JP2009065581A - 無線通信システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数ホッピング前後での位相変動量を測定可能とし受信特性を向上させる無線通信システムと方法の提供。
【解決手段】移動局（３０１）は、ホッピング周期に対応して無線伝送される情報伝送単位（１つ又は複数のタイムスロット）のうち少なくとも１つに、複数のリファレンス信号を時間的に離間して配置した上で送信し、基地局（３０２）は、前記移動局から送信された情報伝送単位を受信し、前記情報伝送単位がリファレンス信号を複数含む情報伝送単位の場合、複数の前記リファレンス信号から位相変動を求め、前期位相変動から周波数偏差を求める。
【選択図】図３

Description

本発明は無線通信システムに関し、特に周波数ホッピング方式で無線通信を行うシステム及び方法に関する。

周波数ホッピング方式で無線通信を行う移動通信システムにおいては、情報伝送単位をなすタイムスロットに対応して送信キャリア周波数の切替が行われる。移動局から送信した送信キャリア周波数と基地局で受信した受信キャリア周波数との偏差を補正することで基地局側の上り受信機能の向上を図ることができる。

例えば、移動局と基地局との周波数偏差が１ｋＨｚ、タイムスロット（Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）長が０．５ｍｓとした場合、受信ベースバンド信号においては、１タイムスロット（Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）の間に１８０°（０．５ｍｓ Ｘ １ｋＨｚ Ｘ ３６０°）位相が回転して見えることになる。

そのため周波数偏差は、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等の位相変調方式で位相変調された信号の位相判定を行う場合、受信特性劣化の原因となる。

受信器において周波数偏差を補正する方法としては、ＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ；自動周波数制御）が従来よりよく知られている。ＡＦＣの一般的な手法としては、例えば基地局において、定期的に移動局から送信される既知のリファレンス信号（例えば既知のパターンからなり、「パイロット信号」ともいう）に対応する受信信号の位相変動量を観測し、観測した位相変動量に見合う逆位相の回転を受信信号に与えることで、受信信号の周波数偏差補正を行う手法が知られている。

なお、特許文献１には、タイムスロットを設けたＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムやこれに類似したシステムにおいて、周波数偏差と偏移が大きくなったり端末の移動速度が速くなってもその性能を改善するシステムとして、スロットや突然受信した信号に対してチャネル推定と信号の検出を行いチャネル誤差を推定する構成が開示されている。この特許文献１には、チャネルの位相偏差を推定する際に、記号（シンボル）間の位相差（相対誤差）に基づいた差分法を用いること等が開示されているが、後述される本発明の課題（周波数ホッピング前後での位相変動量を測定可能とする）とは、全く相違した内容となっている。

特表２００６−５１２８０８号公報

以下の分析は本発明によって与えられる。

図１は、情報伝送単位をなすタイムスロット（Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）毎に周波数ホッピングを行う無線通信システムの原理を模式的に説明するための図である。図１に示す例では、既知のリファレンス信号（パイロット信号）がタイムスロット内に挿入されている。周波数ホッピングに伴う周波数変化により、基地局等の受信器で受信信号の位相が変化する。

このため、周波数ホッピング前後での位相変動量を測定することができず、ＡＦＣ制御により受信信号の周波数偏差補正を行うことは困難である。

したがって、本発明の目的は、周波数ホッピング前後での位相変動量を測定可能とし受信特性を向上させる無線通信システムと方法と、該システムを構成する無線局を提供することにある。

本願で開示される発明は、前記課題を解決するため、概略以下の構成とされる。

本発明の１つのアスペクト（側面）によれば、ホッピング周期に対応して無線伝送される情報伝送単位のうち少なくとも１つに、複数のリファレンス信号を時間的に離間して配置して送信する第１のノードと、前記第１のノードから受信した情報伝送単位が前記リファレンス信号を複数含む情報伝送単位である場合、複数の前記リファレンス信号から位相変動を求め、前記位相変動から周波数偏差を求める第２のノードと、を備えた無線通信システムが提供される。

本発明において、前記第２のノードは、前記周波数偏差に基づき受信信号の周波数を補正する構成としてもよい。

本発明において、前記第２のノードは、複数の前記情報伝送単位に関するリファレンス信号の位相変動の測定結果から複数の周波数偏差を求め、複数の周波数偏差を統計処理して受信信号の周波数偏差の補正を行う、構成としてもよい。

