JP4850735B2 - 無線通信端末及びフレーム同期方法 - Google Patents

Description

本発明は、下りリンクの通信と上りリンクの通信とが時分割で行われる無線通信システムに用いられる無線通信端末、及び当該無線通信端末に適用されるフレーム同期方法に関する。

ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式及びＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式を用いる無線通信方式として、ＩＥＥＥ８０２．１６が知られている。ＴＤＤ方式では、下りリンク（ＤＬ）の通信と上りリンク（ＵＬ）の通信とが１フレーム期間内に時分割で行われる。

各フレームは、ＤＬの通信期間で用いるＤＬサブフレームと、ＵＬの通信期間で用いるＵＬサブフレームとを有する。ＤＬサブフレームはフレーム前半に配置され、ＵＬサブフレームはフレーム後半に配置される。ＤＬサブフレームとＵＬサブフレームとの間には、ガードタイムと呼ばれる無信号期間が挿入される。

ＯＦＤＭＡ方式は、伝送する情報を互いに直交する多数の搬送波（以下、「サブキャリア」）に分散し、各サブキャリアを変調する方式である。無線基地局と無線通信端末との間の通信は、複数のサブキャリアからなるサブチャネル単位で行われる。

具体的には、送信側にて、各サブキャリアを多相ＰＳＫ変調又は多値ＱＡＭ変調等した後、各サブキャリアを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）することでシンボルを生成する。さらに、送信側は、サイクリック・プリフィックス（ＣＰ）が付加されたシンボルを複数含むフレーム構造の無線信号を送信する。

ＣＰは、シンボルの最後の一定期間をコピーして、コピーした部分を当該シンボルの先頭に付加したものである。ＣＰを用いることにより、反射経路の異なる複数の電波、すなわちマルチパス波に起因する到着遅延時間の差を吸収することができる。

受信側では、各シンボル内でＦＦＴを行い、シンボルを復調するが、電源投入時や待ち受け処理等の要因による通信初期時には、受信側（無線通信端末）は、送信側（無線基地局）と同期がとれていない。よって、受信側（無線通信端末）は、シンボルの開始位置及び終了位置を特定できず、シンボルを復調することができない。

このため、無線通信端末は、電源投入時などの通信初期時において、シンボル単位で無線基地局と同期をとるための「シンボル同期処理」を行う。無線通信端末は、上述したＣＰを利用した相関演算により各シンボルの境界を検出することで、シンボル同期処理を行う。

また、無線通信端末は、フレーム単位で無線基地局と同期をとるための「フレーム同期処理」も行う。ＩＥＥＥ８０２．１６では、ＤＬサブフレームの先頭、すなわちフレームの先頭に配置されるため、プリアンブルシンボルを検出することで、フレームの先頭が検出され、フレーム同期が確立される。

従来、無線通信端末は、シンボル同期の確立後に、各シンボルをＦＦＴにより復調し、復調結果から当該シンボルがプリアンブルシンボルであるか否かを判定することでプリアンブルを検出していた。

従来の方法では、プリアンブルシンボルが確実に検出されるが、シンボルの復調開始時点が実際のプリアンブルシンボルの位置と大幅に異なっている場合、プリアンブルシンボルが検出されるまでに長時間を要する。

そこで、プリアンブルシンボルの検出に要する時間を削減するために、プリアンブルシンボルの構造を利用した相関演算により、プリアンブルシンボルの位置を検出する手法が提案されている（特許文献１参照。）。

特許文献１では、プリアンブルシンボルが反復パターンを有していることを利用して、当該反復パターンを相関演算によって検出し、フレーム同期処理を行う。また、フレーム同期処理と同時に、シンボル同期処理も行われる。
特開２００６−１５７９２８号公報（第８−１０頁、第６図）

しかしながら、特許文献１の手法では、プリアンブルシンボルが反復パターンを有しない場合には適用できず、汎用性が低いという問題がある。また、当該手法では、各シンボルを検出するための相関演算と、プリアンブルシンボルを検出するための相関演算の両方を実行する必要がある。このため、相関演算に要する演算量が増加するので、消費電力や演算時間が増大するという問題もある。

