JP5402234B2 - Base station equipment - Google Patents

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本発明は、他の基地局装置との間で基地局間同期を行う基地局装置に関するものである。   The present invention relates to a base station apparatus that performs inter-base station synchronization with another base station apparatus.

WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)のように移動端末が通信可能な無線通信システムにおいては、基地局が各地に多数設置される。各基地局がカバーするエリア(セル)内にある移動端末は、当該エリアをカバーする基地局との間で通信を行うことができる。   In a wireless communication system in which a mobile terminal can communicate, such as WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), a large number of base stations are installed in various places. A mobile terminal in an area (cell) covered by each base station can communicate with a base station covering the area.

移動端末が移動することにより、移動端末の通信相手となる基地局は変更されるが、基地局が変更される際、移動端末は、同時に二つの基地局(サービング基地局とターゲット基地局)からの信号を受信することになる。
このため、移動端末の基地局間移動をスムーズに行うには、隣接する基地局間で、送信タイミング及び搬送波周波数が揃っている基地局間同期が確保されている必要がある。
When the mobile terminal moves, the base station with which the mobile terminal communicates is changed. However, when the base station is changed, the mobile terminal simultaneously changes from two base stations (serving base station and target base station). Will be received.
For this reason, in order to smoothly move the mobile terminal between base stations, it is necessary to ensure synchronization between base stations in which the transmission timing and the carrier frequency are uniform between adjacent base stations.

基地局間同期がとれていると、移動端末の基地局間移動の際、移動端末が同時に二つの基地局からの信号を受信でき、基地局間移動をスムーズに行える。
ここで、基地局間同期のための技術としては、例えば、下記特許文献1記載のものがある。
When synchronization between base stations is established, when a mobile terminal moves between base stations, the mobile terminal can simultaneously receive signals from two base stations, and can smoothly move between base stations.
Here, as a technique for synchronization between base stations, for example, there is one described in Patent Document 1 below.

特開昭59−6642号公報JP 59-6642 A

基地局間同期をとるには、上記特許文献1のように、各基地局装置が、GPS衛星からGPS信号を受信し、各基地局が共通の同期信号によって動作することが考えられる。
しかし、GPS信号を利用して同期をとる場合、各基地局装置が、GPS受信機を備える必要があり、大型化・コストアップを招く。また、室内等のGPS信号を受信できない環境に設置される基地局装置の場合、基地局間同期をとることが不可能になる。
In order to achieve synchronization between base stations, it is conceivable that each base station apparatus receives a GPS signal from a GPS satellite and each base station operates with a common synchronization signal as in Patent Document 1 described above.
However, when synchronizing using a GPS signal, each base station device needs to be equipped with a GPS receiver, resulting in an increase in size and cost. In addition, in the case of a base station apparatus installed in an environment that cannot receive GPS signals such as indoors, it becomes impossible to establish synchronization between base stations.

そこで、隣接する他の基地局が送信した信号の受信波に含まれるプリアンブル等の既知信号波を用いて、隣接する当該他の基地局の送信タイミングを検出し、当該送信タイミングで基地局間同期をとることが考えられる。
この場合、移動端末との通信を行う周波数と同じ周波数を用いた無線通信で同期をとれるので、GPS信号を受信する場合のGPS受信機のように同期用の特別な受信系が必要ない。このため、基地局の小型化・コストダウンを図ることができ、室内等に設置される小型の基地局として適したものとなる。
Therefore, using a known signal wave such as a preamble included in the received wave of the signal transmitted by another adjacent base station, the transmission timing of the other adjacent base station is detected, and synchronization between base stations is performed at the transmission timing. Can be considered.
In this case, since synchronization can be achieved by wireless communication using the same frequency as that used for communication with the mobile terminal, a special receiving system for synchronization is not required unlike a GPS receiver for receiving GPS signals. For this reason, it is possible to reduce the size and cost of the base station, and it is suitable as a small base station installed indoors.

ここで、前述のWiMAXは、移動端末との間の無線通信に、送信と受信とを高速に切り替えるTDD(時分割複信)によってデュプレックス通信を実現する通信方式を採用する。
具体的には、図9に示すように、WiMAXでは、一つの基本フレームが、時間方向に並べて配置されて下りサブフレームDL(基地局の信号送信時間)と上りサブフレームUL(基地局の信号受信時間)とを含んで構成されている。なお、下りサブフレームは、先頭にプリアンブル(Preamble)を備えている。
Here, the WiMAX described above employs a communication method that realizes duplex communication by TDD (Time Division Duplex) that switches between transmission and reception at high speed for wireless communication with a mobile terminal.
Specifically, as shown in FIG. 9, in WiMAX, one basic frame is arranged side by side in the time direction, and a downlink subframe DL (base station signal transmission time) and an uplink subframe UL (base station signal) are arranged. Reception time). The downlink subframe has a preamble at the beginning.

図9は、複数の基地局間で、送信タイミング及び受信タイミングが一致し、同期がとれている様子を示している。
このような基地局間同期をとる同期処理は、基地局の起動時に行われ、基地局間同期がとれてから、移動端末との間での通常の通信が行われる。
FIG. 9 shows a state in which the transmission timing and the reception timing match and are synchronized among a plurality of base stations.
Such synchronization processing for synchronization between base stations is performed when the base station is activated, and normal communication with the mobile terminal is performed after synchronization between base stations is established.

ところが、両基地局が有しているクロック発生装置それぞれの精度誤差の違いによっては、時間の経過に伴って、同期にずれが生じる。
図10は、一の基地局装置のクロック周波数に対する、他の基地局装置のクロック周波数のオフセットの経時変化の一例を示すグラフである。図のように、一の基地局装置のクロック周波数と他の基地局装置のクロック周波数との間には、時間の経過によってなだらかに変化するオフセット値が定常的に存在している。このオフセット値は、周囲の温度変化等の外的要因によっても変化するが、外的要因が無ければ、互いのクロック発生装置の精度誤差の違いによって線形的に序々に増加する傾向を有している。
However, depending on the difference in accuracy error between the clock generators of both base stations, a synchronization shift occurs with time.
FIG. 10 is a graph illustrating an example of a change over time in the offset of the clock frequency of another base station apparatus with respect to the clock frequency of one base station apparatus. As shown in the figure, there is a steady offset value that gradually changes over time between the clock frequency of one base station apparatus and the clock frequency of another base station apparatus. This offset value varies depending on external factors such as ambient temperature change, but if there is no external factor, it tends to increase linearly and gradually due to the difference in accuracy between the clock generators. Yes.

基地局装置は、自己のクロック発生装置の発振に基づいて、上記の送信タイミングや、搬送波周波数を取得するので、図10に示すように互いのクロック周波数にオフセット値が存在すると、他の基地局装置との間で、送信タイミングや搬送波周波数において同期ずれが発生する。   Since the base station apparatus acquires the transmission timing and the carrier frequency based on the oscillation of its own clock generation apparatus, if there is an offset value in each clock frequency as shown in FIG. A synchronization shift occurs between the apparatus and the transmission timing or carrier frequency.

このため、例えば、端末装置との通信を一時的に中止し、他の基地局との同期処理を行うことで、上記のような同期ずれを解消することが考えられる。この場合、当該基地局装置は、端末装置との通信を停止している間に、改めて他の基地局装置との同期ずれがどの程度であるかを、他の基地局装置の受信波に含まれるプリアンブル波等の既知信号波から検出し、同期をとることができる。   For this reason, for example, it is conceivable that communication with the terminal device is temporarily stopped, and synchronization synchronization with other base stations is performed to eliminate the above-described synchronization shift. In this case, while the base station apparatus stops communication with the terminal apparatus, the received wave of the other base station apparatus includes the degree of synchronization deviation with the other base station apparatus again. It is possible to detect and synchronize from a known signal wave such as a preamble wave.

しかし、上記基地局装置間のクロック周波数のオフセット値は、上述のように線形的に序々に増加する傾向を有している。このため、基地局装置において、端末装置との通信を中止して他の基地局装置との間の同期をとったとしても、その後に端末装置との通信を開始すると、上述の傾向を有するクロック周波数のオフセット値は序々に増加し、両基地局装置間に同期ずれが生じてしまう。
すなわち、同期処理によって一時的には基地局装置間の同期がとれた状態とすることができるが、その後、端末装置との通信を行っている間に再度同期ずれが生じる。そして、その同期ずれは時間の経過に伴って徐々に増加するので、端末装置との通信を行っている間の通信時間が長ければ、この通信時間の間における同期ずれが増大することとなり、基地局装置における経過時間全体として見ると、周期的に同期処理を行ったとしても、依然として同期ずれが存在することとなる。
However, the offset value of the clock frequency between the base station devices tends to increase linearly and gradually as described above. For this reason, in the base station apparatus, even if communication with the terminal apparatus is stopped and synchronization with another base station apparatus is taken, when communication with the terminal apparatus is started thereafter, the clock having the above-described tendency The frequency offset value gradually increases, causing a synchronization shift between both base station apparatuses.
That is, the synchronization process can temporarily bring the base station apparatuses into synchronization, but after that, a synchronization shift occurs again during communication with the terminal apparatus. Since the synchronization deviation gradually increases with the passage of time, if the communication time during the communication with the terminal device is long, the synchronization deviation during this communication time will increase. In terms of the total elapsed time in the station apparatus, even if synchronization processing is performed periodically, there will still be a synchronization error.

これに対して、同期処理を行う周期を短くし、同期ずれが大きくなる前に同期をとれば、同期ずれが大きくなるのを抑制することができる。しかし、同期処理を行うためには、端末装置との間の通信を停止しなければならいので、同期処理の周期を短くすると、端末装置との間のスループットを低下させてしまう。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、スループット低下を抑えつつ、基地局間の同期ずれを抑制することができる基地局装置を提供することを目的とする。
On the other hand, if the cycle for performing the synchronization process is shortened and synchronization is taken before the synchronization deviation becomes large, the synchronization deviation can be prevented from increasing. However, in order to perform the synchronization process, communication with the terminal device must be stopped. Therefore, if the cycle of the synchronization process is shortened, the throughput with the terminal device is reduced.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a base station apparatus that can suppress a synchronization shift between base stations while suppressing a decrease in throughput.

上記目的を達成するための本発明は、通信信号を送信して端末装置との間で通信を行う通信モードと、前記端末装置との間の通信を停止し他の基地局装置からの通信信号を受信して前記他の基地局装置との間で基地局間同期を行う同期モードと、を切り替えて実行する制御部と、
前記同期モードにおいて受信した前記他の基地局装置の通信信号に基づいて、当該他の基地局装置の通信信号と、自己の通信信号との間における同期ずれの推定値を求める推定部と、
前記推定部が求めた同期ずれの推定値に基づいて、自己が送信する通信信号を前記他の基地局装置の通信信号に対して同期させる同期補正を行う補正部と、を有し、
前記補正部は、次に同期モードに切り替わるまでの前記通信モードの間で、前記同期補正を複数回に分けて行うことを特徴としている。
To achieve the above object, the present invention provides a communication mode in which a communication signal is transmitted to communicate with a terminal device, and a communication signal from another base station device that stops communication with the terminal device. A synchronization mode for performing inter-base station synchronization with the other base station apparatus by receiving
Based on the communication signal of the other base station apparatus received in the synchronization mode, an estimation unit for obtaining an estimated value of synchronization deviation between the communication signal of the other base station apparatus and the own communication signal;
A correction unit that performs synchronization correction to synchronize the communication signal transmitted by itself with the communication signal of the other base station device, based on the estimated value of synchronization deviation obtained by the estimation unit;
The correction unit performs the synchronization correction in a plurality of times during the communication mode until the next switching to the synchronization mode.

上記のように構成された基地局装置によれば、通信モードにおいて自己が送信する通信信号の同期補正を、次に同期モードに切り替わるまでの通信モードの間で複数回に分けて行うので、同期ずれが大きく生じるのを、通信モード全域に亘って抑制することができる。従って、同期モードにおいて行われる基地局間同期によって同期ずれを抑制するのみならず、通信モード時においても同期ずれが抑制されるので、同期ずれを効果的に抑制することができる。   According to the base station apparatus configured as described above, the synchronization correction of the communication signal transmitted by itself in the communication mode is performed in multiple times during the communication mode until the next switching to the synchronization mode. A large deviation can be suppressed over the entire communication mode. Therefore, not only the synchronization shift is suppressed by the synchronization between base stations performed in the synchronization mode, but also the synchronization shift can be suppressed even in the communication mode, so that the synchronization shift can be effectively suppressed.

また、本発明によれば、端末装置との間の通信を行うための通信モードにおいても同期ずれが抑制されるので、同期ずれを抑制するために、端末装置との間の通信を停止する必要のある同期モードの周期を短くする必要がない。このため、端末装置との間のスループットの低下を抑えつつ、基地局間の同期ずれを抑制することができる。   Further, according to the present invention, since synchronization deviation is suppressed even in the communication mode for performing communication with the terminal apparatus, it is necessary to stop communication with the terminal apparatus in order to suppress synchronization deviation. There is no need to shorten the period of the synchronous mode. For this reason, the synchronization gap between base stations can be suppressed, suppressing the fall of the throughput between terminal devices.

前記補正部は、前記単位時間ごとに同期補正を行うものであることが好ましい。
この場合、通信モード全域に亘って単位時間ごとに均等に同期補正が行われるので、経時的に増加する同期ずれを効果的に抑制することができる。
It is preferable that the correction unit performs synchronization correction for each unit time.
In this case, since the synchronization correction is performed uniformly every unit time over the entire communication mode, the synchronization shift that increases with time can be effectively suppressed.

また、前記推定部は、前記他の基地局装置の通信信号より当該他の基地局装置の通信タイミングを取得し、この通信タイミングと自己の通信タイミングとの間の通信タイミングオフセットに基づいて、前記同期ずれの推定値を求めるものであってもよい。   Further, the estimation unit obtains the communication timing of the other base station device from the communication signal of the other base station device, and based on the communication timing offset between this communication timing and its own communication timing, It is also possible to obtain an estimated value of synchronization loss.

