(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交変調信号を受信する複数のアンテナ素子と、
上記各アンテナ素子で受信した無線信号をベースバンドの受信信号に変換する受信信号変換部と、
上記受信信号変換部から出力された受信信号の処理に必要となる一群の係数値を記憶するメモリと、
上記受信信号変換部から出力された特定の受信信号を一時的に保持し、予め既知となっている所望信号と上記メモリから読み出された一群の係数値とを使用して、上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を検出し、検出された受信タイミングのずれ量に応じて上記一群の係数値を補正し、補正された係数値を上記メモリに記憶する係数生成部と、
上記メモリに記憶された補正後の係数値を適用して、上記受信信号変換部から出力される受信信号を処理する信号処理部とを備え、
上記係数生成部が、受信タイミングずれ量に応じて変化する位相回転量の値を所定の範囲内で単位量ずつ変化させ、各位相回転量に対応して上記一群の係数値を段階的に補正し、上記特定の受信信号に上記補正された係数値を適用して得られた候補信号と前記所望信号とを比較し、誤差が最小となる位相回転量から上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を特定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
直交変調信号を受信する複数のアンテナ素子と、
上記各アンテナ素子で受信した無線信号をベースバンドの受信信号に変換する受信信号変換部と、
上記受信信号変換部から出力された受信信号の処理に必要となる一群の係数値を記憶するメモリと、
上記受信信号変換部から出力された特定の受信信号を一時的に保持し、予め既知となっている所望信号と上記メモリから読み出された一群の係数値とを使用して、上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を検出し、検出された受信タイミングのずれ量に応じて上記一群の係数値を補正し、補正された係数値を上記メモリに記憶する係数生成部と、
上記メモリに記憶された補正後の係数値を適用して、上記受信信号変換部から出力される受信信号を処理する信号処理部とを備え、
上記係数生成部が、上記特定の受信信号に上記一群の係数値を適用して位相回転したテスト信号を生成し、該テスト信号の位相回転量を単位量ずつ段階的に補正した候補信号と上記所望信号とを比較し、誤差が最小となる位相回転量から上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を特定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
前記複数のアンテナ素子がアダプティブアレイ・アンテナ（ＡＡＡ）を形成し、
前記信号処理部が、上記複数のアンテナ素子で受信された複数列の受信信号を合成するＡＡＡ合成部であり、
前記メモリに記憶された一群の係数値が、上記ＡＡＡ合成部で使用されるウェイト値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記複数のアンテナ素子がアダプティブアレイ・アンテナ（ＡＡＡ）を形成し、
前記信号処理部が、上記複数のアンテナ素子で受信された複数列の受信信号を合成するＡＡＡ合成部であり、
前記メモリに記憶された一群の係数値が、上記ＡＡＡ合成部で使用されるウェイト値であり、
前記係数生成部が、前記段階的に補正された一群のウェイト値を適用して前記特定の受信信号の位相回転量を補正し、補正された受信信号を復調して前記候補信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記複数のアンテナ素子がアダプティブアレイ・アンテナ（ＡＡＡ）を形成し、
前記信号処理部が、上記複数のアンテナ素子で受信された複数列の受信信号を合成するＡＡＡ合成部であり、
前記メモリに記憶された一群の係数値が、上記ＡＡＡ合成部で使用されるウェイト値であり、
前記係数生成部が、前記特定の受信信号を復調し、該復調信号に一群のウェイト値を適用して位相回転したテスト信号を生成し、該テスト信号の位相回転量を単位量ずつ段階的に補正して、前記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を特定することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項６】
直交変調信号を受信する複数のアンテナ素子と、
上記各アンテナ素子で受信した無線信号をベースバンドの受信信号に変換する受信信号変換部と、
上記受信信号変換部から出力された受信信号の処理に必要となる一群の係数値を記憶するメモリと、
上記受信信号変換部から出力された特定の受信信号を一時的に保持し、予め既知となっている所望信号と上記メモリから読み出された一群の係数値とを使用して、上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を検出し、検出された受信タイミングのずれ量に応じて上記一群の係数値を補正し、補正された係数値を上記メモリに記憶する係数生成部と、
上記メモリに記憶された補正後の係数値を適用して、上記受信信号変換部から出力される受信信号を処理する信号処理部とを備え、
上記係数生成部が、受信タイミングずれ量に応じて変化する位相回転量の値を所定の範囲内で単位量ずつ変化させ、各位相回転量に対応して上記一群の係数値を段階的に補正し、上記所望信号に上記補正された係数値を適用して得られた仮受信信号と上記特定の受信信号とを比較し、誤差が最小となる位相回転量から上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を特定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
直交変調信号を受信する複数のアンテナ素子と、
上記各アンテナ素子で受信した無線信号をベースバンドの受信信号に変換する受信信号変換部と、
上記受信信号変換部から出力された受信信号の処理に必要となる一群の係数値を記憶するメモリと、
上記受信信号変換部から出力された特定の受信信号を一時的に保持し、予め既知となっている所望信号と上記メモリから読み出された一群の係数値とを使用して、上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を検出し、検出された受信タイミングのずれ量に応じて上記一群の係数値を補正し、補正された係数値を上記メモリに記憶する係数生成部と、
上記メモリに記憶された補正後の係数値を適用して、上記受信信号変換部から出力される受信信号を処理する信号処理部とを備え、
上記係数生成部が、上記所望信号に上記一群の係数値を適用して位相回転した仮受信信号を生成し、該仮受信信号の位相回転量を単位量ずつ段階的に補正した候補信号と上記特定の受信信号とを比較し、誤差が最小となる位相回転量から上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を特定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
