JP2011239475A - 基地局装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】周波数分割複信方式の基地局装置において、エア同期を行うための手段を提供する。
【解決手段】上り信号の周波数と下り信号の周波数とが異なる周波数分割複信によって、端末装置２ｂとの間の通信を行う基地局装置１ｂであって、上り信号の周波数ｆｕで、端末装置２ｂからの上り信号受信を行う第１受信部１１と、下り信号の周波数ｆｄで、端末装置への下り信号送信を行う送信部１３と、下り信号の周波数ｆｄで、他の基地局装置１ａからの下り信号受信を行う第２受信部１２と、前記第２受信部１２によって受信した他の基地局装置１ａの下り信号に基づいて、前記他の基地局装置１ａと自装置１ｂとの間の同期誤差を検出する同期誤差検出部１７と、前記同期誤差検出部１７によって検出された同期誤差に基づいて、前記同期誤差を補正する補正部１８と、を備えている。
【選択図】図２
【解決手段】上り信号の周波数と下り信号の周波数とが異なる周波数分割複信によって、端末装置２ｂとの間の通信を行う基地局装置１ｂであって、上り信号の周波数ｆｕで、端末装置２ｂからの上り信号受信を行う第１受信部１１と、下り信号の周波数ｆｄで、端末装置への下り信号送信を行う送信部１３と、下り信号の周波数ｆｄで、他の基地局装置１ａからの下り信号受信を行う第２受信部１２と、前記第２受信部１２によって受信した他の基地局装置１ａの下り信号に基づいて、前記他の基地局装置１ａと自装置１ｂとの間の同期誤差を検出する同期誤差検出部１７と、前記同期誤差検出部１７によって検出された同期誤差に基づいて、前記同期誤差を補正する補正部１８と、を備えている。
【選択図】図２
Description
本発明は、周波数分割複信によって端末装置との間の通信を行う基地局装置に関するものである。
送信と受信を同時に行うための技術としては、時分割複信（ＴＤＤ；Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）と、周波数分割複信（ＦＤＤ；Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）とがある。
時分割複信は、送信と受信で同一周波数を利用するとともに、送信及び受信を、微少な時間ごとに切り替えて同時送受信を行う技術である。一方、周波数分割複信は、送信周波数と受信周波数の周波数を異ならせることで、同時送受信を行う技術である。
これらの複信方式は、例えば、特許文献１に記載されている。
時分割複信は、送信と受信で同一周波数を利用するとともに、送信及び受信を、微少な時間ごとに切り替えて同時送受信を行う技術である。一方、周波数分割複信は、送信周波数と受信周波数の周波数を異ならせることで、同時送受信を行う技術である。
これらの複信方式は、例えば、特許文献１に記載されている。
基地局装置と端末装置との間の通信を時分割複信方式によって行う場合、送信信号と受信信号の干渉を防止するため、複数の基地局装置が、同じタイミングで送信と受信とを行う必要がある。このためには、複数の基地局装置間で同期がとれていることが必要とされる。基地局装置間で同期をとるための技術は、例えば、特許文献２に記載されている。
一方、基地局装置と端末装置との間の通信を、周波数分割複信方式によって行う場合、送信周波数と受信周波数とは異なるため、送信信号と受信信号の干渉を考慮する必要はなく、複数の基地局装置は、非同期で動作するのが一般的である。
しかし、本発明者は、周波数分割複信方式を採用した場合でも、複数の基地局装置を同期させた方が好ましい場合があるという着想を得た。
例えば、図１６（ａ）のように、複数の基地局装置ＢＳ１，ＢＳ２から、同一内容の情報を、同時に多数の端末装置ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３へ送信するブロードキャスト送信を行うようにした場合を考える。この場合、図１６（ｂ）に示すように、複数の基地局装置ＢＳのブロードキャストのフレーム送信タイミングがずれていると、複数の基地局装置ＢＳ１，ＢＳ２から同じ内容の信号を受ける端末装置ＭＳ２にとっては、一方の基地局装置ＢＳ１からの信号に対して、他方の基地局装置ＢＳ２からの信号が干渉してしまう。
また、複数の基地局装置ＢＳ１，ＢＳ２から送信された信号で、端末装置ＭＳ２がマクロダイバーシティや空間多重伝送を行う場合、各基地局装置ＢＳ１，ＢＳ２の送信タイミングが合っていないと効果が低下する。
したがって、上記のような場合は、周波数分割複信方式であっても、基地局装置間で同期がとれていた方がよいことになる。
さて、基地局装置間で同期をとるには、各基地局装置へケーブルで接続された上位装置から、同期信号を、前記ケーブルを介して各基地局装置へ送信することが考えられる。この場合、ケーブルの敷設が必要であり、コスト高になるという問題がある。
また、特許文献１に記載されているように、各基地局が、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信して、そのＧＰＳ信号から同期信号を取得する方法が考えられる。
しかし、ＧＰＳ信号を利用すると、室内・地下など、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、同期をとることが不可能となる。
しかし、ＧＰＳ信号を利用すると、室内・地下など、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、同期をとることが不可能となる。
そこで、ＧＰＳ信号を利用せずに、無線通信信号で同期をとることが考えられる。この場合、同期をとろうとする基地局装置は、他の基地局装置が端末装置へ向けて送信した信号を受信して、当該他の基地局装置の送信タイミングを検出することで、当該他の基地局装置と同期をとることが考えられる。なお、以下では、他の基地局装置の送信信号によって基地局装置が同期をとる方式を「エア同期」とよぶ。
しかし、周波数分割複信方式の基地局装置の場合、その受信部は、上り信号（端末装置から基地局装置へ送信される信号）の周波数ｆｕに適合するように構成され、送信部は下り信号（基地局装置から端末装置へ送信される信号）の周波数ｆｄに適合するように構成されている。
このため、ある基地局装置が、他の基地局装置から端末装置へ向けて送信された下り信号を受信しようとしても、受信したい下り信号の周波数はｆｄであるため、上り信号の周波数ｆｕに適合するように構成された受信部では、受信することができない。
このため、ある基地局装置が、他の基地局装置から端末装置へ向けて送信された下り信号を受信しようとしても、受信したい下り信号の周波数はｆｄであるため、上り信号の周波数ｆｕに適合するように構成された受信部では、受信することができない。
このように、従来は、周波数分割複信方式の基地局装置において、エア同期を行うための手段は提供されていなかった。
そこで、本発明は、周波数分割複信方式の基地局装置において、エア同期を行うための手段を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、周波数分割複信方式の基地局装置において、エア同期を行うための手段を提供することを目的とする。
本発明は、上り信号の周波数と下り信号の周波数とが異なる周波数分割複信によって、端末装置との間の通信を行う基地局装置であって、上り信号の周波数で、端末装置からの上り信号受信を行う第１受信部と、下り信号の周波数で、端末装置への下り信号送信を行う送信部と、下り信号の周波数で、他の基地局装置からの下り信号受信を行う第２受信部と、前記第２受信部によって受信した他の基地局装置の下り信号に基づいて、前記他の基地局装置と自装置との間の同期誤差を検出する同期誤差検出部と、前記同期誤差検出部によって検出された同期誤差に基づいて、前記同期誤差を補正する補正部と、を備えていることを特徴とする基地局装置である。