より具体的には、前記推定部は、前記通信タイミングオフセットを前記同期ずれの推定値とし、前記補正部は、前記通信信号を構成する通信フレームの時間長さを調整することで通信タイミングの同期補正を行う通信タイミング補正部を有していることが好ましく、この場合、通信タイミングに関する同期ずれを抑制することができる。   More specifically, the estimation unit uses the communication timing offset as the estimated value of the synchronization shift, and the correction unit synchronizes the communication timing by adjusting the time length of the communication frame constituting the communication signal. It is preferable to have a communication timing correction unit that performs correction. In this case, a synchronization shift related to communication timing can be suppressed.

また、前記推定部は、前記通信タイミングオフセットに基づいて、前記通信信号の搬送波周波数オフセットを前記同期ずれの推定値として求め、前記補正部は、前記搬送波周波数の同期補正を行う周波数補正部を有しているものであってもよい。この場合、搬送波の周波数に関する同期ずれを抑制することができる。   Further, the estimation unit obtains a carrier frequency offset of the communication signal as an estimated value of the synchronization shift based on the communication timing offset, and the correction unit includes a frequency correction unit that performs synchronization correction of the carrier frequency. It may be what you are doing. In this case, a synchronization shift related to the frequency of the carrier wave can be suppressed.

以上のように、本発明の基地局装置によれば、スループットの低下をおさえつつ、基地局間の同期ずれを抑制することができる。   As described above, according to the base station apparatus of the present invention, it is possible to suppress a synchronization shift between base stations while suppressing a decrease in throughput.

本発明の第一の実施形態に係る無線通信システムの全体図である。1 is an overall view of a wireless communication system according to a first embodiment of the present invention. 第二及び第三基地局装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the 2nd and 3rd base station apparatus. 通信フレームタイミングオフセットが生じたフレームを示す図である。It is a figure which shows the flame | frame in which the communication frame timing offset produced. プリアンブルのタイミングを検出する方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of detecting the timing of a preamble. 前回と今回の同期モードにおけるタイミングオフセット量を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the timing offset amount in the last and this time synchronous mode. 第二及び第三基地局装置が、通信モードから、同期モードに切り替わる際のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart at the time of a 2nd and 3rd base station apparatus switching from a communication mode to a synchronous mode. スレーブ基地局装置が、通信モードと同期モードとを繰り返し行ったときのマスタ基地局装置に対する通信タイミングオフセットの経時変化の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of a time-dependent change of the communication timing offset with respect to a master base station apparatus when a slave base station apparatus repeatedly performs communication mode and synchronous mode. 図7中の同期モードの部分の拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view of a synchronous mode portion in FIG. 7. 基地局間同期がとれているときのフレームの状態を示す図である。It is a figure which shows the state of a frame when the synchronization between base stations is taken. 一の基地局装置のクロック周波数に対する、他の基地局装置のクロック周波数のオフセットの経時変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of a time-dependent change of the clock frequency offset of the other base station apparatus with respect to the clock frequency of one base station apparatus. 本発明の第二の実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the radio | wireless communications system which concerns on 2nd embodiment of this invention. LTEのフレーム構成図である。It is a frame configuration diagram of LTE. LTEのDLフレーム構成図である。It is a DL frame structure diagram of LTE. 基地局装置(子BS)の構成図である。It is a block diagram of a base station apparatus (child BS). 同期処理部の構成図である。It is a block diagram of a synchronous process part. 本実施形態における子BSの他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of child BS in this embodiment.

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
〔第一の実施形態〕
図1は、本発明の第一の実施形態に係る複数の基地局装置(BS:Base Station)1,2,3,・・・を有する無線通信システムを示している。この無線通信システムでは、例えば、広帯域無線通信を実現するために直交周波数分割多元接続(OFDMA)方式をサポートするIEEE802.16に規定される「WiMAX」に準拠した方式が採用されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 shows a wireless communication system having a plurality of base station apparatuses (BSs) 1, 2, 3,... According to the first embodiment of the present invention. In this wireless communication system, for example, in order to realize broadband wireless communication, a method based on “WiMAX” defined in IEEE 802.16 that supports an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) method is adopted.

各基地局装置1,2,3は、それぞれの基地局装置1,2,3がカバーするエリア(セル)内にある端末装置(移動端末MS;Mobile Station)との間で通信が可能である。
図9に示したように、WiMAXでは、一つの基本フレームが、時間方向に並べて配置された下りサブフレームDL(基地局装置の信号送信時間)と上りサブフレームUL(基地局装置の信号受信時間)とを含んで構成されており、TDD(時分割複信)によって送信と受信の複信を行う通信システムとされている。
Each base station apparatus 1, 2 and 3 can communicate with a terminal apparatus (mobile terminal MS; Mobile Station) in an area (cell) covered by each base station apparatus 1, 2 and 3. .
As shown in FIG. 9, in WiMAX, one basic frame is composed of a downlink subframe DL (base station apparatus signal transmission time) and an uplink subframe UL (base station apparatus signal reception time) arranged side by side in the time direction. ), And a communication system that performs duplexing of transmission and reception by TDD (Time Division Duplexing).

一つの基本フレームの長さは、5msecである。下りサブフレームDLは、基地局装置1,2,3が、自エリア内の端末装置へ信号を送信する時間帯であり、上りサブフレームULは、基地局装置1,2,3が、自エリア内の端末装置からの信号を受信する時間帯である。
なお、下りサブフレームDLは、先頭に、既知信号であるプリアンブル(Preamble)を備えている。
また、一つの基本フレームは、下りサブフレームDLと上りサブフレームULとの間、及び上りサブフレームULと下りサブフレームDLとの間それぞれに、基地局装置及び端末装置双方共に送信を行わない切り替えギャップTTG(Transmit/Receive Transition Gap)、及び切り替えギャップRTG(Receive /Transmit Transition Gap)を含んでいる。
The length of one basic frame is 5 msec. The downlink subframe DL is a time zone in which the base station devices 1, 2, and 3 transmit signals to the terminal devices in its own area, and the uplink subframe UL is transmitted by the base station devices 1, 2, and 3 in its own area. It is a time zone which receives the signal from the terminal device in the inside.
The downlink subframe DL includes a preamble that is a known signal at the head.
Further, one basic frame is switched so that neither the base station apparatus nor the terminal apparatus transmits between the downlink subframe DL and the uplink subframe UL and between the uplink subframe UL and the downlink subframe DL. It includes a gap TTG (Transmit / Receive Transition Gap) and a switching gap RTG (Receive / Transmit Transition Gap).

複数の基地局装置1,2,3には、少なくとも一つのマスタ基地局装置と、スレーブ基地局装置とが含まれている。
本無線通信システムでは、各基地局装置1,2,3間で、フレームタイミング同期及びキャリア周波数同期を取る処理がなされる。マスタ基地局装置は、フレームタイミング及びキャリア周波数の基準局である。一方、スレーブ基地局装置は、他の基地局装置としてのマスタ基地局装置に対して直接的に、又は、他の基地局装置としての他のスレーブ基地局装置を介して間接的に、フレームタイミング同期及びキャリア周波数同期を取る。
なお、以下では、図1に示す第一基地局装置1を、マスタ基地局装置とし、第二基地局装置2及び第三基地局装置3をスレーブ基地局装置として説明する。
The plurality of base station apparatuses 1, 2, and 3 include at least one master base station apparatus and slave base station apparatus.
In this wireless communication system, processing for obtaining frame timing synchronization and carrier frequency synchronization is performed between the base station apparatuses 1, 2, and 3. The master base station apparatus is a reference station for frame timing and carrier frequency. On the other hand, the slave base station device performs frame timing directly to the master base station device as another base station device or indirectly via another slave base station device as another base station device. Take synchronization and carrier frequency synchronization.
In the following description, the first base station apparatus 1 shown in FIG. 1 is described as a master base station apparatus, and the second base station apparatus 2 and the third base station apparatus 3 are described as slave base station apparatuses.

前記フレームタイミング同期は、各基地局装置1,2,3の通信フレームが同じタイミングで送信されるように同期をとるものである。つまり、フレームタイミング同期によって、図9に示すように、ある基地局装置(第1基地局)が端末装置へ送信を行っている時間帯(下りサブフレームの時間帯)では、他の基地局装置(第2基地局)も端末装置へ送信を行い、ある基地局装置(第1基地局)が端末装置から受信を行っている時間帯(上りサブフレームの時間帯)では、他の基地局装置(第2基地局)も端末装置から受信を行うように、各基地局装置1,2,3の通信タイミングを合わせることができる。   The frame timing synchronization is such that communication frames of the base station devices 1, 2, and 3 are transmitted at the same timing. That is, as shown in FIG. 9, in the time zone in which a certain base station device (first base station) is transmitting to the terminal device (down subframe time zone) by frame timing synchronization, other base station devices (Second base station) also transmits to the terminal device, and in a time zone (time zone of the uplink subframe) in which a certain base station device (first base station) receives from the terminal device, another base station device The communication timings of the base station apparatuses 1, 2, and 3 can be matched so that the (second base station) also receives from the terminal apparatus.

基地局装置間でフレームタイミング同期がとれていることで、端末装置がハンドオーバ時などで、複数の基地局装置に対して通信を行う状態となっても、端末装置は円滑に各基地局装置と通信を行うことができる。   Since the frame timing synchronization is established between the base station apparatuses, the terminal apparatus smoothly communicates with each base station apparatus even when the terminal apparatus communicates with a plurality of base station apparatuses at the time of handover or the like. Communication can be performed.

また、前記キャリア周波数同期は、各基地局装置1,2,3が端末装置へ対して送信する信号(OFDM(A)信号)のキャリア周波数(搬送波周波数)を、各基地局装置間で合わせるものである。
基地局装置間で、キャリア周波数同期がとれていることで、端末装置がハンドオーバ時などで、複数の基地局装置に対して通信を行う状態となっても、端末装置は円滑に各基地局装置と通信を行うことができる。
The carrier frequency synchronization is a method in which the carrier frequency (carrier frequency) of a signal (OFDM (A) signal) transmitted from each base station apparatus 1, 2, 3 to the terminal apparatus is matched between the base station apparatuses. It is.
Since the carrier frequency synchronization is established between the base station apparatuses, the terminal apparatus can smoothly communicate with each base station apparatus even when the terminal apparatus communicates with a plurality of base station apparatuses at the time of handover or the like. Can communicate with.

ここで、各端末装置は、基地局装置から受信したOFDM信号のキャリア周波数の誤差を検出し、受信OFDM信号におけるキャリア周波数誤差(送信側と受信側の間のキャリア周波数の差)を補正するAFC(自動周波数制御)機能を有している。
したがって、各端末装置は、基地局装置から受信したOFDM信号のキャリア周波数に、誤差があっても、その誤差を補正した上で、OFDM復調を行うことができる。
Here, each terminal apparatus detects an error in the carrier frequency of the OFDM signal received from the base station apparatus, and corrects the carrier frequency error in the received OFDM signal (the difference in carrier frequency between the transmission side and the reception side). (Automatic frequency control) function.
Therefore, each terminal apparatus can perform OFDM demodulation after correcting the error even if there is an error in the carrier frequency of the OFDM signal received from the base station apparatus.

しかし、端末装置がハンドオーバ時などで、複数の基地局装置に対して通信を行う状態になると、基地局間でキャリア周波数同期がとれておらず同期ずれが生じている場合には、端末装置はAFC機能を用いてもキャリア周波数誤差を補正するのが非常に困難である。   However, when the terminal device is in a state of communicating with a plurality of base station devices, such as at the time of handover, when the carrier frequency synchronization is not established between the base stations and a synchronization shift occurs, the terminal device Even if the AFC function is used, it is very difficult to correct the carrier frequency error.

つまり、基地局間でキャリア周波数同期がとれていない場合には、ある端末装置からみて、一の基地局装置についてのキャリア周波数の誤差と、他の基地局装置についてのキャリア周波数に誤差とが異なるため、これらの複数の基地局装置と同時に通信を行う状態になると、キャリア周波数の誤差を補正できなくなる。   That is, when carrier frequency synchronization is not established between base stations, the error of the carrier frequency for one base station device is different from the error of the carrier frequency for another base station device as seen from a certain terminal device. Therefore, when communication is performed simultaneously with the plurality of base station apparatuses, the carrier frequency error cannot be corrected.

さて、前記第一基地局装置1は、フレームタイミングとキャリア周波数の基準局であるため、基地局間でのフレームタイミング同期ないしキャリア周波数同期をとるための信号を、他の基地局装置から取得する必要がない。
例えば、第一基地局装置1は、自装置の内蔵クロック発生器(水晶振動子)が発生するクロックに基づいて自ら信号の送信タイミングを決定する自走マスタ基地局装置として構成することができる。なお、第一基地局装置1は、GPS受信機を備え、GPS信号を用いて信号の送信タイミングを決定するものであってもよい。
Now, since the first base station apparatus 1 is a reference station for frame timing and carrier frequency, it is necessary to acquire a signal for achieving frame timing synchronization or carrier frequency synchronization between base stations from other base station apparatuses. There is no.
For example, the first base station apparatus 1 can be configured as a self-running master base station apparatus that determines its own signal transmission timing based on a clock generated by its own built-in clock generator (crystal oscillator). In addition, the 1st base station apparatus 1 may be provided with a GPS receiver, and may determine the transmission timing of a signal using a GPS signal.

これに対し、スレーブ基地局装置である両基地局装置2,3は、基地局間でのフレームタイミング同期ないしキャリア周波数同期をとるための信号を、他の基地局装置(マスタ基地局装置又は他のスレーブ基地局装置)から取得する。   On the other hand, both base station apparatuses 2 and 3 which are slave base station apparatuses send signals for frame timing synchronization or carrier frequency synchronization between base stations to other base station apparatuses (master base station apparatus or other base station apparatuses). From the slave base station device).

図2は、両基地局装置2,3の構成を示したブロック図である。
両基地局装置2,3は、信号の受信のために、受信信号を増幅するアンプ11、アンプ11から出力された受信信号に対する直交復調(直交検波)処理を行う直交復調器12、及び、直交復調器12から出力された受信信号に対するA/D変換を行うA/D変換部13を有している。デジタル信号に変換された受信信号は、DSP(デジタル信号処理プロセッサ)20に与えられる。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of both base station apparatuses 2 and 3.
Both base station apparatuses 2 and 3 are configured to receive a signal, an amplifier 11 that amplifies the received signal, a quadrature demodulator 12 that performs a quadrature demodulation (orthogonal detection) process on the received signal output from the amplifier 11, and a quadrature demodulator An A / D conversion unit 13 that performs A / D conversion on the received signal output from the demodulator 12 is provided. The received signal converted into the digital signal is given to a DSP (digital signal processor) 20.

