JP2017076927A - 無線制御装置、無線通信システムおよび送信タイミング補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基地局装置のアンテナ端での無線フレームの出力タイミングを高精度で絶対基準に同期させる。
【解決手段】無線通信システムは、ベースバンド処理を行う無線制御装置１０１と、無線制御装置１０１と伝送路１０５を介して接続される無線装置１０２と、無線装置１０２のアンテナ１０３から出力される無線信号を測定する端末１１０とを有する。無線制御装置１０１は、端末１１０において測定された無線装置１０２のアンテナから出力された無線信号の受信タイミングと、無線制御装置１０１と端末１１０とで同一の絶対基準タイミングと測定された受信タイミングとの第１の差分から、無線装置１０２と端末１１０との伝搬距離に応じた遅延時間を除した第２の差分に基づいて、無線制御装置１０１から無線装置１０２へ出力する無線信号の送信タイミングを調整する送信タイミング補正量算出部を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、基地局装置のアンテナ端での無線フレームの出力タイミングを調整する無線制御装置、無線通信システムおよび送信タイミング補正方法に関する。

近年、急増する無線トラフィック量対策としてＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）方式や、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式によるスモールセル化が行われている。ＣＡ方式やＴＤＤ方式では、基地局装置（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）は、アンテナ端から移動機等の端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）に向けて送信する無線フレーム位置（送信タイミング）を送信に用いる一つまたは複数のアンテナ（全基地局間）で同期させる。

基地局装置ＢＳは、例えば、無線制御装置（ＲＥＣ：Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、無線装置（ＲＥ：Ｒａｄｉｏ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）とを含む。ＲＥＣとＲＥは、ＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）リンクで接続される。ＲＥＣは、他にＢＤＥ（Ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ Ｄｉｇｉｔａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）やＢＢＵ（Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ Ｕｎｉｔ）と呼称される。ＲＥは、他にＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）と呼称される。

例えば、異なる周波数（バンド）のキャリアを複数用いて通信するＩｎｔｅｒ−ｂａｎｄ ＣＡでは、バンド間の無線フレーム位置の差を所定時間（２８５ｎｓ）以内にする必要がある。そのため、ＲＥＣからアンテナ端までの各部（ＲＥＣ内部遅延、ＲＥＣ〜ＲＥ間遅延、ＲＥ内部遅延、ＲＥ〜アンテナ端間等）での信号遅延の遅延時間を予め求め、遅延時間分ＲＥＣがデータを先出しすることで、全アンテナ端での送信タイミングを揃えている。

ＲＥＣとＲＥ間のＣＰＲＩリンクでの遅延については、ＢＳの起動毎にＲＥＣ〜ＲＥ間の遅延を測定し、遅延量をもとに遅延補正を実施することで、ＣＰＲＩリンクの遅延バラつきに起因した送信タイミングの差分を補正している。

ＲＥのＣＰＲＩ終端部以降の遅延について、ＲＥ内部遅延は設計値を用い、ＲＥからアンテナ端までの遅延は、工事時のケーブル長から求めた遅延時間やアンテナの設計値を基に遅延補正を行っている。

従来技術として、例えば、端末が送信タイミング測定用信号を送信し、基地局は自身の持つ基準タイミングと、端末から受信した送信タイミングとの時間差を算出し、端末に送信タイミング補正情報を送信する技術が開示されている。また、ＣＡを実行する際の送信について、基準タイミングをＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）以外の他のネットワークエンティティの送信タイミングや絶対時間等を利用してタイミングズレを比較する技術が開示されている。また、ＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ）伝送において、端末が協調通信を行う際、基地局の送信タイミング補正情報に基づいたリソース割り当て情報にしたがってデータ送信する技術が開示されている。また、端末が目標セル／基準セル上の送信／受信時間の差を測定し基地局にレポートし、基地局がレポート結果を事前に定義された最大伝搬遅延時間差と比較して端末のタイミングアライメントと、ＲＥが送信する送信タイミングを計算する技術が開示されている。また、下り無線フレーム送信タイミング調整で、最大のＣＰＲＩケーブル長と他の残りのセルでのＣＰＲＩケーブル長との差分に応じた遅延調整により送信タイミング補正を行う技術が開示されている（例えば、下記特許文献１〜５参照。）。

特開２０１１−４０８３２号公報 国際公開第２０１２／０４２７３６号 国際公開第２０１１／０１６４８９号 特表２０１４−５１１６４０号公報 特開２０１５−１１５６９７号公報

遅延測定回路の誤差、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）のロック位置による位相差誤差、アンテナ用ケーブルの線長誤差、各機能部の遅延量公差等による誤差の積み重ねが生じると基地局からの送信タイミング精度を劣化させる要因となる。しかし、従来技術では、ＲＥのＣＰＲＩ終端部以降の遅延は設計値（固定値）を用いて遅延補正するため、誤差の積み重ね分だけ送信タイミング精度が低下した。ＲＥＣに対し複数のＲＥをカスケード接続して運用する場合、ＲＥのカスケード接続段数が増加するにしたがって誤差の影響が大きくなる。

また、従来技術では、アンテナ端からの無線データの送信タイミングが、実際にはどのような状態になっているかを把握できない。このため、遅延補正に異常が生じていたとしても、この異常の検出および対処が行えなかった。

一つの側面では、本発明は、基地局装置のアンテナ端での無線フレームの出力タイミングを高精度で絶対基準に同期させることを目的とする。

一つの案では、無線通信システムは、ベースバンド処理を行う無線制御装置と、前記無線制御装置と伝送路を介して接続される無線装置と、前記無線装置のアンテナから出力される無線信号を測定する測定機とを有する無線通信システムにおいて、前記測定機において測定された前記無線装置のアンテナから出力された前記無線信号の受信タイミングと、前記無線制御装置と前記測定機とで同一の絶対基準タイミングと前記測定された受信タイミングとの第１の差分から、前記無線装置と前記測定機との伝搬距離に応じた遅延時間を除した第２の差分に基づいて、前記無線制御装置から前記無線装置へ出力する前記無線信号の送信タイミングを調整する送信タイミング制御部、を備えたことを要件とする。

一つの実施形態によれば、基地局装置のアンテナ端での無線フレームの出力タイミングを高精度で絶対基準に同期できる効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる基地局装置および端末を含む無線通信システムの構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１にかかる無線制御装置の内部構成例を示す図である。 図３は、実施の形態１にかかる無線装置の内部構成例を示す図である。 図４は、実施の形態１にかかる端末の内部構成例を示す図である。 図５は、実施の形態１にかかる無線通信システムにおける送信タイミングの補正処理を示すフローチャートである。 図６Ａは、実施の形態１にかかるアンテナ間伝搬遅延時間の測定例を説明する図である。（その１） 図６Ｂは、実施の形態１にかかるアンテナ間伝搬遅延時間の測定例を示すフローチャートである。 図７Ａは、実施の形態１にかかるアンテナ間伝搬遅延時間の測定例を説明する図である。（その２） 図７Ｂは、実施の形態１にかかるアンテナ間伝搬遅延時間の測定例を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態１にかかる無線通信システムにおける送信タイミングの差分と補正量を説明する図である。 図９は、実施の形態２にかかる基地局装置および端末を含む無線通信システムの構成例を示す図である。 図１０は、実施の形態２にかかる小型基地局装置の内部構成例を示す図である。 図１１は、実施の形態２にかかる無線通信システムにおける送信タイミングの補正処理を示すフローチャートである。 図１２は、実施の形態３にかかる基地局装置および端末間の無線データの送受信の例を示す図である。 図１３は、実施の形態３にかかる端末の内部構成例を示す図である。 図１４は、実施の形態３にかかる無線制御装置の内部構成例を示す図である。 図１５は、実施の形態３にかかる無線通信システムにおける送信タイミングの補正処理を示すフローチャートである。 図１６は、実施の形態４にかかる送信タイミングの遅延測定例を説明する図である。 図１７は、実施の形態４にかかる無線通信システムにおける送信タイミングの補正処理を示すフローチャートである。 図１８は、実施の形態４にかかる無線通信システムにおける送信タイミングの差分と補正量を説明する図である。 図１９は、既存の技術による送信データの遅延補正を行う構成例を示す図である。 図２０は、既存の技術による基地局装置の内部構成例を示す図である。 図２１は、既存の技術による基地局装置内部の遅延補正例を示す図である。（その１） 図２２は、既存の技術による基地局装置内部の遅延補正例を示すタイミングチャートである。 図２３は、既存の技術によるＣＰＲＩ遅延測定・遅延補正を説明する図である。 図２４は、上り／下りＣＰＲＩフレームタイミング例を示す図である。 図２５は、既存の技術による基地局装置内部の遅延補正例を示す図である。（その２） 図２６は、上り／下りＣＰＲＩフレームタイミング例を示す図である。 図２７は、既存の技術による端末での上り送信タイミング補正例を示す図である。

開示の無線制御装置、無線通信システムおよび送信タイミング補正方法の実施の形態を詳細に説明する。無線制御装置は上述したＲＥＣである。基地局装置ＢＳはＲＥＣとＲＥＣに接続される一つまたは複数のＲＥを含む。

実施の形態では、基地局装置ＢＳが端末（移動局装置）ＵＥに対して送信する無線データの無線フレーム位置（送信タイミング）を、送信に用いる一つまたは複数のアンテナ間で同期させる。このため、基地局装置と端末は、無線データの送受信を行った際の送信タイミングのズレを測定し、基地局装置は、測定結果に基づき送信タイミングのズレをなくすように無線データの遅延補正を行う。送信タイミングのズレの測定は、測定機で測定する。測定機は、単独の装置を用いるに限らず、端末または基地局装置に設ける機能で構成できる。以下、各実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる基地局装置および端末を含む無線通信システムの構成例を示す図である。実施の形態１では、基地局装置が送信する無線データを端末が受信し、端末が測定機として、絶対基準タイミングを用いて送信タイミングの遅延（ズレ）を測定する。そして端末は、測定結果を基地局装置に通知し、基地局装置が測定結果に基づき送信タイミングのズレの補正処理を行う。

基地局装置（ＢＳ）１００は、無線制御装置（ＲＥＣ）１０１と、無線装置（ＲＥ）１０２と、を含む。

基地局装置１００とユーザの端末（ＵＥ）１１０との間は、例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の通信規格に基づく無線通信を行う。１０３および１１３は、ＲＥ１０２および端末１１０に設けられた無線通信用のアンテナである。ＲＥ１０２に設けられるアンテナ１０３の位置をアンテナ端という。端末（ＵＥ）１１０は、例えば、ユーザが携帯する移動自在なスマートフォンを用いることができる。

ＲＥＣ１０１および端末１１０は、それぞれＧＰＳ電波を受信する機能を有し、ＧＰＳ用のアンテナ１０４，１１４を有する。また、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）には、ネットワーク（ＮＷ）網の上位装置１２０が接続される。上位装置１２０には、ＩＥＥＥ１５８８に規定するＰＴＰ（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）マスタ装置１２１が接続されている。

基地局装置１００内のＲＥＣ１０１とＲＥ１０２との間は、伝送路（ＣＰＲＩリンク）１０５により接続される。図１の例では、１台のＲＥＣ１０１に２台のＲＥ１０２（１０２ａ，１０２ｂ）が縦列（カスケード）接続された構成例を示す。ＲＥＣ１０１には、ＲＥ＃１（１０２ａ）が接続され、ＲＥ＃２（１０２ｂ）はＲＥ＃１（１０２ａ）を介してＲＥＣ１０１に接続されている。

