(57)【要約】アンテナ（１，２）により受信された信号に対しＤＳＰによりアダプティブアレイ処理がなされ、アレイ出力が得られる。受信タイミング制御部（３０）は、アレイ出力と参照信号とのＭＳＥを監視しながらＡ／Ｄ変換機（３，４）による受信信号のサンプリングのタイミングをずらし、サンプリング誤差が最小となる最適のサンプリングポイント（受信位置）を決定する。
2002021722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ（１，２）を用いて移動端末装置との間で信号を送受信する無線基地システムであって、
前記複数のアンテナで受信した前記移動端末装置からの信号をサンプリングしてデジタルデータに変換する変換装置（３，４）と、
前記デジタルデータにアダプティブアレイ処理を施して所望の移動端末装置からの信号を抽出するアダプティブアレイ処理部（６，７，８，１０）と、
前記抽出された信号と、所定の参照信号との誤差信号を算出する誤差信号算出部（９）と、
前記誤差信号の大きさが最小となるように前記変換装置におけるサンプリングのタイミングを制御するタイミング制御部（３０）とを備えた、無線基地システム。
【請求項２】
前記タイミング制御部は、
前記変換装置におけるサンプリングのタイミングを変化させながら前記算出された誤差信号を記録する記録部と、
前記記録された誤差信号の大きさが最小となる前記変換装置におけるサンプリングのタイミングを決定するタイミング決定部と、
前記変換装置におけるサンプリングのタイミングを前記決定されたタイミングに合わせるタイミング調整部とを含む、請求項１に記載の無線基地システム。
【請求項３】
前記タイミング調整部は、
所定のタイミングで基準クロックを発生する基準クロック発生部と、
前記タイミング決定部により決定されたタイミングに前記基準クロックのタイミングを合わせることにより、前記変換装置におけるサンプリングのタイミングを規定する変換用クロックを発生する変換用クロック発生部とを含む、請求項２に記載の無線基地システム。
【請求項４】
前記誤差信号は、前記抽出された信号と前記参照信号との最小二乗誤差である、請求項１に記載の無線基地システム。
【請求項５】
複数のアンテナ（１，２）を用いて移動端末装置との間で信号を送受信する無線基地システムであって、
前記複数のアンテナで受信した前記移動端末装置からの信号をサンプリングしてデジタルデータに変換する変換装置（３，４）と、
前記デジタルデータにアダプティブアレイ処理を施して所望の移動端末装置からの信号を抽出するアダプティブアレイ処理部（６，７，８，１６，１７，１８，２０）と、
前記抽出された信号と、所定の参照信号との誤差信号を算出する誤差信号算出部（９，１９）と、
前記誤差信号の大きさが最小となるように前記移動端末装置に対する送信信号の送信タイミングを制御するタイミング制御部（４０）とを備えた、無線基地システム。
【請求項６】
前記タイミング制御部は、
前記送信タイミングを変化させながら前記算出された誤差信号を記録する記録部と、
前記記録された誤差信号の大きさが最小となる前記送信タイミングを決定するタイミング決定部と、
前記送信信号の送信タイミングを前記決定された送信タイミングに合わせるタイミング調整部とを含む、請求項５に記載の無線基地システム。
【請求項７】
前記記録部は、所定フレーム数にわたって算出された誤差信号の平均値を前記算出された誤差信号として記録する、請求項６に記載の無線基地システム。
【請求項８】
前記記録部は、前記送信タイミングの変化と、前記算出された誤差信号の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける、請求項６に記載の無線基地システム。
【請求項９】
前記タイミング制御部は、
前記送信タイミングを一回変化させるごとに前記算出された誤差信号を記録する記録部と、
前記記録部により時間的に前後して記録された誤差信号の大きさが減少する方向に前記送信タイミングの変化方向を制御する方向制御部と、
前記記録部による前後する記録の間に所定フレーム数の待機期間を設ける待機期間設定部とを含む、請求項５に記載の無線基地システム。
【請求項１０】
前記記録部は、所定フレーム数にわたって算出された誤差信号の平均値を前記算出された誤差信号として記録する、請求項９に記載の無線基地システム。
【請求項１１】
前記記録部は、前記送信タイミングの変化と、前記算出された誤差信号の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける、請求項９に記載の無線基地システム。
【請求項１２】
前記タイミング制御部は、
前記送信タイミングを一回変化させるごとにその前後の前記算出された誤差信号を記録する記録部と、
前記記録部により前後して記録された誤差信号の大きさが減少する方向に前記送信タイミングの変化方向を制御する方向制御部と、
前記記録部による前記送信タイミングの前後の記録と、次の前記送信タイミングの前後の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける待機期間設定部とを含む、請求項５に記載の無線基地システム。
【請求項１３】
前記記録部は、所定フレーム数にわたって算出された誤差信号の平均値を前記算出された誤差信号として記録する、請求項１２に記載の無線基地システム。
【請求項１４】
前記記録部は、前記送信タイミングの変化と、前記算出された誤差信号の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける、請求項１２に記載の無線基地システム。
【請求項１５】
前記アダプティブアレイ処理部は、複数の所望の移動端末装置のそれぞれからの信号を分離して抽出し、
前記誤差信号算出部は、前記複数の移動端末装置の各々ごとに前記誤差信号を算出し、
前記タイミング制御部は、前記複数の移動端末装置の各々ごとに前記送信タイミングを制御する、請求項５に記載の無線基地システム。
【請求項１６】
前記誤差信号は、前記抽出された信号と前記参照信号との最小二乗誤差である、請求項５に記載の無線基地システム。
【請求項１７】
複数のアンテナ（１，２）を用いて移動端末装置との間で信号を送受信する無線基地システムにおけるサンプリング誤差低減方法であって、
前記複数のアンテナで受信した前記移動端末装置からの信号をサンプリングしてデジタルデータに変換するステップと、
前記デジタルデータにアダプティブアレイ処理を施して所望の移動端末装置からの信号を抽出するステップと、
前記抽出された信号と、所定の参照信号との誤差信号を算出するステップと、
前記誤差信号の大きさが最小となるように前記サンプリングのタイミングを制御するステップとを備えた、サンプリング誤差低減方法。
【請求項１８】
前記タイミングを制御するステップは、
前記サンプリングのタイミングを変化させながら前記算出された誤差信号を記録するステップと、
前記記録された誤差信号の大きさが最小となる前記サンプリングのタイミングを決定するステップと、
前記サンプリングのタイミングを前記決定されたタイミングに合わせるステップとを含む、請求項１７に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項１９】
前記タイミングを合わせるステップは、
所定のタイミングで基準クロックを発生するステップと、
前記決定されたタイミングに前記基準クロックのタイミングを合わせることにより、前記サンプリングのタイミングを規定する変換用クロックを発生するステップとを含む、請求項１８に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項２０】
前記誤差信号は、前記抽出された信号と前記参照信号との最小二乗誤差である、請求項１７に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項２１】
複数のアンテナ（１，２）を用いて移動端末装置との間で信号を送受信する無線基地システムにおけるサンプリング誤差低減方法であって、
前記複数のアンテナで受信した前記移動端末装置からの信号をサンプリングしてデジタルデータに変換するステップと、