また、基地局装置2,3は、信号の送信のために、デジタル送信信号をD/A変換するD/A変換部15、D/A変換部15から出力された送信信号に対する直交変調処理を行う直交変調器16、及び、直交変調器16から出力された送信信号を増幅するアンプ17を有している。   Also, the base station apparatuses 2 and 3 perform orthogonal modulation processing on the transmission signal output from the D / A converter 15 and the D / A converter 15 for D / A conversion of the digital transmission signal for signal transmission. A quadrature modulator 16 to be performed and an amplifier 17 for amplifying a transmission signal output from the quadrature modulator 16 are provided.

なお、前記直交復調部12、前記A/D変換部13、前記D/A変換部15、及び前記直交変調部16の動作クロックは、内蔵のクロック発生器(基準信号発生器)18から与えられる。内蔵クロック発生器18は、水晶振動子などを含み、所定周波数の動作クロックを発生する。なお、クロック発生器18のクロックは、定倍部19a,19bを介して、前記A/D変換部13等へ与えられる。
また、内蔵クロック発生器18の動作クロックは、DSP20にも与えられ、DSP20における動作クロックにもなる。
The operation clocks of the quadrature demodulator 12, the A / D converter 13, the D / A converter 15, and the quadrature modulator 16 are provided from a built-in clock generator (reference signal generator) 18. . The built-in clock generator 18 includes a crystal resonator and generates an operation clock having a predetermined frequency. Note that the clock of the clock generator 18 is given to the A / D converter 13 and the like via the constant multipliers 19a and 19b.
The operation clock of the built-in clock generator 18 is also supplied to the DSP 20 and becomes an operation clock in the DSP 20.

ここで、D/A変換部15に与えられる動作クロックの精度は、送信フレーム(下りサブフレーム)の時間長さの精度に影響する。したがって、基地局装置ごとにクロック発生器18の精度が異なると、生成される送信フレームの時間長さが、基地局装置ごとに僅かに異なることになる。そして、フレームの送信が繰り返されると、フレームの時間長さの相違が蓄積され、基地局装置間でのフレームタイミングにずれ(通信フレームのタイミングオフセット)が生じる(図3参照)。   Here, the accuracy of the operation clock given to the D / A converter 15 affects the accuracy of the time length of the transmission frame (downlink subframe). Therefore, if the accuracy of the clock generator 18 is different for each base station device, the time length of the generated transmission frame is slightly different for each base station device. When the frame transmission is repeated, the difference in the frame time length is accumulated, and the frame timing between the base station devices is shifted (communication frame timing offset) (see FIG. 3).

DSP(信号処理部)20は、受信信号及び/又は送信信号に対する信号処理を行う。
DSP20の主な機能は、受信信号に対するOFDM復調器としての機能、送信信号に対するOFDM変調器としての機能、送信と受信(送信フレームと受信フレーム)の切り替え機能、基地局間のフレームタイミング同期機能、及び基地局装置間のキャリア周波数同期機能である。図2において、DSP20内に示すブロックは、これらの機能を示すものである。
The DSP (signal processing unit) 20 performs signal processing on the reception signal and / or transmission signal.
The main functions of the DSP 20 are a function as an OFDM demodulator for a received signal, a function as an OFDM modulator for a transmitted signal, a function for switching between transmission and reception (transmission frame and reception frame), a frame timing synchronization function between base stations, And a carrier frequency synchronization function between base station apparatuses. In FIG. 2, the blocks shown in the DSP 20 indicate these functions.

図2におけるキャリア周波数補正部21は、受信信号のキャリア周波数を補正するものである。また、送信信号のキャリア周波数を補正するキャリア周波数補正部22も設けられている。
キャリア周波数補正部21,22は、推定部23で推定されたキャリア周波数オフセットに基づいて、受信信号及び/又は送信信号のキャリア周波数を補正する。
The carrier frequency correction unit 21 in FIG. 2 corrects the carrier frequency of the received signal. A carrier frequency correction unit 22 that corrects the carrier frequency of the transmission signal is also provided.
The carrier frequency correction units 21 and 22 correct the carrier frequency of the reception signal and / or the transmission signal based on the carrier frequency offset estimated by the estimation unit 23.

受信信号のキャリア周波数補正部21の出力は、切り替えスイッチ24を介して、復調部(DEM)25に与えられる。復調部25では、キャリア周波数補正のなされた受信信号に対して復調(OFDM復調)処理がなされる。
前記切り替えスイッチ24は、端末装置からの信号を受信可能な通信モードの間は、受信信号を復調部25側へ与え、通信モードが停止(休止)された同期モードでは、受信信号を推定部23へ与えるためのものである。スイッチ24の切り替えは、同期制御部26によって行われる。
なお、通信モードとは、端末装置に対して通信信号を送信することで端末装置との間で通信を行うモードであり、同期モードとは、端末装置との間の通信を停止し他の基地局装置が送信している通信信号を受信して当該他の基地局装置との間で基地局間同期の処理(同期処理)を行うためのモードである。これら通信モード及び同期モードについては後述する。
The output of the carrier frequency correction unit 21 of the received signal is given to the demodulation unit (DEM) 25 via the changeover switch 24. The demodulation unit 25 performs demodulation (OFDM demodulation) processing on the received signal that has been subjected to carrier frequency correction.
The change-over switch 24 applies the received signal to the demodulator 25 during the communication mode in which the signal from the terminal apparatus can be received, and the received signal is estimated in the synchronous mode in which the communication mode is stopped (paused). It is for giving to. Switching of the switch 24 is performed by the synchronization control unit 26.
The communication mode is a mode in which communication is performed with the terminal device by transmitting a communication signal to the terminal device. The synchronous mode is a mode in which communication with the terminal device is stopped and another base This is a mode for receiving a communication signal transmitted from a station apparatus and performing inter-base station synchronization processing (synchronization processing) with the other base station apparatus. These communication modes and synchronization modes will be described later.

また、DSP20は、送信信号に対する変調(OFDM変調)処理を行う変調部(MOD)27を備えている。変調部27では、クロック発生器18のクロック周波数に基づいてキャリア周波数が決定されるため、クロック周波数の誤差は、送信信号のキャリア周波数に影響を与える。なお、送信信号のキャリア周波数にずれが生じると、各サブキャリアの周波数間隔は変わらないものの、各サブキャリアの中心周波数が一様にずれる。   The DSP 20 also includes a modulation unit (MOD) 27 that performs modulation (OFDM modulation) processing on the transmission signal. In the modulation unit 27, since the carrier frequency is determined based on the clock frequency of the clock generator 18, an error in the clock frequency affects the carrier frequency of the transmission signal. Note that if a deviation occurs in the carrier frequency of the transmission signal, the center frequency of each subcarrier shifts uniformly, although the frequency interval of each subcarrier does not change.

この変調部27から出力された送信信号は、切り替えスイッチ28を介して、キャリア周波数補正部22に与えられる。
前記切り替えスイッチ28は、端末装置へ信号を送信可能な通信モードの間は、送信信号をD/A変換部15へ与え、通信モードが休止された同期モードでは、送信信号をD/A変換部15へ与えないようにするものである。
この、スイッチ28の切り替えも、同期制御部26によって行われる。すなわち、この同期制御部26は、通信モードと、同期モードとを切り替えて実行する制御部を構成している。
The transmission signal output from the modulation unit 27 is given to the carrier frequency correction unit 22 via the changeover switch 28.
The changeover switch 28 provides a transmission signal to the D / A converter 15 during a communication mode in which a signal can be transmitted to the terminal device, and transmits the transmission signal to a D / A converter in the synchronous mode in which the communication mode is suspended. 15 is not to be given.
The switching of the switch 28 is also performed by the synchronization control unit 26. In other words, the synchronization control unit 26 constitutes a control unit that executes by switching between the communication mode and the synchronization mode.

前記推定部23では、受信信号(通信信号)から同期信号であるプリアンブルを検出して、他の基地局装置との間での通信フレームのタイミングオフセットと、他の基地局装置との間でのキャリア周波数オフセット(搬送波周波数オフセット)と、を推定する。
このため、推定部23は、受信信号に含まれるプリアンブルを検出するプリアンブル検出部23aと、他の基地局装置と自装置との間のクロック誤差を推定するクロック誤差推定部23bと、他の基地局装置と自装置との間の単位時間当たりのタイミングオフセットを演算する演算部23cとを有している。
The estimation unit 23 detects a preamble that is a synchronization signal from a received signal (communication signal), and detects a timing offset of a communication frame with another base station device and between the other base station devices. The carrier frequency offset (carrier frequency offset) is estimated.
Therefore, the estimation unit 23 includes a preamble detection unit 23a that detects a preamble included in the received signal, a clock error estimation unit 23b that estimates a clock error between another base station device and the own device, and another base station. And a calculation unit 23c that calculates a timing offset per unit time between the station apparatus and the own apparatus.

本実施形態では、他の基地局装置が送信した下りサブフレームDLの先頭にあるプリアンブルを基地局間同期のための同期信号として用いる。このため、前記検出部23aは、他の基地局装置が送信した下りサブフレームDLの先頭にあるプリアンブルのタイミングを検出する。
なお、同期信号としては、ミッドアンブル、パイロット信号などであってもよい。
In this embodiment, the preamble at the head of the downlink subframe DL transmitted by another base station apparatus is used as a synchronization signal for synchronization between base stations. Therefore, the detection unit 23a detects the timing of the preamble at the head of the downlink subframe DL transmitted by another base station device.
Note that the synchronization signal may be a midamble, a pilot signal, or the like.

基地局装置2,3は、他の基地局装置1,2が使用する可能性のあるプリアンブルパターンを既知パターンとしてメモリに有している。基地局装置2,3の検出部23aは、これらの既知のプリアンブルパターンを用いて、プリアンブルのタイミング等を検出する。   The base station apparatuses 2 and 3 have a preamble pattern that may be used by other base station apparatuses 1 and 2 in a memory as a known pattern. The detection unit 23a of the base station apparatuses 2 and 3 detects the preamble timing and the like using these known preamble patterns.

ここで、プリアンブルは既知信号であるから、プリアンブルの信号波形も既知である。サンプリング後の受信信号をX(t)、プリアンブルの離散時間領域での信号をP(n)(n=0,・・・,N−1)とすると、図4(a)に示す受信波X(t)に対して、下記式に基づいて、時間方向にP(n)のスライディング相関をとる。   Here, since the preamble is a known signal, the signal waveform of the preamble is also known. If the received signal after sampling is X (t) and the signal in the discrete time domain of the preamble is P (n) (n = 0,..., N−1), the received wave X shown in FIG. For (t), the sliding correlation of P (n) is taken in the time direction based on the following equation.

Figure 0005402234
Figure 0005402234

そして、図4(b)に示すように、受信波X(t)と既知プリアンブルパターンP(n)の相関値がピークをとった位置を、プリアンブルのタイミングtとして検出することができる。   Then, as shown in FIG. 4B, the position where the correlation value between the received wave X (t) and the known preamble pattern P (n) takes a peak can be detected as the preamble timing t.

検出部23aでは、自装置2,3の送信タイミングと、検出されたプリアンブルタイミングtとの差を、通信タイミングオフセット(同期ずれ)として検出する。この通信タイミングオフセット(通信フレームのタイミングオフセット)は、検出される度に、記憶部29に与えられ、記憶部29にて蓄積される。   The detection unit 23a detects the difference between the transmission timings of the devices 2 and 3 and the detected preamble timing t as a communication timing offset (synchronization deviation). The communication timing offset (communication frame timing offset) is provided to the storage unit 29 and accumulated in the storage unit 29 each time it is detected.

検出部23aにて検出された通信タイミングオフセットは、クロック誤差推定部23b及び演算部23cに与えられる。
演算部23cは、プリアンブル検出部23aによって検出された通信タイミングオフセットに基づいて、単位時間当たりでタイミングオフセットがどの程度増加しているかを求めることで、単位時間当たりのタイミングオフセットを求める。
なお、本実施形態では、前記単位時間を1基本フレームに係る時間幅である5msに設定される。
The communication timing offset detected by the detection unit 23a is given to the clock error estimation unit 23b and the calculation unit 23c.
The calculation unit 23c calculates the timing offset per unit time by determining how much the timing offset increases per unit time based on the communication timing offset detected by the preamble detection unit 23a.
In the present embodiment, the unit time is set to 5 ms, which is a time width related to one basic frame.

また、クロック誤差推定部23bは、プリアンブル検出部23aによって検出された通信タイミングオフセットに基づいて、受信側である自装置の内蔵クロック発生器18のクロック周波数と、送信側である他の基地局装置の内蔵クロック発生器18のクロック周波数との差(クロック周波数誤差)を推定する。そして、このクロック周波数誤差の推定値から、同期ずれの推定値としてのキャリア周波数オフセットを求める。   Also, the clock error estimation unit 23b, based on the communication timing offset detected by the preamble detection unit 23a, the clock frequency of the built-in clock generator 18 of its own device that is the reception side, and another base station device that is the transmission side The difference (clock frequency error) from the clock frequency of the internal clock generator 18 is estimated. Then, a carrier frequency offset as an estimated value of synchronization deviation is obtained from the estimated value of the clock frequency error.

前記クロック誤差推定部23bは、同期モードが周期的に実行される状況下において、前回の同期モードにおいて検出された通信タイミングオフセットと、今回の同期モードにおいて検出された通信タイミングオフセットとに基づいて、クロック誤差を推定する。なお、前回のタイミングオフセットは、記憶部29から取得することができる。   Based on the communication timing offset detected in the previous synchronization mode and the communication timing offset detected in the current synchronization mode under the situation where the synchronization mode is periodically executed, the clock error estimation unit 23b Estimate the clock error. The previous timing offset can be acquired from the storage unit 29.