図２は、実施の形態１にかかる無線制御装置の内部構成例を示す図である。ＲＥＣ１０１は、ネットワーク（ＮＷ）終端部２０１と、スイッチ（ＳＷ）２０２と、基準タイミング抽出部２０３と、ＳＹＮＣ／ＣＬＫ機能部２０４と、監視制御部２０５と、ベースバンド部２０６と、遅延補正部２０７と、ＣＰＲＩ終端部２０８と、を含む。また、ＲＥ ＡＮＴ位置記録部２０９と、ＡＮＴ間距離算出部２１０と、送信タイミング補正量算出部２１１と、を含む。

ＮＷ終端部２０１は、ネットワークの上位装置１２０と各種パケットの送受信を行う。スイッチ（ＳＷ）２０２は、ＲＥＣ１０１内の各機能部間のデータ（パケット）送受信のためパケットのスイッチングを行う。基準タイミング抽出部２０３は、アンテナ１０４を介して絶対基準タイミングとしてＧＰＳ受信電波を受信する。またはＰＴＰマスタ装置１２１に対応するＰＴＰスレーブ機能を有してもよい。基準タイミング抽出部２０３は、これらＧＰＳまたはＰＴＰから時刻情報を抽出する。

ＳＹＮＣ／ＣＬＫ機能部２０４は、ＧＰＳ、またはＰＴＰで取得した時刻情報に合わせて基準クロック／タイミングの生成を行う。監視制御部２０５は、ＲＥＣ１０１内の監視制御を行い、また、ＲＥ１０２および上位装置１２０との通信を行う。ベースバンド部２０６は、無線データのベースバンド処理を行う。遅延補正部２０７は、アンテナ端での無線データの送信タイミングを揃えるために、ＲＥＣ１０１〜アンテナ端（図１のアンテナ１０３）までの遅延時間に応じてＲＥＣ１０１の送受信データに遅延を加える。ＣＰＲＩ終端部２０８は、ＲＥＣ１０１に接続された一つまたは複数の配下のＲＥ１０２（図１の１０２ａ，１０２ｂ）との間のＣＰＲＩインタフェースの終端を行う。

ＲＥ ＡＮＴ位置記録部２０９は、各ＲＥ１０２（１０２ａ，１０２ｂ）のアンテナ（図１のアンテナ１０３）の位置情報を記録する。ＡＮＴ間距離算出部２１０は、ＲＥ ＡＮＴ位置記録部２０９に記録されたアンテナ位置情報と、端末１１０から通知される測定端末位置情報とに基づき、ＲＥ１０２のアンテナ１０３と端末１１０間の距離を算出する。そして、ＡＮＴ間距離算出部２１０は、ＲＥ１０２のアンテナ１０３と端末１１０間の無線データ伝搬遅延時間を算出する。

送信タイミング補正量算出部２１１は、ＡＮＴ間距離算出部２１０が算出した無線データ伝搬遅延時間と、端末１１０から通知される端末１１０での受信タイミングにより、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）の送信タイミングのズレを求める。また、この送信タイミングのズレに基づき、遅延補正部２０７で遅延補正する際の遅延補正修正量を求める。送信タイミング補正量算出部２１１は、送信タイミング制御部として機能する。

図３は、実施の形態１にかかる無線装置の内部構成例を示す図である。無線装置（ＲＥ）１０２は、ＣＰＲＩ終端部３０１と、スイッチ（ＳＷ）３０２と、ＳＹＮＣ／ＣＬＫ機能部３０３と、監視制御部３０４と、ＩＱデータ多重分配部３０５と、遅延補正部３０６と、ＲＦ部３０７と、ＣＰＲＩ終端部３０８と、を含む。

ＣＰＲＩ終端部（ＲＥＣ ｉｎｆ）３０１は、上位装置（ＲＥＣ１０１）とのＣＰＲＩインタフェースの終端を行う。スイッチ（ＳＷ）３０２は、各機能部とパケットのスイッチングを行う。ＳＹＮＣ／ＣＬＫ機能部３０３は、上位装置（ＲＥＣ１０１）とのＣＰＲＩインタフェースから抽出した基準クロック／タイミングを基に、ＲＥ１０２のシステムクロックを生成する。

監視制御部３０４は、ＲＥ１０２全体の監視および制御を行い、ＲＥＣ１０１との制御用パケットの送受信によりＲＥ１０２の各種制御を行う。ＩＱデータ多重分配部３０５は、自装置（ＲＥ１０２）および配下のＲＥ（例えば、図１記載のカスケード接続時のＲＥ１０２ａ，１０２ｂ）が送受信する無線データ（ＩＱデータ）の多重分配を行う。

遅延補正部３０６は、自装置のアンテナ端１０３からの無線データの出力タイミングと、配下ＲＥアンテナ端１０３からの出力タイミングを揃える。図３の例では、遅延補正部３０６は、自装置（ＲＥ１０２ａ）のアンテナ端１０３ａまでの遅延時間と、配下のＲＥ（ＲＥ１０２ｂ）アンテナ端１０３ｂまでの遅延時間の差を埋め合わせるように送受信データを遅延させる。ＲＦ部３０７は、端末１１０との間で無線データの送受信を行う。ＣＰＲＩ終端部（ＲＥ ｉｎｆ）３０８は、配下ＲＥ（ＲＥ１０２ｂ）が存在する場合に使用し、ＣＰＲＩ終端、およびパケット抽出を行う。

図４は、実施の形態１にかかる端末の内部構成例を示す図である。端末（ＵＥ）１１０は、送受信部４０１と、ＲＥＣタイミング抽出部４０２と、ＧＰＳ受信部４０３と、ＧＰＳタイミング抽出／変換部４０４と、位置情報算出部４０５と、送信タイミング差分算出部４０６と、を含む。

送受信部４０１は、基地局装置１００（ＲＥ１０２）との間で各種無線信号（無線データ）を送受信する。ＲＥＣタイミング抽出部４０２は、送受信部４０１が受信した基地局装置１００の無線信号から、基地局装置１００で用いるＲＥＣタイミングを抽出する。ＧＰＳ受信部４０３は、アンテナ１１４を介して受信したＧＰＳ電波から絶対基準タイミングに用いるＧＰＳ時刻を抽出する。

ＧＰＳタイミング抽出／変換部４０４は、ＧＰＳ受信部４０３により受信したＧＰＳ時刻を基地局装置１００で用いるタイミングのＳＦＮ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｒａｍｅ Ｎｕｍｂｅｒに変換する。例えば、ＧＰＳタイミング抽出／変換部４０４は、下記式に基づきＳＦＮを求める。

ＳＦＮ＝（ＧＰＳ時刻×１００）ｍｏｄ １０２４
（ＳＦＮ：１９８０年１月６日０時０分０秒（ＵＴＣ）を起点とする１０ｍｓ単位、１０．２４秒周期のフレーム番号
ＧＰＳ時刻：１９８０年１月６日０時０分０秒（ＵＴＣ）を起点とする積算秒数）

位置情報算出部４０５は、ＧＰＳ電波に基づき、自端末（ＲＥ１１０）の位置情報を算出する。送信タイミング差分算出部４０６は、ＧＰＳタイミング抽出／変換部４０４により求めたＳＦＮを送信データのズレを検出するための絶対基準タイミングとする。そして、送信タイミング差分算出部４０６は、絶対基準タイミングに対し、ＲＥＣタイミング抽出部４０２により基地局装置１００（ＲＥ１０２）から受信した無線電波のタイミング情報（ＲＥＣタイミング）のタイミングの差分を検出する。そして、送信タイミング差分算出部４０６は、検出したタイミング差分（第１の差分）の情報を送受信部４０１を介して基地局装置１００に通知する。

上述した図２の無線制御装置（ＲＥＣ）１０１の監視制御部２０５、基準タイミング抽出部２０３、ＡＮＴ間距離算出部２１０、送信タイミング補正量算出部２１１の各機能は、例えば、プログラム実行で構成してもよい。例えば、ＲＥＣ１０１のメモリに保持された各機能プログラムをＣＰＵ等のプロセッサが実行処理する。ＲＥ ＡＮＴ位置記録部２０９は、メモリを用いてアンテナの位置情報を保持する。

また、図３の無線装置（ＲＥ）１０２の監視制御部３０４の機能についても、メモリに保持されたプログラムをプロセッサ実行して構成してもよい。また、図４の端末１１０のＲＥＣタイミング抽出部４０２、ＧＰＳタイミング抽出／変換部４０４、位置情報算出部４０５、送信タイミング差分算出部４０６の各機能についても、メモリに保持されたプログラムをプロセッサ実行して構成してもよい。

（無線データの送信タイミング補正にかかる処理例）
図５は、実施の形態１にかかる無線通信システムにおける送信タイミングの補正処理を示すフローチャートである。基地局装置（ＢＳ）１００のＲＥＣ１０１およびＲＥ１０２と、端末（ＵＥ）１１０の各処理内容を示している。

はじめに、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１／ＲＥ１０２）は、通常動作の一環としてＰＢＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ ＣＨａｎｎｅｌ）を継続的に送信する（ステップＳ５０１）。ＰＢＣＨには無線基地局（ＲＥＣ）１０１で用いるＳＦＮ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｒａｍｅ Ｎｕｍｂｅｒ）が含まれている。

この後、ＲＥＣ１０１は、ＧＰＳに基づき、ＲＥ１０２のアンテナ端１０３の位置情報を算出する（ステップＳ５０２）。ステップＳ５０２の処理（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）は、一定時間経過（ステップＳ５０２：Ｎｏのループ）毎に行うほか、ＲＥ１０２の設置時および移動時に行うことができる。

この後、ＲＥＣ１０１は、端末（ＵＥ）１１０からタイミング差分情報の受信を待つ。タイミング差分情報は、ＲＥＣから受信したＲＥＣタイミングと絶対基準タイミングとの差分（タイミング差分）である。このタイミング差分情報は、端末１１０の位置情報を含む。そして、ＲＥＣ１０１は、端末１１０からタイミング差分情報を受信すると、端末１１０の位置情報と、ステップＳ５０２で求めたＲＥ１０２のアンテナ端１０３の位置情報の差分から無線伝搬遅延時間を算出する。そして、ＲＥＣ１０１は、端末１１０で測定したタイミング差分（第１の差分）から、無線伝搬遅延時間（第２の差分）を除した差分（第２の差分）を基地局装置１００での送信タイミングのズレ量として求める（ステップＳ５０３）。

そして、ＲＥＣ１０１は、ステップＳ５０３で求めた送信タイミングのズレ量が小さければ（所定の閾値未満、ステップＳ５０４：差分小）、ステップＳ５０１に戻る。一方、ステップＳ５０３で求めた送信タイミングのズレ量が大きければ（所定の閾値以上、ステップＳ５０４：差分大）、送信タイミングのズレが無くなるようにＲＥＣ１０１またはＲＥ１０２の遅延補正部２０７，３０６の遅延量を調整する（ステップＳ５０５）。この後、ステップＳ５０１に戻り、ＲＥＣ１０１側の処理を継続的に実行する。

一方、端末（ＵＥ）１１０側では、ＰＢＣＨを受信し（ステップＳ５１１）、受信したＰＢＣＨからＲＥＣ１０１のＲＥＣタイミング（受信ＳＦＮ）を抽出する（ステップＳ５１２）。ＲＥＣタイミングが抽出できない場合には（ステップＳ５１３：Ｎｏ）、ステップＳ５１１に戻り、ＲＥＣタイミングが抽出できれば（ステップＳ５１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ５１４に移行する。

この後、ステップＳ５１４では、端末（ＵＥ）１１０は、ＧＰＳ電波を受信待ちし（ステップＳ５１４：Ｎｏのループ）、ＧＰＳ電波を受信すると、ＧＰＳ電波に基づき端末１１０の位置情報を算出する（ステップＳ５１４：Ｙｅｓ）。