前記デジタルデータにアダプティブアレイ処理を施して所望の移動端末装置からの信号を抽出するステップと、
前記抽出された信号と、所定の参照信号との誤差信号を算出するステップと、
前記誤差信号の大きさが最小となるように前記移動端末装置に対する送信信号の送信タイミングを制御するステップとを備えた、サンプリング誤差低減方法。
【請求項２２】
前記送信タイミングを制御するステップは、
前記送信タイミングを変化させながら前記算出された誤差信号を記録するステップと、
前記記録された誤差信号の大きさが最小となる前記送信タイミングを決定するステップと、
前記送信信号の送信タイミングを前記決定された送信タイミングに合わせるステップとを含む、請求項２１に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項２３】
前記記録するステップは、所定フレーム数にわたって算出された誤差信号の平均値を前記算出された誤差信号として記録する、請求項２２に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項２４】
前記記録するステップは、前記送信タイミングの変化と、前記算出された誤差信号の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける、請求項２２に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項２５】
前記送信タイミングを制御するステップは、
前記送信タイミングを一回変化させるごとに前記算出された誤差信号を記録するステップと、
前記記録するステップにより時間的に前後して記録された誤差信号の大きさが減少する方向に前記送信タイミングの変化方向を制御するステップと、
前記記録するステップによる前後する記録の間に所定フレーム数の待機期間を設けるステップとを含む、請求項２１に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項２６】
前記記録するステップは、所定フレーム数にわたって算出された誤差信号の平均値を前記算出された誤差信号として記録する、請求項２５に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項２７】
前記記録するステップは、前記送信タイミングの変化と、前記算出された誤差信号の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける、請求項２５に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項２８】
前記送信タイミングを制御するステップは、
前記送信タイミングを一回変化させるごとにその前後の前記算出された誤差信号を記録するステップと、
前記記録するステップにより前後して記録された誤差信号の大きさが減少する方向に前記送信タイミングの変化方向を制御するステップと、
前記記録するステップによる前記送信タイミングの前後の記録と、次の前記送信タイミングの前後の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設けるステップとを含む、請求項２１に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項２９】
前記記録するステップは、所定フレーム数にわたって算出された誤差信号の平均値を前記算出された誤差信号として記録する、請求項２８に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項３０】
前記記録するステップは、前記送信タイミングの変化と、前記算出された誤差信号の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける、請求項２８に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項３１】
前記アダプティブアレイ処理を施すステップは、複数の所望の移動端末装置のそれぞれからの信号を分離して抽出し、
前記誤差信号を算出するステップは、前記複数の移動端末装置の各々ごとに前記誤差信号を算出し、
前記送信タイミングを制御するステップは、前記複数の移動端末装置の各々ごとに前記送信タイミングを制御する、請求項２１に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項３２】
前記誤差信号は、前記抽出された信号と前記参照信号との最小二乗誤差である、請求項２１に記載のサンプリング誤差低減方法。
【請求項３３】
複数のアンテナ（１，２）を用いて移動端末装置との間で信号を送受信する無線基地システムにおけるサンプリング誤差低減プログラムであって、コンピュータに、
前記複数のアンテナで受信した前記移動端末装置からの信号をサンプリングしてデジタルデータに変換するステップと、
前記デジタルデータにアダプティブアレイ処理を施して所望の移動端末装置からの信号を抽出するステップと、
前記抽出された信号と、所定の参照信号との誤差信号を算出するステップと、
前記誤差信号の大きさが最小となるように前記サンプリングのタイミングを制御するステップとを実行させる、サンプリング誤差低減プログラム。
【請求項３４】
前記タイミングを制御するステップは、
前記サンプリングのタイミングを変化させながら前記算出された誤差信号を記録するステップと、
前記記録された誤差信号の大きさが最小となる前記サンプリングのタイミングを決定するステップと、
前記サンプリングのタイミングを前記決定されたタイミングに合わせるステップとを含む、請求項３３に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項３５】
前記タイミングを合わせるステップは、
所定のタイミングで基準クロックを発生するステップと、
前記決定されたタイミングに前記基準クロックのタイミングを合わせることにより、前記サンプリングのタイミングを規定する変換用クロックを発生するステップとを含む、請求項３４に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項３６】
前記誤差信号は、前記抽出された信号と前記参照信号との最小二乗誤差である、請求項３３に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項３７】
複数のアンテナ（１，２）を用いて移動端末装置との間で信号を送受信する無線基地システムにおけるサンプリング誤差低減プログラムであって、コンピュータに、
前記複数のアンテナで受信した前記移動端末装置からの信号をサンプリングしてデジタルデータに変換するステップと、
前記デジタルデータにアダプティブアレイ処理を施して所望の移動端末装置からの信号を抽出するステップと、
前記抽出された信号と、所定の参照信号との誤差信号を算出するステップと、  前記誤差信号の大きさが最小となるように前記移動端末装置に対する送信信号の送信タイミングを制御するステップとを実行させる、サンプリング誤差低減プログラム。
【請求項３８】
前記送信タイミングを制御するステップは、
前記送信タイミングを変化させながら前記算出された誤差信号を記録するステップと、
前記記録された誤差信号の大きさが最小となる前記送信タイミングを決定するステップと、
前記送信信号の送信タイミングを前記決定された送信タイミングに合わせるステップとを含む、請求項３７に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項３９】
前記記録するステップは、所定フレーム数にわたって算出された誤差信号の平均値を前記算出された誤差信号として記録する、請求項３８に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項４０】
前記記録するステップは、前記送信タイミングの変化と、前記算出された誤差信号の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける、請求項３８に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項４１】