本発明において、前記情報伝送単位は、同一キャリア周波数で伝送される少なくとも１つのタイムスロットを含む。

本発明において、複数の前記リファレンス信号を含む前記情報伝送単位が、コントロールチャネルのタイムスロットをなし、少なくともデータを含む情報伝送単位がデータチャネルのタイムスロットをなし、前記コントロールチャネルと１つ又は複数の前記データチャネルとが、前記第１のノードから前記第２のノードに周波数ホッピング方式で伝送される、構成としてもよい。

本発明において、前記第１のノードは、
前記リファレンス信号を生成する手段と、
前記第２のノードへ送信するデータ／コントロール信号を生成する手段と、
前記リファレンス信号と前記データ／コントロール信号とを多重して前記情報伝送単位を生成する手段と、
前記情報伝送単位を所定の周波数で周波数変調して送信する手段と、
を備え、
周波数ホッピング方式で送信される複数の情報伝送単位に関連付けて、少なくとも１つの情報伝送単位に複数のリファレンス信号を挿入する、構成としてもよい。

本発明において、前記第２のノードが、受信した情報伝送単位が、リファレンス信号を複数含む情報伝送単位である場合、複数の前記リファレンス信号の位相から、位相変動量を算出する手段と、
前記位相変動量から周波数偏差を導出する手段と、
前記周波数偏差から受信信号の周波数の補正を行う手段と、
を備えた構成としてもよい。

本発明において、前記第１、第２のノードが、それぞれ、移動局と基地局を構成する。

本発明において、前記第１、第２のノードが、それぞれ、基地局と移動局を構成する。

本発明の他のアスペクトによれば、移動局からの上り信号としてホッピング周期に対応して送信される情報伝送単位を受信し、該受信した情報伝送単位が、複数のリファレンス信号が時間的に離間して配置された情報伝送単位である場合、複数の前記リファレンス信号の位相変動を求め、前記位相変動から周波数偏差を求める基地局が提供される。また、本発明によれば、ホッピング周期に対応して無線伝送される情報伝送単位のうち少なくとも１つに、複数のリファレンス信号を時間的に離間して配置して送信する基地局が提供される。

本発明のさらに他のアスペクトによれば、基地局からの下り信号としてホッピング周期に対応して送信される情報伝送単位を受信し、該受信した情報伝送単位が、複数のリファレンス信号が時間的に離間して配置された情報伝送単位である場合、複数の前記リファレンス信号の位相変動を求め、前記位相変動から周波数偏差を求める移動局が提供される。また、本発明によれば、ホッピング周期に対応して無線伝送される情報伝送単位のうち少なくとも１つに、複数のリファレンス信号を時間的に離間して配置して送信する移動局が提供される。

本発明のさらに他のアスペクトによれば、ホッピング周期に対応して送信側から送信される情報伝送単位を受信する工程と、
前記受信した情報伝送単位が、複数のリファレンス信号が時間的に離間して配置された情報伝送単位である場合、複数の前記リファレンス信号の位相変動を求め、前記位相変動から周波数偏差を求める工程と、を含む、周波数制御方法が提供される。

本発明のさらに他のアスペクトによれば、移動局からの上り信号として、ホッピング周期に対応して送信される情報伝送単位の少なくとも１つにリファレンス信号を複数個時間的に離間して配置された信号を受信した場合、複数の前記リファレンス信号の位相変動を求め、前記位相変動から周波数偏差を求める処理を基地局のコンピュータに実行させるプログラムが提供される。

本発明のさらに他のアスペクトによれば、基地局からの下り信号として、ホッピング周期に対応して送信される情報伝送単位の少なくとも１つにリファレンス信号を複数個時間的に離間して配置された信号を受信した場合、複数の前記リファレンス信号の位相変動を求め、前記位相変動から周波数偏差を求める処理を移動局のコンピュータに実行させるプログラムが提供される。

本発明によれば、所定のスロットフォーマット（Ｓｌｏｔ Ｆｏｒｍａｔ）を用い、複数のリファレンス信号から、リファレンス信号間の位相変動量を求め、周波数偏差を補正することで、周波数ホッピング前後での位相変動量を測定可能とし、受信特性を向上させる。