例えば、キャリア周波数が2.6[GHz]である場合に、図5に示すように、前回の同期モード(同期タイミング=t1)において、タイミングオフセットとしてT1が検出され、T1分のタイミングの修正がなされたものとする。そして、10秒後の今回の同期モード(同期タイミング=t2)においても、再びタイミングオフセットが検出され、そのタイミングオフセットはT2であったとする。
そして、今回のタイミングオフセットT2と前回のタイミングオフセットT1の差(T2−T1)が、0.1[msec]であったとする。
For example, when the carrier frequency is 2.6 [GHz], T1 is detected as a timing offset in the previous synchronization mode (synchronization timing = t1) as shown in FIG. Shall be made. In the current synchronization mode (synchronization timing = t2) after 10 seconds, the timing offset is detected again, and the timing offset is T2.
Then, it is assumed that the difference (T2−T1) between the current timing offset T2 and the previous timing offset T1 is 0.1 [msec].

ここで、1つの基本フレームの時間長さが5[msec]であるから、5[msec]=2πであり、前回の同期モードから今回の同期モードの間(Δt=t2−t1=10[sec]の間)において、位相が、π/25[rad]ずれたことになる。つまり、位相回転量Δφ=π/25である。   Here, since the time length of one basic frame is 5 [msec], 5 [msec] = 2π, and between the previous synchronization mode and the current synchronization mode (Δt = t2−t1 = 10 [sec] ]), The phase is shifted by π / 25 [rad]. That is, the phase rotation amount Δφ = π / 25.

そして、Δφ=2πfΔtの関係が成り立つため、π/25=2πf×10となる。
したがって、周波数誤差f=1/500=0.002[Hz]となる。
ここで、1基本フレームのフレーム長が5[msec]であるため、このフレーム長を周波数に換算すると、1/0.005=200[Hz]である。
つまり、200[Hz]の周波数に対して(1基本フレーム当たり)、0.002[Hz]の周波数誤差が生じていることになる。
Since the relationship of Δφ = 2πfΔt is established, π / 25 = 2πf × 10.
Therefore, the frequency error f = 1/500 = 0.002 [Hz].
Here, since the frame length of one basic frame is 5 [msec], when this frame length is converted into a frequency, 1 / 0.005 = 200 [Hz].
That is, a frequency error of 0.002 [Hz] is generated for a frequency of 200 [Hz] (per basic frame).

したがって、この場合、送信側である他の基地局装置のクロック周波数と、受信側である基地局装置のクロック周波数に、1×10-5=10[ppm]の誤差があることになる。クロック誤差推定部23bでは、上記のようにしてクロック周波数誤差を推定する。 Therefore, in this case, there is an error of 1 × 10 −5 = 10 [ppm] between the clock frequency of the other base station apparatus on the transmission side and the clock frequency of the base station apparatus on the reception side. The clock error estimation unit 23b estimates the clock frequency error as described above.

そして、キャリア周波数とタイミングオフセットは同じようにずれるため、キャリア周波数にも、10[ppm]分のずれ、すなわち、2.6[GHz]×1×10-5=26[kHz]のずれが生じる。
このように、クロック誤差推定部23bでは、プリアンブル検出部23aによって検出された通信フレームタイミングオフセットに基づいて、クロック周波数誤差を求め、前回の同期モードとの間において生じた、同期ずれの推定値としてのキャリア周波数オフセット、及び、1基本フレーム当たり(単位時間当たり)のキャリア周波数オフセットを求めることができる。
Since the carrier frequency and the timing offset are shifted in the same manner, a shift of 10 [ppm], that is, a shift of 2.6 [GHz] × 1 × 10 −5 = 26 [kHz] also occurs in the carrier frequency. .
As described above, the clock error estimation unit 23b obtains the clock frequency error based on the communication frame timing offset detected by the preamble detection unit 23a, and uses it as an estimated value of the synchronization deviation that occurred between the previous synchronization mode. Carrier frequency offset and carrier frequency offset per basic frame (per unit time) can be obtained.

上記のようにクロック誤差推定部23bにて求められた、タイミングオフセット、及び、キャリア周波数オフセットの内、キャリア周波数オフセット(前回の同期モードとの間において生じたキャリア周波数オフセット、及び、1基本フレーム当たりのキャリア周波数オフセット)は、キャリア周波数補正部21,22に与えられる。   Of the timing offset and the carrier frequency offset obtained by the clock error estimation unit 23b as described above, the carrier frequency offset (the carrier frequency offset generated between the previous synchronization mode and one basic frame Carrier frequency offset) is provided to the carrier frequency correction units 21 and 22.

本実施形態では、通常のAFC(自動周波数制御)機能のように、受信信号のキャリア周波数を補正するだけでなく、送信信号のキャリア周波数も補正することができる。
つまり、他の基地局装置との間のキャリア周波数オフセットが、送信側のキャリア周波数補正部22にも与えられ、このキャリア周波数補正部22において、端末装置への送信信号のキャリア周波数が補正される。
キャリア周波数補正部22は、同期モードにおいては、現状生じているキャリア周波数オフセットを解消するためにキャリア周波数を調整する処理(同期処理)を行う。
さらに、キャリア周波数補正部22は、通信モードにおいては、自己が端末装置へ送信する通信信号を他の基地局装置の通信信号に対して同期させるために、上記の1基本フレーム当たりのキャリア周波数オフセットに基づいて、基本フレームごとのキャリア周波数を調整する処理(同期補正処理)を行う。
具体的には、各基本フレームごとに生じると推定される同期ずれ量である1基本フレーム当たりのキャリア周波数オフセットが、基本フレームごとに解消されるように、各基本フレームそれぞれのキャリア周波数を調整する。
つまり、キャリア周波数補正部22は、次に同期モードに切り替わるまでの通信モードの間で、同期補正処理を1基本フレームごと(単位時間ごと)に複数回に分けて行い、前回の同期モードとの間において生じた、同期ずれの推定値としてのキャリア周波数オフセットを解消するようにキャリア周波数を調整する。
In the present embodiment, not only the carrier frequency of the reception signal but also the carrier frequency of the transmission signal can be corrected as in a normal AFC (automatic frequency control) function.
That is, the carrier frequency offset between other base station devices is also given to the carrier frequency correction unit 22 on the transmission side, and the carrier frequency of the transmission signal to the terminal device is corrected in this carrier frequency correction unit 22. .
In the synchronization mode, the carrier frequency correction unit 22 performs a process (synchronization process) for adjusting the carrier frequency in order to eliminate the currently occurring carrier frequency offset.
Further, in the communication mode, the carrier frequency correction unit 22 synchronizes the communication signal transmitted to the terminal device with the communication signal of the other base station device in the communication mode, so that the carrier frequency offset per basic frame is described above. Based on the above, processing for adjusting the carrier frequency for each basic frame (synchronization correction processing) is performed.
Specifically, the carrier frequency of each basic frame is adjusted so that the carrier frequency offset per basic frame, which is the amount of synchronization deviation estimated to occur for each basic frame, is eliminated for each basic frame. .
In other words, the carrier frequency correction unit 22 performs the synchronization correction process for each basic frame (every unit time) multiple times during the communication mode until the next switching to the synchronization mode, The carrier frequency is adjusted so as to eliminate the carrier frequency offset generated as an estimated value of the synchronization error.

このように、本実施形態では、キャリア周波数同期として、上記の処理を行うことで、自己と他の基地局装置との間にクロック周波数誤差が存在しているとしても、キャリア周波数オフセットが生じるのを抑制することができ、自己と他の基地局装置との間における通信信号のキャリア周波数に関する同期ずれを抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, by performing the above processing as carrier frequency synchronization, even if a clock frequency error exists between itself and another base station apparatus, a carrier frequency offset occurs. Can be suppressed, and a synchronization shift regarding the carrier frequency of the communication signal between itself and another base station apparatus can be suppressed.

検出部23aにて検出された通信タイミングオフセットは、同期ずれの推定値として、フレームタイミング制御部30に与えられる。また、演算部23cにて求められた1基本フレーム当たり(単位時間当たり)のタイミングオフセットについても、フレームタイミング制御部30に与えられる。フレームタイミング制御部(TDD制御部)30は、これらに基づいて、送信と受信とを切り替える制御を行うとともに、通信フレーム(送信フレーム、受信フレーム)の時間長さを調整する処理を行う。   The communication timing offset detected by the detection unit 23a is given to the frame timing control unit 30 as an estimated value of synchronization deviation. Further, the timing offset per basic frame (per unit time) obtained by the calculation unit 23 c is also given to the frame timing control unit 30. Based on these, the frame timing control unit (TDD control unit) 30 performs control for switching between transmission and reception, and performs processing for adjusting the time length of the communication frame (transmission frame, reception frame).

通信タイミングオフセットを受け取ったフレームタイミング制御部30は、同期モードにおいては、自己の送信タイミング(送信サブフレームタイミング)を検出部23aにて検出された通信タイミングオフセットの分ほど、正しい方向にずらすといった処理(同期処理)を行う。これにより、自装置の送信タイミングを、他の基地局装置の送信タイミングと一致させて、基地局装置間でのフレームタイミングの同期をとることができる。   In the synchronous mode, the frame timing control unit 30 that has received the communication timing offset shifts its own transmission timing (transmission subframe timing) in the correct direction by the amount of the communication timing offset detected by the detection unit 23a. (Synchronization processing) is performed. Thereby, it is possible to synchronize the frame timing between the base station devices by matching the transmission timing of the own device with the transmission timing of the other base station device.

また、フレームタイミング制御部30は、通信モードにおいては、自己が端末装置へ送信する通信信号を他の基地局装置の通信信号に対して同期させるための同期補正を、演算部23cにて求められた1基本フレーム当たりのタイミングオフセットに基づいて、基本フレームごとの時間長さを調整することで行う(同期補正処理)。
具体的には、各基本フレームごとに生じると推定される同期ずれ量である1基本フレーム当たりのタイミングオフセットが、基本フレームごとに解消されるように、各基本フレームそれぞれの時間長さを調整する。
つまり、フレームタイミング制御部30は、次に同期モードに切り替わるまでの通信モードの間で、同期補正処理を1基本フレームごと(単位時間ごと)に複数回に分けて行い、前回の同期モードとの間において生じた、同期ずれの推定値としての通信タイミングオフセットを解消するように各基本フレームそれぞれの時間長さを調整する。
なお、送信タイミングを他の基地局装置の送信タイミングと一致させれば、自然に、受信タイミングも一致する。すなわち、他の基地局装置との間でフレームタイミング同期がとれた状態となる。
Further, in the communication mode, the frame timing control unit 30 is requested by the calculation unit 23c to perform synchronization correction for synchronizing the communication signal transmitted to the terminal device with the communication signal of another base station device. Further, the time length for each basic frame is adjusted based on the timing offset per basic frame (synchronous correction processing).
Specifically, the time length of each basic frame is adjusted so that the timing offset per basic frame, which is the amount of synchronization deviation estimated to occur for each basic frame, is eliminated for each basic frame. .
In other words, the frame timing control unit 30 performs synchronization correction processing for each basic frame (per unit time) in multiple times during the communication mode until the next switching to the synchronization mode, The time length of each basic frame is adjusted so as to eliminate the communication timing offset as an estimated value of the synchronization error that occurs in the meantime.
If the transmission timing is matched with the transmission timing of another base station apparatus, the reception timing is also matched naturally. That is, the frame timing is synchronized with other base station apparatuses.

このように、本実施形態では、フレームタイミング同期として、上記の処理を行うことで、自己と他の基地局装置との間にクロック周波数誤差が存在しているとしても、通信フレームタイミングオフセットが生じるのを抑制することができ、自己と他の基地局装置との間における通信タイミングに関する同期ずれを抑制することができる。   Thus, in the present embodiment, by performing the above processing as frame timing synchronization, a communication frame timing offset occurs even if a clock frequency error exists between itself and another base station apparatus. Can be suppressed, and a synchronization shift regarding communication timing between itself and another base station apparatus can be suppressed.

以上のように、本実施形態の推定部23は、他の基地局装置の通信信号より当該他の基地局装置のプリアンブルのタイミングt(通信タイミング)を取得し、このタイミングtと、自装置2,3の送信タイミングとの差を、通信タイミングオフセット(同期タイミング誤差)として検出し、この通信タイミングオフセットに基づいて、他の基地局装置の通信信号と、自己の通信信号との間における同期ずれの推定値(通信タイミングオフセット、キャリア周波数オフセット)を求める。
また、補正部としてのキャリア周波数補正部21,22、及びフレームタイミング制御部30は、通信モードにおいて自己が送信する通信信号を他の基地局装置に対して同期させるための(タイミングオフセット及びキャリア周波数オフセットに関する)同期補正処理を、前記同期ずれの推定値に基づいて行う。
また、キャリア周波数補正部21,22、及びフレームタイミング制御部30は、次に同期モードに切り替わるまでの通信モードの間で、(タイミングオフセット及びキャリア周波数オフセットに関する)同期補正処理を、複数回に分けて行う。
As described above, the estimation unit 23 according to the present embodiment acquires the preamble timing t (communication timing) of the other base station device from the communication signal of the other base station device, and this timing t and the own device 2 , 3 is detected as a communication timing offset (synchronization timing error), and based on this communication timing offset, a synchronization shift between a communication signal of another base station apparatus and its own communication signal Are estimated (communication timing offset, carrier frequency offset).
In addition, the carrier frequency correction units 21 and 22 and the frame timing control unit 30 as correction units are configured to synchronize communication signals transmitted by themselves in communication mode with other base station apparatuses (timing offset and carrier frequency). A synchronization correction process (related to the offset) is performed based on the estimated value of the synchronization deviation.
Further, the carrier frequency correction units 21 and 22 and the frame timing control unit 30 divide the synchronization correction processing (related to the timing offset and the carrier frequency offset) into a plurality of times during the communication mode until the next switching to the synchronization mode. Do it.

なお、上記推定部23及びフレームタイミング制御部30により行われる、基地局装置間でのフレームタイミングに関する同期処理、及び、同期補正処理については、後に詳述する。   Note that the synchronization processing and the synchronization correction processing regarding the frame timing between the base station apparatuses performed by the estimation unit 23 and the frame timing control unit 30 will be described in detail later.

