JP5278557B2 - 基地局、信号処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、移動局から基地局への上り信号の同期をとるための無線通信技術に関する。
移動体通信システムでは、例えば移動局がアイドル状態から発呼手順に移るときには個別チャネルが未だ設定されていないため、移動局は共通トランスポートチャネルであるランダムアクセスチャネル（物理層の物理ランダムアクセスチャネルに相当）を使用し、参照信号としてのプリアンブルを送出する。プリアンブルには、自己相関特性の良好な系列が含まれている。プリアンブルは、移動局と基地局の間の上り信号の同期をとるために利用される。
以下、プリアンブルを利用した移動局と基地局の間の上り信号の同期方法について、図１を参照して説明する。図１は、移動局と基地局の間のプリアンブルの送信及び受信のタイミングを示すタイミングチャートである。
図１を参照すると、移動局と基地局の間の上り信号が非同期状態であるときに、移動局は基地局からサブフレーム（Sub-frame #1, #2,…）単位で送信される信号を受信している。そして、移動局は、下りのサブフレーム（図１ではSub-frame #3）の受信完了時刻にプリアンブル(Preamble)を基地局へ送信する。図１に示す通信を前提とした場合、基地局において、Sub-frame #3の送信完了時刻を基準としたプリアンブルの受信時刻のずれ（遅延時間）には、下り遅延時間と上り遅延時間とが含まれることになる。基地局では、受信したプリアンブルに含まれる系列と既知の系列との相関をとることによって遅延時間を算出する。算出された遅延時間は移動局へフィードバックされ、上り信号の同期をとるために利用される。
図１を参照すると、移動局と基地局の間の上り信号が非同期状態であるときに、移動局は基地局からサブフレーム（Sub-frame #1, #2,…）単位で送信される信号を受信している。そして、移動局は、下りのサブフレーム（図１ではSub-frame #3）の受信完了時刻にプリアンブル(Preamble)を基地局へ送信する。図１に示す通信を前提とした場合、基地局において、Sub-frame #3の送信完了時刻を基準としたプリアンブルの受信時刻のずれ（遅延時間）には、下り遅延時間と上り遅延時間とが含まれることになる。基地局では、受信したプリアンブルに含まれる系列と既知の系列との相関をとることによって遅延時間を算出する。算出された遅延時間は移動局へフィードバックされ、上り信号の同期をとるために利用される。
基地局と移動局間の距離が長くなるにつれて、上述した遅延時間も長くなる。そこで、次世代移動体通信規格であるＥ−ＵＴＲＡ(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)（ＬＴＥ(Long Term Evolution)ともいう。）では、図２に示すように、運用対象のセルの大きさに応じて複数のプリアンブルフォーマット(Preamble format：0, 1, 2, 3)が用意されている。なお、サイクリックプレフィックス(ＣＰ：Cyclic Prefix)は、単一の固定長の系列を後ろから抽出したものであり、系列の一部とみなすことができる。ＬＴＥでは、プリアンブルに対して、自己相関特性の良好なＣＡＺＡＣ(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列の１つであるZadoff-Chu系列が６４種類使用される。
移動局は、６４種類のZadoff-Chu系列の内のいずれかを任意に選択してプリアンブルを生成し、そのプリアンブルを基地局へ送信する。基地局は、受信したプリアンブルの系列と、既知の６４種類の系列（レプリカ）との相互相関をとることで、使用された系列の種類を検出する。
さらに基地局は、検出した系列の自己相関をとることで遅延時間（プリアンブルの受信時刻のずれ）を算出する。すなわち、所定の基準時刻（例えば特定のサブフレームの送信完了時刻）を基に予め設定された期間（以下、「系列検出期間」という。）内に受信する系列は、プリアンブルの受信時刻の遅延に応じてサイクリックシフトされたものとなる。よって、基地局では、系列検出期間内に受信した系列のシフト量（自己相関値がピークとなる位置）を算出することにより上記遅延時間を算出する。基地局が算出した遅延時間を移動局へフィードバックすることにより、移動局は、上り信号の信号同期をとることができるようになる。
さらに基地局は、検出した系列の自己相関をとることで遅延時間（プリアンブルの受信時刻のずれ）を算出する。すなわち、所定の基準時刻（例えば特定のサブフレームの送信完了時刻）を基に予め設定された期間（以下、「系列検出期間」という。）内に受信する系列は、プリアンブルの受信時刻の遅延に応じてサイクリックシフトされたものとなる。よって、基地局では、系列検出期間内に受信した系列のシフト量（自己相関値がピークとなる位置）を算出することにより上記遅延時間を算出する。基地局が算出した遅延時間を移動局へフィードバックすることにより、移動局は、上り信号の信号同期をとることができるようになる。
また、従来、プリアンブルに関連して、基地局と移動局の間のキャリア周波数オフセットがある環境において、プリアンブルコードを検出する方法が知られている。
3GPP TS 36.211 V8.7.0 :3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation" 5.7章 "Physical random access channel"
上述したＬＴＥの通信規格では、固定長の系列を２個含むプリアンブルフォーマットが定義されている（例えば、図２のPreamble format：3)。そのようなプリアンブルフォーマットを使用した場合、遅延時間を誤って算出することがある為、カバーできるセル半径（すなわち、基地局と移動局の距離）が制限されるという問題が生ずる。かかる問題点について、以下、図３及び図４を参照して説明する。
基地局からの距離が異なる２局の移動局ＭＳ(Mobile Station)＃１、ＭＳ＃２を想定する。ここで、移動局ＭＳ＃２は、移動局ＭＳ＃１よりも基地局から離れた位置にあるものとする。図３及び図４は、基地局において、移動局ＭＳ＃１、ＭＳ＃２から送信されたプリアンブルの受信タイミングを示すタイミングチャートである。図３及び図４において、時刻ｔ０は、基地局による各移動局への特定のサブフレームの送信完了時刻であり、プリアンブルの遅延時間を算出する上での基準時刻である。図４は、移動局ＭＳ＃２が図３の場合よりも基地局からさらに離れた位置にあるという点で、図３と異なる。
図３及び図４では、（ａ）基準時刻からの基地局によるサブフレームの送信タイミング、（ｂ）仮に遅延がない（遅延時間＝０）とした場合のプリアンブルの基地局における受信タイミング、（ｃ）移動局ＭＳ＃１からのプリアンブルの基地局における受信タイミング、（ｄ）移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルの基地局における受信タイミング、を含む。プリアンブルは、例えばＬＴＥの通信規格におけるPreamble format：3に従った信号である。ここで、（ｂ）に示すように、系列検出期間は、遅延がないとした場合のプリアンブルの中で２個目の系列に相当する期間（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）に対して設定される。