上記した本発明についてさらに詳細に説述すべく添付図面を参照して以下に説明する。本発明は、その一実施の形態において、一の局（例えば移動局（あるいは基地局））から他の局（例えば基地局（あるいは移動局））への回線用の複数のチャネルに異なるスロットフォーマット（Ｓｌｏｔ Ｆｏｒｍａｔ）が適用され、図２すように、１つのタイムスロット（Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）が、既知のリファレンス信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）が複数配置されるスロットフォーマット（Ｓｌｏｔ Ｆｏｒｍａｔ）を含み（図２参照）、該他の局にて、同一タイムスロット（Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）内の複数のリファレンス信号から、複数のリファレンス信号間の位相変動を求め、該位相変動を用いて、当該チャネルの周波数偏差を補正する。あるいは、ホッピング周期をなす複数のタイムスロットに複数のリファレンス信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）を複数配置し、複数のリファレンス信号間の位相変動を求め、該位相変動を用いて、当該チャネルの周波数偏差を補正するようにしてもよい。以下実施例に即して説明する。

＜実施例１＞
本発明の実施例について図面を参照して説明する。図３は、本発明の一実施例の要部構成を示す図である。図３を参照すると、無線通信する移動局３０１と基地局３０２を備えている。なお、図３において、移動局３０１内に復調部等は図示されていず、基地局３０２内に変調部等は図示されていない。また、図３では簡単のため、移動局３０１は一台のみが示されている。

移動局３０１は、リファレンス信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）生成部３０３と、データ／コントロール信号（Ｄａｔａ／Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）生成部３０４と、多重部３０５と、変調部３０６と、発振部３０７と、コントロール／データ（Ｃｏｎｔｒｏｌ／Ｄａｔａ）処理部３０８と、上り周波数決定部３０９と、を備えている。

基地局３０２は、復調部３１１と、発振部３１０と、ＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ；自動周波数制御）部３１２と、リファレンス信号抽出部３１３と、周波数偏差算出部３１４と、コントロール信号（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）処理部３１５と、データ／コントロール信号（Ｄａｔａ／Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）処理部３１６とを備えている。

移動局３０１のリファレンス信号生成部３０３は、既知のリファレンス信号（パイロット信号）を生成し、データ／コントロール信号（Ｄａｔａ／Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）生成部３０４で、それぞれ、基地局への制御情報、送信データを生成する。

多重部３０５は、リファレンス信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）生成部３０３からのリファレンス信号と、データ／コントロール信号（Ｄａｔａ／Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）生成部３０４からのデータ／コントロール信号とを時間的に多重して出力する。

多重部３０５は、リファレンス信号とデータ／コントロール信号の多重の際、図２に示すように、１タイムスロット内に、複数のリファレンス信号とコントロール信号からなるコントロールチャネル（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、１つのリファレンス信号、データ／コントロール信号（Ｄａｔａ／Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）からなるデータチャネル（Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）を設ける。

図２を参照すると、複数のリファレンス信号（図２では２つのリファレンス信号）とコントロール信号からなるコントロールチャネル（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）において、リファレンス信号間の時間Ｔｒｅｆ［ｓｅｃ］は、移動局３０１と基地局３０２で共通に知られた設定値とされる。タイムスロットベースで周波数ホッピングが行われ、コントロールチャネル、データチャネルのキャリア周波数が互いに相違している。

多重部３０５で多重された信号は、発振部３０７で生成される周波数を基に変調部３０６で周波数変調が行われ、アンテナから上り信号３１７として送信される。

変調周波数は、基地局３０２からの下りコントロール信号（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）３１８より抽出した周波数情報により決定される。すなわち、基地局３０２からの下りコントロール信号３１８は、図示されない復調部で復調され、コントロール／データ（Ｃｏｎｔｒｏｌ／Ｄａｔａ）処理部３０８で処理される。上り周波数決定部３０９は、コントロール／データ（Ｃｏｎｔｒｏｌ／Ｄａｔａ）処理部３０８で抽出された受信下りコントロール信号３１８（周波数設定情報）から、移動局３０１の上り信号３１７の変調周波数を決定し、発振部３０７の発振周波数を決定した周波数に設定する。変調部３０６では、新たに決定された周波数にてタイムスロットを周波数変調し（周波数ホッピング）、アンテナから上り信号３１７として送信される。基地局３０２からの受信下りコントロール信号３１８は、周波数ホッピングにおける周波数とスロットとの割付（対応）情報を含んでもよい。