前記送信タイミングを制御するステップは、
前記送信タイミングを一回変化させるごとに前記算出された誤差信号を記録するステップと、
前記記録するステップにより時間的に前後して記録された誤差信号の大きさが減少する方向に前記送信タイミングの変化方向を制御するステップと、
前記記録するステップによる前後する記録の間に所定フレーム数の待機期間を設けるステップとを含む、請求項３７に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項４２】
前記記録するステップは、所定フレーム数にわたって算出された誤差信号の平均値を前記算出された誤差信号として記録する、請求項４１に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項４３】
前記記録するステップは、前記送信タイミングの変化と、前記算出された誤差信号の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける、請求項４１に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項４４】
前記送信タイミングを制御するステップは、
前記送信タイミングを一回変化させるごとにその前後の前記算出された誤差信号を記録するステップと、
前記記録するステップにより前後して記録された誤差信号の大きさが減少する方向に前記送信タイミングの変化方向を制御するステップと、
前記記録するステップによる前記送信タイミングの前後の記録と、次の前記送信タイミングの前後の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設けるステップとを含む、請求項３７に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項４５】
前記記録するステップは、所定フレーム数にわたって算出された誤差信号の平均値を前記算出された誤差信号として記録する、請求項４４に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項４６】
前記記録するステップは、前記送信タイミングの変化と、前記算出された誤差信号の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける、請求項４４に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項４７】
前記アダプティブアレイ処理を施すステップは、複数の所望の移動端末装置のそれぞれからの信号を分離して抽出し、
前記誤差信号を算出するステップは、前記複数の移動端末装置の各々ごとに前記誤差信号を算出し、
前記送信タイミングを制御するステップは、前記複数の移動端末装置の各々ごとに前記送信タイミングを制御する、請求項３７に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【請求項４８】
前記誤差信号は、前記抽出された信号と前記参照信号との最小二乗誤差である、請求項３７に記載のサンプリング誤差低減プログラム。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、無線基地システム、サンプリング誤差低減方法およびサンプリング誤差低減プログラムに関し、特に、アダプティブアレイ処理により所望の移動端末装置からの受信信号を抽出する無線基地システム、およびそのような無線基地システムにおいてサンプリング誤差を低減するためのサンプリング誤差低減方法およびサンプリング誤差低減プログラムに関する。
背景技術
近年、急速に発達しつつある移動体通信システム（たとえば、Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＰＨＳ）では、基地局と移動端末装置との間の通信に際し、基地局側の無線受信システムにおいて、アダプティブアレイ処理により所望の移動端末装置からの受信信号を抽出する方式が提案されている。
図２０は、基地局側の無線受信システム（無線基地システム）のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）によってソフトウェア的に実行されるアダプティブアレイ処理を機能的に説明するための機能ブロック図である。
図２０を参照して、無線基地システムの複数本のアンテナ、たとえば２本のアンテナ１，２でそれぞれ受信された移動端末装置からの受信信号からなる受信信号ベクトルＸ（ｔ）は、図示しないＲＦ回路でそれぞれ増幅された後、基準クロック発生器５から所定のタイミングで供給される基準クロックに応じて入力をサンプリングするＡ／Ｄ変換機３，４でそれぞれデジタル信号に変換される。
これらのデジタル信号は、無線基地システムの図示しないＤＳＰに与えられ、図２０に示す機能ブロック図にしたがって以後ソフトウェア的にアダプティブアレイ処理が施される。
アダプティブアレイ処理とは、受信信号に基づいて、アンテナごとの受信係数（ウェイト）からなるウェイトベクトルを計算して適応制御することによって、所望の移動端末装置からの信号を正確に抽出する処理である。
図２０に戻って、Ａ／Ｄ変換機３，４によりサンプリングされた受信信号ベクトルＸ（ｔ）は、乗算器６，７のそれぞれの一方入力に与えられるとともに、ウェイト制御部１０に与えられる。
ウェイト制御部１０は、後述するアルゴリズムによりアンテナごとのウェイトからなるウェイトベクトルＷ（ｔ）を算出し、乗算器６，７のそれぞれの他方入力に与えて、対応するアンテナからの受信信号ベクトルＸ（ｔ）とそれぞれ複素乗算する。
加算器８によりその乗算結果の総和ｙ（ｔ）が得られ、このｙ（ｔ）は以下のように複素乗算和として表わされる：
ｙ（ｔ）＝Ｗ（ｔ）ＨＸ（ｔ）
ここで、Ｗ（ｔ）ＨはウェイトベクトルＷ（ｔ）の複素共役の転置を表わしている。
上述のような複素乗算和の結果ｙ（ｔ）は、減算器９の一方入力に与えられ、無線基地システムの図示しないメモリに予め記憶されている既知の参照信号ｄ（ｔ）との平均二乗誤差（Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ：以下、ＭＳＥ）が求められる。
この参照信号ｄ（ｔ）は、移動端末装置からの受信信号が含むすべてのユーザに共通の既知の信号であり、たとえばＰＨＳでは、受信信号のうち、既知のビット列で構成されたプリアンブル区間が用いられる。
ウェイト制御部１０は、算出されたＭＳＥを減少させるようウェイト係数を更新させる処理を実行する。アダプティブアレイ処理では、このようなウェイトベクトルの更新（ウェイト学習）を、時間や信号電波の伝搬路特性の変動に応じて適応的に行ない、受信信号Ｘ（ｔ）中から干渉成分やノイズを除去し、所望の移動端末装置からのアレイ出力信号ｙ（ｔ）を抽出している。
このウェイト制御部１０では、上述のようにＭＳＥに基づいた最急降下法（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ：以下、ＭＭＳＥ）によりウェイトベクトルの更新すなわちウェイト学習を行なっている。より特定的には、ウェイト制御部１０は、ＭＭＳＥによるＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムやＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムを使用している。
このようなＭＭＳＥによるアダプティブアレイの処理技術、およびＭＭＳＥによるＲＬＳアルゴリズムやＬＭＳアルゴリズムは周知の技術であり、たとえば菊間信良著の「アレーアンテナによる適応信号処理」（科学技術出版）の第３５頁〜第４９頁の「第３章  ＭＭＳＥアダプティブアレー」に詳細に説明されているので、ここではその詳細な説明を省略する。
図２０に示した構成は、一人のユーザの移動端末装置からのアレイ出力のみを算出するためのものである。しかしながら現実には、複数のユーザのそれぞれの移動端末装置のアレイ出力を求めなければならない場合がある。