上記問題点に鑑み、本発明は、シンボル同期処理の結果からフレーム構造を推定してプリアンブルシンボルを検出することにより、汎用性が高く、かつ消費電力や演算時間を削減可能なフレーム同期処理を可能とする無線通信端末及びフレーム同期方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、下りリンクの通信と上りリンクの通信とが時分割で行われる無線通信システムに用いられる無線通信端末（無線通信端末１００Ａ）であって、受信信号に対してシンボル同期処理を施すことで前記受信信号中の各シンボルを検出するシンボル検出部（シンボル同期処理部１４０）と、前記シンボル同期処理によって各シンボルが検出されたタイミングを測定するタイミング測定部（フレームカウンタ１８０）と、前記測定されたシンボルのタイミングを少なくとも１フレーム期間（例えば、１フレーム期間）において記録したリストを生成するリスト生成部（シンボルタイミング記憶部１７０）と、前記リストに基づいて、前記下りリンクの通信期間（ＤＬサブフレーム）を特定する特定部（制御部１９０）と、前記受信信号のうち、前記下りリンクの通信期間における特定の位置に配されたシンボルをプリアンブルシンボルとして検出するプリアンブル検出部（プリアンブル検出部１６０）と、を備えることを要旨とする。

このような特徴によれば、無線通信端末は、シンボルのタイミングを所定期間において記録したリストを解析することで、下りリンクの通信期間、例えばＤＬサブフレームを特定し、ＤＬサブフレームの特定位置（例えば、ＤＬサブフレーム先頭）に配されたプリアンブルシンボルを検出する。

つまり、上記の特徴によれば、シンボル同期処理の結果からフレーム構造が推定され、推定結果よりプリアンブルシンボルが検出される。したがって、プリアンブルシンボルのシンボル構造に依存しない汎用性の高いフレーム同期処理が実現される。さらに、フレーム同期処理に要する消費電力や演算時間が削減される。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記特定部は、前記リストに基づき、前記タイミングの周期が一定である期間を前記下りリンクの通信期間として特定することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記特定部は、前記タイミングの周期が一定である期間が複数存在する場合、各期間の時間幅に応じて前記下りリンクの通信期間を特定することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１〜第３のいずれかの特徴に係り、前記シンボル検出部は、前記受信信号を相関演算することで相関演算結果のピーク値をシンボル毎に出力し、前記リスト作成部は、前記タイミングと前記ピーク値とを対応付けた前記リストを作成し、前記特定部は、前記リストにおいて、予め設定された閾値を下回る前記ピーク値に対応する前記タイミングを除外することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１〜第４のいずれかの特徴に係り、前記プリアンブル検出部は、前記受信信号のうち、前記下りリンクの通信期間の先頭に位置するシンボルをプリアンブルシンボルとして検出することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、下りリンクの通信と上りリンクの通信とが時分割で行われる無線通信システムに用いられる無線通信端末に適用されるフレーム同期方法であって、受信信号に対してシンボル同期処理を施すことで前記受信信号中の各シンボルを検出するステップと、前記シンボル同期処理によって各シンボルが検出されたタイミングを測定するステップと、少なくとも１フレーム期間において前記測定されたタイミングのタイミングに基づいて、前記下りリンクの通信期間を特定するステップと、前記受信信号のうち、前記下りリンクの通信期間における特定の位置に配されたシンボルをプリアンブルシンボルとして検出するステップと、を備えることを要旨とする。

本発明によれば、シンボル同期処理の結果からフレーム構造を推定してプリアンブルシンボルを検出することにより、汎用性が高く、かつ消費電力や演算時間を削減可能なフレーム同期処理を可能とする無線通信端末及びフレーム同期方法を提供できる。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）無線通信システム
（１．１）無線通信システムの概略構成
まず、本実施形態に係る無線通信システムの概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。

図１に示すように、無線通信システムは、無線通信端末１００Ａ〜１００Ｅ及び無線基地局２００を備える。本実施形態では、無線通信端末１００Ａ〜１００Ｅ及び無線基地局２００は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ ＴＤＤモードをサポートしている。

無線通信端末１００Ａ〜１００Ｅは、無線基地局２００の制御エリア内に在圏しており、無線基地局２００と通信可能である。無線通信端末１００Ａ〜１００Ｅは、無線基地局２００と一旦同期が確立すれば、前回の同期条件を基に精度の高い同期処理を継続して行える。しかし、通信初期時には、前回の同期条件が不明であるため、無線基地局２００と同期をとるための初期同期を行う。