基地局３０２では、移動局３０１から送信された上り信号３１７を受信し、復調部３１１にて、発振部３１０で生成された周波数によりベースバンド信号（例えば同相成分Ｉと直交成分Ｑからなる複素ベースバンド信号）に復調する。このとき、移動局３０１の上り周波数発振部３０９と、基地局３０２の発振部３１０の周波数との差が周波数偏差として受信ベースバンド信号に見える。

例えば、図２において、コントロールチャネル１タイムスロット内の２つのリファレンス信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）の時間間隔をＴｒｅｆ［ｓｅｃ］として、２つのリファレンス信号の周波数偏差をΔｆ［Ｈｚ］とすると、２つのリファレンス信号にそれぞれ対応する受信ベースバンド信号の位相変動量Δφｒｅｆ［ｒａｄ］と、ＴｒｅｆとΔｆの間には、以下の関係が成り立つ。

Δφｒｅｆ［ｒａｄ］＝２π・Δｆ・Ｔｒｅｆ ・・・（１）

コントロールチャネルの１タイムスロットにおいて、時間間隔Ｔｒｅｆ［ｓｅｃ］の２つのリファレンス信号の周波数偏差Δｆ［Ｈｚ］は、周波数ドリフトやドップラーシフト等の各種要因により生じる。

リファレンス信号抽出部３１３は、コントロールチャネル１タイムスロット内の既知のリファレンス信号に対応する受信ベースバンド信号から位相を抽出する。受信ベースバンド信号の位相は任意の公知の手法で求めることができる。特に制限されないが、図２に示すように、コントロールチャネル１タイムスロット内に２つのリファレンス信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）が挿入されている場合、例えば１番目のリファレンス信号に対応する受信ベースバンド信号（Ｉ_１、Ｑ_１）から、位相φｒｅｆ１をφｒｅｆ１［ｒａｄ］＝ａｒｃｔａｎ（Ｑ_１/Ｉ_１）によって求め（ａｒｃｔａｎは逆正接関数）、２番目のリファレンス信号（１番目のリファレンス信号と同一の既知の信号）に対応する受信ベースバンド信号（Ｉ_２、Ｑ_２）から位相φｒｅｆ２を、φｒｅｆ２［ｒａｄ］＝ａｒｃｔａｎ（Ｑ_２／Ｉ_２）で求める。受信ベースバンド信号に周波数偏差が存在しない場合、２つの位相φｒｅｆ１とφｒｅｆ２は互いに等しい。φｒｅｆ２とφｒｅｆ１の差分から位相変動量Δφｒｅｆ［ｒａｄ］を求める。

Δφｒｅｆ［ｒａｄ］＝φｒｅｆ２−φｒｅｆ１ ・・・（２）

なお、コントロールチャネル１タイムスロット内に３つ以上のリファレンス信号がある場合、リファレンス信号抽出部３１３では、時間的に前後するｉ番目と（ｉ＋１）番目の２つのリファレンス信号に関する位相φ［ｉ］、φ［ｉ＋１］（ｉ＝１、２、・・・）を求め、位相変動量Δφｒｅｆ［ｉ］を、上式（２）にしたがって、Δφｒｅｆ［ｉ］＝φ［ｉ＋１］−φ［ｉ］で求め、これらを、次式（３）にしたがって重み付け加算して求めてもよい。

Δφｒｅｆ［ｒａｄ］＝Σｗ［ｉ］・Δφｒｅｆ［ｉ］ （ただし、ｗ［ｉ］は重み係数，Σはｉに関する総和を表す） ・・・（３）

あるいは、コントロールチャネル１タイムスロット内の時間的に前後する２つのリファレンス信号に関する位相変動量を全て求めるかわりに、時間的に最後（ｍｏｓｔ ｒｅｃｅｎｔ）のリファレンス信号とその前のいくつかのリファレンス信号を選択して位相変動量Δφｒｅｆ［ｒａｄ］を求めるようにしてもよい。コントロールチャネル１タイムスロット内に３つ以上のリファレンス信号がある場合、時間的に前後する２つのリファレンス信号の間隔は、同一でなくてもよいことは勿論である（移動局と基地局間で既知でありさえずればよい）。