前記複数のアンテナ素子がＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）用のアンテナであり、
前記信号処理部が、上記複数のアンテナ素子で受信された複数列の受信信号の伝搬路推定部であり、
前記メモリに記憶された一群の係数値が、上記伝搬路推定部で使用される伝搬路行列値であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記各アンテナ素子で受信される無線信号が、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号であり、
前記受信信号変換部が、上記各アンテナ素子と対応した複数の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部を含み、上記受信信号変換部から、前記ベースバンド受信信号として、複素ＯＦＤＭベースバンド信号が出力されることを特徴とする請求項１〜請求項８の何れかに記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記特定の受信信号が、無線通信フレームの先頭部に含まれるパイロット信号であることを特徴とする請求項１〜請求項９の何れかに記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関し、更に詳しくは、ＯＦＤＭ移動無線通信システムの基地局に適した無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の移動局が基地局を介して通信ネットワークに接続されるディジタル移動通信システムでは、基地局は、移動局から送信された上りフレームの受信タイミングを基地局の基準タイミングに合わせる必要がある。そのために、基地局は、上りフレームの受信タイミングのずれを検出すると、移動局に送信タイミングの変更を要求するタイムアライメント（ＴＡ：          Time Alignment）制御を行っている。
【０００３】
近年、携帯電話によるインターネットアクセスの増加と、ディジタル処理技術の進歩に伴って、移動通信システムの無線区間にも高速、大容量の通信方式が求められ、この要求を満たす通信方式として、直交周波数分割多重：ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調を利用したＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が注目されている。
【０００４】
ＯＦＤＭは、送信シンボルの変調に、周波数の異なる多数のサブキャリアを使用する。
ＯＦＤＭ送信機では、例えば、直交振幅変調：ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）などの変調器によって、送信データを所定数のビット単位で複素シンボルに変換する。変調器から出力された複素シンボル列は、逆高速フーリエ変換：ＩＦＦＴ（Inversed Fast Fourier Transform）部に入力され、直列／並列変換された所定数の複素シンボルが、ＩＦＦＴによって、ＯＦＤＭシンボルの標本値（サンプル）となる複数の複素数に変換される。ＯＦＤＭシンボルを形成する複数のサンプルは、並列／直列変換され、ＩＦＦＴ部からシリアルな複素ベースバンドＯＦＤＭ信号として出力される。
【０００５】
送信機から送信された無線信号は、伝播経路上の障害物で反射した間接波（遅延波）と、障害物の影響を受けない直接波に分かれて受信機に到達するため、受信機側で間接波（遅延波）の影響を取り除く仕組みが必要となる。
【０００６】
そこで、ＯＦＤＭ送信機では、各ＯＦＤＭシンボルの後尾部分から所定個数のサンプルをコピーし、これをＯＦＤＭシンボルの前にガードインターバル（ＧＩ）として挿入している。ＧＩが挿入された複素ベースバンドＯＦＤＭ信号は、ＲＦ部に入力され、Ｄ／Ａ変換器でアナログ連続信号に変換した後、搬送波に重畳され、電力増幅されたＲＦ帯域のＯＦＤＭ信号として送信される。ＯＦＤＭ受信機では、ＲＦ部が出力するベースバンドＯＦＤＭ信号からＧＩを除去し、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部で、ベースバンドＯＦＤＭ信号を直列／並列変換、ＦＦＴ変換、並列／直列変換することによって、元の複素シンボルを再生する。
【０００７】
ＯＦＤＭＡの移動通信システムでは、送信データの変調に使用されるサブキャリアｆ０〜ｆｎを複数のユーザで共用する。サブキャリアｆ０〜ｆｎは、一群のサブキャリアからなる複数のサブチャネルに分割され、各ユーザに、何れかのサブチャネルを時分割で割り当てることによって、多元接続が実現される。ＯＦＤＭＡを適用した移動通信システムにおいて、基地局は、周波数領域において複数ユーザの通信を多重化する。
【０００８】
ＯＦＤＭＡのように、ＩＦＦＴとＦＦＴを利用した無線通信では、受信局側でＦＦＴウインドウの位置がずれると、シンボル間の干渉によって通信品質が劣化する。そのため、例えば、非特許文献１で提案されているように、タイムアライメント（ＴＡ）によって、ＦＦＴウインドウ位置を調整する必要がある。
【０００９】
セルラ移動通信システムでは、周波数リソースを有効に利用するため、隣接する基地局では、異なった搬送周波数を使用し、離間した位置にある基地局では、同一の搬送周波数を使用する形で、周波数が空間的に再利用されている。また、同一の周波数で通信する端末間での干渉を回避する技術として、複数のアンテナで受信された受信信号を異なるウェイトで重み付けして合成するアダプティブアレー・アンテナ（ＡＡＡ）技術がある。ＡＡＡでは、アンテナの受信特性が、干渉信号の方向にヌル、所望信号方向に指向性をもつように適応制御される。
【００１０】
ＯＦＤＭＡ無線通信システムに適用されるＡＡＡ合成部には、受信信号をＦＦＴ処理する前に、各アンテナの受信信号に重み付けするＰｒｅ−ＦＦＴ型と、受信信号をＦＦＴ処理したのち、サブキャリア毎に重み付けするＰｏｓｔ−ＦＦＴ型とがある。
Ｐｒｅ−ＦＦＴ型のＡＡＡ合成部は、生成すべきウェイトの個数が少なくて済む反面、ウェイトを生成するために遅延波を推定する必要があり、干渉波の到来角度が拡がった場合、アンテナ特性が劣化するという欠点がある。一方、Ｐｏｓｔ−ＦＦＴ型のＡＡＡ合成部は、ウェイトの計算回数は多くなるが、遅延波を推定する必要がないため、干渉波の到来角度が拡がった場合でも、良好なアンテナ特性が得られる。
【００１１】
