ１では、上り回線送信タイミング制御部１０８は、取得手段として、各移動局＃１〜＃Ｎの伝搬遅延時間τ１〜τＮを測定する。測定方法としては、例えば、フレーム中の決められた位置に挿入されたパイロット信号を利用する方法や、ＧＩ相関による移動局間の相対的な伝搬遅延差を検出する方法などが考えられる。
【００３１】
そして、ステップＳ２では、上り回線送信タイミング制御部１０８は、決定手段として、測定された伝搬遅延時間τ１〜τＮを用いて、各移動局＃１〜＃Ｎの送信タイミングの設定を行う。
【００３２】
ステップＳ２での処理について、より具体的に説明する。本実施の形態では、各移動局＃１〜＃Ｎの送信タイミングを制御するためのタイミング制御値＃１〜＃Ｎが算出される。タイミング制御値＃ｎは、移動局＃ｎが下り回線でのＯＦＤＭシンボル（以下「下り回線シンボル」と言う）の受信を完了するタイミングから上り回線でのＯＦＤＭシンボル（以下「上り回線シンボル」と言う）の送信を開始するタイミングまでの時間間隔を表す。
【００３３】
タイミング制御値＃ｎの算出過程においてまず行われることは、測定された伝搬遅延時間τ１〜τＮの相互比較である。この比較の結果として、最大の伝搬遅延時間を有する、つまり、基地局１００までの距離が移動局＃１〜＃Ｎの中で最も遠い移動局＃Ｍ（Ｍは１〜Ｎの範囲内のいずれかの整数）が特定される。伝送効率向上のためには、移動局＃Ｍのタイミング制御値ＴＭはできるだけ小さくすることが好ましい。したがって、本実施の形態では、タイミング制御値ＴＭは、移動局＃１〜＃Ｎが下り回線シンボル受信完了から上り回線シンボル送信開始までに要する最短制御時間Ｔ（システム設計値）に決定される。
【００３４】
移動局＃Ｍのタイミング制御値ＴＭが決定された後、移動局＃Ｍ以外の各移動局＃ｎ（
以下、移動局＃Ｍ以外の移動局＃ｎを「移動局＃ｐ」と言う）についての追加ＯＦＤＭシンボル数αｐ（αｐは自然数）が算出される。なお、追加ＯＦＤＭシンボル数αｐは、基地局１００が上り回線スロットにおいて移動局＃Ｍの上り回線シンボルの受信を開始するタイミングまでに受信可能な移動局＃ｐの上り回線シンボルの数を表す。移動局＃ｐでは、送信する上り回線シンボルが追加ＯＦＤＭシンボル数αｐに従って追加される。
【００３５】
追加ＯＦＤＭシンボル数αｐの算出処理には、移動局＃ｐの伝搬遅延時間τｐ、移動局＃Ｍの伝搬遅延時間τＭおよびＯＦＤＭシンボル長（つまり、ＯＦＤＭシンボルの時間長）Ｌが用いられる。具体的には、伝搬遅延時間τｐと伝搬遅延時間τＭとの差の２倍をＯＦＤＭシンボル長Ｌで割った値以下の最大自然数を求めることによって、追加ＯＦＤＭシンボル数αｐが算出される。なお、伝搬遅延時間τｐと伝搬遅延時間τＭとの差は、移動局＃ｐと移動局＃Ｍとの伝搬遅延差である。
【００３６】
追加ＯＦＤＭシンボル数αｐが算出された後、移動局＃ｐのタイミング制御値Ｔｐが算出される。具体的には、移動局＃ｐの伝搬遅延時間τｐ、移動局＃Ｍの伝搬遅延時間τＭ、ＯＦＤＭシンボル長Ｌ、最短制御時間Ｔおよび追加ＯＦＤＭシンボル数αｐを用いて、次の式（１）により、タイミング制御値Ｔｐが算出される。
Ｔｐ＝２（τｐ−τＭ）＋Ｔ−αｐ×Ｌ    …  （１）
【００３７】
例えば、基地局１００と無線通信する３つの移動局＃１、移動局＃２、移動局＃３がそれぞれ基地局１００から１ｋｍ、５ｋｍ、１０ｋｍの地点に存在し、伝搬遅延時間τ１、τ２、τ３がそれぞれ３．３［μｓ］、１６．７［μｓ］、３３．３［μｓ］であるとする。また、ＯＦＤＭシンボル長Ｌが８［μｓ］であるとし、Ｔ＝１０［μｓ］であるとする。
【００３８】
この場合、移動局＃３のタイミング制御値Ｔ３は１０［μｓ］に決定される。また、移動局＃１の追加ＯＦＤＭシンボル数α１は、２（３３．３−３．３）／８の算出結果として得られる値を超過しない最大自然数、つまり７に決定される。また、移動局＃２の追加ＯＦＤＭシンボル数α２は、２（３３．３−１６．７）／８の算出結果として得られる値を超過しない最大自然数、つまり４に決定される。したがって、移動局＃１のタイミング制御値Ｔ１および移動局＃２のタイミング制御値Ｔ２は、それぞれ次の式（２）、（３）によってそれぞれ算出される。