図３の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、移動局からの遅延時間がそれほど長くない範囲内である場合には、遅延時間が異なることは、系列検出期間における系列のシフト量が異なることに等しい。この場合には、図３の（ｃ）と（ｄ）とで系列のシフト量（自己相関値がピークとなる位置）が異なるため、各々の遅延時間を誤りなく算出することができる。
次に図４を参照すると、図３と比較して移動局ＭＳ＃２の遅延がさらに大きくなっている。それにより、移動局ＭＳ＃１からのプリアンブル中２個目の系列の基地局における受信タイミングと、移動局ＭＳ＃２からのプリアンブル中１個目の系列の基地局における受信タイミングとが丁度一致するようになっている。その結果、系列検出期間において基地局に認識される系列のシフト量が等しくなるので、計算上では、基地局では移動局ＭＳ＃１と移動局ＭＳ＃２とで同一の遅延時間が算出されることになってしまう。
したがって、系列検出期間における系列のシフト量を算出する方法によれば、移動局からのプリアンブルの遅延時間を誤りなく算出できるのは、移動局が、基地局から見て単一の系列の受信時間に相当する遅延時間が生ずるほど遠方に位置していないことが条件となる。この条件を満たす移動局の基地局からの距離は、ＬＴＥのように系列の固定長に相当する時間が８００μｓである場合、上り及び下りの遅延時間を考慮して１２０ｋｍ（800μs / (6.7μs/km)=120km）内に制限される。
したがって、系列検出期間における系列のシフト量を算出する方法によれば、移動局からのプリアンブルの遅延時間を誤りなく算出できるのは、移動局が、基地局から見て単一の系列の受信時間に相当する遅延時間が生ずるほど遠方に位置していないことが条件となる。この条件を満たす移動局の基地局からの距離は、ＬＴＥのように系列の固定長に相当する時間が８００μｓである場合、上り及び下りの遅延時間を考慮して１２０ｋｍ（800μs / (6.7μs/km)=120km）内に制限される。
したがって、本発明の目的は、基地局と移動局との間で上り信号の同期を確立することが可能な、基地局と移動局の間の距離を長くすることである。
第１の観点では、固定長の系列を２以上含む参照信号、を移動局から受信し、移動局が上り信号の同期をとるための時間情報として、参照信号の基準時刻からの遅延時間を算出する基地局が提供される。
この基地局は、
（Ａ）基準時刻に基づいて設定され、前記固定長に相当する時間を含む第１期間、の間に受信した参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第１相関値を算出するとともに、参照信号の基準時刻からの遅延時間を算出する第１相関部；
（Ｂ）前記固定長に相当する時間を含み、第１期間とは異なる区間の第２期間、の間に受信した参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第２相関値を算出する第２相関部；
（Ｃ）第１相関値と第２相関値の比較結果に応じて、第１相関部により算出された遅延時間を補正するか否か判定する補正部；
を備える。
第２の観点では、上記基地局の各部と同様の処理を行う信号処理方法が提供される。
この基地局は、
（Ａ）基準時刻に基づいて設定され、前記固定長に相当する時間を含む第１期間、の間に受信した参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第１相関値を算出するとともに、参照信号の基準時刻からの遅延時間を算出する第１相関部；
（Ｂ）前記固定長に相当する時間を含み、第１期間とは異なる区間の第２期間、の間に受信した参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第２相関値を算出する第２相関部；
（Ｃ）第１相関値と第２相関値の比較結果に応じて、第１相関部により算出された遅延時間を補正するか否か判定する補正部；
を備える。
第２の観点では、上記基地局の各部と同様の処理を行う信号処理方法が提供される。
開示の基地局及び信号処理方法によれば、基地局と移動局との間で上り信号の同期を確立することが可能な、基地局と移動局の間の距離を長くすることができる。
以下、実施形態に係る基地局、及びその信号処理方法、並びに基地局を含む移動体通信システム（以下、単に「システム」という。）について説明する。
（１）第１実施形態
（１−１）実施形態のシステム
図５に実施形態のシステムの概略図を示す。図５に示すように、このシステムでは、基地局ＢＳ(Base Station)と、基地局ＢＳがカバーするセル内に位置する移動局（図５では、ＭＳ＃１、ＭＳ＃２）とが含まれる。ここで、移動局ＭＳ＃２は、移動局ＭＳ＃１よりも基地局から離れた位置にある。このシステムにおいて、移動局は、個別チャネルが設定されていない場合、基地局からの下り信号に同期してプリアンブルを送出する。基地局ＢＳは、下りサブフレームの基準時刻に基づいた、各移動局からのプリアンブルの遅延時間を算出して、移動局ごとに遅延時間を通知する。移動局は、通知された遅延時間を参照することで、基地局との間で上り信号の同期を確立する。
以下、実施形態の説明において、単に「遅延時間」と表記するときには、基地局における所定の基準時刻を基にした、各移動局からのプリアンブルの遅延時間、を意味する。
（１−１）実施形態のシステム
図５に実施形態のシステムの概略図を示す。図５に示すように、このシステムでは、基地局ＢＳ(Base Station)と、基地局ＢＳがカバーするセル内に位置する移動局（図５では、ＭＳ＃１、ＭＳ＃２）とが含まれる。ここで、移動局ＭＳ＃２は、移動局ＭＳ＃１よりも基地局から離れた位置にある。このシステムにおいて、移動局は、個別チャネルが設定されていない場合、基地局からの下り信号に同期してプリアンブルを送出する。基地局ＢＳは、下りサブフレームの基準時刻に基づいた、各移動局からのプリアンブルの遅延時間を算出して、移動局ごとに遅延時間を通知する。移動局は、通知された遅延時間を参照することで、基地局との間で上り信号の同期を確立する。
以下、実施形態の説明において、単に「遅延時間」と表記するときには、基地局における所定の基準時刻を基にした、各移動局からのプリアンブルの遅延時間、を意味する。
次に、図６を参照して、本実施形態の基地局において、移動局からのプリアンブルに対する処理について説明する。図６は、基地局において、移動局ＭＳ＃１、ＭＳ＃２から送信されたプリアンブルの受信タイミングを示すタイミングチャートである。
図６では、（ａ）基準時刻からの基地局によるサブフレームの送信タイミング、（ｂ）仮に遅延がない（遅延時間＝０）とした場合のプリアンブルの基地局における受信タイミング、（ｃ）移動局ＭＳ＃１からのプリアンブルの基地局における受信タイミング、（ｄ）移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルの基地局における受信タイミング、を含む。プリアンブルは、例えばＬＴＥの通信規格におけるPreamble format：3に従った信号である。このプリアンブルは、サイクリックプレフィックス(ＣＰ：Cyclic Prefix)を考慮すれば、実質的に固定長の系列が２個以上含まれていることになる。
図６では、（ａ）基準時刻からの基地局によるサブフレームの送信タイミング、（ｂ）仮に遅延がない（遅延時間＝０）とした場合のプリアンブルの基地局における受信タイミング、（ｃ）移動局ＭＳ＃１からのプリアンブルの基地局における受信タイミング、（ｄ）移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルの基地局における受信タイミング、を含む。プリアンブルは、例えばＬＴＥの通信規格におけるPreamble format：3に従った信号である。このプリアンブルは、サイクリックプレフィックス(ＣＰ：Cyclic Prefix)を考慮すれば、実質的に固定長の系列が２個以上含まれていることになる。