【非特許文献１】J.J. van de Beek, P.O. Borjesson, M.L. Boicheret, D. Landstom, J.M. Arenas, P. Odling, C. Ostberg, M. Wahlqvist and S.K. Wilson, “A time and frequency synchronization scheme for multiuser OFDM,” IEEE J. Select. Areas Commun., vol.17, pp1900-1914, Nov. 1999.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ＯＦＤＭＡ無線通信システムの基地局は、通信中の全ての端末（移動局）からの送信信号が、基地局のＦＦＴウインドウ位置で受信されるように、タイムアライメント（ＴＡ）制御によって、各端末からの上り信号の送信タイミングを調整する必要がある。移動局からの上り信号の送信タイミングが、基地局がＴＡ制御信号で指定したタイミングとずれた場合、基地局で受信する上り信号が、ＦＦＴウインドウから外れることになる。
【００１３】
例えば、時間領域の受信信号をf(t)、周波数領域の受信信号をg(f)と表現すると、f(t)とg(f)との間には、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）における次式の関係が成り立つ。
【００１４】
【数１】
0004991593.tif 000002
また、ＤＦＴの標本点（サンプル）の個数をＬとして、基地局における上り信号の受信タイミングが、ＦＦＴウインドウの基準タイミングからτサンプル分ずれたと仮定すると、次式が成り立つ。
【００１５】
【数２】
0004991593.tif 000003
ここで、ｊは虚数、ｅｘｐ（  ）は指数関数を示している。つまり、直交変調信号の場合、時間領域での受信信号のずれは、周波数領域では、周波数に比例した位相回転となって現れるため、ＦＦＴウインドウからずれた状態で受信信号のＦＦＴを実行すると、伝播路での遅延状態には無関係に、ＦＦＴ部からは、受信信号が位相回転した状態で出力される。
【００１６】
例えば、遅延波が全く存在しない状態で、第１、第２アンテナで受信される信号（ＱＰＳＫ）が、周波数領域で、図１７の（Ａ）、（Ｂ）に示す信号点配置（Constellation）となる場合を想定する。もし、ＦＦＴウインドウにずれがなければ、合成された受信信号の周波数領域での信号点配置は、図１８のようになる。信号点（×印）はサブキャリア毎に存在しているが、ここでは、複数の×印が重なって、信号点が１６個に見える。しかしながら、上り信号の受信タイミングがＦＦＴウインドウから１サンプル分ずれた場合、サブキャリア毎に信号点がずれるため、合成された受信信号の周波数領域での信号点配置は、例えば、図１９のようになる。
【００１７】
すなわち、ＯＦＤＭＡでは、ＦＦＴウインドウのずれが、サブキャリア毎の位相回転となって現れるため、Ｐｏｓｔ−ＦＦＴ型のＡＡＡ合成部を備えた基地局では、各サブキャリアに適用するウェイトが、位相回転の影響を受けることになる。
ＡＡＡ合成部がＰｏｓｔ−ＦＦＴ型であっても、フレーム毎に新たなウェイトを生成するウェイト適正化アルゴリズムを適用すれば、上述した位相回転の影響は受けない。しかしながら、例えば、ＬＭＳ（Least Mean Squares）アルゴリズムや、ＲＬＳ（Recursive Least Squares）アルゴリズムのように、前フレームの受信処理で使用されたウェイト値を修正して、後続フレームの受信処理に使用する再帰的なウェイト適正化アルゴリズムをＰｏｓｔ−ＦＦＴ型のＡＡＡ合成部に適用した場合、上述した位相回転の影響は避けられない。
【００１８】
再帰的アルゴリズムを適用した従来のＡＡＡ合成部は、フレーム受信タイミングの緩やかな変動には追従できる。しかしながら、例えば、端末がＴＡ制御に応答して送信タイミングを切り換えた結果、基地局側でのフレームの受信タイミングが瞬時に変化した場合、従来のＡＡＡ合成部は、位相回転に伴うサブキャリア毎のウェイト値の不連続的な変化に直ちには応答することができない。
【００１９】
本発明の目的は、直交変調信号を送受信する無線通信装置において、無線フレームの受信タイミングがずれた時、受信信号に適用すべき係数値、例えば、ウェイト値を短時間で適正値に補正することにある。
本発明の他の目的は、複数のアンテナ素子から受信された複数列の直交変調信号に対して重み付けを必要とする無線通信装置において、フレームの受信タイミングがずれた時、ウェイト値を短時間で適正値に補正することにある。
【００２０】
本発明の更に他の目的は、アダプティブアレイ・アンテナ（ＡＡＡ）合成部を備えたＯＦＤＭＡ無線通信装置において、フレームの受信タイミングがずれた時でも、ＡＡＡ合成部から位相回転を補償した信号を出力できるようにすることにある。
本発明の更に他の目的は、伝搬路推定部を備えたＭＩＭＯ無線通信装置において、フレームの受信タイミングがずれた時でも、伝搬路推定部から位相回転を補償した信号を出力できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明の無線通信装置は、直交変調信号を受信する複数のアンテナ素子と、上記各アンテナ素子で受信した無線信号をベースバンドの受信信号に変換する受信信号変換部と、上記受信信号変換部から出力された受信信号の処理に必要となる一群の係数値を記憶するメモリと、上記受信信号変換部から出力された特定の受信信号を一時的に保持し、予め既知となっている所望信号と上記メモリから読み出された一群の係数値を使用して、上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を検出し、検出された受信タイミングのずれ量に応じて上記一群の係数値を補正し、補正された係数値を上記メモリに記憶する係数生成部と、上記メモリに記憶された補正後の係数値を適用して、上記信号変換部から出力される受信信号を処理する信号処理部とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の１つの特徴は、上記係数生成部が、上記特定の受信信号に生じた位相回転量を検出し、該位相回転量から前記受信タイミングのずれ量を特定することにある。
本発明の第１の実施例では、上記係数生成部が、受信タイミングずれ量に応じて変化する位相回転量の値を所定の範囲内で単位量ずつ変化させ、各位相回転量に対応して上記一群の係数値を段階的に補正し、上記特定の受信信号に上記補正された係数値を適用して得られた候補信号と前記所望信号とを比較し、誤差が最小となる位相回転量から上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を特定する。
【００２３】
本発明の第２の実施例では、上記係数生成部が、上記特定の受信信号に上記一群の係数値を適用して位相回転したテスト信号を生成し、該テスト信号の位相回転量を単位量ずつ段階的に補正した候補信号と前記所望信号とを比較し、誤差が最小となる位相回転量から上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を特定する。
【００２４】
本発明の第３の実施例では、上記係数生成部が、受信タイミングずれ量に応じて変化する位相回転量の値を所定の範囲内で単位量ずつ変化させ、各位相回転量に対応して上記一群の係数値を段階的に補正し、上記所望信号に上記補正された係数値を適用して得られた仮受信信号と上記特定の受信信号とを比較し、誤差が最小となる位相回転量から上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を特定する。