周波数偏差算出部３１４は、リファレンス信号抽出部３１３で抽出されたΔφｒｅｆから、上式（１）の関係式に基づき、周波数偏差Δｆを
Δｆ＝Δφｒｅｆ／（２π・Ｔｒｅｆ） ・・・（４）
により求める。

ＡＦＣ部３１２は、周波数偏差算出部３１４で求められた周波数偏差Δｆに基づき、受信ベースバンド信号の周波数を補正する。例えば、受信ベースバンド信号の周波数をｆｒｘ［Ｈｚ］、補正後の周波数をｆＡＦＣ［Ｈｚ］とすると
ｆＡＦＣ＝ｆｒｘ−Δｆ ・・・（５）
により、周波数の補正が行われる。

ＡＦＣ部３１２は、補正後のコントロール信号（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）をコントロール信号処理部３１５に送り、呼処理等に適用される。

データチャネルに対しても、ＡＦＣ部３１２において、周波数偏差（例えばコントロールチャネルに対して周波数偏差算出部３１４で求めた周波数偏差Δｆ）によって、周波数の補正を行う。ＡＦＣ部３１２で補正後の信号は、データ／コントロール信号（Ｄａｔａ／コントロール信号（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）処理部３１６に送られ、データ処理および呼処理等に適用される。

本実施例においては、１タイムスロット（Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）中に複数のリファレンス信号を持つチャネル（コントロールチャネル）で求めた周波数偏差Δφｒｅｆに基づいて、１タイムスロット中に単一のリファレンス信号のみ持つチャネル（データチャネル）を含む、同一移動局から受信した、全ての上りチャネルの周波数補正を行う。

図４は、本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。図３及び図４を参照して、本実施例の動作を説明する。

基地局３０２は、受信チャネルが位相差分を検出する対象となるチャネル（図２のコントロールチャネル）であるか否かの判定を行う（ステップＳ１）。特に制限されないが、図３に示した構成例では、ＡＦＣ部３１２が、周波数に基づきコントロールチャネルであるか、データチャネルであるか判別を行う機能を具備している。

位相変動量を検出対象のチャネル（図２のコントロールチャネル）の場合（ステップＳ１のＹＥＳ分岐）、リファレンス信号抽出部３１３は、コントロールチャネル１タイムスロット内の複数の既知のリファレンス信号に対応する受信ベースバンド信号から、位相を抽出し、複数のリファレンス信号間の位相変動量Δφｒｅｆ［ｒａｄ］を導出する（ステップＳ２）。特に制限されないが、コントロールチャネルが、１タイムスロット内にリファレンス信号を間隔Ｔｒｅｆで２つ含む場合、ステップＳ２では、例えば１番目のリファレンス信号に対応する受信ベースバンド信号から、位相φｒｅｆ１を求め、２番目のリファレンス信号に対応する受信ベースバンド信号から、位相φｒｅｆ２を求め、その差分φｒｅｆ２−φｒｅｆ１から、位相変動量Δφｒｅｆを導出する。

周波数偏差算出部３１４は、位相変動量Δφｒｅｆから周波数偏差Δｆ［Ｈｚ］を、上式（４）のΔφｒｅｆ／（２π・Ｔｒｅｆ）より、求める（ステップＳ３）。

ＡＦＣ部３１２では、受信ベースバンド信号の周波数をｆｒｘ［Ｈｚ］、補正後の周波数をｆＡＦＣとすると、上式（５）のｆＡＦＣ＝ｆｒｘ−Δｆにより、周波数の補正が行われる（ステップＳ４）。

位相変動量を検出する対象のチャネルでない場合には（ステップＳ１のＮＯ分岐）、当該チャネルでの周波数偏差算出は行わず、位相変動量を検出する対象のチャネルで求めた周波数偏差Δｆ［Ｈｚ］を用いて、ＡＦＣ部３１２では、上式（５）に基づき、補正を行う。

本実施例によれば、周波数ホッピングを用いる無線通信システムにおいて、同一タイムスロット（Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）内で位相変動量を算出できないスロットフォーマットを持つチャネルに対して、簡便に移動局、基地局間の周波数偏差を補正することが可能となり、受信特性を向上させることができる。