また、端末（ＵＥ）１１０は、ＧＰＳ電波を受信待ちし（ステップＳ５１５：Ｎｏのループ）、ＧＰＳ電波を受信すると、差分検出用の基準となる絶対基準タイミングを抽出する（ステップＳ５１５：Ｙｅｓ）。そして、端末（ＵＥ）１１０は、上述のように、ＧＰＳ電波に含まれるＧＰＳ時刻情報を基準ＳＦＮに変換する（ステップＳ５１６）。

次に、端末（ＵＥ）１１０は、ステップＳ５１２で得たＲＥＣ１０１のＲＥＣタイミングと、ステップＳ５１５で得た端末（ＵＥ）１１０のＧＰＳ時刻から得た絶対基準タイミングとの差分（タイミング差分）を求める（ステップＳ５１７）。すなわち、絶対基準タイミングである基準ＳＦＮに対し、ＲＥＣタイミングである受信ＳＦＮにズレがあれば、基地局装置１００が送信する無線データの送信タイミングにズレがあると判断する。そして、端末（ＵＥ）１１０は、タイミング差分情報にステップＳ５１４で得た端末（ＵＥ）１１０の位置情報を含ませ、ＲＲＣ通信（ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ）等により、ＲＥＣ１０１に通知する。

この後、端末（ＵＥ）１１０は、予め設定した設定時間待ち（ｗａｉｔ、ステップＳ５１８）、ステップＳ５１１の処理に戻ることで、以上の処理を周期的に繰り返し実行する。

図５に示す処理例では、ＲＥＣ１０１側で送信タイミングのズレを算出しているが、端末（ＵＥ）１１０側で送信タイミングのズレを算出して算出した結果をＲＥＣ１０１に通知してもよい。

（アンテナ間伝搬遅延時間測定例）
図６Ａは、実施の形態１にかかるアンテナ間伝搬遅延時間の測定例を説明する図である。ＲＥ１０２のアンテナ端１０３から端末（ＵＥ）１１０までの無線電波の伝搬遅延時間測定例について説明する。

ＲＥ１０２のアンテナ端１０３と端末１１０の距離は、ＲＥ１０２のアンテナ端１０３と、端末１１０のアンテナ端１１３の位置情報をＧＰＳ等を使用して求め、ＲＥ１０２のアンテナ端１０３と、端末１１０のアンテナ端１１３の差分から算出する。

端末１１０の移動により、ＲＥ１０２との間の距離が変化するため、距離算出にかかる処理は、図５に示す処理と同時または前後に行う。具体的には、ＲＥＣ１０１のＡＮＴ間距離算出部２１０は、ＲＥ１０２におけるアンテナ１０３の高さと、ＲＥ１０２と端末（ＵＥ）１１０との水平距離とに基づき伝搬距離を下記式に基づき求める。

伝搬距離＝√（（水平距離）²＋（高さ）²）

そして、ＡＮＴ間距離算出部２１０は、伝搬距離÷空気中の電波速度（約３×１０８［ｍ／ｓ］）を計算し、アンテナ１０３，１１３間の伝搬遅延時間を算出する。ＲＥＣ１０１は、算出したアンテナ間伝搬遅延時間を図５のステップＳ５０３の無線の伝搬遅延時間として用いる。

図６Ｂは、実施の形態１にかかるアンテナ間伝搬遅延時間の測定例を示すフローチャートである。図６Ａの構成例に対応した測定手順を説明する。アンテナ間伝搬遅延時間の測定時、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）と端末１１０間で位置情報を互いにやり取りする方法としては、ＲＥＣ１０１と端末１１０がそれぞれＧＰＳ等を用いてそれぞれ自装置の位置情報を取得する。そして、端末１１０が取得した端末１１０の位置情報をプリアンブルやＲＲＣ通信等を利用して基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）に通知する方法がある。

図６Ｂの例では、端末（ＵＥ）１１０は、ＧＰＳで端末１１０の位置を測位し（ステップＳ６０１）、端末位置情報として基地局装置１００に通知する。

基地局装置１００（ＲＥＣ１０１およびＲＥ１０２）では、ＲＥ１０２のアンテナ１０３の近傍にＧＰＳ（アンテナ）を設置する（ステップＳ６１１）。そして、ＧＰＳでＲＥ１０２のアンテナ端１０３の位置を測位する（ステップＳ６１２）。この後、基地局装置１００（ＲＥ１０２のＡＮＴ間距離算出部２１０）は、ＲＥ１０２のアンテナ１０３の位置情報と、端末１１０から通知された端末位置情報とに基づき、図６Ａに示した伝搬距離を算出することができる（ステップＳ６１３）。

また、上記同様にＲＲＣ通信等を利用することで、基地局装置１００（ＲＥ１０２）のアンテナ１０３の位置情報を端末１１０に通知し、端末１１０側で伝搬距離を算出することもできる。

なお、端末１１０やこの端末１１０に代えて小型基地局装置（後述する）を固定して設置する場合には、端末１１０の運用前にＧＰＳ等で位置情報を測定しておき、測定結果を基地局装置１００、または端末１１０や小型基地局装置に設定しておくこともできる。

図７Ａは、実施の形態１にかかるアンテナ間伝搬遅延時間の測定例を説明する図である。ＲＥ１０２のアンテナ端１０３の近傍の距離Ｌａ（ＲＥ１０２との距離が容易に確認できる程度の距離）の位置と、ＲＥ１０２から離れた距離Ｌｂの２か所にそれぞれ端末（＃１，＃２）１１０ａ，１１０ｂを設置する。

図７Ｂは、実施の形態１にかかるアンテナ間伝搬遅延時間の測定例を示すフローチャートである。図７Ａの構成例に対応した測定手順を説明する。はじめに、端末＃１（１１０ａ）を基地局装置１００（ＲＥ１０２）のアンテナ１０３近傍等、アンテナ１０３の距離Ｌａが明確な場所に設置する（ステップＳ７０１）。また、端末＃２（１１０ｂ）を基地局装置１００（ＲＥ１０２）から遠い距離Ｌｂ（、距離が不明確でもよい）の場所に設置する（ステップＳ７１１）。

そして、近傍の端末（＃１）１１０ａと基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）は、それぞれ上述した遅延測定および遅延補正（図５参照）を実施する（ステップＳ７０２，ステップＳ７２１）。この際、近傍の端末（＃１）１１０ａでは、基地局装置１００からの無線データの送信タイミングのズレが閾値内に収まっているか確認する（ステップＳ７０３）。送信タイミングのズレが閾値内に収まっていなければ（ステップＳ７０３：Ｎｏ）、ステップＳ７０２に戻り、送信タイミングのズレが閾値内に収まるようにする（ステップＳ７０３：Ｙｅｓ）。

このように送信タイミングのズレが無くなっている状態で、基地局装置１００から離れた端末（＃２）１１０ｂにより、ＲＥ１０２から送信されるデータの遅延時間を測定する。この際、測定される遅延時間は、ＲＥ１０２からの無線データの送信タイミングが正常な場合のアンテナ１０３，１１３間の伝搬遅延に起因した遅延である。このため、端末（＃２）１１０ｂは、測定した遅延時間（ＳＦＮのタイミング差分）をアンテナ間伝搬遅延時間としてメモリに記録する（ステップＳ７１２）。

端末（＃２）１１０ｂがアンテナ間伝搬遅延時間を記録した後は、端末（＃１）１１０ａを撤去できる（ステップＳ７０４）。そして、端末（＃２）１１０ｂと基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）により、無線データの送信タイミングの監視および補正を実施できる（ステップＳ７１３，ステップＳ７２２）。

図８は、実施の形態１にかかる無線通信システムにおける送信タイミングの差分と補正量を説明する図である。横軸は時間である。図８（ａ）は、端末１１０がＧＰＳ時刻に基づき生成した絶対基準タイミングのＳＦＮを示す。図８（ｂ）は、無線の伝搬時間を考慮した絶対基準タイミングのＳＦＮ期待値（理論値）である。図８（ｃ）は、端末１１０が実際に基地局装置１００から受信したＲＥＣタイミングのＳＦＮ（実測値）である。

図６Ａを用いて説明したように、基地局装置１００のアンテナ１０３と端末１１０のアンテナ１１３間では、図８（ｂ）に示すように、無線の伝搬遅延が生じる。実施の形態１では、図８（ｂ）に示す無線の伝搬遅延時間を計算により求める。そして、実施の形態１では、図８（ｃ）に示すように、基地局装置１００の送信タイミングのズレに相当する遅延する時間Ｔを計算により求める。ＲＥＣ１０１は、上述した図５のステップＳ５０３によりこの時間Ｔを送信タイミングのズレ量として求める。

図８の例では、基地局装置１００の送信タイミングが遅い方向に時間Ｔ分のズレが生じている。このため、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１の送信タイミング補正量算出部２１１）は、遅延補正部２０７に対し遅延補正修正量として、以降、実際に送信する無線データの送信タイミングを時間Ｔ分早めて送信するよう遅延補正する。ＲＥＣ１０１の遅延補正部２０７に代えてＲＥ１０２の遅延補正部３０６が時間Ｔだけ遅延補正してもよい。

以上説明した実施の形態１では、端末１１０が絶対基準タイミング用の情報をＧＰＳ等で取得し、基地局装置１００が送信する無線データの送信タイミングを端末１１０が遅延測定し、基地局装置１００にタイミング差分を通知する。基地局装置１００では、測定結果（タイミング差分）に応じて無線データの送信タイミングの遅延補正処理を行う。

より具体的には、端末１１０は、基地局装置１００からの下りデータを実際に受信したＲＥＣタイミングと、ＧＰＳやＰＴＰ等から生成した絶対基準タイミングの差（タイミング差分）を検出する。さらに、端末１１０は、ＧＰＳ等から端末１１０の位置情報を算出する。端末１１０は、タイミングの差分と、端末１１０の位置情報を基地局装置１００に送信する。これにより、基地局装置１００は、受信した端末１１０の位置情報と、ＲＥ１０２のアンテナ端１０３の位置情報とに基づき、無線伝搬遅延時間を正確に算出できる。

このように、実施の形態１によれば、基地局装置１００のアンテナ端１０３からの無線データの送信タイミングのズレを端末１１０により実測し、基地局装置１００に測定結果を通知する。これにより、基地局装置１００が実際に送信する無線データのタイミングのズレを解消できる。

基地局装置１００では、無線伝搬遅延時間から端末１１０での下りデータ受信によるＲＥＣタイミングと絶対基準タイミングのズレの理論値を求める。そして、理論値と実測値の差、すなわち基地局装置１００が送信する無線データの送信タイミングのズレを正確に求めることができる。そして基地局装置１００は、送信タイミングのズレを相殺するように遅延補正することで、送信タイミングにズレがない無線データを送信できるようになる。

これにより、基地局装置１００では、ＲＥ１０２のＣＰＲＩ終端部以降で生じる遅延（ＲＥ内部遅延およびＲＥからアンテナ端までの遅延）について、実際に無線データを無線送信することでタイミングのズレを精度よく補正し解消できるようになる。既存技術のように設計値等の固定値だけの遅延補正とは異なり、遅延量の変動分や誤差の積み重ね分を含めて遅延補正できる。

無線データの送信タイミングのズレは、基地局装置１００が有するアンテナ１０３毎に遅延補正でき、例えば、ＲＥＣ１０１に例えばカスケード接続される複数のＲＥ１０２の各アンテナ１０３についても遅延補正できる。これにより、ＴＤＤやＣＡ方式で無線通信する基地局装置１００が有する一つまたは複数のアンテナ１０３から送信する無線データの送信タイミングを遅延補正できる。