ここで、本実施形態の基地局では、例えば、遅延がないとした場合のプリアンブルの中で２個目の系列に相当する期間（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）に対して、第１系列検出期間（第１期間）が設定され、第１系列検出期間よりも早期のタイミング（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）で第２系列検出期間が設定される。ここで、第２系列検出期間は、第１系列検出期間と同様、系列の固定長に相当する長さの区間である。
移動局は、自己相関特性の良好な系列として例えば６４種類のZadoff-Chu系列の内のいずれかを選択してプリアンブルを生成し、そのプリアンブルを基地局へ送信する。基地局は、移動局で任意に選択されたプリアンブルの系列と、既知の６４種類の系列（レプリカ）との相互相関をとることで、使用された系列の種類を検出する。さらに基地局は、受信したプリアンブル（受信プリアンブル）中、第１系列検出期間の信号を対象として、検出した系列の自己相関をとることで遅延時間を算出する。
ここで、図６に示すように、移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルの遅延時間が、移動局ＭＳ＃１からのそれよりも単一の系列に相当する時間（固定長に相当する時間）分長い場合を想定する。すなわち、移動局ＭＳ＃１からのプリアンブル中２個目の系列の基地局における受信タイミングと、移動局ＭＳ＃２からのプリアンブル中１個目の系列の基地局における受信タイミングとが丁度一致する場合を想定する。このような場合に、仮に、第１系列検出期間のみで自己相関をとったとしたならば、移動局ＭＳ＃１，ＭＳ＃２からの受信プリアンブル中、第１系列検出期間における系列のサイクリックシフト量が等しく認識されてしまう。そのため、計算上では、基地局では移動局ＭＳ＃１と移動局ＭＳ＃２とで同一の遅延時間が算出されることになってしまう（遅延時間の誤算出）。
本実施形態の基地局では、かかる遅延時間の誤算出を防止するために、第１系列検出期間（第１期間）とは別の区間で自己相関をとるための第２系列検出期間（第２期間）が設けられる。
図６に示す第２系列検出期間の設定例では、第２系列検出期間が第１系列検出期間よりも前に設定されている。すると、図６では、移動局ＭＳ＃１からのプリアンブルが第２系列検出期間の全期間に含まれるのに対し、移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルは第２系列検出期間の一部の期間のみに含まれる。そのため、移動局ＭＳ＃１からの受信プリアンブル中の第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値が高い値を示すのに対し、移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブル中の第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値は低い値となる。
別の観点では、移動局ＭＳ＃１からの受信プリアンブル中で、第１系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値と、第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値とが大きく相違しない。これに対し、移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブル中で、第１系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値と比較して、第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値が低い値を示すことになる。
図６に示す第２系列検出期間の設定例では、第２系列検出期間が第１系列検出期間よりも前に設定されている。すると、図６では、移動局ＭＳ＃１からのプリアンブルが第２系列検出期間の全期間に含まれるのに対し、移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルは第２系列検出期間の一部の期間のみに含まれる。そのため、移動局ＭＳ＃１からの受信プリアンブル中の第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値が高い値を示すのに対し、移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブル中の第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値は低い値となる。
別の観点では、移動局ＭＳ＃１からの受信プリアンブル中で、第１系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値と、第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値とが大きく相違しない。これに対し、移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブル中で、第１系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値と比較して、第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値が低い値を示すことになる。
そこで、本実施形態の基地局では、移動局からの受信プリアンブルに対して、第１系列検出期間と第２系列検出期間で得られた自己相関値（ピーク値）の比較結果、又は第２系列検出期間で得られた自己相関値（ピーク値）の大きさの評価結果に基づいて、第１系列検出期間で算出された遅延時間を補正するようにする。例えば、第１系列検出期間と第２系列検出期間で得られた自己相関値が大きく相違する場合（図６の移動局ＭＳ＃２の場合）には、第１系列検出期間で算出された遅延時間に対して、単一の系列に相当する時間を付加する補正が行われる。これにより、移動局からの受信プリアンブルの遅延時間の誤算出が防止される。
上記遅延時間の誤算出が防止されると、プリアンブルの遅延時間が単一の系列に相当する時間より長い場合であっても遅延時間が正しく算出されることになる。そのため、第２系列検出期間を設けることで、基地局と移動局との間で上り信号の同期を確立することが可能な、基地局と移動局の間の距離を長くすることができる。
上記遅延時間の誤算出が防止されると、プリアンブルの遅延時間が単一の系列に相当する時間より長い場合であっても遅延時間が正しく算出されることになる。そのため、第２系列検出期間を設けることで、基地局と移動局との間で上り信号の同期を確立することが可能な、基地局と移動局の間の距離を長くすることができる。
（１−２）基地局の構成
次に、本実施形態の基地局の構成について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、実施形態の基地局の構成の要部を示すブロック図である。図８は、図７の基地局の構成中、遅延時間補正部の詳細構成を示すブロック図である。