【００２５】
本発明の第４の実施例では、上記係数生成部が、上記所望信号に上記一群の係数値を適用して位相回転した仮受信信号を生成し、該仮受信信号の位相回転量を単位量ずつ段階的に補正した候補信号と上記特定の受信信号とを比較し、誤差が最小となる位相回転量から上記特定の受信信号の受信タイミングのずれ量を特定する。
【００２６】
更に詳述すると、本発明は、アダプティブアレイ・アンテナ（ＡＡＡ）を備えた無線通信装置に適用できる。この場合、上記信号処理部は、複数のアンテナ素子で受信された複数列の受信信号を合成するＡＡＡ合成部であり、上記メモリに記憶された一群の係数値は、上記ＡＡＡ合成部で使用されるウェイト値である。
【００２７】
本発明をＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）用のアンテナを備えた無線通信装置に適用した場合、上記信号処理部は、上記複数のアンテナ素子で受信された複数列の受信信号の伝搬路推定部であり、上記メモリに記憶された一群の係数値は、上記伝搬路路推定部で使用される伝搬路行列値である。
【００２８】
本発明は、各アンテナ素子が、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を受信し、上記受信信号変換部が、各アンテナ素子と対応した複数の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部を含むＯＦＤＭ無線通信装置に特に有効となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、直交変調された信号の受信タイミングがずれたとき、受信信号に現れる位相回転に着目して受信タイミングずれ量を検出し、受信信号処理に必要となる一群の係数値を補正するようにしているため、例えば、基地局からのタイムアライメント（ＴＡ）制御信号に応答して、端末装置が上り通信フレームの送信タイミングを変更し、結果的に、基地局での上りフレームの受信タイミングが瞬時にずれた場合でも、基地局では、タイミングずれ量に応じて補正された適正な係数値を適用して、受信信号を処理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明が適用される移動無線通信システムの１例を示す。
ここに示した移動無線通信システムは、通信網ＮＷに接続された基地局制御装置１と、基地局制御装置１に接続された複数の基地局１０（１０−１、１０−２、・・・）と、複数の移動端末５０（５０−１、５０−２、・・・）とからなる。各移動端末（以下、端末という）５０は、通信圏内に位置した基地局１０とＯＦＤＭＡで通信し、基地局１０を介して基地局制御装置１に接続され、他の移動端末、通信網ＮＷに接続された他の通信装置、またはサーバと通信する。
【００３１】
図２は、各端末５０から基地局１０に送信される無線区間の上り通信フレームの１例を示す。ここに例示した通信フレームは、複数のサブフレームからなり、各サブフレームが、パイロット信号を含む同期セグメントと、同期セグメントに続く複数のデータセグメントとからなっている。各データセグメントでは、ガードインターバルＧＩと、データ（ＯＦＤＭシンボル）が送信される。ここでは、簡単化のために、２つのサブフレームからなる通信フレームを示しているが、１つの通信フレームに含まれるサブフレームの個数は任意である。
【００３２】
各端末５０は、基地局から割り当てられたサブチャネルを使用し、基地局から指定されたタイミングで、上記通信フレームを送信する。基地局は、例えば、フレームの先頭に位置した同期セグメントで、タイムアライメント制御を実行する。また、各サブフレームの同期セグメントにおいて、ＡＡＡのウェイトを再帰的に適正化する。
【００３３】
図３は、基地局１０の１実施例を示すブロック構成図である。
基地局１０は、送受信制御部１００と、上位レイヤ制御部１０１と、基地局制御装置１と接続するための通信回線インタフェース１０２と、送受信切替えスイッチ１０３に接続された複数のアンテナ素子１０４（１０４Ａ〜１０４Ｃ）からなるアレイアンテナと、上位レイヤ制御部１０１とスイッチ１０３との間に接続された送信回路系および受信回路系とからなっている。送信回路系と受信回路系の主要な回路要素は、送受信制御部１００によって制御されている。
【００３４】
先ず、送信回路系について説明する。通信回線インタフェース１０２で受信したパケットは、上位レイヤ制御部１０１に転送され、上位レイヤ制御部１０１で、物理層より上位のプロトコル処理が施される。上位レイヤ制御部１０１から出力された下りパケットデータは、符号化部１１１で符号化した後、変調部１１２に入力される。変調部１１２は、符号化部１１１で符号化された下りパケットデータと、送受信制御部１００から入力されたＴＡ制御信号、その他の制御信号を、例えば、１６ＱＡＭのような変調方式で、複素シンボルに変換する。
【００３５】
変調部１１２から出力された複素シンボル列は、ビームフォーミング（ＢＦ）部１１３に入力され、宛先端末位置に応じた送信ビームフォーミングを行うために、アンテナ素子と対応したウェイトが乗算される。以上の信号処理によって、ＯＦＤＭの周波数領域での変換処理が完了する。
【００３６】
ＢＦ部１１３でウェイト付けされた複素シンボル列は、アンテナ素子１０４Ａ〜１０４Ｃと対応した複数のＩＦＦＴ部１１４（１１４Ａ〜１１４Ｃ）に入力され、複数サンプルからなるＯＦＤＭシンボルに変換される。ＯＦＤＭシンボルは、ＧＩ挿入部１１５（１１５Ａ〜１１５Ｃ）でガードインターバル（ＧＩ）を挿入した後、送信ＲＦ部１１６（１１６Ａ〜１１６Ｃ）に入力される。送信ＲＦ部１１６は、ＧＩとＯＦＤＭシンボルとを含むＯＦＤＭベースバンド信号を搬送波に重畳し、ウェイトに応じて電力増幅した後、スイッチ１０３に出力する。スイッチ１０３は、データ送信期間中は、送信ＲＦ部１１６（１１６Ａ〜１１６Ｃ）を対応するアンテナ素子１０４（１０４Ａ〜１０４Ｃ）に接続している。これによって、アレイアンテナから、ウェイト付けに応じた指向性で、下り信号が送信される。
【００３７】
次に受信経路系について説明する。
受信期間中は、アンテナ素子１０４から受信された信号が、スイッチ１０３を介して、受信ＲＦ部１２１（１２１Ａ〜１２１Ｃ）に入力される。受信ＲＦ部１２１は、受信信号をＯＦＤＭベースバンド信号に変換して、ＧＩ除去部１２２（１２２Ａ〜１２２Ｃ）に出力する。ＧＩ除去部１２２は、ＯＦＤＭベースバンド信号からガードインターバルを除去し、ＯＦＤＭシンボルをＦＦＴ部１２３（１２３Ａ〜１２３Ｃ）に出力する。ＦＦＴ部１２３は、ＯＦＤＭシンボルを元の複素シンボルに変換する。これによって、時間領域での信号処理が完了して、周波数領域の信号処理に移行する。
【００３８】
ＦＦＴ部１２３から出力された複素シンボルは、ＡＡＡ合成部１２４に入力され、サブキャリア毎のアダプティブアレー合成を行った後、復調部１２５に入力される。復調部１２５は、変調部１１２と対応した復調方式で入力信号を復調する。復調部１２５で復調された信号列のうち、制御信号は送受信制御部１００に出力され、上りデータ信号は復号化部１２６に出力される。復号化部１２６で復号化されたビット列は、上位レイヤ制御部１０１でプロトコル処理され、上りパケットに変換して、通信回線インタフェース１０２から基地局制御装置１に転送される。