上記本発明によれば、基地局装置は、上り信号の周波数で、端末装置からの上り信号受信を行う第１受信部の他に、下り信号の周波数で、他の基地局装置からの下り信号受信を行う第２受信部も備えている。
したがって、上記基地局装置は、周波数分割複信方式を採用しても、端末装置からの上り信号を受信できるとともに、エア同期のために、他の基地局装置が送信した下り信号を受信することもできる。
そして、基地局装置は、第２受信部によって受信した他の基地局装置の下り信号に基づいて、他の基地局装置と自装置との間の同期誤差を検出し、検出された同期誤差に基づいて、同期誤差を補正するため、他の基地局装置との間で、エア同期をとることができる。
したがって、上記基地局装置は、周波数分割複信方式を採用しても、端末装置からの上り信号を受信できるとともに、エア同期のために、他の基地局装置が送信した下り信号を受信することもできる。
そして、基地局装置は、第２受信部によって受信した他の基地局装置の下り信号に基づいて、他の基地局装置と自装置との間の同期誤差を検出し、検出された同期誤差に基づいて、同期誤差を補正するため、他の基地局装置との間で、エア同期をとることができる。
前記基地局装置を複数備えた通信システムにおいては、複数の前記基地局装置が、同一内容の情報を、同時に端末装置へ送信するよう構成することができる。周波数分割複信においても、基地局装置間で同期をとることで、複数の前記基地局装置が、同一内容の情報を、一斉に端末装置へ送信しても、端末装置は支障なく受信することができる。このため、複数の基地局装置からのブロードキャスト送信や、複数の基地局装置から送信された信号を利用したマクロダイバーシティあるいは空間分割多重伝送が行える。
また、前記送信部に含まれる増幅器の歪補償を行う歪補償部を備えている基地局装置の場合は、前記歪補償部が前記第２受信部を介して前記増幅器から出力された下り信号を取得する第１状態と、前記同期誤差検出部が前記第２受信部を介して他の基地局装置からの下り信号を受け取る第２状態と、を切り替えるための切替手段を備えているのが好ましい。この場合、歪補償のために、送信部における増幅器の出力を歪補償部へ与える回路と、エア同期のために、他の基地局装置からの下り周波数の下り信号を同期誤差検出部へ与える回路と、を共通化できる。
ここで、歪補償部は、送信部に含まれる増幅器から出力された信号を取得することで、その増幅器の非線形特性を把握し、歪補償を行うものである。送信部に含まれる増幅器の出力信号は、下り信号となるものであるため、増幅器の出力信号を歪補償部へ与える回路は、下り信号の周波数に適合するように構成されることになる。
そこで、本発明では、前記第２受信部が、下り信号の周波数に適合するように構成されていることを利用して、前記第２受信部を、増幅器の出力信号を歪補償部へ与える回路としても用いて、回路を共通化したものである。回路の共通化によって、第２受信部を設けても回路規模の増大を抑えることができる。
また、歪補償のほか、前記送信部に入力される信号を生成する信号処理装置が送信部によって生成された下り信号のフィードバックを受ける基地局装置の場合、前記信号処理装置が前記第２受信部を介して前記送信部によって生成された下り信号のフィードバックを受ける第１状態と、前記同期誤差検出部が前記第２受信部を介して他の基地局装置からの下り信号を受け取る第２状態と、を切り替えるための切替手段と、を備えているのが好ましい。
第２受信部は、下り信号の周波数に適合するように構成されているため、第２受信部を、送信部によって生成された下り信号をフィードバックさせる回路としても用いて、回路を共通化することができる。回路の共通化によって、第２受信部を設けても回路規模の増大を抑えることができる。
第２受信部は、下り信号の周波数に適合するように構成されているため、第２受信部を、送信部によって生成された下り信号をフィードバックさせる回路としても用いて、回路を共通化することができる。回路の共通化によって、第２受信部を設けても回路規模の増大を抑えることができる。
端末装置からの上り信号及び他の基地局装置からの下り信号のうち、少なくともいずれか一方の信号の周波数を変換して、両信号の周波数を一致させる周波数変換部が、前記第１受信部及び前記第２受信部のうち少なくともいずれか一方に設けられ、
前記第１受信部及び前記第２受信部は、周波数が一致した前記両信号を、前記第１受信部及び前記第２受信部が互いに共有する共有部で処理するよう構成されているのが好ましい。この場合、受信部として第１受信部及び第２受信部双方を設けても、回路構成を簡素化できる。
前記共有部は、前記両信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を含んでいるのが好ましい。
前記第１受信部及び前記第２受信部は、周波数が一致した前記両信号を、前記第１受信部及び前記第２受信部が互いに共有する共有部で処理するよう構成されているのが好ましい。この場合、受信部として第１受信部及び第２受信部双方を設けても、回路構成を簡素化できる。
前記共有部は、前記両信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を含んでいるのが好ましい。
複数のアンテナからなるアレーアンテナを備え、前記複数のアンテナそれぞれに、前記第１受信部及び前記送信部が設けられ、前記複数のアンテナのうち、一のアンテナ又は複数のアンテナそれぞれに、前記第２受信部が設けられているのが好ましい。アレーアンテナ方式においても、その一のアンテナ又は複数のアンテナの系統に第２受信部を設けることができる。
他の観点からみた本発明は、上り信号の周波数と下り信号の周波数とが異なる周波数分割複信によって、端末装置との間の通信を行う基地局装置であって、上り信号の周波数で、端末装置からの上り信号受信を行う第１受信部と、下り信号の周波数で、端末装置への下り信号送信を行う送信部と、下り信号の周波数で、他の基地局装置からの下り信号受信を行う第２受信部と、前記第２受信部によって受信した他の基地局装置の下り信号に基づいて、前記他の基地局装置と自装置との間の同期誤差を検出する同期誤差検出部と、前記同期誤差検出部によって検出された同期誤差に基づいて、当該基地局装置の周波数オフセットを推定し、前記上り信号の周波数又は下り信号の周波数を補正する周波数補正部と、を備えていることを特徴とする基地局装置である。この場合、エア同期によって周波数を補正することもできる。
本発明によれば、周波数分割複信方式の基地局装置においても、エア同期を行うための手段を提供することができる。
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１実施形態］
図１は、基地局装置１ａ，１ｂと端末装置（移動端末；ＭＳ；Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）２ａ，２ｂ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）１ａ，１ｂは、複数設置されており、セル内の端末装置２ａ，２ｂとの間で通信を行うことができる。
［第１実施形態］
図１は、基地局装置１ａ，１ｂと端末装置（移動端末；ＭＳ；Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）２ａ，２ｂ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）１ａ，１ｂは、複数設置されており、セル内の端末装置２ａ，２ｂとの間で通信を行うことができる。
この通信システムでは、複信方式として周波数分割複信が採用されている。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。このような通信システムとしては、例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＷＣＤＭＡ，ＣＤＭＡ２０００などの携帯電話システムが挙げられる。