図７を参照すると、実施形態の基地局は、アンテナ１１、受信機１２、復調・復号部１３、符号化・変調部１４、送信機１５、系列生成部１６、遅延時間算出部１７、制御データ生成部１８、を備える。
次に、本実施形態の基地局の構成について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、実施形態の基地局の構成の要部を示すブロック図である。図８は、図７の基地局の構成中、遅延時間補正部の詳細構成を示すブロック図である。
図７を参照すると、実施形態の基地局は、アンテナ１１、受信機１２、復調・復号部１３、符号化・変調部１４、送信機１５、系列生成部１６、遅延時間算出部１７、制御データ生成部１８、を備える。
受信機１２は、帯域制限フィルタ、ローノイズアンプ、ローカル周波数発信器、直交復調器、ＡＧＣ(Automatic Gain Control)アンプ、Ａ／Ｄ変換器などを含み、アンテナ１１の受信信号（ＲＦ信号）を、無線周波数からベースバンド周波数へダウンコンバートする。受信機１２で得られたベースバンド信号は、復調・復号部１３で復調及び復号される。
復調・復号部１３で復調及び復号された受信データの中からプリアンブルが抽出されて、遅延時間算出部１７へ与えられる。
遅延時間算出部１７は、所定の基準時刻を基にした、各移動局からのプリアンブルの遅延時間（図６における「遅延時間」）を算出する。プリアンブルの遅延時間を算出するに当たって、プリアンブルに含まれる系列を検出する必要がある。そのため、所定の数式（例えばＬＴＥの場合、非特許文献１に定義されている。）に基づいて生成される既知の系列（レプリカ；例えば６４種類のZadoff-Chu系列）が系列生成部１６で生成されて、遅延時間算出部１７に与えられる。算出遅延時間算出部１７の詳細構成については後述する。
遅延時間算出部１７は、所定の基準時刻を基にした、各移動局からのプリアンブルの遅延時間（図６における「遅延時間」）を算出する。プリアンブルの遅延時間を算出するに当たって、プリアンブルに含まれる系列を検出する必要がある。そのため、所定の数式（例えばＬＴＥの場合、非特許文献１に定義されている。）に基づいて生成される既知の系列（レプリカ；例えば６４種類のZadoff-Chu系列）が系列生成部１６で生成されて、遅延時間算出部１７に与えられる。算出遅延時間算出部１７の詳細構成については後述する。
制御データ生成部１８は、移動局ごとに算出された遅延時間と、移動局ごとの制御データとを対応付けるようにして、制御データを生成する。符号化・変調部１４は、制御データに対して誤り訂正の符号化処理及び変調を行う。
送信機１５は、Ｄ／Ａ(Digital to Analog)変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、電力増幅器、フィルタ等を備え、送信信号（ベースバンド信号）を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナ１１から空間へ放射する。
送信機１５は、Ｄ／Ａ(Digital to Analog)変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、電力増幅器、フィルタ等を備え、送信信号（ベースバンド信号）を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナ１１から空間へ放射する。
次に図８を参照して、遅延時間算出部１７についてさらに説明する。遅延時間算出部１７は、第１相関演算部１８１、第２相関演算部１８２、補正判定部１８５、加算器１８６を備える。なお、遅延時間算出部１７で行われる処理に際し、受信プリアンブルは図示しないバッファに保持されているものとする。
第１相関演算部１８１は、復調・復号部１３で得られた受信プリアンブルの内、第１系列検出期間（図６参照）で受信した系列と、既知の６４種類の系列（レプリカ）との相互相関をとることで、使用された系列の種類を検出する。さらに、第１相関演算部１８１は、検出された系列のサイクリックシフト量（自己相関値がピークとなる位置）を算出することで遅延時間を算出する。第１相関演算部１８１で算出される自己相関値のピーク値は、第１相関値として補正判定部１８５へ与えられる。
第２相関演算部１８２は、復調・復号部１３で得られた受信プリアンブルの内、第２系列検出期間（図６参照）で受信した系列と、既知の６４種類の系列（レプリカ）との相互相関をとることで、使用された系列の種類を検出する。さらに、第２相関演算部１８２は、検出された系列の自己相関値（ピーク値）を算出する。第２相関演算部１８２で算出される自己相関値のピーク値は、第２相関値として補正判定部１８５へ与えられる。
第１相関演算部１８１は、復調・復号部１３で得られた受信プリアンブルの内、第１系列検出期間（図６参照）で受信した系列と、既知の６４種類の系列（レプリカ）との相互相関をとることで、使用された系列の種類を検出する。さらに、第１相関演算部１８１は、検出された系列のサイクリックシフト量（自己相関値がピークとなる位置）を算出することで遅延時間を算出する。第１相関演算部１８１で算出される自己相関値のピーク値は、第１相関値として補正判定部１８５へ与えられる。
第２相関演算部１８２は、復調・復号部１３で得られた受信プリアンブルの内、第２系列検出期間（図６参照）で受信した系列と、既知の６４種類の系列（レプリカ）との相互相関をとることで、使用された系列の種類を検出する。さらに、第２相関演算部１８２は、検出された系列の自己相関値（ピーク値）を算出する。第２相関演算部１８２で算出される自己相関値のピーク値は、第２相関値として補正判定部１８５へ与えられる。
補正判定部１８５は、第１相関値と第２相関値の比較結果に応じて、第１相関演算部１８１で算出された遅延時間を補正するか否か判定する。既に図６を参照して説明したように、移動局からのプリアンブルが、単一の系列長に相当する時間を越えて遅延する場合には、第２系列検出期間ではプリアンブルの系列の一部が受信されるに過ぎない。この場合、第２相関演算部１８２で得られる第２相関値は、第１相関値と比較して小さい（相関が少ない）値となる。そこで、補正判定部１８５では、第１相関値と第２相関値を比較し、移動局からのプリアンブルが、単一の系列長に相当する受信時間を越えて遅延したと判断した場合には、第１相関演算部１８１で得られた遅延時間を補正することを決定する。
第１相関値と第２相関値の比較方法は様々な方法が考えられる。１つの好ましい方法は、第１相関値と第２相関値の比が所定の閾値を越える場合に、遅延時間を補正することを決定することである。すなわち、移動局からの受信信号のレベル次第で、得られる第１相関値と第２相関値が変動するため、受信信号のレベルによる影響を抑制するために、第１相関値と前記第２相関値の比をとることが好ましい。例えば、図６の例では、移動局ＭＳ＃１に対しては、第１相関値の第２相関値に対する比の値がほぼ１（第１相関値＝第２相関値）であり、移動局ＭＳ＃２に対しては、その比の値が小さい値（０に近い値）となる。よって、第１相関値の第２相関値に対する比に対して適切な閾値（０＜閾値＜１）を設定することで、遅延時間の補正要否を容易に判定できる。
なお、第１相関値と第２相関値の比較方法は、第１相関値と第２相関値の比を用いる方法に限られない。その他の方法としては、第１相関値と第２相関値の差分を所定の閾値と比較する方法がある。また、第２相関値のみを所定の閾値と比較する方法を採ってもよい。
なお、第１相関値と第２相関値の比較方法は、第１相関値と第２相関値の比を用いる方法に限られない。その他の方法としては、第１相関値と第２相関値の差分を所定の閾値と比較する方法がある。また、第２相関値のみを所定の閾値と比較する方法を採ってもよい。