端末１１０は、例えば、ユーザが携帯する移動自在なスマートフォンを用いることができる。端末１１０は、図４に示したように、基地局装置１００との基本的な通信機能に、基地局装置１００から受信した無線データの送信タイミングのズレを測定する機能を付加するだけで簡単に構成できる。

このように実施の形態１では、基地局装置１００は、自セル内の任意の端末１１０が行う送信タイミングの測定結果を用いて送信タイミングのズレを補正できるようになる。

（実施の形態２）
図９は、実施の形態２にかかる基地局装置および端末を含む無線通信システムの構成例を示す図である。実施の形態２では、基地局装置１００（ＲＥ１０２）のアンテナ端１０３から既知の固定長Ｌ１だけ離れた場所に、ピコセル等の小型基地局装置（小型基地局）９０１を設置する。この小型基地局９０１は、実施の形態１の端末と同様に、測定機として絶対基準タイミングを用いて基地局装置が送信する無線データを受信して送信タイミングの遅延（ズレ）の測定を行い、測定結果を基地局装置に通知する。基地局装置は、測定結果に基づき送信タイミングのズレの補正処理を行う。

図９に示すように、基地局装置１００のＲＥＣ１０１とＲＥ１０２は、ＣＰＲＩリンクで接続される。また、小型基地局９０１は、ＲＥＣ１０１とＸ２インタフェースで接続される。ＲＥＣ１０１および小型基地局９０１は、上位装置１２０であるＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）や、Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）、ＰＴＰマスタ装置１２１とＳ１インタフェースで接続される。

実施の形態２の基地局装置１００（ＲＥＣ１０１およびＲＥ１０２）は、実施の形態１（図２，図３参照）と同様である。実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成部には、同じ符号を付している。小型基地局９０１は、予め、ＲＥ１０２のアンテナ端１０３と小型基地局９０１の距離Ｌ１（＝空中の伝搬遅延時間）を測定し、測定結果をＲＥＣ１０２または小型基地局９０１が保持（記録）しておく。

図１０は、実施の形態２にかかる小型基地局の内部構成例を示す図である。小型基地局９０１は、ネットワーク（ＮＷ）終端部１００１と、スイッチ（ＳＷ）１００２と、基準タイミング抽出部１００３と、ＳＹＮＣ／ＣＬＫ機能部１００４と、監視制御部１００５と、ベースバンド部１００６と、ＲＦ部１００７と、を含む。また、小型基地局９０１は、送受信部１００８と、ＲＥＣタイミング抽出部１００９と、ＰＴＰタイミング変換部１０１０と、送信タイミング差分算出部１０１１と、を含む。

ＮＷ終端部１００１は、ネットワークの上位装置１２０と各種パケットの送受信を行う。またＸ２インタフェースを利用して隣接する基地局装置１００と通信を行う。スイッチ（ＳＷ）１００２は、小型基地局９０１内の各機能部間のデータ（パケット）送受信のためパケットのスイッチングを行う。基準タイミング抽出部１００３は、ＰＴＰマスタ装置１２１に対応したＰＴＰスレーブとして機能し、ＰＴＰから時刻情報（絶対基準タイミング）を抽出する。

ＳＹＮＣ／ＣＬＫ機能部１００４は、ＰＴＰで取得した時刻情報に合わせて絶対基準タイミングとして用いる基準クロック／タイミングの生成を行う。監視制御部１００５は、小型基地局９０１内の監視制御を行い、また、ＲＥ１０２および上位装置１２０との通信を行う。ベースバンド部１００６は、無線データのベースバンド処理を行う。ＲＦ部１００７は、アンテナ１１３を介して端末１１０との間で無線データの送受信を行う。

送受信部１００８は、基地局装置１００（ＲＥ１０２）との間で各種無線信号（無線データ）を送受信する。ＲＥＣタイミング抽出部１００９は、送受信部１００８が受信した基地局装置１００の無線信号から、基地局装置１００のＲＥＣタイミングを抽出する。ＰＴＰタイミング変換部１０１０は、基準タイミング抽出部１００３が抽出した時刻情報をＰＴＰ基準タイミングに変換する。

送信タイミング差分算出部１０１１は、ＰＴＰタイミング変換部１０１０により変換したＰＴＰ基準タイミングを絶対基準タイミングとして用いる。そして、送信タイミング差分算出部１０１１は、ＰＴＰ基準タイミングに対し、ＲＥＣタイミング抽出部１００９により基地局装置１００（ＲＥ１０２）から受信した無線電波のタイミング情報（ＲＥＣタイミング）のタイミングの差分を検出する。検出したタイミング差分の情報（算出結果）を送受信部１００８を介して基地局装置１００に通知する。送信タイミング差分算出部１０１１は、送信タイミング制御部として機能する。

上記構成のうち、ＮＷ終端部１００１、スイッチ１００２、基準タイミング抽出部１００３、ＳＹＮＣ／ＣＬＫ機能部１００４、監視制御部１００５、ベースバンド部１００６、ＲＦ部１００７は、通常の小型基地局が有する機能である。実施の形態２の小型基地局９０１では、送受信部１００８、ＲＥＣタイミング抽出部１００９、ＰＴＰタイミング変換部１０１０、送信タイミング差分算出部１０１１の機能を追加している。なお、送受信部１００８は、ベースバンド部１００６、ＲＦ部１００７と共用することもできる。

（無線データの送信タイミング補正にかかる処理例）
図１１は、実施の形態２にかかる無線通信システムにおける送信タイミングの補正処理を示すフローチャートである。小型基地局９０１と、基地局装置（ＢＳ）１００のＲＥＣ１０１およびＲＥ１０２の各処理内容を示している。

実施の形態２では、予め、ＲＥ１０２のアンテナ端１０３と、小型基地局９０１（アンテナ１１３）間の距離Ｌ１（無線伝搬遅延時間）を測定し、ＲＥＣ１０１または小型基地局９０１に記録しておく（ステップＳ１１０１、図６Ａ，図６Ｂ等参照）。例えば、ＲＥＣ１０１のメモリに保持しておく。

そして、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１／ＲＥ１０２）は、通常動作の一環としてＰＢＣＨを継続的に送信する（ステップＳ１１０２）。ＰＢＣＨには無線基地局（ＲＥＣ）１０１の送信タイミングのＳＦＮが含まれている。

この後、基地局装置１００のＲＥＣ１０１は、小型基地局９０１からＸ２インタフェースを介してタイミング差分情報が通知される。そして、基地局装置１００は、ステップＳ１１０１で求めた無線伝搬遅延時間との差分（基地局装置１００での送信タイミングのズレ量）を算出する（ステップＳ１１０３）。

そして、ＲＥＣ１０１は、ステップＳ１１０３で求めた送信タイミングのズレ量が小さければ（所定の閾値未満、ステップＳ１１０４：差分小）、ステップＳ１１０２に戻る。一方、ステップＳ１１０３で求めた送信タイミングのズレ量が大きければ（所定の閾値以上、ステップＳ１１０４：差分大）、送信タイミングのズレが無くなるようにＲＥＣ１０１の遅延補正部２０７の遅延量を調整する（ステップＳ１１０５）。ＲＥ１０２の遅延補正部３０６の遅延量を調整してもよい。この後、ステップＳ１１０２に戻り、ＲＥＣ１０１側の処理を継続的に実行する。

一方、小型基地局９０１側では、ＰＢＣＨを受信し（ステップＳ１１１１）、受信したＰＢＣＨからＲＥＣ１０１でのＲＥＣタイミング（受信ＳＦＮ）を抽出する（ステップＳ１１１２）。ＲＥＣタイミングが抽出できない場合には（ステップＳ１１１３：Ｎｏ）、ステップＳ１１１１に戻り、ＲＥＣタイミングが抽出できれば（ステップＳ１１１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１１４に移行する。

この後、ステップＳ１１１４では、小型基地局９０１は、ＰＴＰ基準タイミングを抽出する（ステップＳ１１１４：Ｙｅｓ）。ＰＴＰ基準タイミングが抽出できなければＰＴＰ基準タイミングの抽出をリトライする（ステップＳ１１１４：Ｎｏのループ）。そして、小型基地局９０１は、ＰＴＰ基準タイミングを基準ＳＦＮに変換する（ステップＳ１１１５）。

次に、小型基地局９０１は、ステップＳ１１１２で得たＲＥＣタイミングと、ステップＳ１１１５で得たＰＴＰ基準タイミングとの差分（タイミング差分）を求める（ステップＳ１１１６）。すなわち、絶対基準タイミングである基準ＳＦＮに対し、ＲＥＣタイミングである受信ＳＦＮにズレがあれば、基地局装置１００が送信する無線データの送信タイミングにズレがあると判断する。そして、小型基地局９０１は、タイミング差分情報を、Ｘ２インタフェースにより、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）に通知する。

この後、小型基地局９０１は、予め設定した設定時間待ち（ｗａｉｔ、ステップＳ１１１７）、ステップＳ１１１１の処理に戻ることで、以上の処理を周期的に繰り返し実行する。

図１１に示す処理例では、ＲＥＣ１０１側で送信タイミングのズレ量を算出しているが、小型基地局９０１側で送信タイミングのズレ量を算出し、算出結果をＲＥＣ１０１に通知してもよい。

なお、ＲＥ１０２のアンテナ端１０３から小型基地局９０１までの無線電波の伝搬遅延時間測定は、実施の形態１同様に行う（図６Ａ、図６Ｂ等参照）。小型基地局９０１は、固定設定されるため、例えば設置時に１回だけ伝搬遅延時間測定を行い、ＲＥＣ１０１のメモリ等に保持しておくことができる。

そして、図８等に示したように、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１の送信タイミング補正量算出部２１１）は実際に送信する無線データの送信タイミングを、時間Ｔ分遅延補正する。ＲＥＣ１０１の遅延補正部２０７に代えてＲＥ１０２の遅延補正部３０６が時間Ｔだけ遅延補正してもよい。

以上説明した実施の形態２では、小型基地局９０１が絶対基準タイミングをＰＴＰで取得し、基地局装置１００が送信する無線データの送信タイミングを小型基地局９０１が遅延測定し、基地局装置１００にタイミング差分を通知する。基地局装置１００では、測定結果（タイミング差分）に応じて無線データの送信タイミングの遅延補正処理を行う。

実施の形態２によれば、基地局装置１００のアンテナ端１０３からの無線データの送信タイミングのズレを小型基地局９０１により実測し、基地局装置１００に測定結果を通知することで、基地局装置１００が送信する無線データのタイミングのズレを解消できる。この際、基地局装置１００は、送信タイミングのズレを相殺するように遅延補正することで、送信タイミングにズレがない無線データを送信できるようになる。

これにより、基地局装置１００では、ＲＥ１０２のＣＰＲＩ終端部以降で生じる遅延（ＲＥ内部遅延およびＲＥからアンテナ端までの遅延）について、実際に無線データを無線送信することでタイミングのズレを精度よく補正できるようになる。既存技術のように設計値等の固定値だけの遅延補正とは異なり、遅延量の変動分や誤差の積み重ね分を含めて遅延補正できる。

無線データの送信タイミングのズレは、基地局装置１００が有するアンテナ１０３毎に遅延補正できる。これにより、ＴＤＤやＣＡ方式で無線通信する基地局装置１００が有する一つまたは複数のアンテナ１０３から送信する無線データの送信タイミングを遅延補正できる。

小型基地局９０１は、例えば、ピコセルを用いることができる。小型基地局９０１は、図１０に示したように、基地局装置１００との基本的な通信機能に、基地局装置１００から受信した無線データの送信タイミングのズレを測定する機能を付加するだけで簡単に構成できる。