本実施形態の通信システムでは、周波数分割複信方式を採用しつつも、複数の基地局装置１ａ，１ｂ間でフレームタイミング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、親となる基地局装置（以下、「親ＢＳ」という）１ａが、当該親ＢＳ１ａのセル内の端末装置２ａ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）１ｂ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信号によってフレームタイミングを決定する等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。
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信号によってフレームタイミングを決定する等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。
図２は、子ＢＳ１ｂの構成を示している。子ＢＳ１ｂは、エア同期を行うために、親ＢＳ１ａからの信号を受信することができる。子ＢＳ１ｂは、アンテナ１０、第１受信部１１、第２受信部１２、及び送信部１３を備えている。前記第２増幅器１２の大部分は、送信部１３に含まれる増幅器１３４の出力を検出する検出回路１６を兼ねているが、この点については後述する。
また、子ＢＳ１ｂは、サーキュレータ１４を備えている。このサーキュレータ１４は、アンテナ１０からの受信信号を、第１受信部１１及び第２受信部１２側へ与え、送信部１３から出力された送信信号を、アンテナ１０側へ与えるためのものである。このサーキュレータ１４と送信部１３の第４フィルタ１３５によって、アンテナ１０からの受信信号が送信部１３側へ伝えることが防止されている。また、サーキュレータ１４と第１受信部の第１フィルタ１１１によって、送信部１３から出力された送信信号が第１受信部１１へ伝えることが防止されている。さらに、サーキュレータ１４と第５フィルタ１２１によって、送信部１３から出力された送信信号が第２受信部１２へ伝えることが防止されている。
第１受信部１１は、端末装置２ｂからの上り信号を受信するためのものである。この第１受信部１１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１１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。
第１フィルタ１１１は、端末装置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。
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。
Ａ／Ｄ変換部１１７の出力（第１受信部１１の出力）は、復調回路に与えられ、端末装置２ｂ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１１は、アンテナ１０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に対し、デジタルの上り信号を与えるものである。
このように、第１受信部１１は、アンテナ１０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に対し、デジタルの上り信号を与えるものである。
また、前記送信部１３は、変調回路から出力された変調信号Ｉ，Ｑを、歪補償部１５を介して受け取り、アンテナ１０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１３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。
前記歪補償部１５は、送信部に含まれる第３増幅器１３４の歪補償を行うものであり、変調回路から出力された変調信号Ｉ，Ｑに対して、歪補償を行った上で、送信部に変調信号Ｉ，Ｑを与える。なお、歪補償部１５はデジタル信号処理装置として構成されている。なお、デジタル信号処理装置には、変調信号Ｉ，Ｑを生成する変調回路も含まれている。
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１０から送信され、端末装置２ｂへの下り信号となる。
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１０から送信され、端末装置２ｂへの下り信号となる。
前記歪補償部１５が、送信部１３に含まれる第３増幅器（ＨＰＡ）１３４の歪補償を行うには、送信部１３の出力である第３増幅器１３４の出力を検出して歪補償部１５に与える検出回路１６が必要となる。検出回路１６は、第３増幅器１３４の出力側に方向性結合器（図示省略）を介して接続されており、第３増幅器１３４の出力の検出信号に対して、増幅・周波数変換・Ａ／Ｄ変換などを行った上で、その検出信号を歪補償部（信号処理装置）１５に与える（フィードバックさせる）。
より具体的には、検出回路１６は、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。
第４増幅器（高周波増幅器）１２２は、第３増幅器１３４の出力の検出信号を増幅し、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。
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。
Ａ／Ｄ変換部１２７の出力（検出回路１６の出力）は、歪補償部１５に与えられ、歪補償処理に用いられる。
このように、検出回路１６は、送信部１３によって生成されたアナログの下り信号を、歪補償部（信号処理装置）１５にフィードバックさせるためのフィードバック部を構成している。
このように、検出回路１６は、送信部１３によって生成されたアナログの下り信号を、歪補償部（信号処理装置）１５にフィードバックさせるためのフィードバック部を構成している。
以上の第１受信部１１、送信部１３、及び検出回路１６は、端末装置との間の通信を行うために必要な機能であるが、周波数分割複信方式の場合、これらの機能だけでは、エア同期を行うことはできない。
つまり、子ＢＳ１ｂが、エア同期によって親ＢＳ１ａとの同期をとるには、子ＢＳ１ｂは、親ＢＳ１ａ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１１では受信できない。
つまり、子ＢＳ１ｂが、エア同期によって親ＢＳ１ａとの同期をとるには、子ＢＳ１ｂは、親ＢＳ１ａ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１１では受信できない。
つまり、第１受信部１１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１１に与えられても、第１受信部１１を通過することはできない。
すなわち、第１受信部１１は、第１受信部１１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。
すなわち、第１受信部１１は、第１受信部１１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。
そこで、本実施形態の子ＢＳ１ｂには、第１受信部１１とは別に、親ＢＳ１ａが送信した周波数ｆｄの下り信号の受信を行うための機能（第２受信部１２）が備わっている。
ここで、送信部１３は下り信号を送信するためのものであり、下り信号の周波数はｆｄであるから、前記検出回路は、下り信号の周波数ｆｄに適合したものである。
つまり、親ＢＳ１ａが送信した下り信号の受信を行うための回路（第１受信部１１）も、送信部１３から出力される送信信号を検出する検出回路（フィードバック部）１６も、下り信号の周波数ｆｄに適合したものとなる。また、検出回路１６の機能は、検出した信号をデジタル信号に変換することであり、受信した信号をデジタル信号に変換する受信部の機能と類似している。