補正判定部１８５は、遅延時間を補正しないことを決定すると、加算器１８６に対して補正量として「０」を出力する。これにより、実質的に第１相関演算部１８１で算出された遅延時間は補正されない。
補正判定部１８５は、遅延時間を補正することを決定すると、加算器１８６に対して補正量として、単一の系列長に相当する時間を出力する。これにより、補正後の遅延時間は、第１相関演算部１８１で算出された遅延時間に対して、「単一の系列長に相当する時間」（系列の固定長に相当する時間）が付加されたものとなる。
補正判定部１８５は、遅延時間を補正することを決定すると、加算器１８６に対して補正量として、単一の系列長に相当する時間を出力する。これにより、補正後の遅延時間は、第１相関演算部１８１で算出された遅延時間に対して、「単一の系列長に相当する時間」（系列の固定長に相当する時間）が付加されたものとなる。
（１−３）移動局の構成
次に、本実施形態の移動局の構成について、図９を参照して説明する。図９は、実施形態の移動局の構成の要部を示すブロック図である。
図９を参照すると、実施形態の移動局は、アンテナ３１、受信機３２、復調・復号部３３、変調部３４、送信機３５、プリアンブル生成部３６、タイミング制御部３７、を備える。
次に、本実施形態の移動局の構成について、図９を参照して説明する。図９は、実施形態の移動局の構成の要部を示すブロック図である。
図９を参照すると、実施形態の移動局は、アンテナ３１、受信機３２、復調・復号部３３、変調部３４、送信機３５、プリアンブル生成部３６、タイミング制御部３７、を備える。
受信機３２は、帯域制限フィルタ、ローノイズアンプ、ローカル周波数発信器、直交復調器、ＡＧＣアンプ、Ａ／Ｄ変換器などを含み、アンテナ３１の受信信号（ＲＦ信号）を、無線周波数からベースバンド周波数へダウンコンバートする。受信機３２で得られたベースバンド信号は、復調・復号部３３で復調及び復号される。
復調・復号部３３で復調及び復号された受信データの中から制御データが抽出されて、タイミング制御部３７へ与えられる。制御データには、基地局で算出された遅延時間の情報が含まれている。
復調・復号部３３で復調及び復号された受信データの中から制御データが抽出されて、タイミング制御部３７へ与えられる。制御データには、基地局で算出された遅延時間の情報が含まれている。
プリアンブル生成部３６は、予め指定されたプリアンブルフォーマットに従ってプリアンブルを生成する。例えばＬＴＥの場合には、図２に示した複数のプリアンブルフォーマットのいずれかのフォーマットに従ってプリアンブルが生成される。ここで、プリアンブルに含まれる系列として、自己相関特性の良好な系列、例えば６４種類のZadoff-Chu系列の内のいずれかの系列が任意に選択される。
変調部３４は、他の送信データとともに、プリアンブル生成部３６で生成されたプリアンブルに対して変調を行う。
送信機３５は、Ｄ／Ａ変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、電力増幅器、フィルタ等を備え、送信信号（ベースバンド信号）を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナ３１から空間へ放射する。
送信機３５は、Ｄ／Ａ変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、電力増幅器、フィルタ等を備え、送信信号（ベースバンド信号）を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナ３１から空間へ放射する。
タイミング制御部３７は、復調・復号部３３から与えられる制御データ内の遅延時間の情報を参照し、変調部３４及び送信機３５の処理タイミングを制御する。これにより、遅延時間の分、基地局への上り信号の送信タイミングが調整され、移動局と基地局との間で上り信号の同期が確立する。
（１−４）システムの全体動作
次に、図１０を参照して、実施形態のシステムの全体動作を説明する。図１０は、実施形態のシステムの全体動作を示すフローチャートである。図１０は、基地局（ＢＳ）と異なる場所に位置する２局の移動局（ＭＳ＃１、ＭＳ＃２）との間で下り信号の同期及び上り信号の同期を確立するときのフローを示している。
次に、図１０を参照して、実施形態のシステムの全体動作を説明する。図１０は、実施形態のシステムの全体動作を示すフローチャートである。図１０は、基地局（ＢＳ）と異なる場所に位置する２局の移動局（ＭＳ＃１、ＭＳ＃２）との間で下り信号の同期及び上り信号の同期を確立するときのフローを示している。
基地局（ＢＳ）は先ず、２局の移動局（ＭＳ＃１、ＭＳ＃２）に対して下り同期信号を送信し（ステップＳ１０ａ，Ｓ１０ｂ）、これにより各移動局で下り信号の同期が確立する（ステップＳ１１ａ，Ｓ１１ｂ）。次に、各移動局では、下りサブフレームの受信完了時刻に同期して、プリアンブル生成部３６が生成したプリアンブルを基地局へ送信する（ステップＳ１２ａ，Ｓ１２ｂ）。ここで、各移動局のプリアンブル生成部３６は、予め指定されたプリアンブルフォーマットに従い、例えば６４種類のZadoff-Chu系列の内から任意に選択した、いずれかの系列を含むようにして、プリアンブルを生成する。図１０では、移動局ＭＳ＃１から送信されるプリアンブルの系列をＳＡ、移動局ＭＳ＃２から送信されるプリアンブルの系列をＳＢ、としている。
基地局は、各移動局で任意に選択されたプリアンブルの系列と、既知の６４種類の系列（レプリカ）との相互相関をとることで（ステップＳ１４）、各基地局で使用された系列の種類（上記のＳＡとＳＢ）を検出する。さらに基地局は、各移動局からの受信プリアンブル中、第１系列検出期間の信号を対象として、ステップＳ１４で検出した系列の自己相関をとることで遅延時間を算出する（ステップＳ１６）。本実施形態では、この遅延時間は必要に応じて補正される。
具体的には、先ず各移動局の第１相関演算部１８１が、基準時刻（例えば図６の時刻ｔ１）から第１系列検出期間の間に受信したプリアンブルに対して、系列の種類を検出するとともに、検出した既知の系列との相関をとる。これにより、第１相関値（シフト後のピーク値）が算出されるとともに、相関演算時の系列のシフト量に応じた、プリアンブルの基準時刻からの遅延時間が算出される。次に、各移動局の第２相関演算部１８２が、第１系列検出期間とは異なる第２系列検出期間の間に受信したプリアンブルに対して、系列の種類を検出するとともに、検出した既知の系列との相関をとることで、同様に第２相関値（シフト後のピーク値）を算出する。さらに、補正判定部１８５が、第１相関値と前第２相関値の比較結果に基づいて、第１相関演算部１８１で算出した遅延時間を補正するか否かを判定する。遅延時間を補正する場合には、加算器１８６が、第１相関演算部１８１で算出された遅延時間に対して、単一の系列長に相当する時間を付加して補正する。
基地局は、ステップＳ１６で算出された補正後の遅延時間の情報を含む制御データを生成し、その制御データを各移動局へ送信する（ステップＳ１８ａ，Ｓ１８ｂ）。各移動局では、タイミング制御部３７が、受信した制御データ内の遅延時間に基づいて基地局への送信タイミングを調整することで、基地局との間で上り信号の同期を確立する（ステップＳ２０ａ，Ｓ２０ｂ）。