具体的には、無線通信端末１００Ａ〜１００Ｅは、電源投入時などの通信初期時において、シンボル単位で無線基地局２００と同期をとるためのシンボル同期処理と、フレーム単位で無線基地局２００と同期をとるためのフレーム同期処理とを実行する。

無線通信端末１００Ａ〜１００Ｅは、シンボル同期処理としてＣＰを利用した相関演算や期待値を利用した相関演算等の既存技術を用いてシンボル同期処理を行い、シンボル同期処理の結果を用いてフレーム同期処理を行う。

（１．２）フレーム構造
次に、ＩＥＥＥ ８０２．１６ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ ＴＤＤモードのフレーム構造について説明する。図２は、当該フレーム構造を示す図である。

図２に示すように、フレームは、ＤＬサブフレーム、ＴＴＧ（Transmit/Receive Transition Gap）、ＵＬサブフレーム、及びＲＴＧ（Receive/Transmit Transition Gap）から構成される。

ＤＬサブフレームは、１フレーム期間の前半に配置される。ＵＬサブフレームは、１フレーム期間の後半に配置される。ＤＬサブフレーム及びＵＬサブフレームは、それぞれ複数のシンボルから構成される。

ＤＬサブフレームの先頭（特定の位置（領域））には、プリアンブルシンボルが配置される。プリアンブルシンボルは既知のシンボルであり、無線通信端末１００Ａ〜１００Ｅは、プリアンブルシンボルを基にフレーム同期処理を行う。なお、本実施形態では、プリアンブルシンボルがＤＬサブフレームの先頭に配置された構成について説明するが、他の通信システムでは、当該ＤＬサブフレームの先頭以外にプリアンブルシンボルが配置される場合もあるため、通信システムに応じたフレーム同期処理を行うようにすることが望ましい。

ＴＴＧは、ＤＬサブフレームからＵＬサブフレームへの遷移期間である。ＲＴＧは、ＵＬサブフレームからＤＬサブフレームへの遷移期間である。ＴＴＧ及びＲＴＧには、シンボルが存在しない。なお、無線基地局２００と無線通信端末１００Ａ〜１００Ｅとの距離などの要因によってＴＴＧ及びＲＴＧは変化する。

なお、ＤＬサブフレームのフレームヘッダには、ＤＬサブフレーム及びＵＬサブフレームにおけるデータ・バーストの割り当て情報を含むＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰが配置される。

無線通信端末１００Ａ〜１００Ｅは、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰに基づき、ＤＬサブフレームのデータ・バースト（ＤＬバースト）や、ＵＬサブフレームのデータ・バースト（ＵＬバースト）を用いて無線基地局２００と通信する。

（１．３）シンボル構造
次に、ＩＥＥＥ ８０２．１６ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ ＴＤＤモードのシンボル構造について説明する。図３は、当該シンボル構造を示す図である。

図３に示すように、シンボルは、サイクリック・プリフィックス（ＣＰ）と、有効シンボルとを有する。ＣＰは、有効シンボルの最後の一定期間をコピーして、コピーした部分を有効シンボルの先頭に付加したものである。

以下においては、１シンボル期間Ｔｓのうち、ＣＰの期間を「ＣＰ期間Ｔｇ」と呼び、有効シンボルの期間を「有効シンボル期間Ｔｓ」と呼ぶ。

（２）無線通信端末
（２．１）無線通信端末の構成
次に、本実施形態に係る無線通信端末１００Ａの構成について説明する。無線通信端末１００Ｂ〜１００Ｅの構成は、無線通信端末１００Ａと同様であるため説明を省略する。図４は、無線通信端末１００Ａの受信系統の構成を示すブロック構成図である。

図４に示すように、無線通信端末１００Ａは、アンテナ１１０、ＲＦ部１２０、ＡＤＣ１３０、シンボル同期処理部（シンボル検出部）１４０、ＦＦＴ処理部１５０、プリアンブル検出部１６０、シンボルタイミング記憶部（リスト生成部）１７０、フレームカウンタ（タイミング測定部）１８０及び制御部（特定部）１９０を備える。