ここで、送信部１３は下り信号を送信するためのものであり、下り信号の周波数はｆｄであるから、前記検出回路は、下り信号の周波数ｆｄに適合したものである。
つまり、親ＢＳ１ａが送信した下り信号の受信を行うための回路（第１受信部１１）も、送信部１３から出力される送信信号を検出する検出回路（フィードバック部）１６も、下り信号の周波数ｆｄに適合したものとなる。また、検出回路１６の機能は、検出した信号をデジタル信号に変換することであり、受信した信号をデジタル信号に変換する受信部の機能と類似している。
そこで、本実施形態では 前記検出回路（フィードバック部）１６は、親ＢＳ１ａ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１２としての機能も兼ねている。
検出回路１６を第２受信部１２としても利用するため、本実施形態では、検出回路１６の入力側と出力側にそれぞれ、切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けている。第１切替スイッチＳＷ１は、検出回路１６の第４増幅器１２２の入力側に配置されている。これらの切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替によって、第４増幅器１２２からＡ／Ｄ変換部１２７に至るまでの回路を、第２受信部１２及び検出回路１６として利用可能になっている。
なお、送信部１３から出力された信号は、サーキュレータ１４によって大部分がアンテナ１０側に出力されるため、第２受信部１２側へは与えられない。
検出回路１６を第２受信部１２としても利用するため、本実施形態では、検出回路１６の入力側と出力側にそれぞれ、切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けている。第１切替スイッチＳＷ１は、検出回路１６の第４増幅器１２２の入力側に配置されている。これらの切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替によって、第４増幅器１２２からＡ／Ｄ変換部１２７に至るまでの回路を、第２受信部１２及び検出回路１６として利用可能になっている。
なお、送信部１３から出力された信号は、サーキュレータ１４によって大部分がアンテナ１０側に出力されるため、第２受信部１２側へは与えられない。
第１切替スイッチＳＷ１は、送信部１３の第３増幅器１３５の出力と、サーキュレータ１４から出力された受信信号と、を選択的に、第４増幅器１２２に与える。また、サーキュレータ１４と第１切替スイッチＳＷ１との間には、周波数ｆｄの信号だけを通過させる第５フィルタ１２１が配置されており、サーキュレータ１４から出力された受信信号のうち、周波数ｆｄの下り信号だけを第１切替スイッチＳＷ１側へ出力する。
第２切替スイッチＳＷ２は、検出回路１６（第２受信部１２）におけるＡ／Ｄ変換部１２７の出力を、歪補償部１５又はフレーム同期誤差検出部１７へ、選択的に与える。
第４増幅器１２２からＡ／Ｄ変換部１２７に至るまでの回路を、検出回路（フィードバック部）１６として用いる場合、送信部１３の第３増幅器１３４の出力が第４増幅器１２２に与えられるように第１切替スイッチＳＷ１が切り替えられるとともに、Ａ／Ｄ変換部１２７の出力が歪補償部１５に与えられるように第２切替スイッチＳＷ２が切り替えられる。このときの状態を第１状態とよぶ。
一方、第４増幅器１２２からＡ／Ｄ変換部１２７に至るまでの回路を、第２受信部１２として用いる場合、アンテナ１０によって受信した信号が、第４増幅器１２２に与えられるように第１切替スイッチＳＷ１が切り替えられるとともに、Ａ／Ｄ変換部１２７の出力がフレーム同期誤差検出部１７に与えられるように第２切替スイッチＳＷ２が切り替えられる。なお、このときの状態を第２状態とよぶ。
第１及び第２切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替制御は、子ＢＳ１ｂの制御部（図示省略）によって行われる。図３は、第１及び第２切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２の制御の仕方を示している。子ＢＳ１ｂは、常時、端末装置２ｂとの通信を行う通常通信の状態（第１状態）にあるが、周期的にエア同期を行うエア同期の状態（第２状態）となる。
図３に示すように、エア同期の状態においては、第１切替スイッチＳＷ１がアンテナ１０側に切り替えられるとともに、第２切替スイッチＳＷ２がフレーム同期誤差検出部１７側に切り替えられる。
図３に示すように、エア同期の状態においては、第１切替スイッチＳＷ１がアンテナ１０側に切り替えられるとともに、第２切替スイッチＳＷ２がフレーム同期誤差検出部１７側に切り替えられる。
これにより、フレーム同期誤差検出部１７は、親ＢＳ１ａからの下り信号を取得できる。フレーム同期誤差検出部１７は、下り信号に含まれるプリアンブル等の既知信号を利用して、親ＢＳ１ａのフレーム送信タイミングを検出するとともに、自装置１ｂにおけるフレーム送信タイミングとの誤差（フレーム同期誤差）を検出する。具体的には、子ＢＳ１ｂは、受信した下り信号フレーム中の所定位置にある既知信号のタイミングを検出して、親ＢＳ１ａ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ＢＳ１ａのフレーム送信タイミングと自装置１ｂのフレーム送信タイミングとを比較し、フレーム同期誤差を検出する。
検出されたフレーム同期誤差は、フレームカウンタ補正部１８に与えられる。フレームカウンタ補正部１８は、フレーム送信タイミングを決定するフレームカウンタの値を、検出されたフレーム同期誤差に応じて補正する。これにより、子ＢＳ１ｂは親ＢＳ１ａに同期することができる。なお、同期誤差の検出・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。
エア同期が終了すると、第１切替スイッチＳＷ１が、第３増幅器（ＨＰＡ）１３４側に切り替えられるとともに、第２切替スイッチＳＷ２が、歪補償部１５側に切り替えられる。これにより、子ＢＳ１は通常通信状態に戻る。なお、図３では、エア同期を下り１フレーム分の時間で行っているが、複数フレーム分の時間を使ってエア同期を行ってもよい。
上記のように、エア同期のとき以外は、第３増幅器１３４の出力を検出した信号が歪補償部１５に与えられるようになっているが、歪補償部１５は、第３増幅器１３４の出力を常時必要とするわけではなく、図４に示すように、周期的に、第３増幅器１３４出力の検出信号を取得する。なお、歪補償部１５による歪補償自体は常時行われる。
歪補償のための検出信号取得処理と、エア同期処理とは、全く別の制御であるため、それぞれ独自のタイミングで実行されるが、本実施形態では、検出回路１６と第２受信部１２とが共通化されているため、両処理が同時に行われないようにする必要がある。
そこで、子ＢＳ１ｂの制御部（図示省略）では、図４に示すように、歪補償のための検出信号取得処理と、エア同期処理とが、同時に行われないように、両処理の実行タイミングが設定されている。
そこで、子ＢＳ１ｂの制御部（図示省略）では、図４に示すように、歪補償のための検出信号取得処理と、エア同期処理とが、同時に行われないように、両処理の実行タイミングが設定されている。
図４は、歪補償のための検出信号取得処理及びエア同期処理の実行周期が、いずれも一定であることを前提としているが、いずれか一方又は両方の処理の実行周期が一定でない場合には、両処理が同時に実行される可能性もある。この場合、歪補償のための検出信号取得処理及びエア同期処理の実行周期が同時に実行されないように、前記制御部は、図５のエア同期排他処理を行う。