【００３９】
本実施例の特徴は、基地局の受信経路系が、ＡＡＡ合成部１２４に付随する係数生成部として、ウェイト生成部１３０を備え、ＦＦＴウインドウずれが発生した時、ウェイト生成部１３０が、ＡＡＡ合成部１２４で使用するウェイト値を適正な値に補正するようにした点にある。ウェイト生成部１３０の動作については、図６を参照して、後で詳述する。
【００４０】
図４は、図３に示した基地局１０と通信する端末５０の１実施例を示すブロック構成図である。
端末５０は、送受信制御部５００と、端末制御部（プロセッサ）５０１と、送受信切替えスイッチ５０３に接続されたアンテナ５０４と、端末制御部５０１に接続されたユーザインタフェース５０５およびメモリ５０６と、端末制御部５０１とスイッチ５０３との間に接続された送信回路系および受信回路系とからなっている。メモリ５０６には、端末制御部５０１が実行する各種のアプリケーションプログラムが格納されている。ここでは、簡単化のために、端末が備える表示画面、入力操作ボタン、電話用マイクおよびスピーカなどの入出力装置を１つのユーザインタフェース５０５で表している。
【００４１】
送信回路系は、ユーザインタフェース５０５または端末制御部５０１から出力されたパケットデータを符号化する符号化部５１１と、符号化された上りパケットデータと送受信制御部５００から入力された上り制御信号を１６ＱＡＭのような変調方式で複素シンボルに変換する変調部５１２と、変調部５１２から出力された複素シンボル列をＯＦＤＭシンボルに変換するＩＦＦＴ部５１４と、ＯＦＤＭシンボルにガードインターバル（ＧＩ）を挿入するＧＩ挿入部５１５と、ＧＩとＯＦＤＭシンボルとを含むＯＦＤＭベースバンド信号を搬送波に重畳し、電力増幅して出力する送信ＲＦ部５１６とからなる。スイッチ５０３は、データ送信期間中は、送信ＲＦ部５１６をアンテナ５０４に接続している。
【００４２】
本実施例では、基地局１０からアダプティブアレーで空間多重送信された信号が、１つのアンテナ５０４で受信される。受信期間中は、アンテナ５０４から受信された信号が、スイッチ５０３を介して、受信回路系に入力される。受信回路系は、アンテナ５０４からの受信信号をＯＦＤＭベースバンド信号に変換する受信ＲＦ部５２１と、ＯＦＤＭベースバンド信号からガードインターバルが除去するＧＩ除去部５２２と、ＯＦＤＭシンボルを元の複素シンボルに変換するＦＦＴ部５２３と、ＦＦＴ部５２３から出力された複素シンボルを復調する復調部５２５と、復調された上りデータ信号を復号化する復号化部５２６とからなっている。
【００４３】
復号化部５２６で復号化されたパケットデータは、端末制御部５０１に入力され、受信パケットに対応したアプリケーションプログラムによって処理される。また、復調部５２５で復調された下り制御信号は、送受信制御部５００に入力される。送受信制御部５００は、上述した送信回路系と受信回路系の主要な回路要素を制御しており、基地局からＴＡ制御信号を受信すると、ＴＡ制御信号に応じて、アンテナ５０４への上りフレームの送信タイミングを変更する。
【００４４】
次に、図５〜図９を参照して、本発明の基地局１０が備えるウェイト生成部１３０の機能について説明する。
図５は、ＡＡＡ合成部１２４と、ウェイト生成部１３０と、ウェイトメモリ１３５との接続関係を示している。
【００４５】
ウェイトメモリ１３５は、例えば、図７に示すように、アンテナ番号１３５１と対応付けて、サブキャリア（ｆ０〜ｆｎ）１３５２毎のウェイト値を示す複数のテーブルエントリＥＮ０１、ＥＮ０２、・・・を含むＡＡＡウェイトテーブル１３５０を記憶している。ウェイトメモリ１３５には、ＡＡＡウェイトテーブル１３５０がユーザ毎に用意されている。
【００４６】
ウェイト生成部１３０は、ＦＦＴ部１２３（１２３Ａ〜１２３Ｃ）から出力された受信信号を保持するための受信信号レジスタ１３１（１３１Ａ〜１３１Ｃ）と、受信タイミングずれ量検出部１３２と、ウェイト補正部１３３と、内部メモリ１３４とからなる。ウェイト補正部１３３は、受信タイミングずれ量検出部１３２で検出したＦＦＴウインドウのずれ量に応じて、ウェイトメモリ１３５に記憶されたウェイト値を補正する。
【００４７】
ＡＡＡ合成部１２４は、ウェイトメモリ１３５が示すウェイト値に従って、ＦＦＴ部１２３Ａ〜１２３Ｃから入力された受信信号をＡＡＡ合成し、合成信号を復調部１２５に出力する。また、ＡＡＡ合成部は、送受信制御部１００から与えられる制御信号Ｓ３に応答して、再帰的アルゴリズムに従って、ウェイトメモリ１３５に記憶されたウェイト値を更新する機能を備えている。
【００４８】
基地局１０が備える受信アンテナの個数をＭ（図３では、Ｍ＝３）とし、ウェイトメモリ１３５が示す第ｃサブキャリアのウェイトをｗ（ｃ）＝[ｗ１(c), ｗ２(c),・・・ｗＭ(c)]Ｈ、受信信号をｙ（ｃ）＝[ｙ１(c), ｙ２(c),・・・ｙＭ(c)]Ｔとすると、ＡＡＡ合成部１２４からは、次式に従った合成信号ｓ（ｃ）が出力される。
【００４９】
【数３】
0004991593.tif 000004
ここで、[    ]Ｔは、行列の転置を示し、[    ]Ｈは、行列[    ]Ｔの複素共役となるエルミート転置を表している。
【００５０】
本実施例では、送受信制御部１００は、図２に示した上り通信フレームの最初の同期セグメントのパイロット信号（Pilot(1)）の受信タイミングで、ウェイト生成部１３０に制御信号Ｓ１を発行し、２回目以降のパイロット信号（Pilot(2)、Pilot(3)、・・・）の受信タイミングで、ＡＡＡ合成部１２４に制御信号Ｓ３を発行して、ウェイト値の適正化を指令する。
【００５１】
ウェイト生成部１３０の受信タイミングずれ量検出部１３２は、制御信号Ｓ１に応答して、ウェイトメモリ１３５から、制御信号Ｓ１が示す特定ユーザのウェイト値ｗi(j)（ｉ=１〜Ｍ、ｊ=１〜ｎ）を読み出し、内部メモリ１３４に記憶する。この後、受信タイミングずれ量検出部１３２は、内部メモリ１３４に記憶されたウェイト値ｗi(j)と、レジスタ１３１（１３１Ａ〜１３１Ｃ）から読み込んだ受信信号ｙi(j)（ｉ=１〜Ｍ、ｊ=１〜ｎ）と、送受信制御部１００から与えられら所望信号（パイロット信号）とに基づいて、図８、図１０で詳述する手順で、信号受信タイミングのずれ量を検出する。
【００５２】
図６は、ＦＦＴ部１２３のウィンドウ位置と信号受信タイミングとのずれ量を示す。
ｔ０は、ＦＦＴ部１２３のウィンドウ位置の基準タイミングを示し、Ｙ（ｔ０）は、受信タイミングが基準タイミングｔ０に一致した受信シンボルを示している。受信シンボルは、Ｙ（-τ）に矢印で示すように、複数のサンプル（標本点）からなっている。
【００５３】
端末５０が、基地局１０からのＴＡ制御信号に応答して、上り通信フレームの送信タイミングを変更すると、結果的に、基地局における信号受信タイミングが変化し、ＡＡＡ合成部１２４がそれまで使用していたウェイト値では、受信信号の位相回転を補償できなくなる。本実施例の受信タイミングずれ量検出部１３２は、現在のウェイト値が有効となる受信タイミングを基準タイミングｔ０と看做して、その前後、-τサンプル〜＋τサンプルの範囲内で、受信タイミングずれ量に応じたウェイト値の変更と、変更したウェイトでの位相回転の解消可否判定を繰り返し、受信タイミングずれに該当するサンプル位置ｖを検出する。ウェイト補正部１３３は、受信タイミングずれ量検出部１３２が検出したサンプル位置ｖで、受信信号の位相回転を解消可能なウェイト値を計算し、ウェイトメモリ１３５の内容を書き換える。