アンテナ１１０は、ＯＦＤＭＡ信号を受信する。アンテナ１１０は、無線基地局２００からの下り方向のＯＦＤＭＡ信号（ＤＬサブフレーム）だけでなく、無線通信端末１００Ｂ〜１００Ｅからの上り方向のＯＦＤＭＡ信号（ＵＬサブフレーム）も受信する。

ＲＦ部１２０は、アンテナ１１０によって受信されたＯＦＤＭＡ信号を受信処理する。ＡＤＣ１３０は、受信処理後のＯＦＤＭＡ信号をアナログ/デジタル変換する。

シンボル同期処理部１４０は、デジタル変換されたＯＦＤＭＡ信号に対してシンボル同期処理を行う。本実施形態では、シンボル同期処理部１４０は、ＣＰを利用した相関演算により、各シンボルの境界（先頭）を検出する。

また、シンボル同期処理部１４０は、制御部１９０により制御され、フレームカウンタ１８０のカウンタ値を基にシンボルタイミングの結果をシンボルタイミング記憶部１７０に保持する。すなわち、フレームカウンタ１８０は、シンボル同期処理によって各シンボルが検出されたタイミングをシンボルタイミングとして測定する。

シンボルタイミング記憶部１７０は、シンボルタイミングを１フレーム期間において記録したタイミングリストを生成する。

制御部１９０は、シンボルタイミングを解析することで、フレーム構造を推定して、ＯＦＤＭＡ信号中のＤＬサブフレーム期間を特定する。ＤＬサブフレーム期間の特定方法の詳細については後述する。また、制御部１９０は、特定したＤＬサブフレームの先頭シンボル（プリアンブルシンボル）をＦＦＴ処理部１５０に入力する。

ＦＦＴ処理部１５０は、シンボル同期したＯＦＤＭＡ信号をシンボル毎にＦＦＴ処理する。

プリアンブル検出部１６０は、ＦＦＴ処理されたシンボルがプリアンブルシンボルであるか否かを判定して、プリアンブルシンボルを検出する。

フレームカウンタ１８０は、フレーム周期でカウントを行うカウンタである。無線通信端末１００Ａでは、フレームカウンタ１８０のカウンタ値に応じて種々の処理が行われる。

（２．２）フレームカウンタの機能
次に、フレームカウンタ１８０の機能について説明する。図５は、フレームカウンタ１８０の機能を説明するための図である。図５（ｂ）〜（ｄ）では、横軸が時間を、縦軸がカウンタ値を示している。

図５の例では、フレームカウンタ１８０は、０からＣｆまでカウンタ値がカウントアップすることで、予め決められた１フレーム期間を計測するように構成されている。ここでは、各フレームの先頭でフレームカウンタ１８０がリセットされる一例を示している。

図５（ｂ）及び（ｃ）の初期状態Ａ及び初期状態Ｂに示すように、通信初期時には、図５（ａ）の無線基地局２００のフレームタイミングと、無線通信端末１００Ａのフレームカウンタ値が非同期状態である。このため、フレーム同期処理によって、図５（ｄ）に示すように、フレームカウンタ１８０を無線基地局２００のフレームタイミングに同期させる。

（２．３）フレーム同期処理
無線通信端末１００Ａは、シンボル同期処理部１４０によるシンボル同期処理の結果を利用してＤＬサブフレームを検出し、ＤＬサブフレームの先頭シンボルからプリアンブル検出処理を行う。

（２．３．１）ＤＬサブフレーム検出処理
図６は、プリアンブル検出処理を説明するための図である。図６（ａ）に示すように、無線通信端末１００Ａが受信するＯＦＤＭＡ信号には、無線基地局２００が送信するＤＬサブフレームだけでなく、無線通信端末１００Ｂ〜１００Ｅが送信するＵＬサブフレームが含まれる。

図６（ｂ）に示すように、ＤＬサブフレーム期間では、シンボル同期処理における相関演算の結果が一定間隔でピーク値を示す。これは、シンボル同期処理部１４０がＣＰを利用した相関演算によりシンボル境界を検出する際、ＤＬサブフレーム期間ではＯＦＤＭＡ信号の受信レベルが高く、各シンボルが精度良く検出されるためである。