エア同期排他処理は、図５に示すように、エア同期を実行しようとする場合、歪補償のための検出信号取得タイミングと一致するか否かを予め判定する。一致しない場合には、第１及び第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を第２状態に切り替えて、エア同期を実行する。また、一致する場合には、歪補償部１５による検出信号取得を休止させた上で、第１及び第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を第２状態に切り替えて、エア同期を実行する。これにより、歪補償部１５が検出信号を取得できない状態で、歪補償のためのパラメータを算出することを防止でき、その後の歪補償の精度低下を防止できる。
なお、図４に示すように、歪補償のための検出信号取得の方が、エア同期よりも頻繁に行われる場合には、頻度の少ないエア同期を優先した方が、両処理に与える影響を低く抑えることができる。しかし、エア同期の方が歪補償のための検出信号取得よりも頻繁に行われる場合には、歪補償を優先してエア同期を休止してもかまわない。
上記のようにして、親ＢＳ１ａと子ＢＳ１ｂとの間で同期がとれると、両基地局装置１ａ，１ｂ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１ａ，１ｂ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１ａ，１ｂの同期がとれているため、両基地局装置１ａ，１ｂから同じ内容の信号を送信すれば、端末装置１ａ，１ｂ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。
また、両基地局装置１ａ，１ｂの同期がとれているため、両基地局装置１ａ，１ｂから同じ内容の信号を送信すれば、端末装置１ａ，１ｂ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。
［第２実施形態］
図６は、第２実施形態に係る子ＢＳ１ｂの構成を示している。この第２実施形態では、第２受信部１２と検出回路１６とを兼用せずに、別回路としたものである。検出回路１６における各要素１６２〜１６７は、第２受信部１２における各要素１２２〜１２７と同様のものである。また、変形例において図２の回路と共通する構成については同符号を付している。
この変形例によれば、エア同期のための受信と歪補償のための検出信号取得とを同時に行うことが可能である。なお、検出回路１６や歪補償部１５を省略し、変調回路から出力された変調信号Ｉ，Ｑを、直接、Ｄ／Ａ変換部１３１ａ，１３１ｂに与えても良い。
図６は、第２実施形態に係る子ＢＳ１ｂの構成を示している。この第２実施形態では、第２受信部１２と検出回路１６とを兼用せずに、別回路としたものである。検出回路１６における各要素１６２〜１６７は、第２受信部１２における各要素１２２〜１２７と同様のものである。また、変形例において図２の回路と共通する構成については同符号を付している。
この変形例によれば、エア同期のための受信と歪補償のための検出信号取得とを同時に行うことが可能である。なお、検出回路１６や歪補償部１５を省略し、変調回路から出力された変調信号Ｉ，Ｑを、直接、Ｄ／Ａ変換部１３１ａ，１３１ｂに与えても良い。
［第３実施形態］
図７は、第３実施形態に係る子ＢＳ１ｂの構成を示している。この第３実施形態では、図２に示す第１実施形態の回路において、歪補償部１５を省略し、検出回路（フィードバック部）１６の出力を、変調回路（デジタル信号処理装置）２０に与えて、送信部１３によって生成される下り信号が、変調回路（デジタル信号処理装置）２０にフィードバックされるように構成したものである。
図７は、第３実施形態に係る子ＢＳ１ｂの構成を示している。この第３実施形態では、図２に示す第１実施形態の回路において、歪補償部１５を省略し、検出回路（フィードバック部）１６の出力を、変調回路（デジタル信号処理装置）２０に与えて、送信部１３によって生成される下り信号が、変調回路（デジタル信号処理装置）２０にフィードバックされるように構成したものである。
下り信号のフィードバックは、例えば、変調回路２０にて生成される変調信号Ｉ，Ｑのタイミング誤差などをフィードバック量に応じて修正するためのものである。ただし、下り信号のフィードバックの目的は、特に限定されるものではなく、デジタル信号処理装置２０が送信部１３の入力側に与える信号（変調信号Ｉ，Ｑ）を生成する際に、送信部１３にて生成されたアナログ下り信号の検出値がフィードバックされ、そのフィードバック量（検出値）が、送信部１３の入力側に与える信号（変調信号Ｉ，Ｑ）の生成に利用されるものであれば足りる。
また、第３実施形態では、検出回路（フィードバック部）１６に与えられる下り信号は、第３増幅器１３４から出力されたものではなく、第３フィルタ１３３から出力されたもの（第３増幅器１３４に入力されるもの）である。
ここで、第１実施形態のように、第３増幅器１３４における歪の補償のために下り信号のフィードバックを行う場合、第３増幅器１３４の出力を検出したものを、歪補償部２０に与える必要がある。
一方、増幅器の歪補償が目的でなければ、第３フィルタ１３３の出力（直交復調器１３２の出力）を検出したものを、変調回路（信号処理装置）２０に与えれば足りる。なお、増幅器の歪補償を目的としない場合であっても、第３増幅器１３４の出力を検出したものを、変調回路（信号処理装置）２０に与えても良い。
一方、増幅器の歪補償が目的でなければ、第３フィルタ１３３の出力（直交復調器１３２の出力）を検出したものを、変調回路（信号処理装置）２０に与えれば足りる。なお、増幅器の歪補償を目的としない場合であっても、第３増幅器１３４の出力を検出したものを、変調回路（信号処理装置）２０に与えても良い。
第３実施形態では、第１実施形態と同様に、エア同期のとき以外は、送信部１３によって生成された下り信号の検出信号が、変調回路２０に与えられる第１状態（通常通信状態）となるように、第１切替スイッチＳＷ１が、送信部１３側に切り替えられるとともに、第２切替スイッチＳＷ２が、変調回路（信号処理装置）２０側に切り替えられる。
また、エア同期のときは、第１切替スイッチＳＷ１がアンテナ１０側に切り替えられるとともに、第２切替スイッチＳＷ２がフレーム同期誤差検出部１７側に切り替えられる。
これにより、フレーム同期誤差検出部１７は、親ＢＳ１ａからの下り信号を取得できる。
また、エア同期のときは、第１切替スイッチＳＷ１がアンテナ１０側に切り替えられるとともに、第２切替スイッチＳＷ２がフレーム同期誤差検出部１７側に切り替えられる。
これにより、フレーム同期誤差検出部１７は、親ＢＳ１ａからの下り信号を取得できる。
なお、第３実施形態において特に説明をしない点については、第１実施形態と同様である。
［第４実施形態］
図８は、第４実施形態に係る子ＢＳ１ｂの構成を示している。この子ＢＳ１ｂも、既述の実施形態に係る子ＢＳ１ｂと同様に、エア同期を行うために、親ＢＳ１ａからの信号を受信することができる。子ＢＳ１ｂは、アンテナ１０、第１受信部（スーパーヘテロダイン受信機）１１、第２受信部（スーパーヘテロダイン受信機）１２、及び送信部１３を備えている。また、子ＢＳ１ｂは、サーキュレータ１４を備えている。なお、第４実施形態において特に説明しない点については、既述の実施形態と同様である。
図８は、第４実施形態に係る子ＢＳ１ｂの構成を示している。この子ＢＳ１ｂも、既述の実施形態に係る子ＢＳ１ｂと同様に、エア同期を行うために、親ＢＳ１ａからの信号を受信することができる。子ＢＳ１ｂは、アンテナ１０、第１受信部（スーパーヘテロダイン受信機）１１、第２受信部（スーパーヘテロダイン受信機）１２、及び送信部１３を備えている。また、子ＢＳ１ｂは、サーキュレータ１４を備えている。なお、第４実施形態において特に説明しない点については、既述の実施形態と同様である。