たとえば、アダプティブアレイ処理により同じ周波数における一つのタイムスロットを空間的に分割して複数の移動端末装置との間でデータを伝送する周知のＰＤＭＡ（Ｐａｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式の移動体通信システムにおける無線基地システムでは、同一タイムスロットのチャネルに接続できる複数の移動端末装置のすべてのアレイ出力を算出する必要がある。
したがって、複数の移動端末装置に対応するためには、図２０に示したユーザ一人用の回路構成を複数個並列に設ける必要がある。
一方、図２０では図示省略したが、無線基地システムでは、外部から与えられるユーザごとの送信信号を対応する移動端末装置に送信するための回路構成が必要である。
図２１は、このような複数端末対応の無線基地システムの一例として、２人分の移動端末装置との間で信号を送受信する機能を有する無線基地システムの処理を機能的に説明するための機能ブロック図である。
図２１に示した構成は、２つのアンテナ１，２を共用して、図２０に示した受信のための回路構成を２つ並列に配列するとともに、送信のための回路構成を２つ並列に配列したものである。
図２１を参照して、アンテナ１，２でそれぞれ受信された移動端末装置からの受信信号ベクトルＸ（ｔ）は、図示しないＲＦ回路でそれぞれ増幅された後、スイッチ１１，１２を介して乗算器６，７および乗算器１６，１７のそれぞれの一方入力に共通に与えられる。
なお、図２０に示したＡ／Ｄ変換機３，４および基準クロック発生器５は、図２１の構成においても、スイッチ１１，１２の後段に、乗算器６，７および乗算器１６，１７に共通に設けられるが、図示の都合上省略する。
ウェイト制御部２０は、前述したアルゴリズムにより、ユーザ１の移動端末装置からの信号を抽出するためのウェイトベクトルＷ１（ｔ）を算出して、乗算器６，７のそれぞれの他方入力に与え、受信信号ベクトルＸ（ｔ）と複素乗算する。加算器８によりその乗算結果の総和ｙ１（ｔ）が得られ、ユーザ１の移動端末装置からのアレイ出力信号として抽出される。
一方、ウェイト制御部２０は、前述したアルゴリズムにより、ユーザ２の移動端末装置からの信号を抽出するためのウェイトベクトルＷ２（ｔ）を算出して、乗算器１６，１７のそれぞれの他方入力に与え、受信信号ベクトルＸ（ｔ）と複素乗算する。加算器１８によりその乗算結果の総和ｙ２（ｔ）が得られ、ユーザ２の移動端末装置からのアレイ出力信号として抽出される。
アレイ出力ｙ１（ｔ）は、減算器９の一方入力に与えられ、参照信号ｄ（ｔ）とのＭＳＥ１が求められる。また、アレイ出力ｙ２（ｔ）は、減算器１９の一方入力に与えられ、参照信号ｄ（ｔ）とのＭＳＥ２が求められる。
ウェイト制御部２０は、算出されたＭＳＥ１およびＭＳＥ２を減少させるようにウェイトベクトルＷ１（ｔ）およびＷ２（ｔ）を更新する処理を実行する。
一方、ユーザ１への送信信号は、乗算器２１，２２のそれぞれの一方入力に与えられ、ユーザ２への送信信号は、乗算器２３，２４のそれぞれの一方入力に与えられる。
そして、乗算器２１，２２のそれぞれの他方入力には、ウェイト制御部２０により先に受信信号に基づいて算出されたウェイトベクトルＷ１（ｔ）がコピーされて与えられ、乗算器２３，２４のそれぞれの他方入力には、ウェイト制御部２０により先に受信信号に基づいて算出されたウェイトベクトルＷ２（ｔ）がコピーされて与えられる。
これらの乗算器によって重み付けされたユーザごとの送信信号は、合成された後、図示しないＤ／Ａ変換機によってアナログ信号に変換され、スイッチ１１，１２を介してアンテナ１，２により送信される。
なお、スイッチ１１，１２は、信号受信時には、アンテナ１，２で受信した信号を乗算器６，７，１６，１７およびウェイト制御部２０に与え、信号送信時には、乗算器２１，２２，２３，２４の合成された出力をアンテナ１，２に与えるように、切替制御される。
ここで、受信時と同じアンテナを用いて送信される信号には、受信信号と同様に、それぞれのユーザをターゲットとする重み付けがされているため、送信された電波信号は、あたかもユーザ１および２のそれぞれに対する指向性を有するかのように、ユーザ１および２の移動端末装置により受信される。
図２０および図２１を参照して説明したように、アンテナ１，２で受信された信号は、基準クロック発生器５で発生する基準クロックのタイミングでＡ／Ｄ変換機３，４によりサンプリングされる。ここで、受信信号のサンプリングの精度は、受信信号の１シンボルあたりのオーバサンプリング数によって決まってくる。すなわち、１シンボルあたりのオーバサンプリング数を十分に取ることができなければ、π／４シフトＱＰＳＫ変調の基準位相点で受信信号をサンプリングできなくなる可能性がある。
たとえば、無線基地システムのサンプリング精度を、Ｎ倍オーバサンプリング（１シンボルあたりＮ点でサンプリング、すなわちサンプリング間隔は１／Ｎシンボル）とすると、基準位相点から最大で１／２Ｎシンボルずれた位置でサンプリングしてしまう可能性がある。したがって、Ｎが十分大きくなければ基準位相点からのずれが大きくなってしまうことになる。
図２２は、受信信号Ｘ（ｔ）を基準位相点（黒丸で示す）でサンプリングした場合と対比して、基準位相点からずれた位置（三角印で示す）でサンプリングした場合を示す波形図である。
図２２の三角印で示すように受信信号を基準位相点でサンプリングできなかった場合、すなわちサンプリング誤差が生じた場合、受信信号に雑音が入るのと同じ現象が生じ、受信信号再生の特性が劣化してしまうという問題が生じる。
それゆえに、この発明の目的は、サンプリング誤差が生じた場合に受信信号の受信位置を調整することにより、基準位相点で確実にサンプリングすることができるようにした無線基地システム、サンプリング誤差低減方法およびサンプリング誤差低減プログラムを提供することである。
発明の開示
この発明は、複数のアンテナを用いて移動端末装置との間で信号を送受信する無線基地システムであって、変換装置と、アダプティブアレイ処理部と、誤差信号算出部と、タイミング制御部とを備える。変換装置は、複数のアンテナで受信した移動端末装置からの信号をサンプリングしてデジタルデータに変換する。アダプティブアレイ処理部は、デジタルデータにアダプティブアレイ処理を施して所望の移動端末装置からの信号を抽出する。誤差信号算出部は、抽出された信号と、所定の参照信号との誤差信号を算出する。タイミング制御部は、誤差信号の大きさが最小となるように変換装置におけるサンプリングのタイミングを制御する。
好ましくは、タイミング制御部は、変換装置におけるサンプリングのタイミングを変化させながら算出された誤差信号を記録する記録部と、記録された誤差信号の大きさが最小となる変換装置におけるサンプリングのタイミングを決定するタイミング決定部と、変換装置におけるサンプリングのタイミングを決定されたタイミングに合わせるタイミング調整部とを含む。
より好ましくは、タイミング調整部は、所定のタイミングで基準クロックを発生する基準クロック発生部と、タイミング決定部により決定されたタイミングに基準クロックのタイミングを合わせることにより、変換装置におけるサンプリングのタイミングを規定する変換用クロックを発生する変換用クロック発生部とを含む。
より好ましくは、誤差信号は、抽出された信号と参照信号との最小二乗誤差である。
この発明の他の局面によれば、複数のアンテナを用いて移動端末装置との間で信号を送受信する無線基地システムは、変換装置と、アダプティブアレイ処理部と、誤差信号算出部と、タイミング制御部とを備える。変換装置は、複数のアンテナで受信した移動端末装置からの信号をサンプリングしてデジタルデータに変換する。アダプティブアレイ処理部は、デジタルデータにアダプティブアレイ処理を施して所望の移動端末装置からの信号を抽出する。誤差信号算出部は、抽出された信号と、所定の参照信号との誤差信号を算出する。タイミング制御部は、誤差信号の大きさが最小となるように移動端末装置に対する送信信号の送信タイミングを制御する。
好ましくは、タイミング制御部は、送信タイミングを変化させながら算出された誤差信号を記録する記録部と、記録された誤差信号の大きさが最小となる送信タイミングを決定するタイミング決定部と、送信信号の送信タイミングを決定された送信タイミングに合わせるタイミング調整部とを含む。