【００５４】
図８は、本発明の第１実施例として、受信タイミングずれ量検出部１３２が実行する受信タイミングずれ量検出１３２Ａのフローチャートを示す。
受信タイミングずれ量検出部１３２は、制御信号Ｓ１を受信すると、サンプル位置を示すパラメータｔの値を初期値「-τ」、復調された受信信号と所望信号との誤差を示すパラメータｅを初期値に設定し（ステップＳ１００）、ウェイトメモリ１３５から、制御信号Ｓ１で指定されたユーザのＡＡＡウェイトテーブルが示す全サブキャリアのウェイト値ｗｉ（ｊ）（ｉ＝１〜Ｍ、ｊ＝０〜ｎ）を読み出し、内部メモリ１３４に格納する（Ｓ１０１）。誤差ｅを初期値は、例えば、１０の１０乗のように、十分に大きい値にしておく。
【００５５】
受信タイミングずれ量検出部１３２は、内部メモリ１３４が示すウェイト値ｗｉ（ｊ）に基づいて、受信信号がｔサンプルずれた時に発生する位相回転を解消するように、補正されたウェイト値を生成する（Ｓ１０２）。ここで、全サブキャリア、全アンテナ素子を代表して、第ｃサブキャリアのウェイトをｗ（ｃ）で示すと、補正後のウェイト値は次式で表される。
【００５６】
【数４】
0004991593.tif 000005
受信タイミングずれ量検出部１３２は、補正されたウェイト値を適用して、受信信号を復調し（Ｓ１０３）、復調信号を候補信号として、所望信号との誤差e'を計算する（Ｓ１０４）。第ｃサブキャリアの復調信号x'(c)と誤差e'は、下記の式で表される。
【００５７】
【数５】
0004991593.tif 000006
【００５８】
【数６】
0004991593.tif 000007
受信タイミングずれ量検出部１３２は、誤差ｅと誤差e'を比較し（Ｓ１１０）、もしｅ＜e'でなければ、パラメータｔの値をインクリメントし（Ｓ１１２）、ｔとτとを比較する（Ｓ１１３）。ｔがτを超えていなければ、ステップＳ１０２に戻り、候補信号を段階的に切り換えて、上述した手順が繰り返される。ｅ＜e'の場合、受信タイミングずれ量検出部１３２は、ｅ＝e'、ｖ＝ｔに設定（Ｓ１１１）した後、ステップＳ１１２を実行する。ｔがτを超えた時、受信タイミングずれ量検出部１３２は、復調信号と所望信号との誤差e'が最小値となるサンプルずれ量ｖをウェイト補正部１３３に出力して（Ｓ１１４）、今回のタイミングずれ量検出を終了する。
【００５９】
以上の動作によって、受信タイミングずれ量検出部１３２は、内部メモリ１３４に読み込まれたウェイト値ｗｉ（ｊ）と対応する受信タイミングｔ０を基準にして、−τ〜＋τの検索範囲内で、復調信号と所望信号との誤差e'が最小値となるサンプルずれ量ｖを検出することができる。サンプルずれ量ｖは、現在のウェイト値ｗｉ（ｊ）が有効となる信号受信タイミングｔ０と、レジスタ１３１から読み込まれた新たな受信信号の受信タイミングとのずれ量、換言すれば、図１９で説明した位相回転量を示している。本実施例では、単位位相回転量をｅｘｐ（−ｊ２πｔ／Ｌ）とした時、各サブキャリアにおいて、受信タイミングのずれ量が、単位位相回転量の定数倍になること利用している。
【００６０】
図９は、ウェイト補正部１３３によるウェイト補正動作１３３Ａを示すフローチャートである。
ウェイト補正部１３３は、受信タイミングずれ量検出部１３２から入力されたサンプルずれ量ｖを記憶し（Ｓ１２１）、受信信号がｖサンプルずれた時に発生する位相回転を解消するように、内部メモリ１３４が示す現在のウェイト値ｗｉ（ｊ）を補正する（Ｓ１２２）。ここで、全サブキャリア、全アンテナ素子を代表して、第ｃサブキャリアのウェイトをｗ（ｃ）で示すと、補正後のウェイト値は次式で表される。
【００６１】
【数７】
0004991593.tif 000008
ウェイト補正部１３３は、補正後のウェイト値に基づいて、ウェイトメモリ１３５に記憶されている特定ユーザのウェイトテーブルの内容を更新し（Ｓ１２３）、送受信制御部１００に更新完了通知して（Ｓ１２４：制御信号Ｓ２の送信）、今回の処理を終了する。
【００６２】
図１０は、本発明の第２実施例として、受信タイミングずれ量検出部１３２が実行する受信タイミングずれ量検出１３２Ｂのフローチャートを示す。
第２実施例では、受信タイミングずれ量検出部１３２は、制御信号Ｓ１に応答して、パラメータを初期化し（Ｓ１００）、ウェイトメモリ１３５から内部メモリ１３４にウェイト値を読み込んだ後（Ｓ１０１）、先ず、内部メモリ１３４が示す現在のウェイト値を適用して、受信信号レジスタ１３１Ａ〜１３１Ｃから読み込んだ受信信号を復調して、テスト信号を生成する（Ｓ１０５）。復調結果は、内部メモリ１３４の所定のエリアに保存される。
【００６３】
受信タイミングずれ量検出部１３２は、次に、復調された受信信号（テスト信号）から、所望信号（パイロット信号）と比較すべき候補信号ｕとして、受信信号がｔサンプルずれた時に発生する位相回転を補正した信号を生成し（Ｓ１０６）、候補信号ｕと所望信号との誤差e'を計算する（Ｓ１０７）。
【００６４】
例えば、第ｃサブキャリアの場合、候補信号ｕ（ｃ）と誤差e'は、次の式で算出される。
【００６５】
【数８】
0004991593.tif 000009
【００６６】
【数９】
0004991593.tif 000010
以下、受信タイミングずれ量検出部１３２は、図８と同様の手順（Ｓ１１０〜Ｓ１１３）で、誤差e'が最小となるサンプルずれ量ｖを検出し、ウェイト補正部１３３にサンプルずれ量ｖを出力して（Ｓ１１４）、今回の受信タイミングずれ量検出を終了する。
第２実施例は、内部メモリ１３４に復調結果を保存するための記憶エリアが必要となるが、ウェイトを適用した復調処理が１回で済むため、第１実施例に比較して、演算量を低減できるという利点がある。
【００６７】
本発明は、数式５が示すように、受信信号に対して係数値を必要とする信号処理に有効であり、本発明の適用範囲は、第１、第２実施例で示したアダプティブアレイのウェイト値の補正に限定されるものではない。
次に、本発明の他の応用例を示す実施例として、図１１〜図１６を参照して、本発明の特徴をＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式の無線通信システムの伝播路推定に適用した実施例について説明する。
【００６８】
図１１は、ＭＩＭＯ基地局１０Ｍの１例を示すブロック構成図である。ＭＩＭＯ基地局の基本構造は、図３に示した基地局と同様であり、図３と同一の符号を適用した構成要素については、ここでの詳細説明は省略する。
ＭＩＭＯ基地局１０Ｍの送信回路系では、変調部１１２の出力信号が、ＳＴＣ（Space Time Coding）部１１７に入力され、ＳＴＣ部１１７の出力信号が、アンテナ素子１０４（１０４Ａ〜１０４Ｃ）と対応して用意された複数のＩＦＦＴ部１１４（１１４Ａ〜１１４Ｃ）に供給される。
【００６９】