一方で、ＤＬサブフレーム期間以外の期間ではピークタイミング間隔が不定となる。具体的には、ＴＴＧ及びＲＴＧ期間では、シンボルが存在しないために、ピークタイミングが不定となる。ＵＬサブフレーム期間では、無線通信端末１００Ｂ〜１００Ｅの送信電波間の干渉や、無線通信端末１００Ｂ〜１００Ｅの位置が異なることによる受信レベルの変動等により、各シンボルの検出精度が低くなる。

したがって、シンボル同期処理によって検出された各シンボル（ピーク値）のタイミングが一定である期間をＤＬサブフレーム期間とみなすことができる。ＤＬサブフレーム期間が特定されると、ＤＬサブフレーム期間の先頭シンボルからＦＦＴを行うことで、プリアンブルシンボルが検出される。なお、ＤＬサブフレームのシンボル数が固定値である場合、各シンボル（ピーク値）のタイミングが、当該固定値において連続して一定である期間をＤＬサブフレーム期間とみなすことができる。

さらに、以下の２つのＤＬサブフレーム判別方法によって、ＤＬサブフレーム検出精度を向上させることができる。

（２．３．２）ＤＬサブフレーム判別方法（パターン１）
１フレーム期間中でＤＬサブフレーム期間以外の期間では、シンボルタイミング（ピークタイミング）が不定となるだけでなく、ピーク値も低いものとなる。

このため、図６（ｂ）に示すように、予め設定された閾値と各ピーク値とを比較し、閾値を下回るピーク値はノイズとみなされる。すなわち、閾値を下回るピーク値のシンボルタイミングをＤＬサブフレーム期間の検出対象から除外することで、より高精度にＤＬサブフレームを検出可能となる。

（２．３．３）ＤＬサブフレーム判別方法（パターン２）
或いは、各シンボル（ピーク値）のタイミングが一定である期間が、１フレーム期間中で複数検出された場合には、各期間の時間幅に応じてＤＬサブフレームを判別可能である。

一般的に、ＤＬサブフレームはＵＬサブフレームよりも時間幅が広い。したがって、各シンボル（ピーク値）のタイミングが一定である期間が複数検出された場合には、時間幅が広い方をＤＬサブフレームとして検出する。

システム構成によっては、ＤＬサブフレームの時間幅がＵＬサブフレームの時間幅よりも狭い場合も想定されるが、その場合には時間幅が狭い方をＤＬサブフレームとして検出する。

なお、上述したＤＬサブフレーム判別方法のパターン１及びパターン２は、いずれか一方のみを実行してもよく、両方を実行してもよい。

（３）無線通信端末の動作フロー
次に、上述した無線通信端末１００Ａの動作フローについて説明する。図７は、無線通信端末１００Ａの動作フローを示すフローチャートである。図７に示す動作フローは、シンボル境界の検出処理（ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６）と、1フレーム間のシンボル境界のタイミングリスト作成・解析処理（ステップＳ１０７〜ステップＳ１０９）と、プリアンブル検出処理（ステップＳ１１０〜ステップＳ１１３）と、フレームカウンタ設定処理（ステップＳ１１４）とを含む。

まず、ステップＳ１０１において、シンボル同期処理部１４０は、仮保持ピーク値Ｖｃを０に初期化し、シンボルカウント値ＣＮＴｓを図３に示す有効シンボル期間Ｔｂに相当する値に設定する。

ステップＳ１０２において、シンボル同期処理部１４０は、相関演算を行うことで、相関演算結果Ｒｃを算出する。相関演算は、有効シンボル期間Ｔｂにおいて、ＣＰ期間Ｔｇ毎に行い、相関値の合計を演算結果Ｒｃとする。

ステップＳ１０３において、シンボル同期処理部１４０は、仮保持ピーク値ＶｃがステップＳ１０２で算出された相関演算結果Ｒｃ以上であるか否かを判定する。仮保持ピーク値Ｖｃが相関演算結果Ｒｃ以上である場合、ステップＳ１０５の処理に進む。一方、相関演算結果Ｒｃが仮保持ピーク値Ｖｃを上回る場合、ステップＳ１０４の処理に進む。

ステップＳ１０４において、シンボル同期処理部１４０は、仮保持ピーク値Ｖｃ値をステップＳ１０２で算出された相関演算結果Ｒｃの値に更新し、シンボルカウント値ＣＮＴｓを有効シンボル期間Ｔｂに相当する値に再設定する。