より好ましくは、タイミング制御部は、送信タイミングを一回変化させるごとに算出された誤差信号を記録する記録部と、記録部により時間的に前後して記録された誤差信号の大きさが減少する方向に送信タイミングの変化方向を制御する方向制御部と、記録部による前後する記録の間に所定フレーム数の待機期間を設ける待機期間設定部とを含む。
より好ましくは、タイミング制御部は、送信タイミングを一回変化させるごとにその前後の算出された誤差信号を記録する記録部と、記録部により前後して記録された誤差信号の大きさが減少する方向に送信タイミングの変化方向を制御する方向制御部と、記録部による送信タイミングの前後の記録と、次の送信タイミングの前後の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける待機期間設定部とを含む。
より好ましくは、記録部は、所定フレーム数にわたって算出された誤差信号の平均値を前記算出された誤差信号として記録する。
より好ましくは、記録部は、送信タイミングの変化と、算出された誤差信号の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける。
より好ましくは、アダプティブアレイ処理部は、複数の所望の移動端末装置のそれぞれからの信号を分離して抽出し、誤差信号算出部は、複数の移動端末装置の各々ごとに誤差信号を算出し、タイミング制御部は、複数の移動端末装置の各々ごとに送信タイミングを制御する。
より好ましくは、誤差信号は、抽出された信号と参照信号との最小二乗誤差である。
この発明のさらに他の局面によれば、複数のアンテナを用いて移動端末装置との間で信号を送受信する無線基地システムにおけるサンプリング誤差低減方法は、複数のアンテナで受信した移動端末装置からの信号をサンプリングしてデジタルデータに変換するステップと、デジタルデータにアダプティブアレイ処理を施して所望の移動端末装置からの信号を抽出するステップと、抽出された信号と、所定の参照信号との誤差信号を算出するステップと、誤差信号の大きさが最小となるようにサンプリングのタイミングを制御するステップとを備える。
好ましくは、タイミングを制御するステップは、サンプリングのタイミングを変化させながら算出された誤差信号を記録するステップと、記録された誤差信号の大きさが最小となるサンプリングのタイミングを決定するステップと、サンプリングのタイミングを決定されたタイミングに合わせるステップとを含む。
より好ましくは、タイミングを合わせるステップは、所定のタイミングで基準クロックを発生するステップと、決定されたタイミングに基準クロックのタイミングを合わせることにより、サンプリングのタイミングを規定する変換用クロックを発生するステップとを含む。
より好ましくは、誤差信号は、抽出された信号と参照信号との最小二乗誤差である。
この発明のさらに他の局面によれば、複数のアンテナを用いて移動端末装置との間で信号を送受信する無線基地システムにおけるサンプリング誤差低減方法は、複数のアンテナで受信した移動端末装置からの信号をサンプリングしてデジタルデータに変換するステップと、デジタルデータにアダプティブアレイ処理を施して所望の移動端末装置からの信号を抽出するステップと、抽出された信号と、所定の参照信号との誤差信号を算出するステップと、誤差信号の大きさが最小となるように移動端末装置に対する送信信号の送信タイミングを制御するステップとを備える。
好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングを変化させながら算出された誤差信号を記録するステップと、記録された誤差信号の大きさが最小となる送信タイミングを決定するステップと、送信信号の送信タイミングを決定された送信タイミングに合わせるステップとを含む。
より好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングを一回変化させるごとに算出された誤差信号を記録するステップと、記録するステップにより時間的に前後して記録された誤差信号の大きさが減少する方向に送信タイミングの変化方向を制御するステップと、記録するステップによる前後する記録の間に所定フレーム数の待機期間を設けるステップとを含む。
より好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングを一回変化させるごとにその前後の算出された誤差信号を記録するステップと、記録するステップにより前後して記録された誤差信号の大きさが減少する方向に送信タイミングの変化方向を制御するステップと、記録するステップによる送信タイミングの前後の記録と、次の送信タイミングの前後の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設けるステップとを含む。
より好ましくは、記録するステップは、所定フレーム数にわたって算出された誤差信号の平均値を算出された誤差信号として記録する。
より好ましくは、記録するステップは、送信タイミングの変化と、算出された誤差信号の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける。
より好ましくは、アダプティブアレイ処理を施すステップは、複数の所望の移動端末装置のそれぞれからの信号を分離して抽出し、誤差信号を算出するステップは、複数の移動端末装置の各々ごとに誤差信号を算出し、送信タイミングを制御するステップは、複数の移動端末装置の各々ごとに送信タイミングを制御する。
より好ましくは、誤差信号は、抽出された信号と参照信号との最小二乗誤差である。
この発明のさらに他の局面によれば、複数のアンテナを用いて移動端末装置との間で信号を送受信する無線基地システムにおけるサンプリング誤差低減プログラムは、コンピュータに、複数のアンテナで受信した移動端末装置からの信号をサンプリングしてデジタルデータに変換するステップと、デジタルデータにアダプティブアレイ処理を施して所望の移動端末装置からの信号を抽出するステップと、抽出された信号と、所定の参照信号との誤差信号を算出するステップと、誤差信号の大きさが最小となるようにサンプリングのタイミングを制御するステップとを実行させる。
好ましくは、タイミングを制御するステップは、サンプリングのタイミングを変化させながら算出された誤差信号を記録するステップと、記録された誤差信号の大きさが最小となるサンプリングのタイミングを決定するステップと、サンプリングのタイミングを決定されたタイミングに合わせるステップとを含む。
より好ましくは、タイミングを合わせるステップは、所定のタイミングで基準クロックを発生するステップと、決定されたタイミングに基準クロックのタイミングを合わせることにより、サンプリングのタイミングを規定する変換用クロックを発生するステップとを含む。
より好ましくは、誤差信号は、抽出された信号と参照信号との最小二乗誤差である。
この発明のさらに他の局面によれば、複数のアンテナを用いて移動端末装置との間で信号を送受信する無線基地システムにおけるサンプリング誤差低減プログラムは、コンピュータに、複数のアンテナで受信した移動端末装置からの信号をサンプリングしてデジタルデータに変換するステップと、デジタルデータにアダプティブアレイ処理を施して所望の移動端末装置からの信号を抽出するステップと、抽出された信号と、所定の参照信号との誤差信号を算出するステップと、誤差信号の大きさが最小となるように移動端末装置に対する送信信号の送信タイミングを制御するステップとを実行させる。
好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングを変化させながら算出された誤差信号を記録するステップと、記録された誤差信号の大きさが最小となる送信タイミングを決定するステップと、送信信号の送信タイミングを決定された送信タイミングに合わせるステップとを含む。
より好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングを一回変化させるごとに算出された誤差信号を記録するステップと、記録するステップにより時間的に前後して記録された誤差信号の大きさが減少する方向に送信タイミングの変化方向を制御するステップと、記録するステップによる前後する記録の間に所定フレーム数の待機期間を設けるステップとを含む。