図2に戻り、前記同期制御部26は、前述のように、通信モードを休止するタイミング(同期タイミング)を制御し、同期モードを実行させる。
同期モードは、次のようにして実行される。
Returning to FIG. 2, as described above, the synchronization control unit 26 controls the timing (synchronization timing) at which the communication mode is paused to execute the synchronization mode.
The synchronous mode is executed as follows.

まず、スレーブ基地局装置2,3は、起動時において、他の基地局装置(マスタ基地局装置又は他のスレーブ基地局装置)のうち、一の基地局装置をソース基地局装置として選択し、当該ソース基地局装置が送信した信号(プリアンブル;既知信号;同期信号)の受信波(ソース受信波)を検出して、基地局装置間のフレームタイミング同期とキャリア周波数同期をとる。   First, the slave base station devices 2 and 3 select one base station device as a source base station device among other base station devices (master base station device or other slave base station devices) at the time of startup, A received wave (source received wave) of a signal (preamble; known signal; synchronization signal) transmitted by the source base station apparatus is detected, and frame timing synchronization and carrier frequency synchronization are established between the base station apparatuses.

なお、基地局装置が起動したとき行われる基地局間同期のための処理を初期同期モードという。初期同期モードは、前述のように起動時に実行され、より具体的には、基地局装置が起動してから、端末装置との通信が開始されるまでの間に行われる。   A process for synchronization between base stations performed when the base station apparatus is activated is referred to as an initial synchronization mode. The initial synchronization mode is executed at the time of activation as described above, and more specifically, is performed after the base station apparatus is activated until the communication with the terminal apparatus is started.

初期同期モードの実行後、基地局装置は、自エリア内の端末装置との通信が可能になる。
しかし、基地局装置間では、クロック精度のばらつきによるクロック周波数オフセットが存在しているため、時間の経過によって、基地局装置間においてフレームタイミングやキャリア周波数にずれを生じる。
After the execution of the initial synchronization mode, the base station apparatus can communicate with the terminal apparatus in its own area.
However, since there is a clock frequency offset due to variations in clock accuracy between base station apparatuses, frame timing and carrier frequency are shifted between base station apparatuses over time.

そこで、スレーブ基地局装置2,3は、所定のタイミングで、端末装置との通信(送信信号;下りサブフレーム)を休止(停止)し、同期ずれを解消するための同期モード(通信を休止した同期モード)になる。
図6は、基地局装置2,3が、端末装置との通信を行う(通常)通信モードから、他の基地局装置(マスタ基地局装置又はスレーブ基地局装置)からの信号を受信する同期モードに切り替わるためのフローチャートを示している。
Therefore, the slave base station devices 2 and 3 pause (stop) communication (transmission signal; downlink subframe) with the terminal device at a predetermined timing, and stop the synchronization mode (communication was paused). Synchronized mode).
FIG. 6 shows a synchronization mode in which the base station apparatuses 2 and 3 receive signals from other base station apparatuses (master base station apparatus or slave base station apparatus) from the (normal) communication mode in which communication with the terminal apparatus is performed. The flowchart for switching to is shown.

図6に示すように、基地局装置2,3は、同期モードになるべき同期タイミングであるか否かの判定を行う(ステップS1)。同期タイミングは、例えば、同期モードになる周期(所定時間毎又は所定フレーム数毎)として設定されている。周期を時間で設定する場合、例えば、5分程度とすることができる。
端末装置との間で通信を行う通常通信モードであるときに、同期モードへ移行すべきタイミングになったと判定された場合(ステップS2)、基地局装置2,3は、同期モード(ステップS3)に移行する。同期モードが終了すると、再び通常通信モードに戻る(ステップS4)。
基地局装置2,3は、端末装置との間で通信を行いつつも、定期的又は必要に応じて随時、同期モードを実行することで、同期ずれが生じても、それを解消することができる。
As illustrated in FIG. 6, the base station devices 2 and 3 determine whether or not it is a synchronization timing that should be in the synchronization mode (step S1). The synchronization timing is set, for example, as a cycle (every predetermined time or every predetermined number of frames) in which the synchronization mode is set. When setting a period by time, it can be set as about 5 minutes, for example.
When it is determined that it is time to shift to the synchronization mode in the normal communication mode in which communication is performed with the terminal device (step S2), the base station devices 2 and 3 are in the synchronization mode (step S3). Migrate to When the synchronization mode ends, the normal communication mode is resumed (step S4).
The base station devices 2 and 3 communicate with the terminal device, but can eliminate the synchronization loss by executing the synchronization mode periodically or whenever necessary. it can.

基地局装置2,3が、同期モードになると、端末装置との間の通信(下りサブフレームの送信)は停止(休止)され、本来、下りサブフレームとなる時間においても、信号を受信する状態となる。   When the base station devices 2 and 3 enter the synchronous mode, communication with the terminal device (downlink subframe transmission) is stopped (paused), and a state in which signals are received even during the time when the base station devices are originally in the downlink subframe. It becomes.

同期モードでは、他の基地局装置2が端末装置へ送信した信号(OFDM信号)を受信する。本実施形態では、他の基地局装置2が送信した下りサブフレームDLの先頭にあるプリアンブルを基地局間同期のための同期信号とし、フレームタイミング同期及びキャリア周波数同期をとる。   In the synchronous mode, a signal (OFDM signal) transmitted from another base station device 2 to the terminal device is received. In this embodiment, the preamble at the head of the downlink subframe DL transmitted by another base station apparatus 2 is used as a synchronization signal for synchronization between base stations, and frame timing synchronization and carrier frequency synchronization are achieved.

以上の同期モードが終了すると、基地局装置2,3は、同期モードから通常通信モードに戻り、端末装置との間の通信が可能な状態となる。   When the above synchronization mode ends, the base station devices 2 and 3 return from the synchronization mode to the normal communication mode, and can communicate with the terminal device.

次に、上記同期モード、及び通常通信モードにおいて、基地局装置2,3が行う同期処理、及び同期補正処理について詳述する。
図7は、スレーブ基地局装置が、通信モードと同期モードとを繰り返し行ったときのマスタ基地局装置に対する通信タイミングオフセットの経時変化の態様を示す図である。なお、図7においては、第一基地局装置1と、第二基地局装置2との間の通信タイミングオフセットとして説明する。
Next, the synchronization process and the synchronization correction process performed by the base station apparatuses 2 and 3 in the synchronization mode and the normal communication mode will be described in detail.
FIG. 7 is a diagram illustrating an aspect of a temporal change in communication timing offset with respect to the master base station apparatus when the slave base station apparatus repeatedly performs the communication mode and the synchronization mode. In addition, in FIG. 7, it demonstrates as a communication timing offset between the 1st base station apparatus 1 and the 2nd base station apparatus 2. FIG.

図7において、第二基地局装置2が、所定時間幅の通信モードの実行後に同期モードを周期的に繰り返している態様を示している。また、図7において、通信タイミングオフセットが「0」のときに、第一基地局装置1と、第二基地局装置2との間のフレームタイミングが一致しフレームタイミングの同期がとれている状態を示している。
また、図7中、破線は、同期モードにおける同期処理のみでフレームタイミング同期をとった場合の通信タイミングオフセットの経時変化を示した線図であり、実線は、同期モードにおける同期処理と、通信モードにおける同期補正処理とによって、フレームタイミング同期をとった本実施形態による通信タイミングオフセットの経時変化を示した線図である。
FIG. 7 shows a mode in which the second base station apparatus 2 periodically repeats the synchronization mode after executing the communication mode with a predetermined time width. In FIG. 7, when the communication timing offset is “0”, the frame timing between the first base station apparatus 1 and the second base station apparatus 2 coincides and the frame timing is synchronized. Show.
In FIG. 7, the broken line is a diagram showing the change over time in the communication timing offset when the frame timing synchronization is achieved only by the synchronization process in the synchronization mode, and the solid line indicates the synchronization process in the synchronization mode and the communication mode. FIG. 6 is a diagram showing a change with time of a communication timing offset according to the present embodiment in which frame timing synchronization is achieved by synchronization correction processing in FIG.

通信モードにおいて、第二基地局装置2は、端末装置との間で通信を行うので、第一基地局装置1との関係では、別個独立して動作しており、フリーランの状態である。従って、図7中の破線で示すように、通信モードにおいて同期補正処理を行わない場合、通信タイミングオフセットは、同期モードにて同期処理を行うことで同期がとれた状態から、通信モードにおいては、両基地局装置1,2同士のクロック周波数誤差によって、経時的に増加し、同期ずれが生じる。このとき、通信モードから同期モードに切り替える際(通信モードの終了時)に同期ずれとして生じる通信タイミングオフセット値ΔTn´は、両者間のクロック周波数誤差が経時的に累積することによって、概ね同程度の値として、各通信モードに対応して周期的に現れる。
これに対して、本実施形態では、通信モードにおいて同期補正処理を行うことで、図7中の実線で示すように、通信モードに対応して周期的に現れる通信タイミングオフセットが大きく生じるのが抑制されている。
In the communication mode, the second base station device 2 communicates with the terminal device, and therefore operates independently and in a free-run state in relation to the first base station device 1. Therefore, as shown by the broken line in FIG. 7, when the synchronization correction process is not performed in the communication mode, the communication timing offset is changed from the state synchronized by performing the synchronization process in the synchronization mode to the communication mode. Due to the clock frequency error between the two base station apparatuses 1 and 2, it increases with time and a synchronization shift occurs. At this time, the communication timing offset value ΔT n ′ generated as a synchronization shift when switching from the communication mode to the synchronous mode (at the end of the communication mode) is approximately the same as the clock frequency error between the two accumulates over time. As a value of, it appears periodically corresponding to each communication mode.
On the other hand, in the present embodiment, by performing the synchronization correction process in the communication mode, as shown by the solid line in FIG. 7, it is possible to suppress a communication timing offset that appears periodically corresponding to the communication mode from occurring. Has been.

図8は、図7中の同期モードの部分の拡大図である。
本実施形態に係る第二基地局装置2は、推定部23b及びフレームタイミング制御部30によって、1基本フレーム当たりのタイミングオフセットtnを求め、このタイミングオフセットtnが解消されるように、通信モードにて送信される信号を構成する各基本フレームごとに同期補正を行う。
FIG. 8 is an enlarged view of the synchronous mode portion in FIG.
The second base station apparatus 2 according to the present embodiment obtains a timing offset t n per basic frame by the estimation unit 23b and the frame timing control unit 30, and the communication mode so that the timing offset t n is eliminated. The synchronization correction is performed for each basic frame constituting the signal transmitted by.

具体的には、フレームタイミング制御部30は、各基本フレームにおける下りサブフレームDLの送信開始タイミングをタイミングオフセットtnが解消される方向にずらすことで同期補正を行う。すなわち、フレームタイミング制御部30は、基本フレームにおいて、次の基本フレームに隣接する切り替えギャップRTGの時間幅を調整することで前記の同期補正を行うことができる。
フレームタイミング制御部30は、各基本フレームごとに同期補正を行うので、通信モードにおける通信タイミングオフセットの値は、図8に示すように、各基本フレームの時間幅ごとで増加し、各基本フレーム同士の間のタイミングで、タイミングオフセットtn分だけ減少するのを繰り返す。
Specifically, the frame timing control unit 30 performs synchronization correction by shifting the transmission start timing of the downlink subframe DL in each basic frame in a direction in which the timing offset t n is eliminated. That is, the frame timing control unit 30 can perform the synchronization correction by adjusting the time width of the switching gap RTG adjacent to the next basic frame in the basic frame.
Since the frame timing control unit 30 performs synchronization correction for each basic frame, the value of the communication timing offset in the communication mode increases with the time width of each basic frame as shown in FIG. It is repeated that the timing is decreased by the timing offset t n at the timing between.

このように、フレームタイミング制御部30は、次に同期モードに切り替わるまでの通信モードの間で、同期補正を1基本フレームごとに複数回に分けて行い、前回の同期モードとの間において生じた、同期ずれの推定値としての通信タイミングオフセットを解消するように各基本フレームそれぞれの時間長さを調整する。
このように同期補正を行うと、通信モード全域に亘って均等に同期補正が行われるので、経時的に増加する同期ずれを効果的に抑制することができる。
なお、1基本フレーム当たりのタイミングオフセットtnの求め方については、後に説明する。
As described above, the frame timing control unit 30 performs synchronization correction in a plurality of times for each basic frame during the communication mode until the next switching to the synchronization mode, and occurs between the previous synchronization mode. Then, the time length of each basic frame is adjusted so as to eliminate the communication timing offset as the estimated value of synchronization loss.
When the synchronization correction is performed in this way, the synchronization correction is performed uniformly over the entire communication mode, so that the synchronization shift that increases with time can be effectively suppressed.
A method for obtaining the timing offset t n per basic frame will be described later.

通信モードから同期モードへと切り替わると、推定部23のプリアンブル検出部23a(図2)は、通信タイミングオフセット値ΔTnを現状の同期ずれとして検出する。
ついで、演算部23c(図2)は、上記通信タイミングオフセット値ΔTnを、次の通信モードにおける同期ずれの推定値としてプリアンブル検出部23aから受け取り、1基本フレーム当たりのタイミングオフセットtn+1を演算し、フレームタイミング制御部30に出力する。
When the communication mode is switched to the synchronization mode, the preamble detection unit 23a (FIG. 2) of the estimation unit 23 detects the communication timing offset value ΔT n as the current synchronization deviation.
Next, the calculation unit 23c (FIG. 2) receives the communication timing offset value ΔT n from the preamble detection unit 23a as an estimated value of synchronization deviation in the next communication mode, and calculates a timing offset t n + 1 per basic frame. Calculate and output to the frame timing control unit 30.