以上説明したように、本実施形態の基地局では、移動局からの受信プリアンブルに対して、第１系列検出期間とは異なる区間に設定された第２系列検出期間で得られた自己相関値を用いて、第１系列検出期間で算出された遅延時間の補正要否を判定する。その結果、補正要と判定されれば、第１系列検出期間で算出された遅延時間に対して、単一の系列に相当する時間を付加する補正が行われる。これにより、プリアンブルの遅延時間が単一の系列に相当する時間より長い場合であっても遅延時間が正しく算出される。そのため、本実施形態の基地局によれば、基地局と移動局との間で上り信号の同期を確立することが可能な、基地局と移動局の間の距離を長くすることができる。
本実施形態の基地局に関連して、
基準時刻（例えば図６の時刻ｔ１）に基づいて設定され、第１系列検出期間の間に受信したプリアンブルに対して、既知の系列との相関をとることで第１相関値を算出するとともに、プリアンブルの基準時刻からの遅延時間を算出するステップ；
第１系列検出期間とは異なる区間の第２系列検出期間の間に受信したプリアンブルに対して、既知の系列との相関をとることで第２相関値を算出するステップ；
第１相関値と第２相関値の比較結果に応じて、既に算出された遅延時間を補正するか否か判定するステップ；
を備えた信号処理方法が開示される。
基準時刻（例えば図６の時刻ｔ１）に基づいて設定され、第１系列検出期間の間に受信したプリアンブルに対して、既知の系列との相関をとることで第１相関値を算出するとともに、プリアンブルの基準時刻からの遅延時間を算出するステップ；
第１系列検出期間とは異なる区間の第２系列検出期間の間に受信したプリアンブルに対して、既知の系列との相関をとることで第２相関値を算出するステップ；
第１相関値と第２相関値の比較結果に応じて、既に算出された遅延時間を補正するか否か判定するステップ；
を備えた信号処理方法が開示される。
（１−５）第２系列検出期間の設定の変形例１
本実施形態では、第２系列検出期間の設定に関して、図６に一例を示した。この図６では、第２系列検出期間は、第１系列検出期間と僅かに間を空けて前方に設けられているが、これに限られない。図１１に示すように、第２系列検出期間は、第１系列検出期間と部分的に重複していても構わない。第１系列検出期間と第２系列検出期間とが部分的に重複していたとしても、例えば図１１において移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルは第２系列検出期間の一部の期間のみに含まれる点に変わりなく、第１系列検出期間で算出された遅延時間の補正要否を判定することが可能である。
なお、図１１で重複している部分（図１１の時刻ｔ１〜時刻ｔ４）において、第２系列検出期間における相関演算結果は、第１系列検出期間の相関演算結果を流用することで、全体の演算量を削減することができる。
本実施形態では、第２系列検出期間の設定に関して、図６に一例を示した。この図６では、第２系列検出期間は、第１系列検出期間と僅かに間を空けて前方に設けられているが、これに限られない。図１１に示すように、第２系列検出期間は、第１系列検出期間と部分的に重複していても構わない。第１系列検出期間と第２系列検出期間とが部分的に重複していたとしても、例えば図１１において移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルは第２系列検出期間の一部の期間のみに含まれる点に変わりなく、第１系列検出期間で算出された遅延時間の補正要否を判定することが可能である。
なお、図１１で重複している部分（図１１の時刻ｔ１〜時刻ｔ４）において、第２系列検出期間における相関演算結果は、第１系列検出期間の相関演算結果を流用することで、全体の演算量を削減することができる。
（１−６）第２系列検出期間の設定の変形例２
第２系列検出期間の設定に関して、図１２に示すように、第２系列検出期間は、第１系列検出期間よりも後方に設けても構わない。図１２では、移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルが第２系列検出期間の全期間に含まれるのに対し、移動局ＭＳ＃１からのプリアンブルは第２系列検出期間の一部の期間のみに含まれる。そのため、移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブル中の第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値が高い値を示すのに対し、移動局ＭＳ＃１からの受信プリアンブル中の第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値は低い値となる。
別の観点では、移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブル中で、第１系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値と、第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値とが大きく相違しない。これに対し、移動局ＭＳ＃１からの受信プリアンブル中で、第１系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値と比較して、第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値が非常に低い値を示すことになる。
したがって、本実施形態に例示したもの（図６）と同様に、第１系列検出期間と第２系列検出期間で得られた自己相関値（ピーク値）の比較結果、又は第２系列検出期間で得られた自己相関値（ピーク値）の大きさの評価結果に基づいて、第１系列検出期間で算出された遅延時間の補正の要否を判定することができる。
なお、図１２では、第１系列検出期間とそれに続く第２系列検出期間との間には、僅かな間が設定されているが、図１１同様、第２系列検出期間は、第１系列検出期間と部分的に重複していても構わない。
第２系列検出期間の設定に関して、図１２に示すように、第２系列検出期間は、第１系列検出期間よりも後方に設けても構わない。図１２では、移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルが第２系列検出期間の全期間に含まれるのに対し、移動局ＭＳ＃１からのプリアンブルは第２系列検出期間の一部の期間のみに含まれる。そのため、移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブル中の第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値が高い値を示すのに対し、移動局ＭＳ＃１からの受信プリアンブル中の第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値は低い値となる。
別の観点では、移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブル中で、第１系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値と、第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値とが大きく相違しない。これに対し、移動局ＭＳ＃１からの受信プリアンブル中で、第１系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値と比較して、第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値が非常に低い値を示すことになる。
したがって、本実施形態に例示したもの（図６）と同様に、第１系列検出期間と第２系列検出期間で得られた自己相関値（ピーク値）の比較結果、又は第２系列検出期間で得られた自己相関値（ピーク値）の大きさの評価結果に基づいて、第１系列検出期間で算出された遅延時間の補正の要否を判定することができる。