より好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングを一回変化させるごとにその前後の算出された誤差信号を記録するステップと、記録するステップにより前後して記録された誤差信号の大きさが減少する方向に送信タイミングの変化方向を制御するステップと、記録するステップによる送信タイミングの前後の記録と、次の送信タイミングの前後の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設けるステップとを含む。
より好ましくは、記録するステップは、所定フレーム数にわたって算出された誤差信号の平均値を算出された誤差信号として記録する。
より好ましくは、記録するステップは、送信タイミングの変化と、算出された誤差信号の記録との間に所定フレーム数の待機期間を設ける。
より好ましくは、アダプティブアレイ処理を施すステップは、複数の所望の移動端末装置のそれぞれからの信号を分離して抽出し、誤差信号を算出するステップは、複数の移動端末装置の各々ごとに誤差信号を算出し、送信タイミングを制御するステップは、複数の移動端末装置の各々ごとに送信タイミングを制御する。
より好ましくは、誤差信号は、抽出された信号と参照信号との最小二乗誤差である。
したがって、この発明によれば、所望の移動端末装置の抽出信号と参照信号との誤差信号の大きさによりサンプリング誤差を推定し、誤差信号の大きさが最小となるように、変換装置におけるサンプリング位置を調整しているので、受信信号を基準位相点でサンプリングすることが可能となる。
さらに、この発明によれば、所望の移動端末装置の抽出信号と参照信号との誤差信号の大きさによりサンプリング誤差を推定し、誤差信号の大きさが最小となるように、送信信号の送信タイミングを調整しているので、たとえ複数ユーザが多重接続している場合であっても、ユーザごとに受信信号を基準位相点でサンプリング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
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による無線基地システムのＤＳＰによってソフトウェアで実行される処理を機能的に説明するための機能ブロック図である。  図２０に関連して先に説明したように、従来の無線基地システムでは、サンプリング誤差により基準位相点からずれた位置で受信信号をサンプリングしてしまう可能性がある。
そこで、この発明の実施の形態１による無線基地システムでは、ＭＳＥの大きさに基づいてサンプリング誤差を推定し、サンプリング誤差が最小となるように、受信位置すなわちＡ／Ｄ変換機における受信信号のサンプリングクロックのタイミングを調整するように構成したものである。
図１に示した実施の形態１による無線基地システムは、以下の点を除いて、図２０に示した従来の無線基地システムと同じ構成を有している。すなわち、図２０の独立した基準クロック発生器５に代えて、ＭＳＥにより制御される受信タイミング制御部３０が設けられており、この受信タイミング制御部３０から供給されるＡ／ＤクロックによりＡ／Ｄ変換機３，４による受信信号のサンプリングのタイミングが規定される。
上述のように、この発明では、減算器９から供給されるＭＳＥの大きさに基づいてサンプリング誤差を推定している。ここで、アレイ出力ｙ（ｔ）と参照信号ｄ（ｔ）とのＭＳＥは、｜ｄ（ｔ）−ｙ（ｔ）｜２を時間平均することにより求められる。
このように求められたＭＳＥと、サンプリング誤差との間には、実験的に図２に示すような関係が成立することが判明している。図２のグラフは、縦軸に１／ＭＳＥ（より厳密には１０Ｌｏｇ１０（１／ＭＳＥ）で評価したもの）を取り、横軸にサンプリング誤差をとったものである。
図２から明らかなように、１／ＭＳＥが大きいほど、すなわちＭＳＥが小さいほど、基準位相点からのサンプリング位置のずれであるサンプリング誤差は小さくなっている。
このことから、ＭＳＥが求まればその値がより小さくなるよう受信信号の受信位置の調整を行なうことにより、サンプリング誤差を低減させることが可能であることが理解される。
図３のグラフは、縦軸に１／ＭＳＥの値を取り、横軸に受信信号の受信位置すなわちＡ／Ｄ変換機３，４におけるサンプリングのタイミングを取ったものである。１／ＭＳＥの値が最大（ＭＳＥが最小）となるサンプリングのタイミングがサンプリング誤差を最小にするための最適ポイントとなることが理解される。
したがって、図１に示す実施の形態１では、減算器９から供給されるＭＳＥに基づいて、受信タイミング制御部３０が、ＭＳＥが最小となる受信信号の最適サンプリングポイントを見出し、これに基づいてＡ／Ｄ変換機３，４による受信信号のサンプリングのタイミングを調整しようとするものである。
図４は、図１の受信タイミング制御部３０の構成を示すブロック図である。図４において、受信タイミング制御部３０は、基準クロック調整部３０ａと、Ａ／Ｄクロック生成部３０ｂと、基準クロック発生器３０ｃとを備えている。
図５は、図４の受信タイミング制御部３０の動作を示すタイミング図である。図５のタイミング図を参照して、図４に示した受信タイミング制御部３０の動作について説明する。
基準クロック発生器３０ｃからは、図５（Ａ）に示す基準クロックがＡ／Ｄクロック生成部３０ｂに所定のタイミングで供給される。なお、１シンボルあたりのオーバサンプリング数をＮとすると、基準クロックの周期は、１／Ｎとなる。
一方、基準クロック調整部３０ａは、Ａ／Ｄクロック生成部３０ｂを制御して、図５（Ｂ）に示すように、基準クロックを遅延させたＡ／Ｄクロックを発生し、Ａ／Ｄ変換機３，４にサンプリングクロックとして与える。
基準クロック調整部３０ａは、基準クロックを遅延させる時間幅を変化させながら、すなわちＡ／Ｄクロックのタイミングをずらしながら減算器９から供給されるＭＳＥに基づき、ＭＳＥの値を監視する。
このように遅延時間幅を変化させてＡ／ＤクロックのタイミングをずらしながらＭＳＥの値を記録すると、前述の図３に示すグラフが得られる。基準クロック調整部３０ａは、得られたグラフに基づいてＭＳＥが最小となる最適ポイントの遅延時間幅を決定し、Ａ／Ｄクロック生成部３０ｂを制御して、決定された遅延時間幅だけ基準クロックからずれたＡ／Ｄクロックを生成する。
そして、このように生成されたＡ／ＤクロックによりＡ／Ｄ変換機３，４の受信信号のサンプリングのタイミングが規定される。図３に示すようにＭＳＥが最小となるようにサンプリングのタイミング（受信位置）が設定されているので、図２のグラフから明らかなようにサンプリング誤差は最小（ゼロ）となり、受信信号を基準位相点でサンプリングすることが可能となる。
図６は、図４に示した受信タイミング制御部３０の動作をＤＳＰを用いてソフトウェア的に実現した場合の処理を示すフロー図である。
図６の処理において、サンプリング点からサンプリング点までの長さをＮとして、変数Ｉ＝０，１，２，・・・，Ｎが規定される。これらの値の各々は、図５に関連して説明したように、クロックを徐々に遅延させるための遅延時間を設定するためのものであり、図７は、変数Ｉに対応付けて遅延時間が記録されたテーブルの一例を示している。このテーブルは、当該無線基地システムの図示しないメモリに保持されているものとする。
処理が開始されると、まずステップＳ１において、変数ＩがＩ＝０に設定されると、ステップＳ２において対応する０シンボルに遅延時間が設定される。
これを受けて、ステップＳ３では、設定された遅延時間だけ基準クロックを遅延させて対応するＡ／Ｄクロックを生成する。そして、ステップＳ４において、そのときのＭＳＥを取得し、図示しないメモリに記録する。
次に、ステップＳ５において、変数Ｉを１だけインクリメントし、ステップＳ６においてＩがＮに達していないと判断されると、ステップＳ２に戻ってテーブルから対応する遅延時間を設定する。
以下、変数ＩがＮに達するまでステップＳ２〜Ｓ６の処理が繰り返され、ステップＳ６においてＩがＮに達したと判断されると、予め設定されたすべての遅延時間に対応するＭＳＥが取得され記録されたことになる。すなわち、図３に相当するグラフが得られたことになる。