なお、図３の基地局３０２内の少なくともリファレンス信号抽出部３１３、周波数偏差算出部３１４の処理は、基地局３０２のコンピュータ（プロセッサ、デジタル信号プロセッサ）等で実現するようにしてもよい。

前記実施例では、コントロールチャネルの単一スロット内で求めた周波数偏差Δｆ［Ｈｚ］を用いて、周波数偏差補正を行う構成とされているが、本発明はかかる構成に制限されるものでないことは勿論である。

＜実施例２＞
本発明の別の実施例として、コントロールチャネルの周波数偏差を、複数のタイムスロットで個々に測定し、それら個々の周波数偏差を統計処理した値、例えば平均化もしくは平滑化した値によって、受信ベースバンド信号の周波数の周波数偏差の補正を行うようにしても良い。

リファレンス信号のビット長が短い場合や、リファレンス信号の間隔が確保できない場合等、単一スロットの測定値で精度が十分に確保できない場合に、複数スロットの測定値を平均化もしくは平滑化した値を用いて周波数偏差を決めることで、周波数補正の精度を向上させることができる。

＜実施例３＞
例えばデータチャネルにおいて、複数のタイムスロットが、同一周波数に留まる期間がある場合、もしくは、一時的に、ホッピング周期を、２スロット以上に設定する動作がある場合には、その期間のみ、データチャネルで求めた位相差情報（位相変動量）を用いて、周波数偏差を補正する構成としても良い。すなわち、図２に示すスロットフォーマットの例では、１スロットあたり１つのリファレンス信号を有し、２スロット以上のデータチャネルに関連して複数のリファレンス信号から、実施例１で説明した手法にしたがって、Δφｒｅｆを求め、周波数偏差Δｆを求めるようにしてもよい。

＜実施例４＞
また、上記実施例では、基地局側で周波数偏差を補正する例を説明したが、移動局側での下り信号受信動作についても適用が可能である。すなわち、図３の基地局３０２における、復調部３１１と、発振部３１０と、ＡＦＣ部３１２と、リファレンス信号抽出部３１３と、周波数偏差算出部３１４と等価な要素を移動局側に設け、図３の移動局３０１のリファレンス信号生成部３０３、データ／コントロール信号生成部３０４、多重部３０５、変調部３０６等を基地局側に設ける構成としてもよい。

例えば、移動局は、通常、基地局は見通し外であり、各種経路からの電波を受信し、ドップラーシフト等により、周波数偏差が生じる。本実施例によれば、移動局は、前記実施例において、基地局に即して説明した周波数偏差補正の原理にしたがって、リファレンス信号間の位相変動量Δφｒｅｆを求め、周波数偏差Δｆを導出し、周波数を補正する。すなわち、本実施例では、基地局からの下り信号のコントロールチャネルに複数のリファレンス信号を挿入し（図２参照）、移動局側で、前記実施例で説明した原理にしたがって、リファレンス信号間の位相変動量を求め、周波数偏差を導出し、周波数変動を補正する。

図５は、本実施例の構成を示す図であり、移動局と基地局の要部構成が示されている。なお、図５において、移動局４０１内に変調部等は図示されていず、基地局４０２内に復調部等は図示されていない。基地局４０２において、多重部４０５は、リファレンス信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）生成部４０３からのリファレンス信号と、データ／コントロール信号（Ｄａｔａ／Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）生成部４０４からのデータ／コントロール信号とを時間的に多重して出力する。多重部４０５は、リファレンス信号とデータ／コントロール信号の多重の際、例えば、図２に示すように、１タイムスロット内に、複数のリファレンス信号とコントロール信号からなるコントロールチャネル（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、１つのリファレンス信号、データ／コントロール信号（Ｄａｔａ／Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）からなるデータチャネル（Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、を設ける。変調部４０６は、発振部４０７の周波数にてタイムスロットを周波数変調し、周波数変調された信号はアンテナから下り信号４１８として送信される。