なお、図１２では、第１系列検出期間とそれに続く第２系列検出期間との間には、僅かな間が設定されているが、図１１同様、第２系列検出期間は、第１系列検出期間と部分的に重複していても構わない。
（２）第２実施形態
次に、第２実施形態について説明する。
（２−１）系列検出期間の設定
先ず、本実施形態における系列検出期間の設定について、図１３を参照して説明する。図１３に示すように、本実施形態では、第１系列検出期間の前方に第２系列検出期間、第１系列検出期間の後方に第３系列検出期間が設定される。受信プリアンブル中の第２系列検出期間における処理は、第１実施形態と同じである。そして、本実施形態では、受信プリアンブル中の第３系列検出期間における処理は、第２系列検出期間における処理と同じである。すなわち、第３相関値として、受信プリアンブル中の第３系列検出期間における自己相関値（ピーク値）が算出される。
次に、第２実施形態について説明する。
（２−１）系列検出期間の設定
先ず、本実施形態における系列検出期間の設定について、図１３を参照して説明する。図１３に示すように、本実施形態では、第１系列検出期間の前方に第２系列検出期間、第１系列検出期間の後方に第３系列検出期間が設定される。受信プリアンブル中の第２系列検出期間における処理は、第１実施形態と同じである。そして、本実施形態では、受信プリアンブル中の第３系列検出期間における処理は、第２系列検出期間における処理と同じである。すなわち、第３相関値として、受信プリアンブル中の第３系列検出期間における自己相関値（ピーク値）が算出される。
図１３に示す第３系列検出期間の設定例では、第３系列検出期間が第１系列検出期間よりも後方に設定されている。すると、図１３では、移動局ＭＳ＃１からのプリアンブルが第２系列検出期間の全期間に含まれ、かつ、第３系列検出期間の一部の期間のみに含まれる。一方、移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルが第２系列検出期間の一部の期間のみに含まれ、かつ、第３系列検出期間の全期間に含まれる。
その結果、移動局ＭＳ＃１からの受信プリアンブル中の第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値（第２相関値）が高い値を示し、かつ、第３系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値（第３相関値）が低い値を示すことになる。一方、移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブル中の第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値（第２相関値）が低い値を示し、かつ、第３系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値（第３相関値）が高い値を示すことになる。
その結果、移動局ＭＳ＃１からの受信プリアンブル中の第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値（第２相関値）が高い値を示し、かつ、第３系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値（第３相関値）が低い値を示すことになる。一方、移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブル中の第２系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値（第２相関値）が低い値を示し、かつ、第３系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値（第３相関値）が高い値を示すことになる。
そこで、本実施形態の基地局では、移動局からの受信プリアンブルに対して、第１系列検出期間と第２系列検出期間で得られた自己相関値（ピーク値）の比較結果に加えて、第１系列検出期間と第３系列検出期間で得られた自己相関値（ピーク値）の比較結果を、遅延時間の補正要否の判定時に考慮する。例えば、第１相関値（第１系列検出期間の信号を対象とした自己相関値のピーク値）に対する第２相関値の比が低く、かつ、第１相関値ｎ対する第３相関値の比がほぼ１（高い値）であることを条件として、遅延時間の補正要と判定する。これにより、遅延時間に対する補正要否の判定精度が第１実施形態の場合よりも向上する。
なお、図１３において、第１系列検出期間と第２系列検出期間、及び第１系列検出期間と第３系列検出期間は、それぞれ部分的に重複しても構わない。
（２−２）基地局の構成
本実施形態の基地局において、遅延時間算出部の構成を図１４に示す。図１４では、図８に示した構成要素と同一のものについては同一符号を付し、重複説明を省略する。
図１４において、第３相関演算部１８３は、復調・復号部１３で得られた受信プリアンブルの内、第３系列検出期間で受信した系列と、既知の６４種類の系列（レプリカ）との相互相関をとることで、使用された系列の種類を検出する。さらに、第３相関演算部１８３は、検出された系列の自己相関値（ピーク値）を算出する。第３相関演算部１８３で算出される自己相関値のピーク値は、第３相関値として補正判定部１８５ａへ与えられる。
本実施形態の基地局において、遅延時間算出部の構成を図１４に示す。図１４では、図８に示した構成要素と同一のものについては同一符号を付し、重複説明を省略する。
図１４において、第３相関演算部１８３は、復調・復号部１３で得られた受信プリアンブルの内、第３系列検出期間で受信した系列と、既知の６４種類の系列（レプリカ）との相互相関をとることで、使用された系列の種類を検出する。さらに、第３相関演算部１８３は、検出された系列の自己相関値（ピーク値）を算出する。第３相関演算部１８３で算出される自己相関値のピーク値は、第３相関値として補正判定部１８５ａへ与えられる。
補正判定部１８５ａは、第１相関値と第２相関値の比較結果、及び第１相関値と第３相関値の比較結果に応じて、第１相関演算部１８１で算出された遅延時間を補正するか否か判定する。図１３で示したように、移動局からのプリアンブルが、単一の系列長に相当する時間を越えて遅延する場合には、第２系列検出期間ではプリアンブルの系列の一部のみが含まれ、かつ、第３系列検出期間ではプリアンブルの系列のすべてが含まれる。そこで、補正判定部１８５ａは、第１相関値に対する第２相関値の比が低く、かつ、第１相関値に対する第３相関値の比がほぼ１（高い値）であることを条件として、遅延時間の補正要と判定する。遅延時間の補正要、すなわち、単一の系列長に相当する受信時間を越えてプリアンブルが遅延したと判断した場合には、補正判定部１８５ａは、第１相関演算部１８１で得られた遅延時間を補正することを決定する。
以上説明したように、本実施形態の基地局では、第１系列検出期間を基準として時間軸の前後にそれぞれ、第２系列検出期間及び第３系列検出期間が設定され、各系列検出期間で得られた自己相関値を用いて、第１系列検出期間で算出された遅延時間の補正要否を判定する。よって、第１実施形態の基地局と比較して、遅延時間の補正要否の精度が向上する。
（３）第３実施形態
次に、第３実施形態について説明する。
（３−１）第２系列検出期間の最適設定
本実施形態の基地局では、第２系列検出期間は固定の期間ではなく、第１系列検出期間で得られた遅延時間に応じて、最適設定される。この第２系列検出期間の最適設定について、図１５を参照して説明する。図１５は、第２系列検出期間の設定態様を除けば、第１実施形態で参照した図６と同様の図である。