ステップＳ１０５において、シンボル同期処理部１４０は、シンボルカウント値ＣＮＴｓをデクリメントする。

ステップＳ１０６において、シンボル同期処理部１４０は、シンボルカウント値ＣＮＴｓが０になったか否かを判定する。シンボルカウント値ＣＮＴｓが０になった場合、ステップＳ１０７の処理に進む。一方、シンボルカウント値ＣＮＴｓが０になっていない場合、ステップＳ１０２の処理に戻る。

ステップＳ１０７において、シンボルタイミング記憶部１７０は、シンボル境界タイミング（フレームカウンタ１８０のカウンタ値）とその時の仮保持ピーク値Ｖｃ値とを記録する。

このようにして、相関演算結果Ｒｃが有効シンボル期間Ｔｂにわたって仮保持ピーク値Ｖｃを超えない場合、仮保持ピーク値Ｖｃの得られたタイミングがシンボル境界タイミングとして記録される。

ステップＳ１０８において、シンボル同期処理部１４０は、フレームカウンタ１８０のカウンタ値に基づき、１フレーム期間が経過したか否かを判定する。１フレーム期間が経過した場合、ステップＳ１０９の処理に進む。一方、１フレーム期間が経過していない場合、ステップＳ１０１の処理に戻る。

このようにして、１フレーム期間において、シンボル境界タイミングとその時の仮保持ピーク値Ｖｃ値を記録したタイミングリストが得られる（「タイミングリストの生成」）。得られたタイミングリストの一例を図８に示す。なお、「タイミングリストの生成」とは、１フレーム期間において、シンボル境界タイミングとその時の（仮保持）ピーク値Ｖｃを記録することを意味する。

ステップＳ１０９において、制御部１９０は、作成されたタイミングリストの解析を行う。具体的には、制御部１９０は、ＤＬサブフレームを推定するために隣り合うピークタイミングの差分を計算し、誤差分を除去したシンボル間隔でピーク値が検出された場合、連続したシンボル構造（ＤＬサブフレーム）であるとみなす。また、ステップＳ１０９では、上述したＤＬサブフレーム判別方法（パターン１，２）が実行される。そして、制御部１９０は、タイミングリストに基づき、プリアンブルシンボルである確率が高い順にタイミング値（フレームカウンタ１８０のカウンタ値）を記録した推定リストを作成する。

ステップＳ１１０において、制御部１９０は、フレームカウンタ１８０のカウンタ値が、推定リストに記録されているタイミング（カウンタ値）になったか否かを判定する。フレームカウンタ１８０のカウンタ値が、推定リストに記録されているタイミング（カウンタ値）になった場合、ステップＳ１１１の処理に進む。

ステップＳ１１１及びステップＳ１１２において、ＦＦＴ処理部１５０及びプリアンブル検出部１１０は、上記推定リストとフレームカウンタ１８０を基にプリアンブル検出判定を行う。具体的には、ＦＦＴ処理と、ＦＦＴ処理されたシンボルがプリアンブルシンボルであるか否かの判定処理とが行われる。プリアンブルシンボルが検出されたと判定された場合、ステップＳ１１４の処理に進む。プリアンブルシンボルが検出されないと判定された場合、ステップＳ１１３の処理に進む。

ステップＳ１１３において、次の推定プリアンブルタイミングが設定され、ステップＳ１１０の処理に戻る。

ステップＳ１１４において、制御部１９０は、そのタイミングを基にフレームカウンタ１８０のカウンタ値を再設定することでフレーム同期処理が完了する。

（４）作用・効果
無線通信端末１００Ａは、シンボルタイミングを記録したタイミングリストを解析する。本実施形態では、ＩＥＥＥ ８０２．１６ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ ＴＤＤモードのフレーム構造の特徴から、ＤＬサブフレームが推測される。推測された連続シンボルの最初のシンボルがプリアンブルシンボルと推定できる。そして、プリアンブルシンボルである確率が高いシンボルからプリアンブル検出処理を行うことにより、不要なプリアンブル検出処理を行う可能性が低くなるので、初期同期に要する処理時間が短縮され、かつ消費電力が抑制される。

（５）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

上述した実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１６ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ ＴＤＤモードでの適用例を説明したが、一定のシンボル間隔でサブフレームを構成し、ガードタイムの挿入などにより特定のシンボルが推定できるシステムであれば応用可能である。