このように、第４実施形態の子ＢＳ１ｂの基本構成は、既述の実施形態に係る子ＢＳ１ｂと同様である。特に、図６の第２実施形態に係る子ＢＳ１ｂと類似している。ただし、第４実施形態では、図６の第２実施形態のように、第１受信部１１と第２受信部１２とが、独立して設けられているのではなく、第１受信部１１及び第２受信部１２は、それらの回路構成の一部を共有化している。つまり、第１受信部１１及び第２受信部１２は、第１受信部１１及び第２受信部１２の双方によって使用される共有部２３を有している。
ここで、第１受信部１１は、端末装置２ｂからの上り信号（周波数ｆｕ）を受信するためのものであり、第２受信部１２は、親ＢＳ１ａからの下り信号（周波数ｆｄ）を受信するためのものである。
つまり、第１受信部１１は、第１受信部１１の特有の回路素子として、周波数ｆｕの信号だけを通過させるフィルタ（帯域通過フィルタ）１１１と、フィルタ１１１から出力された信号を増幅する増幅器１１２を備えている。
また、第２受信部１２は、第２受信部１２の特有の回路素子として、周波数ｆｄの信号だけを通過させるフィルタ（帯域通過フィルタ）１２１と、フィルタ１２１から出力された信号を増幅する増幅器１２２を備えている。
つまり、第１受信部１１は、第１受信部１１の特有の回路素子として、周波数ｆｕの信号だけを通過させるフィルタ（帯域通過フィルタ）１１１と、フィルタ１１１から出力された信号を増幅する増幅器１１２を備えている。
また、第２受信部１２は、第２受信部１２の特有の回路素子として、周波数ｆｄの信号だけを通過させるフィルタ（帯域通過フィルタ）１２１と、フィルタ１２１から出力された信号を増幅する増幅器１２２を備えている。
上記のように、両受信部１１，１２を通過可能な信号の周波数は異なるが、周波数が異なる両信号を共通の回路である後段の共有部２３で処理できるように、第１受信部１１及び第２受信部１２は更に、周波数変換部１１３，１２３をそれぞれ備えている。第１受信部１１の周波数変換部１１３は、周波数ｆｕの上り信号を、共通周波数ｆｃの信号に周波数変換するものである。また、第２受信部１２の周波数変換部１２３は、周波数ｆｄの下り信号を、共通周波数ｆｃの信号に周波数変換するものである。これらの周波数変換部１１３，１２３は、それぞれ、発振器１１３ａ，１２３ａ及びミキサ１１３ｂ，１２３ｂによって構成されている。
前記共通周波数ｆｃは、ｆｃ＝ｆｕ−ｆｕ１＝ｆｄ−ｆｄ１であり、ここで、ｆｕ１は、第１受信部１１の周波数変換部１１３の発振器１１３ａの周波数であり、ｆｄ１は、第２受信部１２の周波数変換部１２３の発振器１２３ａの周波数である。このように、周波数変換部１１３，１２３の発振器１１３ａ，１２３ａそれぞれの周波数を適切に設定することで、各周波数変換部１１３，１２３から共通周波数ｆｃの信号を出力させることができる。
前記共有部２３は、図６の第２実施形態における第１受信部１１のフィルタ１１４、増幅器１１５、周波数変換部１１６、及びＡ／Ｄ変換部１１７からなる部分と、図６の第２実施形態における第２受信部１２のフィルタ１２４、増幅器１２５、周波数変換部１２６、及びＡ／Ｄ変換部１２７からなる部分とを、共通化したものであり、フィルタ２３４、増幅器２３５、周波数変換部２３６、及びＡ／Ｄ変換部２３７を備えている。
共有部２３のフィルタ２３４は、共通周波数（第１中間周波数）ｆｃの信号だけを通過させる帯域通過フィルタとして構成されている。フィルタ２３４の出力は、増幅器２３５によって増幅され、増幅器２３５の出力は、周波数変換部２３６によって別の周波数（第２中間周波数）に変換され、さらにＡ／Ｄ変換部２３７によってデジタル信号に変換される。なお、周波数変換部２３６も発振器２３６ａ及びミキサ２３６ｂによって構成されている。
なお、共有部２３における増幅器２３５や周波数変換部２３６は省略してもよい。また、フィルタ２３５を省略してもよい。つまり、第１受信部１１と第２受信部１２が、Ａ／Ｄ変換部２３７だけを共有する形態であってもよい。
なお、共有部２３における増幅器２３５や周波数変換部２３６は省略してもよい。また、フィルタ２３５を省略してもよい。つまり、第１受信部１１と第２受信部１２が、Ａ／Ｄ変換部２３７だけを共有する形態であってもよい。
更に、前記共有部２３は、第１受信部１１の周波数変換部１１３の出力（周波数ｆｃ）と、第２受信部１２の周波数変換部１２３の出力（周波数ｆｃ）とを、選択的に受け付けるための切替スイッチ２３１を備えている。
共有部２３の切替スイッチ２３１が、第１受信部１１の周波数変換部１１３側に切り替えられると、上り信号（周波数ｆｃ）が、フィルタ２３４等の共有部２３の各素子によって処理される。また、切替スイッチ２３１が、第２受信部１２の周波数変換部１２３側に切り替えられると、下り信号（周波数ｆｃ）が、フィルタ２３４等の共有部２３の各素子によって処理される。
共有部２３のＡ／Ｄ変換部２３の出力は、復調回路２１及びフレーム同期誤差検出部１７に与えられる。Ａ／Ｄ変換部２３の出力を受け付けた復調回路は、切替スイッチ２３１が上り信号を受け付けるように切り替わっているタイミング（エア同期以外の通常通信状態；第１状態）では、上り信号の復調処理を行うが、切替スイッチ２３１が下り信号を受け付けるように切り替わっているタイミング（エア同期の状態；第２状態）では、復調処理を休止する。
一方、Ａ／Ｄ変換部２３の出力を受け付けたフレーム同期誤差検出部１７は、切替スイッチ２３１が下り信号を受け付けるように切り替わっているタイミング（エア同期の状態；第２状態）では、フレーム同期誤差検出の処理を行うが、切替スイッチ２３１が上り信号を受け付けるように切り替わっているタイミング（エア同期以外の通常通信状態；第１状態）では、フレーム同期誤差検出の処理を休止する。
一方、Ａ／Ｄ変換部２３の出力を受け付けたフレーム同期誤差検出部１７は、切替スイッチ２３１が下り信号を受け付けるように切り替わっているタイミング（エア同期の状態；第２状態）では、フレーム同期誤差検出の処理を行うが、切替スイッチ２３１が上り信号を受け付けるように切り替わっているタイミング（エア同期以外の通常通信状態；第１状態）では、フレーム同期誤差検出の処理を休止する。
図９は、切替スイッチ２３１の切替タイミングを示している。なお、この切替は、子ＢＳ１ｂの制御部（図示省略）によって行われる。エア同期のタイミング（第２状態）においては、切替スイッチ２３１が、第２受信部側に切り替えられ、親ＢＳ１ａからの下り信号を受信し、同期誤差検出部１７及び補正部１８によって同期誤差の検出と補正が行われる。
なお、図９に示すように、エア同期のタイミングにおいては、送信部１３からの下り信号の送出が行われないように、送信部１３及び／又は変調回路２０が制御される。また、エア同期のタイミングにおいては、子ＢＳ１ｂとの間で通信を行う端末装置２ｂから上り信号が送信されないように、子ＢＳ１ｂは端末装置２ｂに対してユーザ割り当てを行う。
なお、図９に示すように、エア同期のタイミングにおいては、送信部１３からの下り信号の送出が行われないように、送信部１３及び／又は変調回路２０が制御される。また、エア同期のタイミングにおいては、子ＢＳ１ｂとの間で通信を行う端末装置２ｂから上り信号が送信されないように、子ＢＳ１ｂは端末装置２ｂに対してユーザ割り当てを行う。
なお、第４実施形態の送信部１３では、図６に示す第２実施形態の送信部１３に比べて、周波数変換部１３６及び増幅器１３７が追加されているが、図６と同様な構成であってもよい。
［第５実施形態］
図１０は、第５実施形態に係る子ＢＳ１ｂの構成を示している。第５実施形態では、図６に示す第２実施形態の子ＢＳ１ｂと同様に、第１受信部１１と第２受信部１２とを独立して設け、第１受信部１１及び第２受信部１２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１１及び第２受信部１２は、アンテナ１０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が備えたれており、これらの変調信号Ｉ，Ｑが、復調回路２１又は同期誤差検出部１７に与えられる。
このように、第１受信部１１及び第２受信部１２の種類は特に限定されるものではない。