この小型基地局９０１は、基地局装置１００のセル内に固定配置され、基地局装置１００との間の距離Ｌ１が一定であるため、固定値である予め無線伝搬遅延時間を算出しておくことができる。このため、実施の形態２では、基地局装置１００が送信する無線データの送信タイミングの測定処理のうち、無線伝搬遅延時間の算出にかかる処理を省くことができ、その分実施の形態１に比して処理負担を軽減できる。

以上のように、実施の形態２では、基地局装置１００は、自セル内の任意の小型基地局９０１が行う送信タイミングの測定結果を用いて送信タイミングのズレを補正できるようになる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、基地局装置１００（ＲＥ１０２）のアンテナ端１０３から既知の固定長だけ離れた場所に基地局装置１００が送信する無線データの送信タイミングを測定する専用の測定機として端末１１０を設置する。この端末１１０として、実施の形態１同様の内部構成を有する端末、例えばスマートフォンを用いることができ、固定設置するだけでよい。そして、実施の形態３では、基地局装置１００と端末１１０間の無線データにＰＴＰパケットを加えることで、端末１１０は、絶対基準タイミングであるＰＴＰ基準タイミングを無線データから抽出する。

図１２は、実施の形態３にかかる基地局装置および端末間の無線データの送受信の例を示す図である。ＰＴＰパケットＰは、ＰＴＰマスタ装置１２１から端末１１０内のＰＴＰスレーブ１２０１に送られる。図１２に示すように、ＰＴＰマスタ装置１２１はＰＴＰ時刻を含むＰＴＰパケットＰをＰＴＰスレーブ１２０１に向けてＮＷ上位装置１２０に送信する。

ＮＷ上位装置１２０は、Ｓ１インタフェースを介してＰＴＰパケットＰを基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）に送信する。ＲＥＣ１０１は、ＲＥ１０２にＰＴＰパケットＰを送信し、ＲＥ１０２は、アンテナ１０３を介して端末１１０にＰＴＰパケットＰを無線送信する。

端末１１０は、基地局装置１００（ＲＥ１０２）のアンテナ端１０３から既知の固定長Ｌ１だけ離れた場所に固定設置される。端末１１０は、受信したＰＴＰパケットＰをＰＴＰスレーブ１２０１により受信し、ＰＴＰスレーブ１２０１は、受信したＰＴＰパケットＰからＰＴＰ時刻を抽出する。ＰＴＰスレーブ１２０１は、基準タイミング抽出部１００３（実施の形態２参照）と同等の機能部である。

図１３は、実施の形態３にかかる端末の内部構成例を示す図である。端末（ＵＥ）１１０は、送受信部１３０１と、ＲＥＣタイミング抽出部１３０２と、ＰＴＰスレーブ１２０１と、ＰＴＰ基準タイミング変換部１３０４と、送信タイミング差分算出部１３０５と、を含む。

送受信部１３０１は、基地局装置１００（ＲＥ１０２）との間で各種無線信号（無線データ）を送受信する。ＲＥＣタイミング抽出部１３０２は、送受信部１３０１が受信した基地局装置１００の無線信号から、基地局装置１００のＲＥＣタイミングを抽出する。ＰＴＰスレーブ１２０１は、送受信部１３０１を介してＰＴＰマスタ装置１２１から送信されたＰＴＰパケットＰからＰＴＰ時刻を抽出する。

ＰＴＰ基準タイミング変換部１３０４は、ＰＴＰスレーブ１２０１が抽出したＰＴＰ時刻を、ＳＦＮに変換する。例えば、ＰＴＰ基準タイミング変換部１３０４は、下記式に基づきＳＦＮを求める。

ＳＦＮ＝｛（ＰＴＰ時刻−３１５９６４８１９）×１００｝ｍｏｄ １０２４ （ＳＦＮ：１９８０年１月６日０時０分０秒（ＵＴＣ）を起点とする１０ｍｓ単位、１０．２４秒周期のフレーム番号
ＰＴＰ時刻：１９７０年１月１日０時０分０秒（ＴＡＩ）を起点とする積算秒数）

送信タイミング差分算出部１３０５は、ＰＴＰ基準タイミング変換部１３０４により求めたＳＦＮをＰＴＰ基準タイミングとする。そして、送信タイミング差分算出部１３０５は、ＰＴＰ基準タイミングに対し、ＲＥＣタイミング抽出部１３０２により基地局装置１００（ＲＥ１０２）から受信した無線電波のタイミング情報（ＲＥＣタイミング）のタイミングの差分を検出する。検出したタイミング差分の情報（算出結果）を送受信部１３０１を介して基地局装置１００に通知する。

図１４は、実施の形態３にかかる無線制御装置の内部構成例を示す図である。無線制御装置（ＲＥＣ）１０１は、実施の形態１（図２参照）で説明したネットワーク（ＮＷ）終端部２０１と、スイッチ（ＳＷ）２０２と、基準タイミング抽出部２０３と、ＳＹＮＣ／ＣＬＫ機能部２０４と、監視制御部２０５と、ベースバンド部２０６と、遅延補正部２０７と、ＣＰＲＩ終端部２０８と、送信タイミング補正量算出部２１１と、を含む。また、ＡＮＴ間遅延情報記録部１４０９を含む。

ＡＮＴ間遅延情報記録部１４０９は、ＲＥ１０２のアンテナ１０３と端末１１０間の距離Ｌ１に基づき無線データ伝搬遅延時間を算出し、記録保持する。ＡＮＴ間遅延情報記録部１４０９は、例えば、メモリである。

送信タイミング補正量算出部２１１は、ＡＮＴ間遅延情報記録部１４０９に保持された無線データ伝搬遅延時間と、端末１１０から通知される端末１１０での受信タイミング差分情報から基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）の送信タイミングのズレを求める。また、この送信タイミングのズレに基づき、遅延補正部２０７で遅延補正する際の遅延補正修正量を求める。

（無線データの送信タイミング補正にかかる処理例）
図１５は、実施の形態３にかかる無線通信システムにおける送信タイミングの補正処理を示すフローチャートである。端末１１０と、基地局装置（ＢＳ）１００のＲＥＣ１０１およびＲＥ１０２の各処理内容を示している。

実施の形態３では、予め、ＲＥ１０２のアンテナ端１０３と、端末１１０（アンテナ１１３）間の距離Ｌ１（無線伝搬遅延時間）を測定し、ＲＥＣ１０１または端末１１０に記録しておく（ステップＳ１５０１、図６Ａ，図６Ｂ等参照）。例えば、ＲＥＣ１０１のメモリに保持しておく。

そして、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１／ＲＥ１０２）は、通常動作の一環としてＰＢＣＨを継続的に送信する（ステップＳ１５０２）。ＰＢＣＨには無線基地局（ＲＥＣ）１０１の送信タイミングのＳＦＮと、ＰＴＰパケットＰが含まれている。

この後、基地局装置１００のＲＥＣ１０１は、端末１１０から通知されたタイミング差分情報と、ステップＳ１５０１で求めた無線伝搬遅延時間との差分（基地局装置１００での送信タイミングのズレ量）を算出する（ステップＳ１５０３）。

そして、ＲＥＣ１０１は、ステップＳ１５０３で求めた送信タイミングのズレ量が小さければ（所定の閾値未満、ステップＳ１５０４：差分小）、ステップＳ１５０２に戻る。一方、ステップＳ１５０３で求めた送信タイミングのズレ量が大きければ（所定の閾値以上、ステップＳ１５０４：差分大）、送信タイミングのズレが無くなるようにＲＥＣ１０１の遅延補正部２０７の遅延量を調整する（ステップＳ１５０５）。ＲＥ１０２の遅延補正部３０６の遅延量を補正してもよい。この後、ステップＳ１５０２に戻り、ＲＥＣ１０１側の処理を継続的に実行する。

一方、端末１１０側では、ＰＢＣＨを受信し（ステップＳ１５１１）、受信したＰＢＣＨからＲＥＣ１０１でのＲＥＣタイミング（受信ＳＦＮ）を抽出する（ステップＳ１５１２）。ＲＥＣタイミングが抽出できない場合には（ステップＳ１５１３：Ｎｏ）、ステップＳ１５１１に戻り、ＲＥＣタイミングが抽出できれば（ステップＳ１５１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１５１４に移行する。

この後、ステップＳ１５１４では、端末１１０は、受信したＰＴＰパケットＰからＰＴＰ基準タイミングを抽出する（ステップＳ１５１４：Ｙｅｓ）。ＰＴＰ基準タイミングが抽出できなければＰＴＰ基準タイミングの抽出をリトライする（ステップＳ１５１４：Ｎｏのループ）。そして、端末１１０は、ＰＴＰ基準タイミングを基準ＳＦＮに変換する（ステップＳ１５１５）。

次に、端末１１０は、ステップＳ１５１２で得たＲＥＣタイミングと、ステップＳ１５１５で得たＰＴＰ基準タイミングとの差分（タイミング差分）を求める（ステップＳ１５１６）。すなわち、絶対基準タイミングである基準ＳＦＮに対し、ＲＥＣタイミングである受信ＳＦＮにズレがあれば、基地局装置１００が送信する無線データの送信タイミングにズレがあると判断する。そして、端末１１０は、タイミング差分情報を、無線通信のＰｒｅａｍｂｌｅやＲＲＣ通信（ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ）等により、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）に通知する。

この後、端末１１０は、予め設定した設定時間待ち（ｗａｉｔ、ステップＳ１５１７）、ステップＳ１５１１の処理に戻ることで、以上の処理を周期的に繰り返し実行する。

図１５に示す処理例では、ＲＥＣ１０１側で送信タイミングのズレを算出しているが、端末１１０側で送信タイミングのズレを算出して算出した結果をＲＥＣ１０１に通知してもよい。

ＲＥ１０２のアンテナ端１０３から端末１１０までの無線電波の伝搬遅延時間測定は、実施の形態１同様に行う（図６Ａ、図６Ｂ等参照）。端末１１０は、固定設定されるため、例えば設置時に１回だけ伝搬遅延時間測定を行い、ＲＥＣ１０１のＡＮＴ間遅延情報記録部１４０９（メモリ）に保持しておくことができる。

そして、図８等に示したように、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１の送信タイミング補正量算出部２１１）は実際に送信する無線データの送信タイミングを、時間Ｔ分遅延補正する。ＲＥＣ１０１の遅延補正部２０７に代えてＲＥ１０２の遅延補正部３０６が時間Ｔだけ遅延補正してもよい。

なお、端末１１０がＰＴＰマスタ装置１２１とＰＴＰパケットＰの送受信を行う際、ＲＥＣ１０１は端末１１０との間で通常のユーザ間のデータ通信となる。このため、端末１１０とＰＴＰマスタ装置１２１間の通信について、基地局装置１００は特別な機能を持つ必要がない。また、端末１１０がＲＥＣ１０１とＰＴＰパケットＰの送受信を行う場合は、ＲＥＣ１０１にＰＴＰマスタ機能を追加すればよい。

以上説明した実施の形態３では、基地局装置１００から端末１１０に送信する無線データ内にＰＴＰ基準タイミングを含めて送受信する。端末１１０は、受信したＰＴＰ基準タイミングを用いて、基地局装置１００が送信する無線データの送信タイミングを遅延測定し、基地局装置１００にタイミング差分を通知する。基地局装置１００では、測定結果（タイミング差分）に応じて無線データの送信タイミングの遅延補正処理を行う。

これにより、基地局装置１００では、ＲＥ１０２のＣＰＲＩ終端部以降で生じる遅延（ＲＥ内部遅延およびＲＥからアンテナ端までの遅延）について、実際に無線データを無線送信することでタイミングのズレを精度よく補正し解消できるようになる。既存技術のように設計値等の固定値だけの遅延補正とは異なり、遅延量の変動分や誤差の積み重ね分を含めて遅延補正できる。