Ｔ１＝１（３３．３−３．３）＋１０−７×８＝１４［μｓ］  …（２）
Ｔ２＝１（３３．３−１６．７）＋１０−４×８＝１１．２［μｓ］  …（３）
【００３９】
すなわち、ステップＳ２では、ある上り回線スロットにおいて基地局１００が移動局＃ｐからのシンボルの受信を開始する受信タイミングが、その上り回線スロットにおいて基地局１００が移動局＃Ｍからのシンボルの受信を開始する受信タイミングよりも、ＯＦＤＭシンボル長Ｌのαｐ倍だけ早くなるように、移動局＃ｐの送信タイミングおよび移動局＃Ｍの送信タイミングを決定する。なお、「αｐ」を単に「α」と表記しても良い（つまり、αｐ＝α）
【００４０】
そして、ステップＳ３では、決定または算出されたタイミング制御値Ｔｎを示す送信タイミング通知信号＃ｎを生成する。より好ましくは、送信タイミング通知信号＃ｐには、タイミング制御値Ｔｐのほかに、タイミング制御値ＴＭまたは追加ＯＦＤＭシンボル数αｐが示される。送信タイミング通知信号＃ｎは、多重部１１１で送信データ＃ｎに多重される。
【００４１】
次に、基地局１００と無線通信を行う移動局＃ｎの構成について説明する。移動局＃ｎの構成は図３に示されている。図３の移動局１５０は、アンテナ１５１、無線受信部１５
２、ＧＩ削除部１５３、ＦＦＴ部１５４、パラレルシリアル変換（Ｐ／Ｓ）部１５５、復調部１５６、復号化部１５７、送信タイミング制御部１５８、符号化部１５９、変調部１６０、シリアルパラレル変換（Ｓ／Ｐ）部１６１、ＩＦＦＴ部１６２、ＧＩ付加部１６３および無線送信部１６４を有する。なお、無線受信部１５２、ＧＩ削除部１５３、ＦＦＴ部１５４、パラレルシリアル変換（Ｐ／Ｓ）部１５５、復調部１５６および復号化部１５７の組み合わせは、受信部を構成する。また、送信タイミング制御部１５８、符号化部１５９、変調部１６０、シリアルパラレル変換（Ｓ／Ｐ）部１６１、ＩＦＦＴ部１６２、ＧＩ付加部１６３および無線送信部１６４の組み合わせは、送信部を構成する。
【００４２】
無線受信部１５２は、基地局１００から送信された周波数多重信号をアンテナ１５２で受信し、受信した周波数多重信号に対して所定の受信無線処理を施す。受信無線処理後の周波数多重信号はＧＩ削除部１５３に出力される。
【００４３】
ＧＩ削除部１５３は、無線受信部１５２から入力された周波数多重信号の所定位置に付加されたＧＩを削除する。ＧＩ削除後の周波数多重信号はＦＦＴ部１５４に出力される。
【００４４】
ＦＦＴ部１５４は、ＧＩ削除部１５３から入力された周波数多重信号に対してＦＦＴ処理を施す。ＦＦＴ部１５４でのＦＦＴ処理によって、周波数多重信号から、サブキャリアｆｎに割り当てられた変調信号＃ｎが取得される。取得された変調信号＃ｎはＰ／Ｓ部１５５に出力される。
【００４５】
Ｐ／Ｓ部１５５は、ＦＦＴ部１５４から入力された変調信号＃ｎに対してパラレルシリアル変換を施す。パラレルシリアル変換後の変調信号＃ｎは復調部１５６に出力される。
【００４６】
復調部１５６は、Ｐ／Ｓ部１５５から入力された変調信号＃ｎの各シンボルを復調して、データ＃ｎを得る。復号化部１５７は、復調部１５６によって得られたデータ＃ｎを復号し、復号されたデータ＃ｎを受信データ＃ｎとして出力する。受信データ＃ｎに含まれる送信タイミング制御信号＃ｎは送信タイミング制御部１５８に出力される。
【００４７】
送信タイミング制御部１５８は、送信タイミング制御信号＃ｎに示されたタイミング制御値Ｔｎに従って動作する。具体的には、下り回線シンボル受信完了後、タイミング制御値Ｔｎとして示された時間が経過した時に、上り回線シンボル送信が開始されるように、符号化部１５９の動作タイミングを調整して、符号化部１５９に対して動作タイミングを指示する。