なお、第５実施形態の送信部１３は、図８に示す第４実施形態の送信部１３と同様である。
図１０は、第５実施形態に係る子ＢＳ１ｂの構成を示している。第５実施形態では、図６に示す第２実施形態の子ＢＳ１ｂと同様に、第１受信部１１と第２受信部１２とを独立して設け、第１受信部１１及び第２受信部１２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１１及び第２受信部１２は、アンテナ１０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が備えたれており、これらの変調信号Ｉ，Ｑが、復調回路２１又は同期誤差検出部１７に与えられる。
このように、第１受信部１１及び第２受信部１２の種類は特に限定されるものではない。
なお、第５実施形態の送信部１３は、図８に示す第４実施形態の送信部１３と同様である。
［第６実施形態］
図１１は、第６実施形態に係る子ＢＳ１ｂの構成を示している。この第６実施形態では、図１０に示す第５実施形態のダイレクトコンバージョン方式の第１受信部１１及び第２受信部１２について、図８に示す第４実施形態の第１受信部１１及び第２受信部１２における共有部２３と同様の共有部２３を設けたものである。
図１１は、第６実施形態に係る子ＢＳ１ｂの構成を示している。この第６実施形態では、図１０に示す第５実施形態のダイレクトコンバージョン方式の第１受信部１１及び第２受信部１２について、図８に示す第４実施形態の第１受信部１１及び第２受信部１２における共有部２３と同様の共有部２３を設けたものである。
第６実施形態の第１受信部１１は、第１受信部１１の特有の回路素子として、周波数ｆｕの信号だけを通過させるフィルタ（帯域通過フィルタ）１１１と、フィルタ１１１から出力された信号を増幅する増幅器１１２を備えている。
また、第２受信部１２は、第２受信部の特有の回路素子として、周波数ｆｄの信号だけを通過させるフィルタ（帯域通過フィルタ）１２１と、フィルタ１２１から出力された信号を増幅する増幅器１２２を備えている。
また、第２受信部１２は、第２受信部の特有の回路素子として、周波数ｆｄの信号だけを通過させるフィルタ（帯域通過フィルタ）１２１と、フィルタ１２１から出力された信号を増幅する増幅器１２２を備えている。
さらに、第２受信部１２は、周波数ｆｄの信号を、周波数ｆｕの信号に変換するための周波数変換部１２３を備えている。この周波数変換部１２３における発振器１２３ａの周波数ｆｄ１は、ｆｕ＝ｆｄ−ｆｄ１となるように設定されている。この周波数変換部１２３により、第２受信部１２における下り信号の周波数が、第１受信部１１における上り信号の周波数ｆｕと一致する。つまり、第６実施形態では、周波数ｆｕが共通周波数となっており、共通周波数ｆｕの信号が、共有部２３に与えられる。
第６実施形態の共有部２３は、切替スイッチ２３１と、共通周波数ｆｕだけを通過させる帯域通過フィルタ２３４と、フィルタ２３４の出力から復調信号Ｉ，Ｑを生成する直交復調器２３８と、復調信号Ｉ，Ｑをそれぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２３７ａ，２３７ｂを備えている。Ａ／Ｄ変換器２３７ａ，２３７ｂの出力は、それぞれ復調回路２１及び同期誤差検出部１７に与えられる。
そして、切替スイッチ２３１の切替及びその他の処理は、第５実施形態と同様に行われる。
そして、切替スイッチ２３１の切替及びその他の処理は、第５実施形態と同様に行われる。
［第７実施形態］
図１２は、第７実施形態に係る子ＢＳ１ｂを示している。この子ＢＳ１ｂは、複数（Ｋ個）のアンテナ１０−１〜１０−Ｋを有するアレーアンテナを備えている。複数のアンテナそれぞれには、通常通信（下り信号送信及び上り信号送信）のための送信部１３及び第１受信部１１が設けられており、各アンテナについて送受信が可能となっている。なお、各送信部１３には、変調回路２０からそれぞれ変調信号が与えられ、各第１受信部１３が出力する受信信号が与えられる。
図１２は、第７実施形態に係る子ＢＳ１ｂを示している。この子ＢＳ１ｂは、複数（Ｋ個）のアンテナ１０−１〜１０−Ｋを有するアレーアンテナを備えている。複数のアンテナそれぞれには、通常通信（下り信号送信及び上り信号送信）のための送信部１３及び第１受信部１１が設けられており、各アンテナについて送受信が可能となっている。なお、各送信部１３には、変調回路２０からそれぞれ変調信号が与えられ、各第１受信部１３が出力する受信信号が与えられる。
第７実施形態では、複数のアンテナ送受信系統のうち、一つのアンテナ１０−１の送受信系統にだけ、第２受信部１２が設けられており、他のアンテナの送受信系統には第２受信部１２は設けられていない。なお、第１受信部１１、第２受信部１２、及び送信部１３の構成は、既述の実施形態のいずれでも採用可能である。また、図１２では、第１受信部１１及び第２受信部１２が分離して描かれているが、図８及び図１１のように、共有部２３を設けてもよい。
アレーアンテナ方式の場合、子ＢＳ１ｂは、複数のアンテナ１０−１〜１０−Ｋを有するため、全アンテナの系統に第２受信部１２を設けると、コスト増となるが、一つのアンテナの系統又は全アンテナのうちの一部である複数のアンテナの系統にだけ第２受信部１２を設けることで、コスト増を抑えることができる。
［第８実施形態］
図１３の第８実施形態に係る子ＢＳ１ｂは、第７実施形態とは異なり、アレーアンテナ方式における全アンテナの系統に第２受信部１２を設けたものである。全アンテナの系統又は全アンテナのうちの一部である複数のアンテナの系統に第２受信部１２を設けることで、親ＢＳ１ａからの下り信号のダイバーシティ受信が可能であり、同期誤差検出精度が向上する。なお、受信ダイバーシティの実現方式としては、選択性ダイバーシティ、最大比合成などを採用できる。
図１３の第８実施形態に係る子ＢＳ１ｂは、第７実施形態とは異なり、アレーアンテナ方式における全アンテナの系統に第２受信部１２を設けたものである。全アンテナの系統又は全アンテナのうちの一部である複数のアンテナの系統に第２受信部１２を設けることで、親ＢＳ１ａからの下り信号のダイバーシティ受信が可能であり、同期誤差検出精度が向上する。なお、受信ダイバーシティの実現方式としては、選択性ダイバーシティ、最大比合成などを採用できる。
また、第７実施形態又は第８実施形態のように、子ＢＳ１ｂがアレーアンテナ方式であると、エア同期を行うタイミングにおいても、通常通信（端末装置からの受信）を休止せずに継続できるという利点がある。
例えば、図１４に示すように、アレーアンテナ方式における複数のアンテナ１０−１〜１０−Ｋのうち、第１のアンテナ１０−１の系統に第２受信部１２を設けておき、エア同期の際には、第１のアンテナ１０−１の系統で親ＢＳ１ａからの下り信号を受信しつつ、同時に、第２のアンテナ１０−２の系統（第２受信部１２はあってもなくてもよい）の第１受信部１１で端末装置２ｂからの上り信号を受信することも可能である。
なお、図１４は、図８に示す第４実施形態の子ＢＳ１ｂの処理タイミングを示す図９に対応させて描いているが、アレーアンテナ方式の上記利点は、第４実施形態に限られるものではない。
［第９実施形態］
図１５は、第９実施形態を示している。図１５に示すものは、第２受信部１２から出力された親ＢＳ１ａからの下り信号に基づいて同期処理を行う同期処理部３０（他の実施形態におけるフレーム同期誤差検出部１７及びフレームカウンタ補正部１８に相当）の変形例である。この同期処理部３０は、他の実施形態において全て採用可能なものである。
図１５は、第９実施形態を示している。図１５に示すものは、第２受信部１２から出力された親ＢＳ１ａからの下り信号に基づいて同期処理を行う同期処理部３０（他の実施形態におけるフレーム同期誤差検出部１７及びフレームカウンタ補正部１８に相当）の変形例である。この同期処理部３０は、他の実施形態において全て採用可能なものである。