ここで、演算部23cは、以下のようにして次の通信モードにおける1基本フレーム当たりのタイミングオフセットtn+1を演算する。すなわち、現状の通信タイミングオフセット値ΔTnは、基本フレームごとにタイミングオフセットtnによって逐次同期補正された結果、生じた同期ずれである。仮に、現状の通信タイミングオフセット値ΔTnがタイミングオフセットtnと同じ値であれば、タイミングオフセットtnとした同期補正によって、同期モードの時点においては、正確に同期ずれが解消されていることとなる。
しかし、現状の通信タイミングオフセット値ΔTnには、両基地局装置のクロック発生器の状態や、通信環境の変化によって、通常、下記式(2)で示すようなずれ値δTnが生じる。
ΔTn = tn + δTn ・・・ (2)
Here, the calculation unit 23c calculates the timing offset t n + 1 per basic frame in the next communication mode as follows. In other words, the current communication timing offset value ΔT n is a synchronization shift generated as a result of the sequential synchronization correction by the timing offset t n for each basic frame. If, when the same value communication timing offset value [Delta] T n the current is the timing offset t n, by the synchronization correction and timing offset t n, at the time of the synchronous mode, and it is precisely synchronized displacement is eliminated Become.
However, the current communication timing offset value ΔT n usually has a deviation value δT n as shown in the following equation (2) depending on the state of the clock generators of both base station apparatuses and the change in the communication environment.
ΔT n = t n + δT n (2)

なお、直前の通信モード全体において、同期補正を行わなかった場合に生じる通信タイミングオフセット値ΔTn´は、基本フレームごとに同期補正により解消されるタイミングオフセットtnに一の通信モードに含まれる基本フレーム数を乗じたものに上記ずれ値δTnを加えた値として表される。 Note that the communication timing offset value ΔT n ′ generated when synchronization correction is not performed in the entire previous communication mode is included in one communication mode in the timing offset t n that is eliminated by synchronization correction for each basic frame. It is expressed as a value obtained by multiplying the number of frames and the deviation value δT n .

上記ずれ値δTnは、直前の通信モード全体において、同期補正しつつ生じた同期ずれである。従って、演算部23cは、下記式(3)に示すように、ずれ値δTnを通信モードの時間幅に含まれる基本フレーム数で除することで、ずれ値δTnの基本フレーム当たりの値を求め、これに先の1基本フレーム当たりのタイミングオフセットtnを加えることで、次の通信モードにおける1基本フレーム当たりのタイミングオフセットtn+1を求める。
n+1 = tn + δTn/(通信モードに含まれる基本フレーム数)
・・・(3)
The deviation value δT n is a synchronization deviation that occurs while correcting the synchronization in the entire previous communication mode. Therefore, the arithmetic unit 23c, as shown in the following formula (3), by dividing the number of basic frames included a shift value? T n to the time width of the communication mode, the value per basic frame shift value? T n sought, this by adding the timing offset t n of 1 basic frame per former, obtaining the timing offset t n + 1 per basic frame in the next communication mode.
t n + 1 = t n + δT n / (number of basic frames included in communication mode)
... (3)

演算部23cは、上記式(2)、及び(3)示すように、プリアンブル検出部23aが次の通信モードにおける同期ずれの推定値として検出した通信タイミングオフセット値ΔTnをに基づいて、1基本フレーム当たりのタイミングオフセットtn+1を求める。
なお、一の通信モードに含まれる基本フレーム数については、通信モードの時間幅は予め同期制御部26により定められ、また、基本フレームの時間幅は上述のように5msと定められているので、演算部23cは、これらの値から、一の通信モードに含まれる基本フレーム数を求めることができる。
Based on the communication timing offset value ΔT n detected by the preamble detection unit 23a as an estimated value of synchronization shift in the next communication mode, as shown in the above equations (2) and (3), the calculation unit 23c A timing offset t n + 1 per frame is obtained.
For the number of basic frames included in one communication mode, the time width of the communication mode is determined in advance by the synchronization control unit 26, and the time width of the basic frame is set to 5 ms as described above. The computing unit 23c can obtain the number of basic frames included in one communication mode from these values.

なお、上記ずれ値δTnが、予め定めた値よりも小さい場合には、当該ずれ値δTnを考慮することなく、そのまま現状のタイミングオフセットtnを次の通信モードにおけるタイミングオフセットtn+1とすることもできる。この場合、補正する必要のない微細なずれ値δTnに基づいて同期補正が行われるのを防止できる。
また、ずれ値δTnが、極端に大きい値として現れた場合においても、当該ずれ値δTnを考慮することなく、そのまま現状のタイミングオフセットtnを次の通信モードにおけるタイミングオフセットtn+1とすることもできる。この場合、ずれ値δTnが、例えばマルチパス等に起因して突発的な異常値として現れたとしても、それに基づいた同期補正が行われるのを回避できる。
When the deviation value δT n is smaller than a predetermined value, the current timing offset t n is directly used as the timing offset t n + 1 in the next communication mode without considering the deviation value δT n. It can also be. In this case, it is possible to prevent the synchronous correction from being performed based on the minute deviation value δT n that does not need to be corrected.
Even when the deviation value δT n appears as an extremely large value, the current timing offset t n is directly used as the timing offset t n + 1 in the next communication mode without considering the deviation value δT n. You can also In this case, even if the deviation value δT n appears as a sudden abnormal value due to, for example, multipath, it is possible to avoid performing synchronization correction based on the abnormal value.

上記のように求められる1基本フレーム当たりのタイミングオフセットtn+1を演算部23cから受け取るとともに、プリアンブル検出部23aから通信タイミングオフセット値ΔTnを受け取ると、フレームタイミング制御部30は、現状の通信タイミングオフセット値ΔTnを解消する方向に通信モードを開始する際の自己の送信タイミングをずらす処理を行うことで、同期処理を行う。
また、フレームタイミング制御部30は、上記同期処理の後、通信モードに切り替わると、1基本フレーム当たりのタイミングオフセットtn+1に基づいて、当該通信モードにおける各基本フレームごとに上述の同期補正を行う。
When the timing offset t n + 1 per basic frame obtained as described above is received from the calculation unit 23c and the communication timing offset value ΔT n is received from the preamble detection unit 23a, the frame timing control unit 30 The synchronization process is performed by performing a process of shifting its own transmission timing when starting the communication mode in a direction to eliminate the timing offset value ΔT n .
In addition, when the frame timing control unit 30 switches to the communication mode after the synchronization process, the frame timing control unit 30 performs the above-described synchronization correction for each basic frame in the communication mode based on the timing offset t n + 1 per basic frame. Do.

上記のように構成された第二及び第三基地局装置2,3によれば、通信モードにおいて自己が送信する通信信号の同期補正を、次に同期モードに切り替わるまでの通信モードの間で複数回に分けて行うので、同期ずれが大きく生じるのを、通信モード全域に亘って抑制することができる。従って、同期モードにおいて行われる基地局間同期によって同期ずれを抑制するのみならず、通信モード時においても同期ずれが抑制されるので、同期ずれを効果的に抑制することができる。   According to the second and third base station devices 2 and 3 configured as described above, the synchronization correction of the communication signal transmitted by itself in the communication mode is performed between the communication modes until the next switching to the synchronization mode. Since the process is performed separately, it is possible to suppress the occurrence of a large synchronization shift over the entire communication mode. Therefore, not only the synchronization shift is suppressed by the synchronization between base stations performed in the synchronization mode, but also the synchronization shift can be suppressed even in the communication mode, so that the synchronization shift can be effectively suppressed.

また、本実施形態の基地局装置2,3によれば、端末装置との間の通信を行うための通信モードにおいても同期ずれが抑制されるので、同期ずれを抑制するために、端末装置との間の通信を停止する必要のある同期モードの周期を短くする必要がない。このため、端末装置との間のスループットの低下を抑えつつ、基地局間の同期ずれを抑制することができる。   Further, according to the base station devices 2 and 3 of the present embodiment, since synchronization deviation is suppressed even in the communication mode for performing communication with the terminal device, in order to suppress synchronization deviation, There is no need to shorten the period of the synchronous mode in which communication between the two needs to be stopped. For this reason, the synchronization gap between base stations can be suppressed, suppressing the fall of the throughput between terminal devices.

〔第二の実施形態〕
図11は、本発明の第三の実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。図11において、基地局装置101a,101bとユーザ端末(移動端末;MS;Mobile Station)102a,102bとの間で無線通信を行う通信システムを示している。この通信システムにおいては、基地局装置(BS;Base Station)101a,101bは、複数設置されており、セル内のユーザ端末102a,102bとの間で通信を行うことができる。
[Second Embodiment]
FIG. 11 is a diagram showing an overall configuration of a wireless communication system according to the third embodiment of the present invention. FIG. 11 illustrates a communication system that performs wireless communication between base station apparatuses 101a and 101b and user terminals (mobile terminals; MSs) 102a and 102b. In this communication system, a plurality of base station apparatuses (BSs) 101a and 101b are installed and can communicate with user terminals 102a and 102b in a cell.

この通信システムは、例えば、LTE(Long Term Evolution)が適用されるシステムである。LTEでは、周波数分割複信(FDD)を採用することができ、以下では、本通信システムは、周波数分割複信方式を採用しているものとして説明する。また、通信システムは、LTE以外に、WCDMA,CDMA2000を採用するものであってもよい。   This communication system is, for example, a system to which LTE (Long Term Evolution) is applied. In LTE, frequency division duplex (FDD) can be employed. In the following, the communication system will be described as employing a frequency division duplex scheme. The communication system may adopt WCDMA or CDMA2000 in addition to LTE.

本実施形態の通信システムでは、複数の基地局装置101a,101b間で同期をとる基地局間同期が行われる。本実施形態において、基地局間同期は、親となる他の基地局装置としての基地局装置(以下、「親BS」という)101aが、当該親BS101aのセル内の端末装置102aへ向けて送信した信号を、別の基地局装置(以下、「子BS」という)101bが受信することで同期をとる「エア同期」によって実行される。
なお、親BSは、さらに他の基地局装置との間でエア同期をとるものであってもよいし、GPS信号によって同期をとるなど、エア同期以外の方法によって、フレームタイミングを決定するものであってもよい。
In the communication system according to the present embodiment, inter-base station synchronization is performed in which a plurality of base station apparatuses 101a and 101b are synchronized. In the present embodiment, inter-base station synchronization is performed by a base station apparatus (hereinafter referred to as “parent BS”) 101a as another parent base station apparatus transmitted toward the terminal apparatus 102a in the cell of the parent BS 101a. The received signal is received by another base station apparatus (hereinafter referred to as “child BS”) 101b, and this is executed by “air synchronization” for synchronization.
In addition, the parent BS may be one that establishes air synchronization with another base station device, or determines frame timing by a method other than air synchronization, such as synchronization by a GPS signal. There may be.

〔LTEのフレーム構造〕
周波数分割複信においては、上り信号(端末装置から基地局装置への送信信号)の周波数fuと下り信号(基地局装置から端末装置への送信信号)の周波数fdとを異ならせることで、上り通信と下り通信とを同時に行う。
図12に示すように、LTEにおける下りフレーム(DLフレーム)及び上りフレーム(ULフレーム)は、それぞれ時間長さが、10m秒であり、#1〜#19までの20個のスロットによって構成されている。また、LTEでは、2つのスロットの組み合わせをサブフレームという。なお、これらの下りフレームと上りフレームのタイミングは揃えられている。
[LTE frame structure]
In frequency division duplex, the frequency fu of the uplink signal (transmission signal from the terminal device to the base station device) and the frequency fd of the downlink signal (transmission signal from the base station device to the terminal device) are made different from each other. Communication and downlink communication are performed simultaneously.
As shown in FIG. 12, the downlink frame (DL frame) and the uplink frame (UL frame) in LTE each have a time length of 10 milliseconds and are configured by 20 slots # 1 to # 19. Yes. In LTE, a combination of two slots is called a subframe. Note that the timings of these downstream frames and upstream frames are aligned.

図13に示すように、下りフレーム(DLフレーム)を構成するスロットそれぞれは、7個(I=0〜6)のOFDMシンボルによって構成されている(Normal Cyclic Prefixの場合)。
そして、下りフレームを構成する#0〜#19の20個のスロットのうち、0番目(#0)及び10番目(#10)のスロットには、基地局装置としての識別符号として、Primary Synchronizaiton Signal及びSecondary Synchronization Signalが設けられている。
As shown in FIG. 13, each slot constituting the downlink frame (DL frame) is composed of seven (I = 0 to 6) OFDM symbols (in the case of Normal Cyclic Prefix).
Of the 20 slots # 0 to # 19 constituting the downlink frame, the 0th (# 0) and 10th (# 10) slots have a primary synchronization signal as an identification code as a base station apparatus. And Secondary Synchronization Signal.

Primary Synchronizaiton Signalは、スロットを構成する7個のOFDMシンボルのうち、最後シンボル(I=6)に配置されている。このSignalは、基地局装置の通信エリア(セル)を分割した複数(3個)のセクタそれぞれを識別するための情報であり、3種類ある。
Secondary Synchronization Signalは、スロットを構成する7個のOFDMシンボルのうち、最後から2番目(I=5)のシンボルに配置されている。このSignalは、複数の基地局装置の通信エリア(セル)それぞれを識別するための情報であり、168種類ある。
The primary synchronization signal is arranged at the last symbol (I = 6) among the seven OFDM symbols constituting the slot. This Signal is information for identifying each of a plurality of (three) sectors obtained by dividing the communication area (cell) of the base station apparatus, and there are three types.
The Secondary Synchronization Signal is arranged in the second (I = 5) symbol from the last among the seven OFDM symbols constituting the slot. This Signal is information for identifying each of the communication areas (cells) of a plurality of base station apparatuses, and there are 168 types.

Primary Synchronizaiton Signal及びSecondary Synchronization Signalの2つによって、504種類(168×3)の識別符号を構成する。ユーザ端末は、基地局装置から送信されたこれらのSignalを取得することで、自端末が、どの基地局装置のどのセクタに存在するかを認識することができる。
また、これらの信号は、ユーザ端末が、基地局装置と同期をとるための信号であり、ユーザ端末は、これらの信号を取得することで、通信相手である基地局装置との間で、同期をとることができる。
504 types (168 × 3) of identification codes are constituted by two of Primary Synchronization Signal and Secondary Synchronization Signal. By acquiring these signals transmitted from the base station apparatus, the user terminal can recognize in which sector of which base station apparatus the own terminal exists.
Also, these signals are signals for the user terminal to synchronize with the base station apparatus, and the user terminal acquires these signals to synchronize with the base station apparatus that is the communication partner. Can be taken.