【００４８】
符号化部１５９は、送信タイミング制御部１５８からの指示に従って、送信データ＃ｎを符号化する。変調部１６０は、符号化部１５９によって符号化された送信データ＃ｎを変調する。この変調処理によって得られた変調信号＃ｎは、Ｓ／Ｐ部１６１に出力される。
【００４９】
Ｓ／Ｐ部１６１は、変調部１６０から入力された変調信号＃ｎに対してシリアルパラレル変換を施す。シリアルパラレル変換後の変調信号＃ｎは、ＩＦＦＴ部１６２に出力される。
【００５０】
ＩＦＦＴ部１６２は、Ｓ／Ｐ部１６１から入力された変調信号＃ｎに対してＩＦＦＴ処理を施す。ＩＦＦＴ処理後の変調信号＃ｎはＧＩ付加部１６３に出力される。
【００５１】
ＧＩ付加部１６３は、ＩＦＦＴ部１６２から入力された変調信号＃ｎの所定位置にＧＩを付加する。ＧＩ付加後の変調信号＃ｎは無線送信部１６４に出力される。
【００５２】
無線送信部１６４は、ＧＩ付加部１６３から出力された変調信号＃ｎに対して所定の送信無線処理を施す。そして、送信無線処理後の変調信号＃ｎをアンテナ１５１から基地局１００に対して送信する。
【００５３】
以下、基地局１００と複数の移動局１５０との間での無線通信動作について説明する。ここでは、基地局１００と通信する移動局１５０の数が３つである場合を例に挙げる。図４は、基地局１００と３個の移動局＃１〜＃３の各々との無線通信動作例を説明するための図である。図４の１段目は基地局１００の送受信動作を、２段目は移動局＃１の送受信動作を、３段目は移動局＃２の送受信動作を、４段目は移動局＃３の送受信動作を、それぞれ示している。
【００５４】
時刻ｔ０にて、基地局１００は、各移動局＃１〜＃３に対して多重信号を送信する。この多重信号には、移動局＃１宛てのＨ（Ｈは自然数）個の下り回線シンボルＤＳ＃１１〜＃１Ｈ、移動局＃２宛てのＨ個の下り回線シンボルＤＳ＃２１〜＃２Ｈ、および、移動局＃３宛てのＨ個の下り回線シンボルＤＳ＃３１〜＃３Ｈが含まれている。よって、下り回線スロットの先頭のシンボルは下り回線シンボルＤＳ＃１１、＃２１、＃３１であり、下り回線スロットの最後尾のシンボルは下り回線シンボルＤＳ＃１Ｈ、＃２Ｈ、＃３Ｈである。
【００５５】
時刻ｔ０から伝搬遅延時間τ１だけ経過した時刻ｔ１にて、移動局＃１は、下り回線シンボルＤＳ＃１１〜＃１Ｈの受信を開始する。また、時刻ｔ０から伝搬遅延時間τ２だけ経過した時刻ｔ２にて、移動局＃２は、下り回線シンボルＤＳ＃２１〜＃２Ｈの受信を開始する。また、時刻ｔ０から伝搬遅延時間τ３だけ経過した時刻ｔ３にて、移動局＃３は、下り回線シンボルＤＳ＃３１〜＃３Ｈの受信を開始する。つまり、この例示では、基地局１００から最も遠くに位置する移動局は移動局＃３である。
【００５６】
移動局＃１での下り回線シンボルＤＳ＃１１〜＃１Ｈの受信は、時刻ｔ４に完了する。また、移動局＃２での下り回線シンボルＤＳ＃２１〜＃２Ｈの受信は、時刻ｔ６に完了する。また、移動局＃３での下り回線シンボルＤＳ＃３１〜＃３Ｈの受信は、時刻ｔ８に完了する。
【００５７】
移動局＃３は、時刻ｔ８にて、Ｋ（Ｋは自然数）個の上り回線シンボルＵＳ＃３１〜＃３Ｋの送信を開始する。なお、この例示では、最短制御時間Ｔはゼロに設定されている。
【００５８】
また、移動局＃２は、基地局１００から通知されたタイミング制御値Ｔ２に従って動作する。具体的には、移動局＃２は、タイミング制御値Ｔ２として示された時間間隔が時刻ｔ６から経過した時、つまり時刻ｔ７にて、上り回線シンボルの送信を開始する。移動局＃２から送信される上り回線シンボルには、Ｋ個の上り回線シンボルＵＳ＃２１〜＃２Ｋのほかに、１個以上の追加シンボルが含まれる。時刻ｔ７にて、追加シンボルの送信が開始され、追加シンボルの送信完了後、Ｋ個の上り回線シンボルＵＳ＃２１〜＃２Ｋの送信が開始される。追加シンボルの個数は、基地局１００で算出された追加ＯＦＤＭシンボル数α２に等しい。図４には、例として２個の追加シンボルＵＳ＃２ａ１、＃２ａ２が示されている。