移動局４０１は、基地局４０２からの下り信号４１８を受信し、復調部４１１で復調された受信ベースバンド信号に関して、図２のコントロールチャネルの場合、リファレンス信号抽出部４１３は、コントロールチャネル１タイムスロット内の複数の既知のリファレンス信号に対応する受信ベースバンド信号から位相を抽出し、複数のリファレンス信号間の位相変動量Δφｒｅｆ［ｒａｄ］を導出する。周波数偏差算出部４１４は、位相変動量Δφｒｅｆから周波数偏差Δｆ［Ｈｚ］を上式（４）のΔφｒｅｆ／（２π・Ｔｒｅｆ）により求める。ＡＦＣ部４１２では、受信ベースバンド信号の周波数をｆｒｘ［Ｈｚ］、補正後の周波数をｆＡＦＣ［Ｈｚ］とすると、上式（５）のｆＡＦＣ＝ｆｒｘ−Δｆにより、周波数の補正を行う。ＡＦＣ部４１２において、位相変動量を検出する対象のチャネル（コントロールチャネル）でない場合には、当該チャネルでの周波数偏差算出は行わず、位相変動量を検出する対象のチャネル（コントロールチャネル）で求めた周波数偏差Δｆ［Ｈｚ］を用いて、ＡＦＣ部４１２では上式（３）にしたがって補正を行う。

なお、図５の移動局４０１内の少なくともリファレンス信号抽出部４１３、周波数偏差算出部４１４の処理は、基地局４０２のコンピュータ（プロセッサ、デジタル信号プロセッサ）等で実現するようにしてもよい。

＜実施例５＞
本発明の他の実施例として、移動局と基地局側とも、本発明にしたがって、周波数変動を補正する機能を備えた構成としてもよい。すなわち、移動局では、図３の構成に図５の構成が追加され、基地局では、図３の構成に図５の構成が追加される。

本発明は、周波数ホッピング方式の無線通信システムに適用可能であるが、基地局と移動局により構成され周波数ホッピングを行う移動体通信システムに適用して特に好適とされる。

なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

周波数ホッピング伝送を説明する図である。 本発明の一実施例のスロットフォーマットを説明する図である。 本発明の一実施例の構成を示す図である。 本発明の一実施例の動作を説明する図である。 本発明の他の実施例の構成を示す図である。

符号の説明

３０１、４０１ 移動局
３０２、４０２ 基地局
３０３、４０３ リファレンス信号生成部
３０４、４０４ データ／コントロール信号生成部
３０５、４０５ 多重部
３０６、３０６ 変調部
３０７、４０７ 発振部
３０８ コントロールデータ処理部
３０９ 上り周波数決定部
３１０、４１０ 発振部
３１１、４１１ 復調部
３１２、４１２ ＡＦＣ部
３１３、４１３ リファレンス信号抽出部
３１４、４１４ 周波数偏差算出部
３１５、４１５ コントロール信号処理部
３１６、４１６ データ/コントロール信号処理部
３１７、４１７ 上り信号
３１８、４１８ 下り信号

Claims (23)