上述した実施形態では、ＣＰを利用した相関演算によってシンボル同期処理を行うとして説明したが、ＣＰを利用した相関演算に限らず、シンボル単位で検出可能な相関演算であれば他の相関演算方法を用いてもよい。

上述した実施形態では、フレームカウンタ１８０やシンボルカウント値ＣＮＴｓを上記のように説明したが、アップカウンタをダウンカウンタに、ダウンカウンタをアップカウンタに変更しても効果は変わりない。

上述した実施形態では、シンボル境界及びフレーム境界を上記のように説明したが、相関演算によってシンボル構造の相対的なタイミングが検知できれば本発明の効果は変わりない。

なお、無線基地局２００がアダプティブ・アレイ・アンテナを用いた指向性ビームによって無線通信端末１００Ａと通信可能であってもよい。この場合、ＤＬサブフレームの受信レベルが良好に保たれるので、ＤＬサブフレーム期間におけるシンボル境界は、より高精度に検出可能である。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 ＩＥＥＥ ８０２．１６ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ ＴＤＤモードのフレーム構造を示す図である。 ＩＥＥＥ ８０２．１６ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ ＴＤＤモードのシンボル構造を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線通信端末の受信系統の構成を示すブロック構成図である 本発明の実施形態に係るフレームカウンタの機能を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るプリアンブル検出処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る無線通信端末の動作フローを示すフローチャートである 本発明の実施形態に係るタイミングリストの一例を示す図である。

符号の説明

１００Ａ〜１００Ｅ…無線通信端末
１１０…アンテナ
１２０…ＲＦ部
１３０…ＡＤＣ
１４０…シンボル同期処理部
１５０…ＦＦＴ処理部
１６０…プリアンブル検出部
１７０…シンボルタイミング記憶部
１８０…フレームカウンタ
１９０…制御部
２００…無線基地局

Claims (6)

1. 下りリンクの通信と上りリンクの通信とが時分割で行われる無線通信システムに用いられる無線通信端末であって、
   受信信号に対してシンボル同期処理を施すことで前記受信信号中の各シンボルを検出するシンボル検出部と、
   前記シンボル同期処理によって各シンボルが検出されたタイミングを測定するタイミング測定部と、
   前記測定されたシンボルのタイミングを少なくとも１フレーム期間において記録したリストを生成するリスト生成部と、
   前記リストに基づいて、前記下りリンクの通信期間を特定する特定部と、
   前記受信信号のうち、前記下りリンクの通信期間における特定の位置に配されたシンボルをプリアンブルシンボルとして検出するプリアンブル検出部と、
   を備えることを特徴とする無線通信端末。
2. 前記特定部は、前記リストに基づき、前記タイミングの周期が一定である期間を前記下りリンクの通信期間として特定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
3. 前記特定部は、前記タイミングの周期が一定である期間が複数存在する場合、各期間の時間幅に応じて前記下りリンクの通信期間を特定することを特徴とする請求項２に記載の無線通信端末。
4. 前記シンボル検出部は、前記受信信号を相関演算することで相関演算結果のピーク値をシンボル毎に出力し、
   前記リスト作成部は、前記タイミングと前記ピーク値とを対応付けた前記リストを作成し、
   前記特定部は、前記リストにおいて、予め設定された閾値を下回る前記ピーク値に対応する前記タイミングを除外することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信端末。
5. 前記プリアンブル検出部は、前記受信信号のうち、前記下りリンクの通信期間の先頭に位置するシンボルをプリアンブルシンボルとして検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信端末。
6. 下りリンクの通信と上りリンクの通信とが時分割で行われる無線通信システムに用いられる無線通信端末に適用されるフレーム同期方法であって、
   受信信号に対してシンボル同期処理を施すことで前記受信信号中の各シンボルを検出するステップと、
   前記シンボル同期処理によって各シンボルが検出されたタイミングを測定するステップと、
   少なくとも１フレーム期間において前記測定されたシンボルのタイミングに基づいて、前記下りリンクの通信期間を特定するステップと、
   前記受信信号のうち、前記下りリンクの通信期間における特定の位置に配されたシンボルをプリアンブルシンボルとして検出するステップと、
   を備えることを特徴とするフレーム同期方法。