最後に、記録されたＭＳＥに基づいて、ステップＳ７において、ＭＳＥが最小となる位置が受信位置、すなわちサンプリングのタイミングとなるような遅延時間幅が決定され、これに応じてＡ／Ｄクロックが生成されることになる。
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、アレイ出力と参照信号とのＭＳＥに基づいてサンプリング誤差を推定し、サンプリング誤差が最小（ゼロ）となるようにＡ／Ｄ変換機のサンプリングクロックのタイミングを調整しているので、受信信号を基準位相点でサンプリングすることが可能となる。
［実施の形態２］
上述の実施の形態１では、ＭＳＥの値からサンプリング誤差を推定し、最適の受信位置が得られるようにＡ／Ｄ変換機のサンプリングクロックのタイミングを調整している。この方法は、図１に示すように１人のユーザの移動端末装置に対応した回路構成には非常に有効であるが、図２１に示すような複数ユーザ対応の無線基地システムでは適用することができない。
なぜなら、サンプリング誤差はユーザごとに異なるため受信位置の調整はユーザごとに個別に行なわなければならないが、図２１に関連して先に説明したように、図２１では図示省略されているが、複数ユーザに共通のＡ／Ｄ変換機が設けられているため、１人のユーザに最適の受信位置を設定すれば、残りのユーザについてはもはや最適受信位置の設定はできなくなる。また、各ユーザごとにＡ／Ｄ変換機を設けると、回路規模および製造コストの増大を招くことになる。
そこで、この発明の実施の形態２による無線基地システムでは、複数のユーザがパス多重接続している場合であっても、各ユーザごとにＭＳＥの大きさに基づいてサンプリング誤差を推定し、サンプリング誤差が最小となるように、各ユーザごとに送信信号の送信タイミングを調整するように構成したものである。
図８は、この発明の実施の形態２による無線基地システムのＤＳＰによってソフトウェアで実行される処理を示す機能ブロック図である。図８に示した実施の形態２による無線基地システムは、以下の点を除いて、図２１に示した従来の無線基地システムと同じ構成を有している。
すなわち、図２０では、乗算器２１，２２，２３，２４の出力がそのままスイッチ１１，１２に与えられているのに対し、図８では、ＭＳＥ１およびＭＳＥ２により制御される送信タイミング制御部４０が設けられており、この送信タイミング制御部４０によりユーザ１の送信信号（乗算器２１，２２の出力）およびユーザ２の送信信号（乗算器２３，２４の出力）の送信タイミングが個別に制御される。
送信タイミングの制御によりユーザごとの受信信号のサンプリングのタイミングを調整することができる理由について説明する。
たとえばＰＨＳのような移動体通信システムにおいて無線基地システムと移動端末装置との間の信号の送受信のタイミングについては、移動端末装置は、無線基地システムから信号を受信してから所定時間後に、無線基地システムに向けて信号を送信することが規格で決められている。
すなわち、無線基地システムにおいて各ユーザごとに信号送信のタイミングをずらせば、対応する各移動端末装置ごとに信号受信のタイミングがずれることになる。したがって、各移動端末装置から無線基地システムに信号を送信するタイミングも移動端末装置ごとにずれることになる。
結果として、無線基地システムにおける各移動端末装置からの信号受信のタイミングは移動端末装置ごとにずれることになる。
このように、無線基地システムにおいて、各移動端末装置ごとに信号送信のタイミングを制御することにより、間接的に無線基地システムにおける各移動端末装置からの受信タイミングを制御することができ、ひいては基準位相点に受信信号のサンプリング点を合わせることも可能となる。
実施の形態１に関連して詳細に説明したように、アレイ出力と参照信号とのＭＳＥからサンプリング誤差を推定することができる。したがって、前述の図３のグラフの横軸を、クロック遅延時間から送信タイミングに置き換えて考えると、図８に示すこの発明の実施の形態２は、減算器９，１９から供給されるユーザ１に対応するＭＳＥ１およびユーザ２に対応するＭＳＥ２に基づいて、送信タイミング制御部４０が、各ユーザのＭＳＥが最小となる各ユーザの送信タイミングを見出し、これに基づいてユーザごとの送信タイミングを個別に調整しようとするものである。
図９は、図８に示した送信タイミング制御部４０の動作をＤＳＰを用いてソフトウェア的に実現した場合の処理の一例を示すフロー図である。
図９の処理において、サンプリング点からサンプリング点までの長さをＮとして、変数Ｉ＝０，１，２，・・・，Ｎが規定される。これらの値の各々は、送信タイミングを徐々にずらすための時間Ｐ［Ｉ］を設定するためのものであり、送信タイミングは、無線基地システムにおける受信サンプリング数で数えて±１サンプル、すなわち（１／オーバサンプリング数）シンボルの範囲内においてのみずらすことができるものとする。後述する他の動作例においても同様とする。
図１０は、変数Ｉに対応付けて時間Ｐ［Ｉ］が記録されたテーブルの一例を示している。このテーブルは、当該無線基地システムの図示しないメモリに保持されているものとする。また、図１１は、図９に示した動作を説明するタイミング図である。
図９および図１１を参照して、ある特定のユーザに対して処理が開始されると、まずステップＳ１１において、変数ＩがＩ＝０に設定され、ステップＳ１２において、送信タイミングをずらす期間Ｐ［Ｉ］が対応する０シンボルに設定される。
これを受けて、ステップＳ１３では、そのときのＭＳＥを取得し、図示しないメモリに記録する。
次に、ステップＳ１４において、変数Ｉを１だけインクリメントし、ステップＳ１５においてＩがＮに達していないと判断されると、ステップＳ１２に戻ってテーブルから対応する次の時間Ｐ［Ｉ］である０．０１シンボルを設定する。
以下、変数ＩがＮに達するまでステップＳ１２〜Ｓ１５の処理が繰り返され、ステップＳ１５においてＩがＮに達したと判断されると、予め設定されたすべての時間Ｐ［Ｉ］に対応するＭＳＥが取得され記録されたことになる。すなわち、横軸を送信タイミングとした図３に相当するグラフが得られたことになる。
最後に、記録されたＭＳＥに基づいて、ステップＳ１６において、ＭＳＥが最小となる位置が送信タイミングとなるような時間Ｐ［Ｉ］（図１１の例では０．０１シンボル）が決定され、これに応じて当該ユーザについては以後この送信タイミングで信号が送信されることになる。そして、図９および図１１に示す処理を、当該無線基地システムにパス多重接続している各ユーザごとに実行し、各ユーザごとに個別に送信タイミングを決定する。
次に、図１２は、この発明の実施の形態２による無線基地システムの動作の他の例を示すフロー図であり、図１３は、図１２に示した動作を説明するタイミング図である。
この例では、ある送信タイミングポイントにおいて送信タイミングずらすとともにそのときの当該ユーザのＭＳＥを取得し、その後所定フレーム数（たとえば５００フレーム）待機しながら通常処理を行ない、さらに次の送信タイミングポイントにおいて送信タイミングをずらすとともにそのときのＭＳＥを取得し、先に取得されたＭＳＥと対比することにより送信タイミングをずらす方向を制御するものである。
図１２および図１３を参照して、ある特定のユーザに対し、まずステップＳ２１において、送信タイミングポイント間の待機フレーム数が５００フレームに設定される。
次に、ステップＳ２２において、送信タイミングを一回ごとにずらす時間Ｐの時間軸上の方向が、たとえば正方向を示す＋１に初期化され、送信タイミングも０に初期化される。
次に、ステップＳ２３において、当該フレームでのＭＳＥが取得され、メモリに記録される。
次に、ステップＳ２４において、送信タイミングをステップＳ２２で初期設定された方向に時間Ｐだけずらし、ステップＳ２５において当該フレームにおけるＭＳＥを取得して記録する。
そして、ステップＳ２６において、ステップＳ２３で取得された先のＭＳＥと、ステップＳ２５で取得された後のＭＳＥとが比較され、後のＭＳＥの方が小さければ、サンプリング誤差を減少させる方向に送信タイミングがずらされているものとして、ステップＳ２７において当該後のＭＳＥをメモリに保持し、一方、後のＭＳＥの方が小さくなければ、サンプリング誤差を増大させる方向に送信タイミングがずらされているものとして、ステップＳ２８において、時間Ｐだけずらす方向を、負方向を示す−１に反転し、さらにステップＳ２９において送信タイミングを元に戻す処理を行なう。