無線データの送信タイミングのズレは、基地局装置１００が有するアンテナ１０３毎に遅延補正できる。これにより、ＴＤＤやＣＡ方式で無線通信する基地局装置１００が有する一つまたは複数のアンテナ１０３から送信する無線データの送信タイミングを遅延補正できる。

端末１１０は、例えば、スマートフォンを用いることができる。端末１１０は、図１３に示したように、基地局装置１００との基本的な通信機能に、基地局装置１００から受信した無線データの送信タイミングのズレを測定する機能を付加するだけで簡単に構成できる。

この端末１１０は、基地局装置１００のセル内に固定配置され、基地局装置１００との間の距離Ｌ１が一定であるため、固定値である予め無線伝搬遅延時間を算出し、ＡＮＴ間遅延情報記録部１４０９等のメモリに保持しておくことができる。このため、実施の形態３では、基地局装置１００が送信する無線データの送信タイミングの測定処理のうち、無線伝搬遅延時間の算出にかかる処理を省くことができ、その分実施の形態１に比して処理負担を軽減できる。

さらに、実施の形態３によれば、端末１１０は、受信した無線データ（ＰＴＰパケット）で絶対基準タイミングを抽出できるため、自装置内で絶対基準タイミング（基準ＳＦＮ）取得用のＧＰＳやＰＴＰのインタフェースを削減することができる。

（実施の形態４）
上述した実施の形態１〜３では、端末１１０や小型基地局９０１側で無線データの送信タイミングのズレを測定し、測定結果をＲＥＣ１０１に通知してＲＥＣ１０１で遅延補正を実施した。この実施の形態４では、端末１１０から基地局装置１００への上り通信における遅延測定を基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）側で行い、遅延補正する。このため、基地局装置１００から無線データを外部の無線機器（例えばる端末１１０）に送信し、端末１１０は、無線データを基地局装置１００に折り返し送信する。実施の形態４では、基地局装置１００が送信タイミングのズレを測定する測定機として機能する。

図１６は、実施の形態４にかかる送信タイミングの遅延測定例を説明する図である。図１６において、上記実施の形態で説明した構成と同一の箇所には同一の符号を付している。基地局装置１００のＲＥ１０２のアンテナ端１０３と端末１１０（アンテナ１１３）の間の距離Ｌ１は固定とし、端末１１０を固定設置する。

ＲＥＣ１０１は、送信部（Ｔｘ）１６０１と、受信部（Ｒｘ）１６０２と、遅延補正部１６０３，１６０４と、遅延補正量算出部１６０５と、アンテナ間遅延情報記録部１６０６と、を含む。

送信部（Ｔｘ）１６０１は、遅延補正時に所定の無線データ（ＰＢＣＨ）を端末１１０に送信する。ＰＢＣＨにはＲＥＣ１０１で用いるＳＦＮが含まれている。受信部（Ｒｘ）１６０２は、遅延補正時に所定の無線データ（プリアンブル）を端末１１０から受信する。遅延補正部１６０３は、下り信号の無線データに対する遅延補正を行う。遅延補正部１６０４は、上り信号の無線データに対する遅延補正を行う。

遅延補正量算出部１６０５は、遅延補正時に端末１１０に向けて送信したＰＢＣＨの送信タイミングと、端末１１０から受信したプリアンブルの受信タイミング等に基づき、送信タイミングの遅延時間を求める。そして、遅延補正量算出部１６０５は、遅延補正部１６０２に対し送信データに対する遅延補正量を制御する。遅延時間は、上述した無線伝搬遅延時間と、基地局装置１００内の上り側および、下り側の装置内遅延時間と、を含めて求める。遅延補正量算出部１６０５は、送信タイミング制御部として機能する。

アンテナ間遅延情報記録部１６０６には、ＲＥ１０２のアンテナ端１０３と、端末１１０（アンテナ１１３）間の距離Ｌ１に基づき算出した無線伝搬遅延時間が記録保持される。

端末１１０は、受信部（Ｒｘ）１６２１と、送信部（Ｔｘ）１６２２と、折り返し部１６２３と、を含む。

受信部（Ｒｘ）１６２１は、遅延補正時にＲＥＣ１０１から送信されたＰＢＣＨを受信し、折り返し部１６２３に出力する。折り返し部１６２３は、ＰＢＣＨの受信時に、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）に対してプリアンブル（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｅａｍｂｌｅ）を送信する制御を行う。送信部（Ｔｘ）１６２２は、プリアンブルを基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）に送信する。

図１７は、実施の形態４にかかる無線通信システムにおける送信タイミングの補正処理を示すフローチャートである。端末１１０と、基地局装置（ＢＳ）１００のＲＥＣ１０１（遅延補正量算出部１６０５）およびＲＥ１０２の各処理内容を示している。

予め、ＲＥ１０２のアンテナ端１０３と、端末１１０（アンテナ１１３）間の距離Ｌ１（無線伝搬遅延時間）を測定し、ＲＥＣ１０１または端末１１０に記録しておく（ステップＳ１７０１、図６Ａ，図６Ｂ等参照）。例えば、ＲＥＣ１０１のアンテナ間遅延情報記録部１６０６等のメモリに保持しておく。

そして、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１／ＲＥ１０２）は、通常動作の一環としてＰＢＣＨを継続的に送信する（ステップＳ１７０２）。ＰＢＣＨには無線基地局（ＲＥＣ）１０１の送信タイミングのＳＦＮが含まれている。

ＲＥＣ１０１（遅延補正量算出部１６０５）は、遅延補正実施前に端末１１０からのプリアンブル受信タイミングの期待値を算出し、メモリに格納しておく。遅延補正量算出部１６０５は、ＲＥＣ１０１からＲＥ１０２のアンテナ端１０３までの上りおよび下りの装置内遅延時間と、ＲＥＣ１０１で用いる基準タイミングにより、端末１１０からのプリアンブル受信タイミングの期待値を算出する。

この遅延補正実施前において、端末１１０が送信したプリアンブルは、受信基準タイミングから上り、下り無線伝搬遅延時間の合計だけ遅れて基地局装置１００で受信される。無線伝搬遅延時間は、アンテナ間遅延情報記録部１６０６に予め記録されている。ＲＥＣ（遅延補正量算出部１６０５）は、遅延補正前の端末１１０からのプリアンブルの受信期待タイミングを、「受信基準タイミング＋下り無線伝搬遅延時間＋上り無線伝搬遅延時間」で求めておく。なお、ＲＥ１０２内での上りと下りの無線データに生じる遅延時間は同じであることとする。

そして、遅延補正量算出部１６０５は、遅延補正時、端末１１０から実際にプリアンブルを受信すると、この受信タイミングと、受信期待タイミングの差（送信タイミング差分）を算出する（ステップＳ１７０３）。より具体的には、遅延補正量算出部１６０５は、上りデータの受信タイミングと、ＲＥＣ１０１内のＲＥＣタイミングと、無線伝搬遅延時間からアンテナ端１０３での送信タイミング差分（基地局装置１００での送信タイミングのズレ量）を算出する。

そして、ＲＥＣ１０１は、ステップＳ１７０３で求めた送信タイミングの差分が小さければ（所定の閾値未満、ステップＳ１７０４：差分小）、ステップＳ１７０２に戻る。一方、ステップＳ１７０３で求めた送信タイミングのズレ量が大きければ（所定の閾値以上、ステップＳ１７０４：差分大）、送信タイミングのズレが無くなるようにＲＥＣ１０１の遅延補正部２０７（図２参照）の遅延量を調整する（ステップＳ１７０５）。ＲＥ１０２の遅延補正部３０６の遅延量を調整してもよい。この後、ステップＳ１７０２に戻り、ＲＥＣ１０１側の処理を継続的に実行する。

一方、端末１１０側では、ＰＢＣＨを受信し（ステップＳ１７１１）、受信したＰＢＣＨからＲＥＣ１０１でのＲＥＣタイミング（受信ＳＦＮ）を抽出する（ステップＳ１７１２）。ＲＥＣタイミングが抽出できない場合には（ステップＳ１７１３：Ｎｏ）、ステップＳ１７１１に戻り、ＲＥＣタイミングが抽出できれば（ステップＳ１７１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１７１４に移行する。

この後、ステップＳ１７１４では、端末１１０は、受信したＰＢＣＨ毎に対応するプリアンブル（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｅａｍｂｌｅ）を、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１）に送信（再送を含む）する（ステップＳ１７１４）。

この後、端末１１０は、予め設定した設定時間待ち（ｗａｉｔ、ステップＳ１７１５）、ステップＳ１７１１の処理に戻ることで、以上の処理を周期的に繰り返し実行する。

図１８は、実施の形態４にかかる無線通信システムにおける送信タイミングの差分と補正量を説明する図である。横軸は時間である。図１８（ａ）は、基地局装置１００の絶対基準タイミングのＳＦＮを示す。図１８（ｂ）は、無線の伝搬時間を考慮した上り受信のＳＦＮ期待値（理論値）である。図１８（ｃ）は、端末１１０が実際に基地局装置１００から受信した上り受信のＳＦＮ（実測値）である。

図１８（ｂ）に示すように、無線伝搬遅延時間（上り下り）と、ＲＥ１０２内の遅延時間（上り下り）と、ＲＥＣ１０１内の遅延時間（上り下り）とを合計したＳＦＮタイミングの遅延時間Ｔ１が生じる。実施の形態４では、図１８（ｂ）に示す遅延時間を計算により求める。そして、実施の形態４では、図１８（ｃ）に示すように、基地局装置１００の送信タイミングのズレに相当する遅延する時間Ｔ２を計算により求める。ＲＥＣ１０１は、上述した図１７のステップＳ１７０３によりこの時間Ｔ２を送信タイミングのズレ量として求める。

図１８の例では、基地局装置１００の送信タイミングが遅い方向に時間Ｔ２のズレが生じている。このため、基地局装置１００（ＲＥＣ１０１の遅延補正量算出部１６０５は、遅延補正部１６０２に対し遅延補正修正量として、以降、実際に送信する無線データの送信タイミングを時間Ｔ２分早めて送信するよう遅延補正する。ＲＥＣ１０１の遅延補正部１６０２に代えてＲＥ１０２の遅延補正部３０６（図３参照）が時間Ｔだけ遅延補正してもよい。

以上説明した実施の形態４では、基地局装置１００から端末１１０に測定用の無線データ（ＰＢＣＨ）を所定タイミングで送信し、端末１１０は、無線データ（ＰＢＣＨ）受信に対応して基地局装置１００にプリアンブルを折り返し送信する。端末１１０は、基地局装置１００のアンテナ端１０３から距離Ｌ１だけ離れた場所に固定設置する。

これにより、基地局装置１００は、無線伝搬遅延時間と、基地局装置１００内の遅延時間を固定値として算出できる。したがって、基地局装置１００は、上り下りの無線データの折り返しで生じた期待値と実測値のタイミングの差分をタイミング差分として検出できるようになる。基地局装置１００では、測定結果（タイミング差分）に応じて無線データの送信タイミングの遅延補正処理を行う。

これにより、基地局装置１００では、ＲＥ１０２のＣＰＲＩ終端部以降で生じる遅延（ＲＥ内部遅延およびＲＥからアンテナ端までの遅延）について、実際に無線データを無線送信することでタイミングのズレを精度よく補正し解消できるようになる。

無線データの送信タイミングのズレは、基地局装置１００が有するアンテナ１０３毎に遅延補正できる。これにより、ＴＤＤやＣＡ方式で無線通信する基地局装置１００が有する一つまたは複数のアンテナ１０３から送信する無線データの送信タイミングを遅延補正できる。