【００５９】
また、移動局＃１は、基地局１００から通知されたタイミング制御値Ｔ１に従って動作する。具体的には、移動局＃１は、タイミング制御値Ｔ１として示された時間間隔が時刻ｔ４から経過した時、つまり時刻ｔ５にて、上り回線シンボルの送信を開始する。移動局＃１から送信される上り回線シンボルには、Ｋ個の上り回線シンボルＵＳ＃１１〜＃１Ｋのほかに、１個以上の追加シンボルが含まれる。時刻ｔ５にて、追加シンボルの送信が開始され、追加シンボルの送信完了後、Ｋ個の上り回線シンボルＵＳ＃１１〜＃１Ｋの送信
が開始される。追加シンボルの個数は、基地局１００で算出された追加ＯＦＤＭシンボル数α１に等しい。図４には、例として４個の追加シンボルＵＳ＃１ａ１〜＃１ａ４が示されている。
【００６０】
基地局１００は、時刻ｔ９にて、上り回線シンボルＵＳ＃１１〜＃１Ｋ、＃２１〜＃２Ｋ、＃３１〜＃３Ｋを含む多重信号の受信を開始する。移動局＃２から送信されたα２個の追加シンボル、および、移動局＃１から送信されたα１個の追加シンボルは、時刻ｔ９よりも前に受信される。よって、上り回線スロットの先頭のシンボルは、追加シンボルＵＳ＃１ａ１であり、上り回線スロットの最後尾のシンボルは、上り回線シンボルＵＳ＃１Ｋ、＃２Ｋ、＃３Ｋである。
【００６１】
この図に示されているように、上り回線スロットにおいて、各移動局＃１〜＃３から最初に受信される上り回線シンボルＵＳ＃１ａ１、＃２ａ１、＃３１の受信タイミングは異なっているが、並列受信される複数のシンボル（例えば、上り回線シンボルＵＳ＃１１、＃２１、＃３１）の受信タイミングが揃うように制御されている。換言すれば、上り回線スロットでの受信タイミングがシンボル単位で揃うように、上り回線の送信タイミングが制御されている。これにより、ユーザ間干渉の発生は防止される。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭＡ−ＴＤＤシステムにおいて、移動局＃ｐの伝搬遅延時間τｐが移動局＃Ｍの伝搬遅延時間τＭよりも小さい場合、上り回線スロットにおいて基地局１００が移動局＃ｐからのシンボルの受信を開始するタイミングが、同スロットにおいて基地局１００が移動局＃Ｍからのシンボルの受信を開始するタイミングよりも、ＯＦＤＭシンボル長Ｌのαｐ倍だけ早くなるように、移動局＃ｐおよび移動局＃Ｍの各送信タイミングを決定するため、上り回線スロットにおいて、移動局＃ｐは移動局＃Ｍよりもαｐ個だけ多くのシンボルを基地局１００に対して送信することができるだけでなく、移動局＃ｐから送信されたシンボルと移動局＃Ｍから送信されたシンボルとが互いに干渉することを防止することもでき、その結果、ＯＦＤＭＡ−ＴＤＤシステムでの上り回線通信において伝送効率を向上させることができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、伝搬遅延時間τｎの測定を基地局１００において行っているが、伝搬遅延時間τｎの測定を移動局＃ｎで行い、移動局＃ｎが伝搬遅延時間τｎを基地局１００に報告するようにしても良い。
【００６４】
また、本実施の形態では、ＩＦＦＴ部１１５によって、変調信号＃ｎがｎ番目のサブキャリアｆｎに割り当てられているが、変調信号＃ｎを複数のサブキャリアに割り当てても良い。この場合、ＦＦＴ部１０４によって、複数のサブキャリアに割り当てられた変調信号＃ｎが取得される。
【００６５】
また、本実施の形態では、移動局１５０の送信部において、送信タイミング制御部１５８の制御信号は、符号化部１５９にのみ出力される構成としたが、制御信号を符号化部１５９、変調部１６０、シリアルパラレル変換（Ｓ／Ｐ）部１６１等に出力し、それぞれの処理開始タイミングを通知する構成としても良い。