〔基地局装置の構成〕
図14は、基地局装置(子BS)101bの構成を示している。子BS101bは、アンテナ141、第1受信部110、第2受信部120、及び送信部130を備えている。第1受信部110は、ユーザ端末102bからの上り信号を受信するためのものであり、第2受信部120は、他の基地局装置である親BS101aからの信号を受信するためのものである。送信部130は、ユーザ端末102bへ下り信号を送信するためのものである。
[Configuration of base station equipment]
FIG. 14 shows the configuration of the base station apparatus (child BS) 101b. The child BS 101b includes an antenna 141, a first reception unit 110, a second reception unit 120, and a transmission unit 130. The first receiving unit 110 is for receiving an uplink signal from the user terminal 102b, and the second receiving unit 120 is for receiving a signal from the parent BS 101a that is another base station device. . The transmission unit 130 is for transmitting a downlink signal to the user terminal 102b.

また、子BS101bは、サーキュレータ140を備えている。このサーキュレータ140は、アンテナ141からの受信信号を、第1受信部110及び第2受信部120側へ与え、送信部130から出力された送信信号を、アンテナ141側へ与えるためのものである。このサーキュレータ140と送信部130の第4フィルタ135によって、アンテナ141からの受信信号が送信部130側へ伝わることが防止されている。
また、サーキュレータ140と第1受信部の第1フィルタ111によって、送信部130から出力された送信信号が第1受信部110へ伝わることが防止されている。さらに、サーキュレータ140と第5フィルタ121によって、送信部130から出力された送信信号が第2受信部120へ伝わることが防止されている。
In addition, the child BS 101b includes a circulator 140. The circulator 140 is for giving a reception signal from the antenna 141 to the first reception unit 110 and the second reception unit 120 side, and for giving a transmission signal output from the transmission unit 130 to the antenna 141 side. The circulator 140 and the fourth filter 135 of the transmission unit 130 prevent the reception signal from the antenna 141 from being transmitted to the transmission unit 130 side.
Further, the circulator 140 and the first filter 111 of the first receiving unit prevent the transmission signal output from the transmitting unit 130 from being transmitted to the first receiving unit 110. Further, the circulator 140 and the fifth filter 121 prevent the transmission signal output from the transmission unit 130 from being transmitted to the second reception unit 120.

この第1受信部110は、スーパーヘテロダイン受信機として構成されており、IF(中間周波数)サンプリングを行うよう構成されている。より具体的には、第1受信部110は、第1フィルタ111、第1増幅器112、第1周波数変換部113、第2フィルタ114、第2増幅器115、第2周波数変換部116、及びA/D変換部117を備えている。   The first receiver 110 is configured as a superheterodyne receiver, and is configured to perform IF (intermediate frequency) sampling. More specifically, the first reception unit 110 includes a first filter 111, a first amplifier 112, a first frequency conversion unit 113, a second filter 114, a second amplifier 115, a second frequency conversion unit 116, and an A / A D conversion unit 117 is provided.

第1フィルタ111は、ユーザ端末2bからの上り信号だけを通過させるためのものであり、上り信号の周波数fuだけを通過させる帯域通過フィルタによって構成されている。第1フィルタ111を通過した受信信号は、第1増幅器(高周波増幅器)112によって増幅され、第1周波数変換部113によって周波数fuから第1中間周波数への変換がなされる。なお、第1周波数変換部113は、発振器113a及びミキサ113bによって構成されている。   The first filter 111 is used to pass only the uplink signal from the user terminal 2b, and is configured by a band pass filter that passes only the frequency fu of the uplink signal. The received signal that has passed through the first filter 111 is amplified by a first amplifier (high frequency amplifier) 112 and converted from a frequency fu to a first intermediate frequency by a first frequency converter 113. The first frequency conversion unit 113 includes an oscillator 113a and a mixer 113b.

第1周波数変換部113の出力は、第1中間周波数だけを通過させる第2フィルタ114を経て、第2増幅器(中間周波増幅器)115によって再び増幅される。第2増幅器115の出力は、第2周波数変換部116によって、第1中間周波数から第2中間周波数に変換され、さらにA/D変換部117によってデジタル信号に変換される。なお、第2周波数変換部116も発振器116a及びミキサ116bによって構成されている。   The output of the first frequency converter 113 is amplified again by the second amplifier (intermediate frequency amplifier) 115 through the second filter 114 that passes only the first intermediate frequency. The output of the second amplifier 115 is converted from the first intermediate frequency to the second intermediate frequency by the second frequency converter 116 and further converted into a digital signal by the A / D converter 117. The second frequency conversion unit 116 is also composed of an oscillator 116a and a mixer 116b.

A/D変換部117の出力(第1受信部110の出力)は、復調回路150(デジタル信号処理装置)に与えられ、ユーザ端末102bからの受信信号の復調処理が行われる。
このように、第1受信部110は、アンテナ141にて受信したアナログの上り信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号処理装置として構成された復調回路150に対し、デジタルの上り信号を与えるものである。
The output of the A / D conversion unit 117 (the output of the first reception unit 110) is given to the demodulation circuit 150 (digital signal processing device), and the demodulation process of the reception signal from the user terminal 102b is performed.
As described above, the first receiving unit 110 converts the analog upstream signal received by the antenna 141 into a digital signal, and gives the digital upstream signal to the demodulation circuit 150 configured as a digital signal processing device. is there.

また、前記送信部130は、変調回路160(デジタル信号処理装置)から出力された変調信号I,Qを受け取り、アンテナ141から信号を送信させるものであり、ダイレクトコンバージョン送信機として構成されている。この送信部130は、D/A変換器131a,131bと、直交変調器132と、第3フィルタ133、第3増幅器(高出力増幅器;HPA)134、及び第4フィルタ135を備えている。   The transmitter 130 receives the modulated signals I and Q output from the modulation circuit 160 (digital signal processing device) and transmits the signals from the antenna 141, and is configured as a direct conversion transmitter. The transmission unit 130 includes D / A converters 131 a and 131 b, a quadrature modulator 132, a third filter 133, a third amplifier (high power amplifier; HPA) 134, and a fourth filter 135.

前記D/A変換器131a,131bは、変調信号I,QそれぞれについてD/A変換を行う。D/A変換器131a,131bの出力は、直交変調器132に与えられ、この直交変調器132によって、搬送波周波数がfd(下り信号周波数)である送信信号が生成される。
直交変調器132の出力は、周波数fdだけを通過させる第3フィルタ133を経て、第3増幅器134によって増幅され、さらに周波数fdだけを通過させる第4フィルタ135を得て、アンテナ141から送信され、ユーザ端末102bへの下り信号となる。
The D / A converters 131a and 131b perform D / A conversion on the modulation signals I and Q, respectively. The outputs of the D / A converters 131a and 131b are given to the quadrature modulator 132, and the quadrature modulator 132 generates a transmission signal having a carrier frequency of fd (downlink signal frequency).
The output of the quadrature modulator 132 passes through the third filter 133 that passes only the frequency fd, is amplified by the third amplifier 134, further obtains the fourth filter 135 that passes only the frequency fd, and is transmitted from the antenna 141. This is a downlink signal to the user terminal 102b.

以上の第1受信部110、送信部130は、ユーザ端末との間の本来的な通信を行うために必要な機能であるが、本実施形態の子BS101bは、更に第2受信部120を備えている。この第2受信部120は、エア同期をとるため、親BS101aが送信した下り信号を受信する。   The first receiving unit 110 and the transmitting unit 130 described above are functions necessary for performing intrinsic communication with the user terminal, but the child BS 101b of the present embodiment further includes the second receiving unit 120. ing. The second receiving unit 120 receives a downlink signal transmitted by the parent BS 101a in order to achieve air synchronization.

ここで、子BS101bが、エア同期によって親BS101aとの同期をとるには、子BS101bは、親BS101aが送信した下り信号を受信する必要がある。しかし、下り信号の周波数はfdであり、上り信号の周波数fuとは異なるため、第1受信部110では受信できない。   Here, in order for the child BS 101b to synchronize with the parent BS 101a by air synchronization, the child BS 101b needs to receive a downlink signal transmitted by the parent BS 101a. However, since the frequency of the downlink signal is fd and is different from the frequency fu of the uplink signal, the first receiving unit 110 cannot receive it.

つまり、第1受信部110には、周波数fuの信号だけを通過させる第1フィルタ111や、周波数fuから変換された第1中間周波数だけを通過させる第2フィルタ114が備わっているため、周波数fu以外の周波数(下り信号の周波数fd)の信号が第1受信部110に与えられても、第1受信部110を通過することはできない。
すなわち、第1受信部110は、第1受信部110内に備わったフィルタ111,114によって、上り信号周波数fuの信号の受信に適合したものとなっており、他の周波数の信号の受信はできない。
That is, since the first receiving unit 110 includes the first filter 111 that passes only the signal of the frequency fu and the second filter 114 that passes only the first intermediate frequency converted from the frequency fu, the frequency fu Even if a signal having a frequency other than (frequency fd of the downlink signal) is given to the first receiving unit 110, it cannot pass through the first receiving unit 110.
That is, the first receiving unit 110 is adapted to receive the signal of the upstream signal frequency fu by the filters 111 and 114 provided in the first receiving unit 110, and cannot receive signals of other frequencies. .

そこで、本実施形態の子BS101bには、第1受信部110とは別に、親BS101aが送信した周波数fdの下り信号の受信を行うための第2受信部120が備わっている。
この第2受信部120は、第5フィルタ121、第4増幅器(高周波増幅器)122、第3周波数変換部123、第6フィルタ124、第5増幅器(中間周波増幅器)125、第4周波数変換部126、及びA/D変換部127を備えている。
Therefore, the child BS 101b according to the present embodiment includes a second receiving unit 120 for receiving a downlink signal of the frequency fd transmitted from the parent BS 101a, in addition to the first receiving unit 110.
The second receiver 120 includes a fifth filter 121, a fourth amplifier (high frequency amplifier) 122, a third frequency converter 123, a sixth filter 124, a fifth amplifier (intermediate frequency amplifier) 125, and a fourth frequency converter 126. , And an A / D converter 127.

第5フィルタ121は、親BS101aからの下り信号だけを通過させるためのものであり、下り信号の周波数fdだけを通過させる帯域通過フィルタによって構成されている。第5フィルタ121を通過した受信信号は、第4増幅器(高周波増幅器)122によって増幅され、第4増幅器122の出力は、第3周波数変換部123によって下り信号周波数fdから第1中間周波数への変換がなされる。なお、第3周波数変換部123は、発振器123a及びミキサ123bによって構成されている。   The fifth filter 121 is used to pass only the downlink signal from the parent BS 101a, and is configured by a band pass filter that passes only the frequency fd of the downlink signal. The received signal that has passed through the fifth filter 121 is amplified by a fourth amplifier (high frequency amplifier) 122, and the output of the fourth amplifier 122 is converted from the downstream signal frequency fd to the first intermediate frequency by the third frequency converter 123. Is made. The third frequency conversion unit 123 includes an oscillator 123a and a mixer 123b.

第3周波数変換部123の出力は、第3周波数変換部123から出力された第1中間周波数だけを通過させる第6フィルタ124を経て、第5増幅器(中間周波増幅器)125によって再び増幅される。第5増幅器125の出力は、第4周波数変換部126によって、第1中間周波数から第2中間周波数に変換され、さらにA/D変換部127によってデジタル信号に変換される。なお、第4周波数変換部126も発振器126a及びミキサ126bによって構成されている。   The output of the third frequency converter 123 is amplified again by the fifth amplifier (intermediate frequency amplifier) 125 through the sixth filter 124 that passes only the first intermediate frequency output from the third frequency converter 123. The output of the fifth amplifier 125 is converted from the first intermediate frequency to the second intermediate frequency by the fourth frequency converter 126 and further converted into a digital signal by the A / D converter 127. The fourth frequency conversion unit 126 is also composed of an oscillator 126a and a mixer 126b.

A/D変換部127から出力された信号は、同期処理部170に与えられる。これにより、同期処理部170は、親BS101aからの下り信号を取得することができる。   The signal output from the A / D conversion unit 127 is given to the synchronization processing unit 170. As a result, the synchronization processing unit 170 can acquire the downlink signal from the parent BS 101a.

同期処理部170は、親BS101aから取得した下り信号のフレームに含まれるPrimary Synchronizaiton Signal及びSecondary Synchronization Signalに基づいて、自装置101bの通信タイミング及び通信周波数の同期をとるための処理を行う。   The synchronization processing unit 170 performs processing for synchronizing the communication timing and the communication frequency of the own apparatus 101b based on the Primary Synchronization Signal and the Secondary Synchronization Signal included in the frame of the downlink signal acquired from the parent BS 101a.

同期処理部170は、エア同期制御部180によって制御される。エア同期制御部180は、上記第一の実施形態における同期制御部26と同様の機能を有している。
すなわち、エア同期制御部180は、一定の周期によって定期的に又は必要に応じて、エア同期のために、ユーザ端末102bへの下り信号の送信を行う通信モードを休止して、親BS101aが送信した下り信号を受信するエア同期状態(同期モード)とする。エア同期制御部180は、このエア同期状態となっている時間帯を示す情報であるエア同期区間情報を、変調回路160及び同期処理部170に出力することで当該変調回路160及び同期処理部170の制御を行う。
The synchronization processing unit 170 is controlled by the air synchronization control unit 180. The air synchronization control unit 180 has the same function as the synchronization control unit 26 in the first embodiment.
That is, the air synchronization control unit 180 pauses the communication mode for transmitting the downlink signal to the user terminal 102b for air synchronization periodically or as necessary at a fixed period, and is transmitted by the parent BS 101a. The air synchronization state (synchronization mode) for receiving the downstream signal. The air synchronization control unit 180 outputs the air synchronization section information, which is information indicating the time zone in which the air synchronization state is set, to the modulation circuit 160 and the synchronization processing unit 170, thereby the modulation circuit 160 and the synchronization processing unit 170. Control.