端末１１０は、例えば、スマートフォンを用いることができる。端末１１０は、基地局装置１００との基本的な通信機能に、図１６に示したように、基地局装置１００から受信した無線データ（ＰＢＣＨ）に対応してプリアンブルを折り返し送信する機能を付加するだけでよい。また、送信データのタイミングのズレを測定する測定機相当の構成を不要にでき、端末１１０を簡単に構成できる。

このように、実施の形態４では、基地局装置１００から実際に無線データを送信したタイミングと、端末１１０からの折り返しの無線データ（プリアンブル）を受信したタイミングに基づき、タイミング差分を検出できる。これにより、例えば端末１１０は、絶対基準タイミング取得用のＧＰＳやＰＴＰのインタフェースを不要にできる等、装置構成を簡単化できる。また、端末１１０でタイミング差分を計算する必要がない。

（基地局装置内の遅延補正について）
以下、基地局装置１００内の遅延補正について説明しておく。図１９は、既存の技術による送信データの遅延補正を行う構成例を示す図である。ＣＡ方式や、ＴＤＤ方式では、基地局装置１９００のアンテナ端１９０３から端末に向けて送信するフレーム位置を全アンテナで同期させる必要がある。ＣＡのＩｎｔｅｒ−ｂａｎｄ ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎにおいては、バンド間の送信フレーム位置の差を２８５ｎｓ以内にする必要がある。

そのため、ＲＥＣ１９０１の内部遅延時間と、ＲＥＣ１９０１〜ＲＥ１９０２間の遅延時間と、ＲＥ１９０２の内部遅延時間と、ＲＥ１９０２〜アンテナ端１９０３間の遅延時間を求める。そして、遅延時間分ＲＥＣ１９０１からデータを先出しすることで、全アンテナ端１９０３での送信タイミングを揃えている。

ＲＥＣ１９０１とＲＥ１９０２間のＣＰＲＩリンクでの遅延については、基地局装置１９００の起動時に毎回ＲＥＣ１９０１〜ＲＥ１９０２間の遅延測定を実施し、測定した遅延量をもとに遅延補正を実施する。これにより、ＣＰＲＩリンクの遅延バラつきに起因した送信タイミングの差分を補正している。

下りの送信データについて、ＲＥ１９０２のＣＰＲＩ終端部１９１１以降（Ｔｘ１９１２およびＡＮＴｉｎｆ１９１３等）で生じる遅延時間について説明する。ＲＥ１９０２の内部遅延時間は設計値、ＲＥ１９０２からアンテナ端１９０３までの遅延時間は、工事時のケーブル長から求めた遅延時間やアンテナの設計値を基に遅延補正を行っている。すなわち、既存の技術では、誤差等の要因は生じないものとして扱っている。

図２０は、既存の技術による基地局装置の内部構成例を示す図である。基地局装置１９００のＲＥＣ１９０１において、実施の形態１（例えば図２）と同様の構成部には同一の符号を付してある。実施の形態１（図２）では、ＲＥ ＡＮＴ位置記録部２０９と、ＡＮＴ間距離算出部２１０と、送信タイミング補正量算出部２１１と、が追加されていることが判る。ＲＥ１９０２（１９０２ａ，１９０２ｂ）の内部構成は、実施の形態１（例えば図３）と同様である。

ＲＥＣ１９０１では、ＧＰＳまたはＰＴＰ等から基準時刻を抽出し、基準時刻に同期したＲＥＣタイミング（およびクロック）を生成し、ＲＥＣ１９０１を動作させることで複数の全ＲＥＣ１９０１を同期して動作させている。

ＲＥＣ１９０１は、ＲＥＣタイミング（クロック）に同期してＲＥ１９０２へＣＰＲＩ送信を行い、ＲＥ１９０２はＲＥＣ１９０１との伝送路（ＣＰＲＩリンク）１０５からクロック（ＲＥＣタイミング）を抽出する。ＲＥＣタイミングにしたがって動作することでＲＥＣ１９０１とＲＥ１９０２を同期させている。

また、ＲＥＣ１９０１〜ＲＥ１９０２間の伝送路１０５のケーブル遅延、各装置内遅延に応じてＲＥＣ１９０１が遅延時間分、データを先出しすることでＲＥＣ１９０１〜ＲＥ１９０２間の伝搬遅延を補正する。これにより全てのアンテナ端１０３ａ，１０３ｂで出力タイミングが揃うようにしている。

ＲＥＣ１９０１に対し、ＲＥ１９０２をスター接続や、リング接続、あるいはカスケード接続（図２０参照）する場合には、ＲＥＣ１９０１は、最遠端に位置するＲＥ１９０２ｂに合わせて遅延補正を行ったＩＱデータを出力する。

図２１は、既存の技術による基地局装置内部の遅延補正例を示す図である。カスケード接続時の遅延補正例を示す。ＲＥＣ１９０１は、上位に位置するＲＥ１９０２ａで配下のＲＥ１９０２ｂの出力タイミングと揃うように、ＲＥＣ１９０１からの無線出力タイミングを遅らせる。これによりＣＡやＴＤＤ時にＲＥ１９０２ａ，１９０２ｂ間の出力タイミングを揃えることができる。

ＲＥＣ１９０１〜ＲＥ＃１（１９０２ａ）間の遅延時間Ｔ１２＿１、ＲＥ＃１（１９０２ａ）〜アンテナ端１０３ａ間の遅延時間Ｒｘ１、ＲＥ＃１（１９０２ａ）〜ＲＥ＃２（１９０２ｂ）間の遅延時間Ｔ１２＿２とする。また、ＲＥ＃２（１９０２ａ）〜アンテナ端１０３ｂ間の遅延時間Ｒｘ２とする。

図２２は、既存の技術による基地局装置内部の遅延補正例を示すタイミングチャートである。図２１に示した遅延補正例に対応するタイミングを示す。図中縦軸が時間である。アンテナ端１０３ａ，１０３ｂの無線送信タイミングが時刻ｔｎで同じになるために、ＲＥ＃１（１９０２ａ）の遅延補正部３０６は、（Ｔ１２＿２＋Ｒｘ２）−Ｒｘ１の遅延補正を行う。例えば、無線データのバッファからの読み出しタイミングを変更する。

そして、ＲＥ１９０１では、ＲＥ＃１（１９０２ａ）およびＲＥ＃２（１９０２ｂ）から送信する無線データについて、遅延補正部２０７は、それぞれ（Ｔ１２＿１＋Ｔ１２＿２＋Ｒｘ２）だけ無線データを先出しする遅延補正を行う。

（ＣＰＲＩ遅延測定・補正例）
図２３は、既存の技術によるＣＰＲＩ遅延測定・遅延補正を説明する図である。ＲＥＣ１９０１に１台のＲＥ１９０２を接続したシングルホップ時の遅延補正における各リファレンスポイント定義を示す。ＲＥＣ１９０１から送信したＣＰＲＩフレームをＲＥ１９０２がＲＥＣ１９０１へ折り返すことで、ＲＥＣ１９０１〜ＲＥ１９０２間の伝送路１０５の遅延測定を行っている。

ＲＥＣ１９０１から送信したフレームは、ＲＥＣ１９０１からＲＥ１９０２への下り遅延時間（Ｔ１２）後にＲＥ１９０２で受信される。このフレームは、ＲＥ１９０２の内部処理時間（Ｔｏｆｆｓｅｔ）時間後にＲＥＣ１９０１へ折り返し送信され、ＲＥ１９０２からＲＥＣ１９０１への上り遅延（Ｔ３４）後にＲＥＣ１９０１で受信される。

ＲＥＣ１９０１が送信してから受信するまでの時間（Ｔ１４）とＴｏｆｆｓｅｔから、下記式でＲＥＣ１９０１〜ＲＥ１９０２間の片道分の遅延を求めることができる。
（Ｔ１４−Ｔｏｆｆｓｅｔ）÷２

図２４は、上り／下りＣＰＲＩフレームタイミング例を示す図である。横軸が時間であり、図２３の遅延時間Ｔ１２，Ｔ３４，Ｔ１４と、内部処理時間Ｔｏｆｆｓｅｔそれぞれの送信タイミングのズレが示されている。

図２５は、既存の技術による基地局装置内部の遅延補正例を示す図である。ＲＥＣ１９０１に複数台のＲＥ１９０２を接続したマルチホップ時の遅延補正における各リファレンスポイント定義を示す。図２６は、図２５に対応した上り／下りＣＰＲＩフレームタイミング例を示す図である。

ＲＥＣ１９０１にＲＥ１９０２をマルチホップ接続の例として、リング接続や図２５のカスケード接続等がある。このようなマルチホップ接続の構成時においても、図２３の説明と同様に、ＲＥＣ１９０１とＲＥ１９０２間、ＲＥ１９０２同士間の遅延時間Ｔ１４の測定結果から各装置間の遅延時間（Ｔ１２，Ｔ１４）を算出し、装置内遅延時間との合計から全体の遅延を求める。

（端末の上り送信タイミング補正例）
図２７は、既存の技術による端末での上り送信タイミング補正例を示す図である。横軸は時間である。ＣＡ方式やＴＤＤ方式等では、端末から基地局装置１９０１に対する上りリンクについて、基地局装置１９０１では、各端末からの上り信号の受信タイミングが揃っている必要がある。そのために、各端末の送信タイミングを調整する制御を行っている。

端末は、基地局装置１９００からＰＢＣＨで通知されるタイミング（ＳＦＮ）に合わせて上りデータ送信（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｅａｍｂｌｅ送信）を行っている。しかし、端末と基地局装置１９００との距離の違いによる伝搬遅延時間が端末間で異なるため、基地局装置１９００の上りデータ受信タイミングに差が生じることとなる。そのため、端末は、端末と基地局装置１９００間の距離に起因した伝搬遅延の補正を行って、基地局装置１９００での受信タイミングを揃えている。

基地局装置１９００は、端末から受信した上り信号の受信タイミングと基準タイミングとの差分から遅延補正情報（Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅ Ｃｏｍｍａｎｄ）を端末に通知する。端末は、通知された遅延補正情報にしたがって上りデータ送信タイミングを先出しすることで、基地局装置１９００での上り信号受信タイミングが揃うようにしている。

以上説明した既存技術では、ＲＥＣからアンテナ端までの各部（ＲＥＣ内部遅延、ＲＥＣ〜ＲＥ間遅延、ＲＥ内部遅延、ＲＥ〜アンテナ端間等）での信号遅延の遅延時間を予め求め遅延時間分ＲＥＣがデータを先出しして、アンテナ端での送信タイミングを揃える。

この遅延測定において、既存技術では、図２３に示したように、
１．ＲＥの入出力ＣＰＲＩフレーム時間差（Ｔｏｆｆｓｅｔ）
２．ＲＥのＣＰＲＩ終端部からアンテナ端までの遅延（Ｔ２ａ）
３．アンテナ端からＲＥのＣＰＲＩ終端部までの遅延（Ｔａ３）は固定値として扱っている。

また、図２５に示したマルチホップ時には、
４．ＲＥの下り装置内遅延（ＴＢ ｄｅｌａｙ ＤＬ）
５．ＲＥの上り装置内遅延（ＴＢ ｄｅｌａｙ ＵＬ）は固定値として扱っている。

しかし、既存技術では、遅延測定回路の誤差、ＰＬＬのロック位置による位相差誤差、アンテナ用ケーブルの線長誤差、各機能部の遅延量公差等による誤差があり、誤差の積み重ねが基地局装置１９００からの送信精度の劣化要因となる。特に、今後ＲＥ１９０２をカスケード接続して運用するケースが増加すると考えられるが、上記の遅延時間誤差はＲＥ１９０２のカスケード接続段数が増加するとより影響が大きくなってしまう。