【００６６】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る移動局の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明する移動局は、実施の形態１で説明した移動局１５０と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６７】
図５の移動局２５０は、移動局１５０の各構成要素に加えて、パイロット生成部２５１
およびスイッチ部２５２を有する。移動局２５０は、実施の形態１で説明した基地局１００と無線通信を行う。
【００６８】
パイロット生成部２５１は、既知信号であるパイロットシンボルを生成し、生成されたパイロットシンボルをスイッチ部２５２に出力する。スイッチ部２５２は、送信タイミング制御部１５８からの切替指示に従ってＳ／Ｐ部１６１への出力を切り替える。例えば、スイッチ部２５２は、切替指示を受けている期間は、パイロット生成部２５１から入力されたパイロットシンボルをＳ／Ｐ部１６１に出力し、切替指示を受けていない期間は、変調部１６０から入力された変調信号＃ｎをＳ／Ｐ部１６１に出力する。
【００６９】
また、本実施の形態では、送信タイミング制御部１５８は、復号化部１５７から入力された送信タイミング制御信号＃ｐに従って、切替指示をスイッチ部２５２に出力する。送信タイミング制御部１５８は、例えば、下り回線シンボル受信完了のタイミングとタイミング制御値Ｔｐとによって特定される送信タイミングから、切替指示を出力する。そして、その送信タイミングからＬ×αｐの時間長を有する期間が経過した時、切替指示の出力を停止する。
【００７０】
次いで、基地局１００と複数の移動局２５０との間での無線通信動作について説明する。ここでは、基地局１００と通信する移動局２５０の数が３つである場合を例に挙げる。図６は、基地局１００と３個の移動局＃１〜＃３の各々との無線通信動作例を説明するための図である。図６の１段目は基地局１００の送受信動作を、２段目は移動局＃１の送受信動作を、３段目は移動局＃２の送受信動作を、４段目は移動局＃３の送受信動作を、それぞれ示している。説明の簡略化のため、各移動局＃１〜＃３の伝搬遅延時間τ１〜τ３、タイミング制御値Ｔ１〜Ｔ３および各時刻ｔ０〜ｔ９での動作についての詳細を省略する。
【００７１】
この図に示されているとおり、移動局＃１、＃２からは、パイロットシンボルが追加シンボルとして送信される。具体的には、移動局＃１は、追加シンボルとして、α１個のパイロットシンボルを送信する。図６には、例として４個のパイロットシンボルＰＳ＃１１〜＃１４が示されている。また、移動局＃２は、追加シンボルとして、α２個のパイロットシンボルを送信する。図６には、例として２個のパイロットシンボルＰＳ＃２１〜＃２２が示されている。
【００７２】
このように、本実施の形態によれば、移動局＃ｐは、送信タイミングから連続で送信するαｐ個のシンボルのうち少なくともいずれかのシンボルとしてパイロットシンボルを送信する。伝搬遅延時間の比較的短い移動局＃ｐは、上り回線の受信品質が比較的高いため、例えば１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）や６４ＱＡＭなどの高多値数の変調方式が適用され得る。高多値数の変調方式は、例えばＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）やＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift keying）などの低多値数の変調方式に比べて、チャネル推定精度が復調性能に与える影響が大きい。