そして、ステップＳ３０において、予め設定された５００フレームの期間にわたって通常処理を実行し、その間は送信タイミングの調整は行なわない。
ステップＳ３０において５００フレームの期間が経過すると、ステップＳ２４に戻り、送信タイミングをＰだけずらすとともに、ステップＳ２５において当該フレームにおけるＭＳＥが取得される。
そして、ステップＳ２５において新しく取得したＭＳＥと、前回のステップＳ２７においてメモリに保持されていたＭＳＥとが、ステップＳ２６において対比され、その結果に応じて送信タイミングの調整方向が制御される（ステップＳ２７〜Ｓ２９）。
さらに、ステップＳ３０において５００フレームの待機期間が実行される。
以上のように、ステップＳ２４〜Ｓ３０の処理が繰返し実行され、ＭＳＥが小さくなる方向、すなわちサンプリング誤差が小さくなる方向に送信タイミングは継続的に調整されることになる。そして、図１２および図１３に示す処理を、当該無線基地システムにパス多重接続している各ユーザごとに実行し、各ユーザごとに個別に送信タイミングを制御する。
次に、図１４は、この発明の実施の形態２による無線基地システムの動作のさらに他の例を示すフロー図であり、図１５は、図１４に示した動作を説明するタイミング図である。
この例は、以下の点で図１２および図１３に示した例とは異なっている。すなわち、図１２および図１３の例では、１回のＭＳＥの取得（ステップＳ２４）と次回のＭＳＥの取得との間に５００フレームの待機期間が設けられているが、図１４および図１５の例では、ステップＳ３４において送信タイミングをずらす直前（ステップＳ３３）および直後（ステップＳ３５）の互いに近接したフレームでＭＳＥを取得し、ステップＳ３６で互いに大小を比較してサンプリング誤差の増減を判断している。
これは、当該ユーザが移動するなどの原因によりアレイ出力と参照信号とのＭＳＥが時間によって変化することに鑑み、ＭＳＥを取得する間隔を狭くしたものである。たとえば図１２および図１３の例では、５００フレームの待機期間中に伝搬路の特性が変化してしまい、この待機期間を挟んで取得されたＭＳＥの対比が不正確なものになってしまう可能性がある。図１４および図１５に示す例では、近接したフレームで取得したＭＳＥの比較によりこのような事態を回避している。
なお、その他のステップにおける処理は図１２および図１３の例と同じであり、その説明は省略する。
次に、図１６は、この発明の実施の形態２による無線基地システムの動作のさらに他の例を示すフロー図であり、図１７は、図１６に示した動作を説明するタイミング図である。
この例は、以下の点においてのみ図１４および図１５に示した例とは異なっている。すなわち、図１４の処理では、ステップＳ３３およびＳ３５においてそれぞれのフレームにおけるＭＳＥが取得されているだけであるが、図１６および図１７の例では、対応するステップＳ４３およびＳ４５において、それぞれ４０フレーム分のＭＳＥを取得してその平均をＭＳＥとして保持し、ステップＳ４６において互いに比較するようにされている。
この例では、ＭＳＥを所定フレーム（たとえば４０フレーム）分平均することにより、サンプリング誤差推定時における推定誤差を低減することが可能である。
なお、その他のステップにおける処理は図１４および図１５の例と同じであり、その説明は省略する。
次に、図１８は、この発明の実施の形態２による無線基地システムの動作のさらに他の例を示すフロー図であり、図１９は、図１８に示した動作を説明するタイミング図である。
この例は、以下の点においてのみ図１６および図１７に示した例とは異なっている。すなわち、図１６の処理では、ステップＳ４４において送信タイミングをずらす処理を行なった後、すぐにステップＳ４５において次のＭＳＥを取得しているが、送信タイミングをずらす処理を行なった後に移動端末装置がすぐに追従することができない可能性もある。このため、この例では、ステップＳ５４において送信タイミングをずらす処理を行なった後、ステップＳ５５で所定フレーム（たとえば１０フレーム）待機した後に、ステップＳ５６において次のＭＳＥを取得する処理を行なっている。
なお、その他のステップにおける処理は図１６および図１７の例と同じであり、その説明は省略する。
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、アレイ出力と参照信号とのＭＳＥに基づいてサンプリング誤差を推定し、サンプリング誤差が最小（ゼロ）となるように送信信号の送信タイミングを調整しているので、たとえ複数ユーザがパス多重接続している場合であっても、ユーザごとに受信信号を基準位相点でサンプリングすることが可能となる。
以上のように、この発明によれば、所望の移動端末装置の抽出信号と参照信号との誤差信号の大きさによりサンプリング誤差を推定し、誤差信号の大きさが最小となるように、変換手段におけるサンプリング位置を調整しているので、受信信号を基準位相点でサンプリングすることが可能となる。
さらに、この発明によれば、所望の移動端末装置の抽出信号と参照信号との誤差信号の大きさによりサンプリング誤差を推定し、誤差信号の大きさが最小となるように、送信信号の送信タイミングを調整しているので、たとえ複数ユーザが多重接続している場合であっても、ユーザごとに受信信号を基準位相点でサンプリングすることが可能となる。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る無線基地システム、サンプリング誤差低減方法およびサンプリング誤差低減プログラムによれば、所望の移動端末装置の抽出信号と参照信号との誤差信号の大きさによりサンプリング誤差を推定し、誤差信号の大きさが最小となるように各種の調整を行なっているので、無線基地システムにおける信号受信性能の改善に有用である。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明の実施の形態１による無線基地システムを示す機能ブロック図である。
図２は、サンプリング誤差と１／ＭＳＥとの関係を示す図である。
図３は、サンプリングのタイミングと１／ＭＳＥとの関係を示す図である。
図４は、図１の受信タイミング制御部の構成を示すブロック図である。
図５は、図４の受信タイミング制御部の動作を示すタイミング図である。
図６は、この発明の実施の形態１による無線基地システムの動作を示すフロー図である。
図７は、図６の動作において設定される遅延時間のテーブルを示す図である。
図８は、この発明の実施の形態２による無線基地システムを示す機能ブロック図である。
図９は、この発明の実施の形態２による無線基地システムの動作の一例を示すフロー図である。
図１０は、図９の動作において設定される送信タイミングをずらす期間のテーブルを示す図である。
図１１は、図９に示した動作を説明するタイミング図である。
図１２は、この発明の実施の形態２による無線基地システムの動作の他の例を示すフロー図である。
図１３は、図１２に示した動作を説明するタイミング図である。
図１４は、この発明の実施の形態２による無線基地システムの動作のさらに他の例を示すフロー図である。
図１５は、図１４に示した動作を説明するタイミング図である。
図１６は、この発明の実施の形態２による無線基地システムの動作のさらに他の例を示すフロー図である。
図１７は、図１６に示した動作を説明するタイミング図である。
図１８は、この発明の実施の形態２による無線基地システムの動作のさらに他の例を示すフロー図である。
図１９は、図１８に示した動作を説明するタイミング図である。
図２０は、従来の無線基地システムを示す機能ブロック図である。
図２１は、従来の無線基地システムの他の例を示す機能ブロック図である。
図２２は、従来の無線基地システムにおける受信信号のサンプリングのタイミングを示す波形図である。
【図１】
2002021722.tif 000003
【図２】
2002021722.tif 000004
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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