ＭＩＭＯ基地局１０Ｍの受信回路系では、アンテナ素子１０４（１０４Ａ〜１０４Ｃ）と対応して用意された複数のＦＦＴ部１２３（１２３Ａ〜１２３Ｃ）の出力信号が、伝播路推定部１２７に入力される。伝播路推定部１２７は、ＦＦＴ部１２３（１２３Ａ〜１２３Ｃ）からの出力信号を伝搬路行列を適用して合成する。等化回路１２８は、伝播路推定部１２７からの出力信号を等化処理する。等化回路１２８の出力信号は、復調部１２５で復調した後、復号化部１２６で復号される。
本発明のＭＩＭＯ基地局１０Ｍは、伝播路推定部１２７に付随する係数値生成部として、伝搬路行列補正部１４０を備えたことを特徴としている。伝搬路行列補正部１４０の動作については、後で詳述する。
【００７０】
図１２は、ＭＩＭＯ端末５０Ｍの１例を示すブロック構成図である。
ＭＩＭＯ端末５０Ｍは、複数のアンテナ素子５０４（５０４Ａ〜５０４Ｃ）と、アンテナ素子５０４と対応して設けられた複数のＩＦＦＴ部５１４（５１４Ａ〜５１４Ｃ）、ＧＩ挿入部５１５（５１５Ａ〜５１５Ｃ）、送信ＲＦ部５１６（５１６Ａ〜５１６Ｃ）を有し、ＭＩＭＯ基地局１０Ｍと同様、送信回路系の変調部５１２に接続してＳＴＣ部５１７を備え、ＳＴＣ部５１７の出力信号が、複数のＩＦＦＴ部５１４（５１４Ａ〜５１４Ｃ）に供給されている。
【００７１】
ＭＩＭＯ端末５０Ｍの受信回路系は、アンテナ素子５０４と対応した複数の受信ＲＦ部５２１（５２１Ａ〜５２１Ｃ）、ＧＩ除去部５２２（５２２Ａ〜５２２Ｃ）、ＦＦＴ部５２３（５２３Ａ〜５２３Ｃ）を有し、ＦＦＴ部５２３（５２３Ａ〜５２３Ｃ）の出力信号が、伝播路推定部５２７に入力される。伝播路推定部５２７は、ＦＦＴ部５２３（５２３Ａ〜５２３Ｃ）の出力信号を伝搬路行列を適用して合成する。等化回路５２８は、伝播路推定部５２７からの出力信号を等化処理する。等化回路５２８の出力信号は、復調部５２５で復調した後、復号化部５２６で復号される。本発明のＭＩＭＯ端末５０Ｍは、伝播路推定部５２７に付随して、伝搬路行列補正部５４０を備えている。
【００７２】
図１３は、ＭＩＭＯ基地局１０Ｍが備える伝搬路推定部１２７と、伝搬路行列補正部１４０と、伝搬路行列値メモリ１４５との接続関係を示している。伝搬路行列値メモリ１４５には、受信アンテナ番号ｉと対応付けて、サブキャリア（ｆ０〜ｆｎ）毎の伝搬路行列値ｈｉ＝[ｈｉ１、ｈｉ２、・・・・ｈｉＮ]Ｔを示す伝搬路行列値テーブルを記憶している。ここで、Ｎは送信アンテナの個数を示す。伝搬路行列値テーブルは、ユーザ毎に用意されている。
【００７３】
伝搬路行列補正部１４０は、ＦＦＴ部１２３（１２３Ａ〜１２３Ｃ）から出力された受信信号を保持するための受信信号レジスタ１４１（１４１Ａ〜１４１Ｃ）と、受信タイミングずれ量検出部１４２と、伝搬路行列値補正部１４３と、内部メモリ１４４とからなる。伝搬路行列値補正部１４３は、受信タイミングずれ量検出部１４２で検出したＦＦＴウインドウのずれ量ｖに応じて、伝搬路行列値メモリ１４５に記憶された伝搬路行列値を補正する。
【００７４】
伝搬路推定部１２７は、伝搬路行列値メモリ１４５が示す伝搬路行列値に従って、ＦＦＴ部１２３Ａ〜１２３Ｃから入力された受信信号を合成し、合成信号を等化回路１２８に出力する。また、伝搬路推定部１２７は、送受信制御部１００から与えられる制御信号Ｓ３に応答して、再帰的アルゴリズムに従って、伝搬路行列値メモリ１４５に記憶された伝搬路行列値を更新する機能を備えている。
【００７５】
受信タイミングずれ量検出部１４２は、送受信制御部１００から与えられる制御信号Ｓ１に応答して、伝搬路行列値メモリ１４５から、制御信号Ｓ１が示す特定ユーザの全サブキャリアの伝搬路行列値を読み出し、内部メモリ１４４に記憶する。この後、受信タイミングずれ量検出部１３２は、内部メモリ１３４に記憶された伝搬路行列値と、レジスタ１４１（１４１Ａ〜１４１Ｃ）から読み込んだ受信信号と、送受信制御部１００から与えられら所望信号（パイロット信号）とに基づいて、図１４、図１６で詳述する手順で、信号受信タイミングのずれ量を検出する。
【００７６】
図１４は、本発明の第３実施例として、受信タイミングずれ量検出部１４２が実行する受信タイミングずれ量検出１４２Ａのフローチャートを示す。
受信タイミングずれ量検出部１４２は、制御信号Ｓ１を受信すると、サンプル位置を示すパラメータｔの値を初期値「-τ」、伝搬路行列に従って所望信号から生成される仮受信信号と受信信号との誤差ｅを初期値に設定し（ステップＳ２００）、伝搬路行列値メモリ１４５から、制御信号Ｓ１で指定されたユーザの伝搬路行列値テーブルが示す全サブキャリアの伝搬路行列Ｈ（ｊ）＝［ｈ１(j)、ｈ２(j)、・・・ｈＭ(j)］Ｔを読み出し、内部メモリ１４４に格納する（Ｓ２０１）。ここで、Ｍは受信アンテナ番号、ｊはサブキャリア番号を示している。誤差ｅを初期値は、例えば、１０の１０乗のように、十分に大きい値にしておく。
【００７７】
受信タイミングずれ量検出部１４２は、内部メモリ１４４が示す伝搬路行列値に基づいて、受信信号y(i)がｔサンプルずれた時に発生する位相回転を解消するように、補正された伝搬路行列値を生成する（Ｓ２０２）。ここで、全サブキャリア、全アンテナ素子を代表して、伝搬路行列値メモリ１４５から内部メモリ１４４に読み込まれた第ｃサブキャリアの伝搬路行列をＨ（ｃ）＝［ｈ１(ｃ)、ｈ２(ｃ)、・・・ｈＭ(ｃ)］Ｔとすると（但し、ｈｉ＝[ｈｉ１、ｈｉ２、・・・・ｈｉＮ]Ｔ）、第ｃサブキャリアの補正後の伝搬路行列値は次式で表される。
【００７８】
【数１０】
0004991593.tif 000011
受信タイミングずれ量検出部１４２は、補正された伝搬路行列値Ｈ（ｃ）と、所望信号ｘ（ｃ）＝［ｘ１(ｃ)、ｘ２(ｃ)、・・・ｘＭ(ｃ)］Ｔとから、全サブキャリア（ｉ＝０〜ｎ）の仮受信信号y'(i)を作成し（Ｓ２０３）、仮受信信号y'(i)と、レジスタ１４１Ａ〜１４１Ｃが示す受信信号y(i)との誤差e'を計算する（Ｓ２０４）。第ｃサブキャリアの仮受信信号y'(ｃ)と誤差e'は、下記の式で表される。
【００７９】
【数１１】
0004991593.tif 000012
【００８０】
【数１２】
0004991593.tif 000013
受信タイミングずれ量検出部１４２は、誤差ｅと誤差e'を比較し（Ｓ２１０）、もしｅ＜e'でなければ、パラメータｔの値をインクリメントし（Ｓ２１２）、ｔとτとを比較する（Ｓ２１３）。ｔがτを超えていなければ、ステップＳ２０２以降の手順が繰り返される。ｅ＜e'の場合、受信タイミングずれ量検出部１４２は、ｅ＝e'、ｖ＝ｔに設定（Ｓ２１１）した後、ステップＳ２１２を実行する。ｔがτを超えた時、受信タイミングずれ量検出部１４２は、誤差e'が最小値となるサンプルずれ量ｖを伝搬路行列補正部１４３に出力して（Ｓ２１４）、今回のタイミングずれ量検出を終了する。
【００８１】
以上の動作によって、受信タイミングずれ量検出部１４２は、内部メモリ１４４に記憶されている伝搬路行列Ｈｉ(ｊ)と対応する受信タイミングｔ０を基準にして、−τ〜＋τの検索範囲内で、仮受信信号y’(i)と受信信号y(i)との誤差e’が最小となるサンプルずれ量ｖを検出することができる。サンプルずれ量ｖは、伝搬路行列Ｈｉ(ｊ)を適用可能な前フレームの信号受信タイミングと、レジスタ１４１から読み込まれた新たな受信信号の受信タイミングとのずれ量、換言すれば、位相回転量を示している。本実施例も、各サブキャリアにおいて、受信タイミングのずれ量が、単位位相回転量ｅｘｐ（−ｊ２πｔ／Ｌ）の定数倍になること利用している。