図15は、同期処理部の構成図である。図15に示すように、同期処理部170は、推定部171、フレームタイミング制御部172、キャリア周波数補正部173、及び記憶部174を備えている。
同期処理部170は、エア同期制御部180から与えられるエア同期区間情報に基づいて、自装置101bが通信モードであるか同期モードであるかを認識し、エア同期するか否かを決定する。
推定部171は、エア同期することが決定されると、親BS101aからの下り信号を取得し、下り信号に含まれるPrimary Synchronizaiton Signal及びSecondary Synchronization Signal(以下、両Signalを総称して「同期信号」という)を利用して、親BS101aのフレーム送信タイミングを検出し、親BS101aと自装置101bとの間での通信フレームのタイミングオフセットと、キャリア周波数オフセットとを推定する。
FIG. 15 is a configuration diagram of the synchronization processing unit. As illustrated in FIG. 15, the synchronization processing unit 170 includes an estimation unit 171, a frame timing control unit 172, a carrier frequency correction unit 173, and a storage unit 174.
The synchronization processing unit 170 recognizes whether the device 101b is in the communication mode or the synchronization mode based on the air synchronization section information given from the air synchronization control unit 180, and determines whether to perform air synchronization.
When it is determined that air synchronization is performed, the estimation unit 171 acquires a downlink signal from the parent BS 101a, and includes a primary synchronization signal and a secondary synchronization signal (hereinafter, both signals are collectively referred to as “synchronization signal”) included in the downlink signal. Is used to detect the frame transmission timing of the parent BS 101a, and the timing offset of the communication frame between the parent BS 101a and the own apparatus 101b and the carrier frequency offset are estimated.

推定部171は、上記第一の実施形態における推定部23と同様の機能を有しており、下り信号に含まれる同期信号を検出する検出部171aと、親BS101aと自装置101bとの間のクロック誤差を推定するクロック誤差推定部171bと、親BS101aと自装置101bとの間の単位時間当たりのタイミングオフセットを演算する演算部171cと、を備えている。これら機能部についても、上記第一の実施形態と同様の機能を有している。
検出部171aは、受信した下りフレーム中の所定位置にある前記同期信号のタイミングを検出して、親BS101aのフレーム送信タイミングを検出する。そして、検出した親BS101aのフレーム送信タイミングと自装置101bのフレーム送信タイミングとを比較し、その差を通信タイミングオフセット(同期ずれ)として検出する。この通信タイミングオフセットは、検出される度に、記憶部174に与えられ、記憶部174にて蓄積される。
The estimation unit 171 has the same function as that of the estimation unit 23 in the first embodiment, and includes a detection unit 171a that detects a synchronization signal included in the downlink signal, and between the parent BS 101a and the own device 101b. A clock error estimation unit 171b that estimates a clock error and a calculation unit 171c that calculates a timing offset per unit time between the parent BS 101a and the own apparatus 101b are provided. These functional units also have the same functions as those in the first embodiment.
The detection unit 171a detects the timing of the synchronization signal at a predetermined position in the received downlink frame, and detects the frame transmission timing of the parent BS 101a. Then, the detected frame transmission timing of the parent BS 101a is compared with the frame transmission timing of the own apparatus 101b, and the difference is detected as a communication timing offset (synchronization deviation). Each time this communication timing offset is detected, it is given to the storage unit 174 and accumulated in the storage unit 174.

また、本実施形態におけるフレームタイミング制御部172、及びキャリア周波数補正部173も、それぞれ、上記第一の実施形態におけるフレームタイミング制御部30、及びキャリア周波数補正部21,22と対応しており、同様の機能を有している。
つまり、フレームタイミング制御部172、及びキャリア周波数補正部173は、それぞれ、同期モードにおいては、現状検出されるタイミングオフセット、及びキャリア周波数オフセットを解消するための同期処理を行い、通信モードにおいては、基本フレーム当たりのタイミングオフセット、及びキャリア周波数オフセットに基づいて、基本フレームごとの時間長さ及びキャリア周波数の調整を行う同期補正処理を行う。なお、これら同期処理及び同期補正処理は、上記第一の実施形態と同様に行われる。
Also, the frame timing control unit 172 and the carrier frequency correction unit 173 in the present embodiment correspond to the frame timing control unit 30 and the carrier frequency correction units 21 and 22 in the first embodiment, respectively. It has the function of
That is, the frame timing control unit 172 and the carrier frequency correction unit 173 perform synchronization processing for eliminating the currently detected timing offset and carrier frequency offset in the synchronization mode, respectively, and perform basic processing in the communication mode. Based on the timing offset per frame and the carrier frequency offset, synchronization correction processing is performed to adjust the time length and carrier frequency for each basic frame. Note that these synchronization processing and synchronization correction processing are performed in the same manner as in the first embodiment.

この結果、本実施形態によれば、親BS101aと子BS101bとの間で同期をとることができるとともに、自己が送信する下り信号の同期補正を、次に同期モードに切り替わるまでの通信モードの間で行うので、同期ずれが大きく生じるのを通信モード全域に亘って抑制することができる。
なお、同期誤差(同期ずれ)の検出・補正対象は、フレームタイミングに限定されるものではなく、シンボルタイミングやスロットタイミングであってもよい。
As a result, according to the present embodiment, synchronization can be established between the parent BS 101a and the child BS 101b, and the synchronization correction of the downlink signal transmitted by itself is performed during the communication mode until the next switching to the synchronization mode. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of large synchronization deviation over the entire communication mode.
Note that the synchronization error (synchronization error) detection / correction target is not limited to the frame timing, but may be symbol timing or slot timing.

上記のようにして、親BS101aと子BS101bとの間で同期がとれると、両基地局装置101a,101bから、同一内容の情報を、同時に多数の端末装置へ送信するブロードキャスト送信を行っても、両基地局装置101a,101bからの信号が干渉することが防止できる。
また、両基地局装置101a,101bの同期がとれているため、両基地局装置101a,1bから同じ内容の信号を送信すれば、端末装置101a,101b側でマクロダイバーシティあるいは空間多重伝送を行うことができる。なお、受信ダイバーシティの実現方式として、選択性ダイバーシティ、最大比合成を採用することができる。
As described above, when synchronization is established between the parent BS 101a and the child BS 101b, even if the base station apparatuses 101a and 101b perform broadcast transmission that simultaneously transmits information of the same content to a large number of terminal apparatuses, It is possible to prevent interference from signals from both base station apparatuses 101a and 101b.
In addition, since both base station apparatuses 101a and 101b are synchronized, if the signals having the same contents are transmitted from both base station apparatuses 101a and 1b, macro diversity or spatial multiplexing transmission is performed on the terminal apparatuses 101a and 101b side. Can do. Note that selectivity diversity and maximum ratio combining can be adopted as a method for realizing reception diversity.

また、本実施形態において、子BS101bは、以下に示す構成を採用することもできる。
図16は、本実施形態における子BS101bの他の構成の例を示している。この子BS101bでは、図14に示す子BS101bと同様に、第1受信部110と第2受信部120とを独立して設け、第1受信部110及び第2受信部120とをダイレクトコンバージョン受信機として構成したものである。つまり、第1受信部110及び第2受信部120は、アンテナ141によって受信した上り信号又は下り信号だけを通過させる帯域通過フィルタ111,121と、フィルタ111,121を通過した信号を増幅する増幅器112,122とを備えている。更に、増幅器112,122の出力を復調信号I,Qに復調する直交復調器118,128、及び復調信号I,Qをそれぞれデジタル信号に変換するA/D変換部117a,117b,127a,127bを備えており、これらの変調信号I,Qが、復調回路150又は同期処理部170に与えられる。
なお、図16中、送信部13は、図14に示す送信部13における増幅器134及びフィルタ135の間に、周波数変換部136及び増幅器137を追加して構成されている。
このように、第1受信部110及び第2受信部120の種類は特に限定されるものではない。
In the present embodiment, the child BS 101b can also employ the following configuration.
FIG. 16 shows an example of another configuration of the child BS 101b in the present embodiment. In this child BS 101b, similarly to the child BS 101b shown in FIG. 14, the first receiving unit 110 and the second receiving unit 120 are provided independently, and the first receiving unit 110 and the second receiving unit 120 are provided as direct conversion receivers. It is constituted as follows. That is, the first receiving unit 110 and the second receiving unit 120 pass through only the upstream signal or the downstream signal received by the antenna 141 and the band-pass filters 111 and 121 and the amplifier 112 that amplifies the signal that has passed through the filters 111 and 121. , 122. Furthermore, quadrature demodulators 118 and 128 that demodulate the outputs of the amplifiers 112 and 122 into demodulated signals I and Q, and A / D converters 117a, 117b, 127a, and 127b that convert the demodulated signals I and Q into digital signals, respectively. The modulation signals I and Q are provided to the demodulation circuit 150 or the synchronization processing unit 170.
16, the transmission unit 13 is configured by adding a frequency conversion unit 136 and an amplifier 137 between the amplifier 134 and the filter 135 in the transmission unit 13 shown in FIG.
Thus, the types of the first receiving unit 110 and the second receiving unit 120 are not particularly limited.

本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、通信モードにおける同期補正を一の通信タイミングオフセット値ΔTnに基づいて行ったが、例えば、過去の同期モードにおいて検出された通信タイミングオフセット値ΔTを複数記憶しておき、これら複数の通信タイミングオフセット値ΔTについての平均値を求め、この平均値に基づいて、同期補正を行うこともできる。
また上記実施形態では、1基本フレームの時間幅を単位時間として、1基本フレーム当たりのタイミングオフセットtn+1に基づいて、通信モードにおける各基本フレームごとに複数回に分けて同期補正を行ったが、例えば、基本フレーム複数個の時間幅を単位時間として同期補正を行ってもよく、この場合、同期補正処理を分けて行う回数を減らすことができ、当該処理の自由度が高まる。
The present invention is not limited to the above embodiments. In the above embodiment, the synchronization correction in the communication mode is performed based on one communication timing offset value ΔT n . For example, a plurality of communication timing offset values ΔT detected in the past synchronization mode are stored and the plurality of these are corrected. It is also possible to obtain an average value for the communication timing offset value ΔT and perform synchronization correction based on the average value.
Further, in the above embodiment, the synchronization correction is performed in a plurality of times for each basic frame in the communication mode based on the timing offset t n + 1 per basic frame with the time width of one basic frame as a unit time. However, for example, the synchronization correction may be performed using a plurality of basic frames as a unit time, and in this case, the number of times of performing the synchronization correction processing separately can be reduced, and the degree of freedom of the processing is increased.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 第一基地局装置
2 第二基地局装置
3 第三基地局装置
22 キャリア周波数補正部(周波数補正部、補正部)
23 推定部
26 同期制御部(制御部)
30 フレームタイミング制御部(通信タイミング補正部、補正部)
101a,101b 基地局装置
171 推定部
172 フレームタイミング制御部(通信タイミング補正部、補正部)
173 キャリア周波数補正部(周波数補正部、補正部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st base station apparatus 2 2nd base station apparatus 3 3rd base station apparatus 22 Carrier frequency correction | amendment part (frequency correction part, correction | amendment part)
23 Estimator 26 Synchronization Control Unit (Control Unit)
30 frame timing control unit (communication timing correction unit, correction unit)
101a, 101b Base station apparatus 171 Estimating unit 172 Frame timing control unit (communication timing correction unit, correction unit)
173 Carrier frequency correction unit (frequency correction unit, correction unit)

Claims (5)

通信信号を送信して端末装置との間で通信を行う通信モードと、前記端末装置との間の通信を停止し他の基地局装置からの通信信号を受信して前記他の基地局装置との間で基地局間同期を行う同期モードと、を切り替えて実行する制御部と、
前記同期モードにおいて受信した前記他の基地局装置の通信信号に基づいて、当該他の基地局装置の通信信号と、自己の通信信号との間における同期ずれの推定値を求める推定部と、
前記推定部が求めた同期ずれの推定値に基づいて、自己が送信する通信信号を前記他の基地局装置の通信信号に対して同期させる同期補正を行う補正部と、を有し、
前記補正部は、次に同期モードに切り替わるまでの前記通信モードの間で、前記同期補正を複数回に分けて行うことを特徴とする基地局装置。
A communication mode for communicating with a terminal device by transmitting a communication signal; and communication with the other base station device by stopping communication with the terminal device and receiving a communication signal from the other base station device A control unit that switches between and executes a synchronization mode for performing synchronization between base stations between,
Based on the communication signal of the other base station apparatus received in the synchronization mode, an estimation unit for obtaining an estimated value of synchronization deviation between the communication signal of the other base station apparatus and the own communication signal;
A correction unit that performs synchronization correction to synchronize the communication signal transmitted by itself with the communication signal of the other base station device, based on the estimated value of synchronization deviation obtained by the estimation unit;
The correction unit performs the synchronization correction in a plurality of times during the communication mode until the next switching to the synchronization mode.
前記補正部は、単位時間ごとに複数回に分けて同期補正を行う請求項1に記載の基地局装置。   The base station apparatus according to claim 1, wherein the correction unit performs synchronization correction divided into a plurality of times per unit time. 前記推定部は、前記他の基地局装置の通信信号より当該他の基地局装置の通信タイミングを取得し、この通信タイミングと自己の通信タイミングとの間の通信タイミングオフセットに基づいて、前記同期ずれの推定値を求める請求項1又は2に記載の基地局装置。   The estimation unit acquires a communication timing of the other base station device from a communication signal of the other base station device, and based on a communication timing offset between the communication timing and its own communication timing, The base station apparatus of Claim 1 which calculates | requires the estimated value of. 前記推定部は、前記通信タイミングオフセットを前記同期ずれの推定値とし、
前記補正部は、前記通信信号を構成する通信フレームの時間長さを調整することで通信タイミングの同期補正を行う通信タイミング補正部を有している請求項3に記載の基地局装置。
The estimation unit uses the communication timing offset as an estimation value of the synchronization deviation,
The base station apparatus according to claim 3, wherein the correction unit includes a communication timing correction unit that performs synchronization correction of communication timing by adjusting a time length of a communication frame constituting the communication signal.
前記推定部は、前記通信タイミングオフセットに基づいて、前記通信信号の搬送波周波数オフセットを前記同期ずれの推定値として求め、
前記補正部は、前記搬送波周波数の同期補正を行う周波数補正部を有している請求項3に記載の基地局装置。
The estimation unit obtains a carrier frequency offset of the communication signal as an estimation value of the synchronization deviation based on the communication timing offset,
The base station apparatus according to claim 3, wherein the correction unit includes a frequency correction unit that performs synchronization correction of the carrier frequency.
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