1. ホッピング周期に対応して無線伝送される情報伝送単位のうち少なくとも１つに、複数のリファレンス信号を時間的に離間して配置して送信する第１のノードと、
   前記第１のノードから受信した情報伝送単位が前記リファレンス信号を複数含む情報伝送単位である場合、複数の前記リファレンス信号から位相変動を求め、前記位相変動から周波数偏差を求める第２のノードと、
   を備えた、ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第２のノードは、前記周波数偏差に基づき受信信号の周波数を補正する、ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記第２のノードは、複数の前記情報伝送単位に関するリファレンス信号の位相変動の測定結果からそれぞれに対応する複数の周波数偏差を求め、複数の前記周波数偏差を統計処理し受信信号の周波数偏差の補正を行う、ことを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
4. 前記第２のノードは、前記リファレンス信号を複数含む情報伝送単位の後に受信される少なくとも１つの情報伝送単位に関して、前記リファレンス信号を複数含む情報伝送単位に関連して求められた前記周波数偏差を用いて、周波数を補正する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
5. 前記情報伝送単位は、同一キャリア周波数で伝送される少なくとも１つのタイムスロットを含む、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
6. 複数の前記リファレンス信号を含む前記情報伝送単位が、コントロールチャネルのタイムスロットをなし、
   少なくともデータを含む情報伝送単位がデータチャネルのタイムスロットをなし、
   前記第１のノードから前記第２のノードに、前記コントロールチャネルと１又は複数の前記データチャネルとが、周波数ホッピング方式で伝送される、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
7. 前記第１のノードが、
   前記リファレンス信号を生成する手段と、
   前記第２のノードへ送信するデータ／コントロール信号を生成する手段と、
   前記リファレンス信号と前記データ／コントロール信号とを時間的に多重して前記情報伝送単位を生成する手段と、
   前記情報伝送単位を所定の周波数で周波数変調して送信する手段と、
   を備え、
   周波数ホッピング方式で送信される複数の情報伝送単位に関連付けて、その内の少なくとも１つの情報伝送単位に、複数の前記リファレンス信号を挿入する、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
8. 前記第２のノードが、
   受信した情報伝送単位がリファレンス信号を複数含む情報伝送単位である場合、複数の前記リファレンス信号の位相から、位相変動量を算出する手段と、
   前記位相変動量から周波数偏差を導出する手段と、
   前記周波数偏差から受信信号の周波数の補正を行う手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
9. 前記第１のノードと前記第２のノードが、それぞれ、移動局と基地局である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の無線通信システム。
10. 前記第１のノードと前記第２のノードが、それぞれ、基地局と移動局である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の無線通信システム。
11. 移動局からの上り信号としてホッピング周期に対応して送信される情報伝送単位を受信し、
    前記受信した情報伝送単位が、複数のリファレンス信号が時間的に離間して配置された情報伝送単位である場合、複数の前記リファレンス信号の位相変動を求め、前記位相変動から周波数偏差を求める、ことを特徴とする基地局。
12. 前記周波数偏差に基づき受信信号の周波数を補正する手段をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１１記載の基地局。
13. 基地局からの下り信号としてホッピング周期に対応して送信される情報伝送単位を受信し、
    前記受信した情報伝送単位が、複数のリファレンス信号が時間的に離間して配置された情報伝送単位である場合、複数の前記リファレンス信号の位相変動を求め、前記位相変動から周波数偏差を求める、ことを特徴とする移動局。
14. 前記周波数偏差に基づき受信信号の周波数を補正する手段をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１３記載の移動局。
15. ホッピング周期に対応して無線伝送される情報伝送単位のうち少なくとも１つに、複数のリファレンス信号を時間的に離間して配置して送信する、ことを特徴とする基地局。
16. ホッピング周期に対応して無線伝送される情報伝送単位のうち少なくとも１つに、複数のリファレンス信号を時間的に離間して配置して送信する、ことを特徴とする移動局。
17. ホッピング周期に対応して送信側から無線伝送される情報伝送単位を受信する工程と、
    前記受信した情報伝送単位が、複数のリファレンス信号が時間的に離間して配置された情報伝送単位である場合、複数の前記リファレンス信号の位相変動を求め、前記位相変動から周波数偏差を求める工程と、
    を含む、ことを特徴とする無線通信方法。
18. 前記周波数偏差に基づき受信信号の周波数を補正する工程をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１７記載の無線通信方法。
19. 複数の前記情報伝送単位に関するリファレンス信号の位相変動の測定結果から、複数の周波数偏差を求め、複数の周波数偏差を統計処理して受信信号の周波数偏差の補正を行う、ことを特徴とする請求項１７又は１８記載の無線通信方法。
20. 前記リファレンス信号を複数含む情報伝送単位の後に受信される少なくとも１つの情報伝送単位に関して、
    前記リファレンス信号を複数含む情報伝送単位に関連して求められた前記周波数偏差を用いて、周波数を補正する、ことを特徴とする請求項１７又は１８記載の無線通信方法。
21. 前記情報伝送単位は、同一キャリア周波数で伝送される、少なくとも１つのタイムスロットを含む、ことを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれか１項に記載の無線通信方法。
22. 移動局からの上り信号としてホッピング周期に対応して送信される情報伝送単位を受信し、該受信した情報伝送単位が、複数のリファレンス信号が時間的に離間して配置された情報伝送単位である場合、複数の前記リファレンス信号の位相変動を求め、前記位相変動から周波数偏差を求める処理を、基地局を構成するコンピュータに実行させるプログラム。
23. 基地局からの下り信号としてホッピング周期に対応して送信される情報伝送単位を受信し、該受信した情報伝送単位が、複数のリファレンス信号が時間的に離間して配置された情報伝送単位である場合、複数の前記リファレンス信号の位相変動を求め、前記位相変動から周波数偏差を求める処理を、移動局を構成するコンピュータに実行させるプログラム。

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