【００８２】
図１５は、伝搬路行列値補正部１４３の動作１４３Ａを示すフローチャートである。
伝搬路行列値補正部１４３は、受信タイミングずれ量検出部１４２から入力されたサンプルずれ量ｖを記憶し（Ｓ２２１）、受信信号y(i)がｖサンプルずれた時に発生する位相回転を解消するように、内部メモリ１４４が示す伝搬路行列値Ｈｉ（ｊ）を補正する（Ｓ２２２）。ここで、全サブキャリア、全アンテナ素子を代表して、第ｃサブキャリアの伝搬路行列をＨ（ｃ）で示すと、補正後の伝搬路行列Ｈ（ｃ）の値は次式で表される。
【００８３】
【数１３】
0004991593.tif 000014
伝搬路行列値補正部１４３は、補正後の伝搬路行列値に基づいて、伝搬路行列値メモリ１４５に記憶されている特定ユーザの伝搬路行列値を更新し（Ｓ２２３）、送受信制御部１００に更新完了通知して（Ｓ２２４：制御信号Ｓ２の送信）、今回の処理を終了する。
【００８４】
図１６は、本発明の第４実施例として、受信タイミングずれ量検出部１４２が実行する受信タイミングずれ量検出１４２Ｂのフローチャートを示す。
第４実施例では、受信タイミングずれ量検出部１４２は、制御信号Ｓ１に応答して、パラメータを初期化し（Ｓ２００）、伝搬路行列値メモリ１４５から内部メモリ１４４に伝搬路行列値を読み込んだ後（Ｓ２０１）、先ず、内部メモリ１４４が示す現在の伝搬路行列値Ｈ（ｉ）と所望信号ｘ（ｉ）とに基づいて、数式１１に従って、全サブキャリア（ｉ＝１〜ｎ）の仮受信信号y’(i)を作成する（Ｓ２０５）。仮受信信号y’(i)は、内部メモリ１４４の所定のエリアに保存される。
【００８５】
受信タイミングずれ量検出部１４２は、次に、仮受信信号y'(i)から、仮受信信号がｔサンプルずれた時に発生する位相回転を補正した信号ｒ(i)を生成し、これを候補信号として（Ｓ２０６）、候補信号ｒ(i)と受信信号との誤差e'を計算する（Ｓ２０７）。
【００８６】
例えば、第ｃサブキャリアの場合、候補信号ｒ（ｃ）と誤差e'は、次の式で算出される。
【００８７】
【数１４】
0004991593.tif 000015
【００８８】
【数１５】
0004991593.tif 000016
以下、受信タイミングずれ量検出部１４２は、図１４と同様の手順（Ｓ２１０〜Ｓ２１３）で、誤差e'が最小となるサンプルずれ量ｖを検出し、伝搬路行列補正部１４３にサンプルずれ量ｖを出力して（Ｓ２１４）、今回の受信タイミングずれ量検出を終了する。
【００８９】
第４実施例は、内部メモリ１４４にステップS２０５で生成した仮受信信号を保存するための記憶エリアが必要となるが、仮受信信号の生成処理が１回で済むため、第３実施例に比較して、演算量を低減できるという利点がある。
実施例では、誤差e'を二乗誤差（数式６、数式９、数式１２、数式１５）として算出したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の計算式で、例えば、絶対誤差として算出してもよい。
【００９０】
以上の実施例から理解されるように、本発明では、受信局側で信号の受信タイミングのずれ量を検出し、例えば、ウェイト値や伝搬路行列値のように、受信信号の処理に必要となる一群の係数値を受信タイミングのずれ量（位相回転量）に応じて補正するようにしているため、送信局と受信局との間で、信号の送信タイミングを受信側のＦＦＴウィンドウに厳密に同期させるため高度のＴＡ制御を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明が適用される移動無線通信システムの１例を示す図。
【図２】各端末から基地局に送信される無線区間の上り通信フレームの１例を示す図。
【図３】基地局１０の１実施例を示すブロック構成図。
【図４】図３に示した基地局１０と通信する端末５０の１実施例を示すブロック構成図。
【図５】基地局１０が備えるＡＡＡ合成部１２４と、ウェイト生成部１３０と、ウェイトメモリ１３５との接続関係を示す図。
【図６】ＦＦＴ部１２３のウィンドウ位置と信号受信タイミングとのずれ量を示す図。
【図７】ウェイトメモリ１３５に記憶されるＡＡＡウェイトテーブルの構成を示す図。
【図８】本発明の第１実施例である受信タイミングずれ量検出部１３２が実行する受信タイミングずれ量検出１３２Ａを示すフローチャート。
【図９】ウェイト補正部１３３によるウェイト補正動作１３３Ａを示すフローチャート。
【図１０】本発明の第２実施例である受信タイミングずれ量検出部１３２が実行する受信タイミングずれ量検出１３２Ｂを示すフローチャート。
【図１１】ＭＩＭＯ基地局１０Ｍの１例を示すブロック構成図。
【図１２】ＭＩＭＯ端末５０Ｍの１例を示すブロック構成図。
【図１３】ＭＩＭＯ基地局１０Ｍが備える伝搬路推定部１２７と、伝搬路行列補正部１４０と、伝搬路行列値メモリ１４５との接続関係を示す図。
【図１４】本発明の第３実施例である受信タイミングずれ量検出部１４２が実行する受信タイミングずれ量検出１４２Ａを示すフローチャート。
【図１５】伝搬路行列値補正部１４３の動作１４３Ａを示すフローチャート。
【図１６】本発明の第４実施例である受信タイミングずれ量検出部１４２が実行する受信タイミングずれ量検出１４２Ｂを示すフローチャート。
【図１７】第１、第２アンテナで受信される信号の周波数領域での信号点配置を示す図。
【図１８】ＦＦＴウィンドウにずれがなかった場合の合成信号の信号点配置を示す図。
【図１９】ＦＦＴウィンドウにずれがあった場合の合成信号の信号点配置を示す図。
【符号の説明】
【００９２】
１：基地局制御装置、１０：基地局、５０：移動端末、５０１：端末制御部、
１０１：上りレイヤ制御部、１０２：通信回線インタフェース、
１０３、５０３：スイッチ、１０４：アレイアンテナ素子、５０４：アンテナ、
１１１、５１１：符号化部、１１２、５１２：変調部、１１３：ビームフォーミング部、１１４、５１４：ＩＦＦＴ部、１１４、５１５：ＧＩ挿入部、
１１６、５１６：送信ＲＦ部、１１７、５１７：ＳＴＣ部、１２１、５２１：受信ＲＦ部、１２２、５２２：ＧＩ除去部、１２３、５２３：ＦＦＴ部、１２４：ＡＡＡ合成部、
１２５、５２５：復調部、１２６、５２６：復号化部、１２７：伝搬路推定部、
１３０：ウエイト生成部、１４０：伝搬路行列補正部、
１３１、１４１：受信信号レジスタ、１３２、１４２：受信タイミングずれ検出部、
１３３：ウェイト補正部、１３４、１４４：内部メモリ、１３５：ウェイトメモリ、
１３５０：ＡＡＡウェイトテーブル、１４３：伝搬路行列補正部、
１４５：伝搬路行列値メモリ。
【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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【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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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