したがって、本実施の形態のように、伝搬遅延時間の比較的短い移動局＃ｐがより多くのパイロットシンボルを送信すると、チャネル推定精度が向上し、ひいては、システム全体の伝送効率を向上させることができる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、移動局＃ｎの追加シンボルは、移動局＃ｎに割り当てられているサブキャリアｆｎによって送信される構成としたが、移動局＃ｎより伝搬遅延時間が長い移動局用に割り当てられているサブキャリアも利用して追加シンボルを送信する構成としても良い。この構成により、伝搬遅延時間の短い移動局はさらに多くのシンボルを送信する事が可能となり、伝送効率が向上する。この際、１つの移動局に対し、複数のサブキャリアを割り当てても良い。
【００７４】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【００７５】
なお、本発明に係る無線通信方法、移動局装置、基地局装置等は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【００７６】
例えば、ここでは、基地局および移動局の間の伝搬遅延時間の大小に応じて各移動局からの送信信号の送信タイミング制御を行う場合を例にとって説明したが、伝搬遅延時間の代わりに、基地局と移動局との間の通信距離、移動局における下り回線の受信電力等を用いても良い。
【００７７】
また、ここでは通信方式としてＯＦＤＭＡ−ＴＤＤ方式を採用している場合を例にとって説明したが、これに限定されず、本発明は、同一時間帯（例えば、タイムスロット）に複数の無線送信装置からの送信信号が多重される通信方式であれば適用することができる。例えば、本発明をＦＤＭＡ−ＴＤＤ方式の通信システムに適用することができる。
【００７８】
また、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係る無線通信方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係る移動局装置および基地局装置と同様の機能を実現することができる。
【００７９】
また、上記実施の形態における基地局はNode B、移動局はUE、サブキャリアはトーン（Tone）と表されることがある。
【００８０】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。
【００８１】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００８２】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
【００８３】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【００８４】
本明細書は、２００５年１月１２日出願の特願２００５−００５２８７に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の移動局装置、送信タイミング制御装置及び送信タイミング制御方法は、ＯＦＤＭＡ−ＴＤＤシステムの基地局装置や移動局装置などに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係る上り回線送信タイミング制御部の動作例を説明するためのフロー図
【図３】実施の形態１に係る移動局装置の構成を示すブロック図
【図４】実施の形態１に係る基地局装置と移動局装置との無線通信の動作例を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態２に係る移動局装置の構成を示すブロック図
【図６】実施の形態２に係る基地局装置と移動局装置との無線通信の動作例を説明するための図
【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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