また、ＲＥ１９０２のアンテナ端１０３からの無線データ出力タイミングが、実際にはどのような状態になっているかを把握することができないため、遅延補正に異常が生じていたとしてもそれを検出・対処することができない。

これに対し、各実施の形態では、既存技術による遅延補正に加えて、基地局装置と端末との間で無線データを送信させたときの送信タイミングのズレを測定し、タイミング差分を求めて、基地局装置が送信する無線データの送信タイミングの遅延補正を行っている。この際、ＧＰＳやＰＴＰ等の基準時刻を用いることで正確に送信タイミングのズレを検出できる。

したがって、各実施の形態によれば、基地局装置の出力アンテナ端での無線フレームの出力タイミングを高精度で絶対基準に同期させることができるようになる。さらに、遅延測定回路の誤差、ＰＬＬのロック位置による位相差誤差、アンテナ用ケーブルの線長誤差、各機能部の遅延量公差等による誤差の積み重ねがあっても送信タイミングのズレを正確に検出し遅延補正できる。また、ＲＥのアンテナ端からの無線データ出力タイミングを含めて測定するため、遅延補正の異常の有無についても検出および対処できるようになる。

そして、基地局装置は、無線データの送信タイミングをズレなく送信できるようになり、ＴＤＤ方式、およびＣＡ方式等の複数アンテナ間での同期送信を精度良く行えるようになる。例えば、Ｉｎｔｅｒ−ｂａｎｄ ＣＡにおけるバンド間の無線フレーム位置の差を所定時間（２８５ｎｓ）以内で高精度に同期させることができる。

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）ベースバンド処理を行う無線制御装置と、前記無線制御装置と伝送路を介して接続される無線装置と、前記無線装置のアンテナから出力される無線信号を測定する測定機とを有する無線通信システムにおいて、
前記測定機において測定され前記無線装置のアンテナから出力された前記無線信号の受信タイミングと、前記無線制御装置と前記測定機とで同一の絶対基準タイミングと前記測定された受信タイミングとの第１の差分から、前記無線装置と前記測定機との伝搬距離に応じた遅延時間を除した第２の差分に基づいて、前記無線制御装置から前記無線装置へ出力する前記無線信号の送信タイミングを調整する送信タイミング制御部、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。

（付記２）前記測定機は、前記無線装置との間で無線通信を行うユーザの端末に設けられ、
前記端末は、前記絶対基準タイミングを取得する取得部と、
前記第１の差分を検出し、当該第１の差分を前記無線制御装置に通知する差分算出部と、を備え、
前記無線制御装置は、前記送信タイミング制御部を備えた、
ことを特徴とする付記１に記載の無線通信システム。

（付記３）前記無線制御装置は、前記端末の移動による位置変化に基づく前記無線装置と前記端末との間の伝搬距離を算出する距離算出部をさらに備え、
前記送信タイミング制御部は、算出された伝搬距離に応じた遅延時間を含めて前記第２の差分を算出することを特徴とする付記２に記載の無線通信システム。

（付記４）前記測定機は、前記無線装置との間で無線通信を行う固設の小型基地局に設けられ、
前記小型基地局は、前記絶対基準タイミングを取得する取得部と、
前記第１の差分を検出し、当該第１の差分を前記無線制御装置に通知する差分算出部と、を備え、
前記無線制御装置は、前記送信タイミング制御部を備えた、
ことを特徴とする付記１に記載の無線通信システム。

（付記５）前記無線制御装置は、絶対基準時間の情報を無線電波に含ませて前記測定機に通知し、
前記測定機は、前記無線電波から前記絶対基準タイミングを検出する検出部と、
前記第１の差分を検出し、当該第１の差分を前記無線制御装置に通知する差分算出部と、を備え、
前記無線制御装置は、前記送信タイミング制御部を備えた、
ことを特徴とする付記１に記載の無線通信システム。

（付記６）ベースバンド処理を行う無線制御装置と、前記無線制御装置と伝送路を介して接続される無線装置と、前記無線装置のアンテナから出力される無線信号を前記無線装置に折り返し送信する無線機器とを有する無線通信システムにおいて、
前記無線制御装置は、前記無線装置のアンテナから出力した前記無線信号の受信タイミングと、前記無線制御装置と前記無線機器とで同一の絶対基準タイミングと前記無線機器から折り返された前記無線信号の受信タイミングとの第１の差分から、前記無線装置と前記無線機器との伝搬距離に応じた遅延時間を除した第２の差分に基づいて、前記無線制御装置から前記無線機器へ出力する前記無線信号の送信タイミングを調整する送信タイミング制御部、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。

（付記７）ベースバンド処理を行い、伝送路を介して接続される無線装置のアンテナから無線信号を出力させる無線制御装置において、
前記無線装置のアンテナから出力された前記無線信号を測定機が受信した受信タイミングと、前記無線制御装置と前記測定機とで同一の絶対基準タイミングと前記受信タイミングとの第１の差分から、前記無線装置と前記測定機との伝搬距離に応じた遅延時間を除した第２の差分に基づいて、前記無線制御装置から前記無線装置へ出力する前記無線信号の送信タイミングを調整する送信タイミング制御部、
を備えたことを特徴とする無線制御装置。

（付記８）ベースバンド処理を行う無線制御装置から前記無線制御装置と伝送路を介して接続される無線装置への無線信号の送信タイミングを補正する送信タイミング補正方法において、
前記無線装置のアンテナから出力された前記無線信号を測定機が受信した受信タイミングと、前記無線制御装置と前記測定機とで同一の絶対基準タイミングと前記受信タイミングとの第１の差分から、前記無線装置と前記測定機との伝搬距離に応じた遅延時間を除した第２の差分に基づいて、前記無線制御装置から前記無線装置へ出力する前記無線信号の送信タイミングを調整する、
ことを特徴とする送信タイミング補正方法。

（付記９）ベースバンド処理を行う無線制御装置から前記無線制御装置と伝送路を介して接続される無線装置への無線信号の送信タイミングを補正する送信タイミング補正方法において、
前記無線装置のアンテナから出力される無線信号を受信する無線機器が前記無線装置に折り返し送信し、
前記無線装置のアンテナから出力した前記無線信号の受信タイミングと、前記無線制御装置と前記無線機器とで同一の絶対基準タイミングと前記無線機器から折り返された前記無線信号の受信タイミングとの第１の差分から、前記無線装置と前記無線機器との伝搬距離に応じた遅延時間を除した第２の差分に基づいて、前記無線制御装置から前記無線機器へ出力する前記無線信号の送信タイミングを調整する、
ことを特徴とする送信タイミング補正方法。

１００ 基地局装置
１０１ 無線制御装置（ＲＥＣ）
１０２ 無線装置（ＲＥ）
１０３ アンテナ（アンテナ端）
１０５ 伝送路（ＣＰＲＩリンク）
１１０ 端末
１２０ 上位装置
１２１ ＰＴＰマスタ装置
２０１ ＮＷ終端部
２０３ 基準タイミング抽出部
２０４ ＳＹＮＣ／ＣＬＫ機能部
２０５ 監視制御部
２０６ ベースバンド部
２０７，３０６ 遅延補正部
２０８ ＣＰＲＩ終端部
２０９ ＲＥ ＡＮＴ位置記録部
２１０ ＡＮＴ間距離算出部
２１１ 送信タイミング補正量算出部
４０１ 送受信部
４０２ ＲＥＣタイミング抽出部
４０３ ＧＰＳ受信部
４０４ ＧＰＳタイミング抽出／変換部
４０５ 位置情報算出部
４０６ 送信タイミング差分算出部
９０１ 小型基地局

Claims (8)

1. ベースバンド処理を行う無線制御装置と、前記無線制御装置と伝送路を介して接続される無線装置と、前記無線装置のアンテナから出力される無線信号を測定する測定機とを有する無線通信システムにおいて、
   前記測定機において測定され前記無線装置のアンテナから出力された前記無線信号の受信タイミングと、前記無線制御装置と前記測定機とで同一の絶対基準タイミングと前記測定された受信タイミングとの第１の差分から、前記無線装置と前記測定機との伝搬距離に応じた遅延時間を除した第２の差分に基づいて、前記無線制御装置から前記無線装置へ出力する前記無線信号の送信タイミングを調整する送信タイミング制御部、
   を備えたことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記測定機は、前記無線装置との間で無線通信を行うユーザの端末に設けられ、
   前記端末は、前記絶対基準タイミングを取得する取得部と、
   前記第１の差分を検出し、当該第１の差分を前記無線制御装置に通知する差分算出部と、を備え、
   前記無線制御装置は、前記送信タイミング制御部を備えた、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記無線制御装置は、前記端末の移動による位置変化に基づく前記無線装置と前記端末との間の伝搬距離を算出する距離算出部をさらに備え、
   前記送信タイミング制御部は、算出された伝搬距離に応じた遅延時間を含めて前記第２の差分を算出することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記測定機は、前記無線装置との間で無線通信を行う固設の小型基地局に設けられ、
   前記小型基地局は、前記絶対基準タイミングを取得する取得部と、
   前記第１の差分を検出し、当該第１の差分を前記無線制御装置に通知する差分算出部と、を備え、
   前記無線制御装置は、前記送信タイミング制御部を備えた、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
5. 前記無線制御装置は、絶対基準時間の情報を無線電波に含ませて前記測定機に通知し、
   前記測定機は、前記無線電波から前記絶対基準タイミングを検出する検出部と、
   前記第１の差分を検出し、当該第１の差分を前記無線制御装置に通知する差分算出部と、を備え、
   前記無線制御装置は、前記送信タイミング制御部を備えた、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
6. ベースバンド処理を行う無線制御装置と、前記無線制御装置と伝送路を介して接続される無線装置と、前記無線装置のアンテナから出力される無線信号を前記無線装置に折り返し送信する無線機器とを有する無線通信システムにおいて、
   前記無線制御装置は、前記無線装置のアンテナから出力した前記無線信号の受信タイミングと、前記無線制御装置と前記無線機器とで同一の絶対基準タイミングと前記無線機器から折り返された前記無線信号の受信タイミングとの第１の差分から、前記無線装置と前記無線機器との伝搬距離に応じた遅延時間を除した第２の差分に基づいて、前記無線制御装置から前記無線機器へ出力する前記無線信号の送信タイミングを調整する送信タイミング制御部、
   を備えたことを特徴とする無線通信システム。
7. ベースバンド処理を行い、伝送路を介して接続される無線装置のアンテナから無線信号を出力させる無線制御装置において、
   前記無線装置のアンテナから出力された前記無線信号を測定機が受信した受信タイミングと、前記無線制御装置と前記測定機とで同一の絶対基準タイミングと前記受信タイミングとの第１の差分から、前記無線装置と前記測定機との伝搬距離に応じた遅延時間を除した第２の差分に基づいて、前記無線制御装置から前記無線装置へ出力する前記無線信号の送信タイミングを調整する送信タイミング制御部、
   を備えたことを特徴とする無線制御装置。
8. ベースバンド処理を行う無線制御装置から前記無線制御装置と伝送路を介して接続される無線装置への無線信号の送信タイミングを補正する送信タイミング補正方法において、
   前記無線装置のアンテナから出力された前記無線信号を測定機が受信した受信タイミングと、前記無線制御装置と前記測定機とで同一の絶対基準タイミングと前記受信タイミングとの第１の差分から、前記無線装置と前記測定機との伝搬距離に応じた遅延時間を除した第２の差分に基づいて、前記無線制御装置から前記無線装置へ出力する前記無線信号の送信タイミングを調整する、
   ことを特徴とする送信タイミング補正方法。

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