同期処理部３０は、他の実施形態におけるフレーム同期誤差検出部１７及びフレームカウンタ補正部１８のほか、周波数オフセット推定部３１、周波数補正部３２、及び記憶部３３を備えている。
フレーム同期誤差検出部１７は、下り信号に含まれるプリアンブル等の既知信号を利用して、親ＢＳ１ａのフレーム送信タイミングを検出するとともに、自装置１ｂにおけるフレーム送信タイミングとの誤差（フレーム同期誤差；通信タイミングオフセット）を検出する。
フレーム同期誤差検出部１７によって検出された同期誤差は、フレームカウンタ補正部１８に与えられてフレーム同期誤差補正に用いられるほか、検出される度に、記憶部３３に与えられ、記憶部３３にて蓄積される。
前記周波数オフセット推定部３１は、検出部１７によって検出された同期誤差に基づいて、受信側である子ＢＳ１ｂ自身が内蔵する内蔵クロック発生器（図示省略）のクロック周波数と、送信側である親ＢＳ１ａの内蔵クロック発生器のクロック周波数との差（クロック周波数誤差）を推定し、そのクロック周波数誤差からキャリア周波数誤差（キャリア周波数オフセット）を推定する。
前記周波数オフセット推定部３１は、エア同期が周期的に実行される状況下において、前回のエア同期において検出されたフレーム同期誤差ｔ１と、今回のエア同期において検出されたフレーム同期誤差ｔ２とに基づいて、クロック誤差を推定する。なお、前回のフレーム同期誤差ｔ１は、記憶部２９から取得することができる。
例えば、キャリア周波数が２．６［ＧＨｚ］である場合に、前回のエア同期のタイミング（同期タイミング＝ｔ１）において、フレーム同期誤差として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。修正後の同期誤差（タイミングオフセット）は０［ｍｓｅｃ］である。そして、Ｔ＝１０秒後の今回のエア同期のタイミング（同期タイミング＝ｔ２）においても、再び同期誤差（タイミングオフセット）が検出され、その同期誤差（タイミングオフセット）はＴ２＝０．１［ｍｓｅｃ］であったとする。
このとき、１０秒間の間に生じた０．１［ｍｓｅｃ］の同期誤差（タイミングオフセット）は親ＢＳ１ａのクロック周期と子ＢＳ１ｂのクロック周期の誤差の蓄積値である。
すなわち、同期誤差（タイミングオフセット）とクロック周期の間には以下の等式が成り立つ。
同期元基地局のクロック周期：同期元基地局のクロック周期＝Ｔ：（Ｔ＋Ｔ２）＝１０：（１０＋０．０００１）
すなわち、同期誤差（タイミングオフセット）とクロック周期の間には以下の等式が成り立つ。
同期元基地局のクロック周期：同期元基地局のクロック周期＝Ｔ：（Ｔ＋Ｔ２）＝１０：（１０＋０．０００１）
そして、クロック周波数はクロック周期の逆数であるから、
（同期元基地局のクロック周波数−同期先基地局のクロック周波数）
＝同期元基地局のクロック周波数×Ｔ２／（Ｔ＋Ｔ２）
≒同期元基地局のクロック周波数×０．００００１
となる。
（同期元基地局のクロック周波数−同期先基地局のクロック周波数）
＝同期元基地局のクロック周波数×Ｔ２／（Ｔ＋Ｔ２）
≒同期元基地局のクロック周波数×０．００００１
となる。
したがって、この場合、送信側である親ＢＳ１ａのクロック周波数と、受信側である子ＢＳ１ｂのクロック周波数に、０．００００１＝１０［ｐｐｍ］の誤差があることになる。周波数オフセット推定部３１では、上記のようにしてクロック周波数誤差を推定する。
そして、キャリア周波数と同期誤差（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］分のズレ、すなわち、２．６［ＧＨｚ］×１×１０−５＝２６［ｋＨｚ］のずれが生じる。このようにして、周波数オフセット推定部３１では、クロック周波数誤差から、キャリア周波数誤差（キャリア周波数オフセット）も推定することができる。
周波数オフセット推定部３１が推定したキャリア周波数誤差は、キャリア周波数補正部３２に与えられる。キャリア周波数の補正は、上り信号のキャリア周波数だけでなく、下り信号のキャリア周波数についておこなうことができる。
なお、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。
１ａ，１ｂ：基地局装置，２ａ，２ｂ：端末装置，１０：アンテナ，１１：第１受信部，１２：第２受信部，１３：送信部，１４：サーキュレータ，１５：歪補償部，１６：検出回路，１７：フレーム同期誤差検出部，１８：フレームカウンタ補正部，２０：変調回路，２１：復調回路，２３：共有部，３０：同期処理部，３１：周波数オフセット推定部，３２：周波数補正部，３３：記憶部，１１１：第１フィルタ，１１２：第１増幅器，１１３：第１周波数変換部，１１４：第２フィルタ，１１５：第２増幅器，１１６：第２周波数変換部，１１７：Ａ／Ｄ変換部，１２１：第５フィルタ，１２２：第４増幅器，１２３：第３周波数変換部，１２４：第６フィルタ，１２５：第５増幅器，１２６：第４周波数変換部，１２７：Ａ／Ｄ変換部，１３１ａ，１３１ｂ：Ｄ／Ａ変換部，１３２：直交変調器，１３３：第３フィルタ，１３４：第３増幅器，１３５：第４フィルタ，ＳＷ１：第１切替スイッチ，ＳＷ２：第２切替スイッチ，２３１：切替スイッチ，２３４：フィルタ，２３４：増幅器，２３６：周波数変換部：，２３７：Ａ／Ｄ変換部
Claims (5)
- 上り信号の周波数と下り信号の周波数とが異なる周波数分割複信によって、端末装置との間の通信を行う基地局装置であって、
上り信号の周波数で、端末装置からの上り信号受信を行う第１受信部と、
下り信号の周波数で、端末装置への下り信号送信を行う送信部と、
下り信号の周波数で、他の基地局装置からの下り信号受信を行う第２受信部と、
前記第２受信部によって受信した他の基地局装置の下り信号に基づいて、前記他の基地局装置と自装置との間の同期誤差を検出する同期誤差検出部と、
前記同期誤差検出部によって検出された同期誤差に基づいて、前記同期誤差を補正する補正部と、
を備えていることを特徴とする基地局装置。 - 前記送信部に含まれる増幅器の歪補償を行う歪補償部と、
前記歪補償部が前記第２受信部を介して前記増幅器から出力された下り信号を取得する第１状態と、前記同期誤差検出部が前記第２受信部を介して他の基地局装置からの下り信号を受け取る第２状態と、を切り替えるための切替手段と、
を備えている請求項１記載の基地局装置。 - 前記送信部に入力される信号を生成する信号処理装置と、
前記信号処理装置が前記第２受信部を介して前記送信部によって生成された下り信号のフィードバックを受ける第１状態と、前記同期誤差検出部が前記第２受信部を介して他の基地局装置からの下り信号を受け取る第２状態と、を切り替えるための切替手段と、
を備えている請求項１記載の基地局装置。 - 端末装置からの上り信号及び他の基地局装置からの下り信号のうち、少なくともいずれか一方の信号の周波数を変換して、両信号の周波数を一致させる周波数変換部が、前記第１受信部及び前記第２受信部のうち少なくともいずれか一方に設けられ、
前記第１受信部及び前記第２受信部は、周波数が一致した前記両信号を、前記第１受信部及び前記第２受信部が互いに共有する共有部で処理するよう構成されている
請求項１記載の基地局装置。 - 上り信号の周波数と下り信号の周波数とが異なる周波数分割複信によって、端末装置との間の通信を行う基地局装置であって、
上り信号の周波数で、端末装置からの上り信号受信を行う第１受信部と、
下り信号の周波数で、端末装置への下り信号送信を行う送信部と、
下り信号の周波数で、他の基地局装置からの下り信号受信を行う第２受信部と、
前記第２受信部によって受信した他の基地局装置の下り信号に基づいて、前記他の基地局装置と自装置との間の同期誤差を検出する同期誤差検出部と、
前記同期誤差検出部によって検出された同期誤差に基づいて、当該基地局装置の周波数オフセットを推定し、前記上り信号の周波数又は下り信号の周波数を補正する周波数補正部と、
を備えていることを特徴とする基地局装置。
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