次に、第３実施形態について説明する。
（３−１）第２系列検出期間の最適設定
本実施形態の基地局では、第２系列検出期間は固定の期間ではなく、第１系列検出期間で得られた遅延時間に応じて、最適設定される。この第２系列検出期間の最適設定について、図１５を参照して説明する。図１５は、第２系列検出期間の設定態様を除けば、第１実施形態で参照した図６と同様の図である。
本実施形態の基地局は、第１系列検出期間に基づいて遅延時間を算出すると、基準時刻ｔ０から、その算出した遅延時間の分だけ経過した時刻を始期とした第２系列検出期間を設定する。図１５の例では、移動局ＭＳ＃１からのプリアンブル中２個目の系列の基地局における受信タイミングと、移動局ＭＳ＃２からのプリアンブル中１個目の系列の基地局における受信タイミングとが丁度一致する場合である。そのため、移動局ＭＳ＃１と移動局ＭＳ＃２とで、第１系列検出期間に基づいて算出される遅延時間は等しい。そこで、本実施形態の基地局では、図１５に示すように、移動局ＭＳ＃１と移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブルに対して、同一区間の第２系列検出期間（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）が設定される。
このように第２系列検出期間が設定されると、図１５（ｃ）に示すように、移動局ＭＳ＃１からの受信プリアンブルに対しては、第２系列検出期間の始期（時刻ｔ３）が受信プリアンブルの始期と一致するようになる。一方で、図１５（ｄ）に示すように、移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブルは、第２系列検出期間にまったく含まれないようになる。そのため、移動局ＭＳ＃２からの受信プリアンブルを対象として第２系列検出期間で得られる自己相関値は、第２系列検出期間に受信プリアンブルが部分的に含まれている第１実施形態の場合と比較して、さらに小さい値となる。結果的に、基地局内の補正判定部における補正要否の判定精度が向上することになる。
（３−２）基地局の構成
本実施形態の基地局において、遅延時間算出部の構成を図１６に示す。図１６では、図８に示した構成要素と同一のものについては同一符号を付し、重複説明を省略する。
図１６に示す遅延時間算出部では、図８に示したものと比較して、タイミング制御部１８７が追加されている。タイミング制御部１８７は、第１相関演算部１８１で算出された遅延時間を入力し、その遅延時間に基づいて第２系列検出期間を設定する。例えば、図１５に示した例では、基準時刻ｔ０から、第１相関演算部１８１で算出された遅延時間だけ経過した時刻ｔ３を始期とし、時刻ｔ３から単一の系列に相当する時間だけ経過した時刻ｔ４を終期とする、第２系列検出期間が設定される。第２相関演算部１８２ａは、タイミング制御部１８７から与えられる第２系列検出期間で受信した系列を対象として、系列の検出、及び自己相関値（第２相関値）を算出する。
本実施形態の基地局において、遅延時間算出部の構成を図１６に示す。図１６では、図８に示した構成要素と同一のものについては同一符号を付し、重複説明を省略する。
図１６に示す遅延時間算出部では、図８に示したものと比較して、タイミング制御部１８７が追加されている。タイミング制御部１８７は、第１相関演算部１８１で算出された遅延時間を入力し、その遅延時間に基づいて第２系列検出期間を設定する。例えば、図１５に示した例では、基準時刻ｔ０から、第１相関演算部１８１で算出された遅延時間だけ経過した時刻ｔ３を始期とし、時刻ｔ３から単一の系列に相当する時間だけ経過した時刻ｔ４を終期とする、第２系列検出期間が設定される。第２相関演算部１８２ａは、タイミング制御部１８７から与えられる第２系列検出期間で受信した系列を対象として、系列の検出、及び自己相関値（第２相関値）を算出する。
以上説明したように、本実施形態の基地局では、第２系列検出期間は固定の期間ではなく、第１系列検出期間で得られた遅延時間に応じて最適設定されるため、第１実施形態の基地局と比較して、遅延時間の補正要否の精度が向上する。
（４）第４実施形態
次に、第４実施形態について説明する。
（４−１）遅延時間の補正要否の判定閾値の設定
基地局で受信されるプリアンブルの信号品質（受信品質）は、移動局と基地局の間の伝播環境の影響を受ける。
プリアンブルの受信品質が良好である場合には、受信プリアンブルに基づいて得られる自己相関値（ピーク値）が小さく、ばらつきが大きい。そのため、例えば、第１相関値の第２相関値に対する比に対して適切な閾値（０＜閾値＜１）を設定することで遅延時間の補正要否を判定するときには、自己相関値の変動を考慮し、その閾値を高く設定することが、誤判定防止の観点から好ましい。
一方、プリアンブルの受信品質が良好である場合には、受信プリアンブルに基づいて得られる自己相関値（ピーク値）が大きく、ばらつきが少ない。そのため、例えば、第１相関値の第２相関値に対する比に対して適切な閾値（０＜閾値＜１）を設定することで遅延時間の補正要否を判定するときには、その閾値を低く設定することができる。
そこで、本実施形態の基地局では、プリアンブルの受信品質に応じて、遅延時間の補正要否の判定に使用する閾値が調整されるようにする。
次に、第４実施形態について説明する。
（４−１）遅延時間の補正要否の判定閾値の設定
基地局で受信されるプリアンブルの信号品質（受信品質）は、移動局と基地局の間の伝播環境の影響を受ける。
プリアンブルの受信品質が良好である場合には、受信プリアンブルに基づいて得られる自己相関値（ピーク値）が小さく、ばらつきが大きい。そのため、例えば、第１相関値の第２相関値に対する比に対して適切な閾値（０＜閾値＜１）を設定することで遅延時間の補正要否を判定するときには、自己相関値の変動を考慮し、その閾値を高く設定することが、誤判定防止の観点から好ましい。
一方、プリアンブルの受信品質が良好である場合には、受信プリアンブルに基づいて得られる自己相関値（ピーク値）が大きく、ばらつきが少ない。そのため、例えば、第１相関値の第２相関値に対する比に対して適切な閾値（０＜閾値＜１）を設定することで遅延時間の補正要否を判定するときには、その閾値を低く設定することができる。
そこで、本実施形態の基地局では、プリアンブルの受信品質に応じて、遅延時間の補正要否の判定に使用する閾値が調整されるようにする。
（４−２）基地局の構成
本実施形態の基地局において、遅延時間算出部の構成を図１７に示す。図１７では、図８に示した構成要素と同一のものについては同一符号を付し、重複説明を省略する。
図１７に示す遅延時間算出部では、図８に示したものと比較して、ＳＩＮＲ算出部１８８が追加されている。ＳＩＮＲ算出部１８８は、各移動局からの受信プリアンブルごとの受信品質として、ＳＩＮＲ(Signal to Noise plus Interference Ratio；信号対干渉雑音比)を算出し、算出したＳＩＮＲを補正判定部１８５ｂへ送出する。なお、ＳＩＮＲの算出方法は、いかなる方法を適用することができる。また、受信品質としてＳＩＮＲは一例に過ぎず、ＳＮＲ(Signal to Noise Ratio；信号対雑音比)等の他の受信品質を算出するようにしてもよい。また、受信品質を算出対象はプリアンブルに限られず、プリアンブルの受信品質を推定可能な他の信号の受信品質でもよい。
本実施形態の基地局において、遅延時間算出部の構成を図１７に示す。図１７では、図８に示した構成要素と同一のものについては同一符号を付し、重複説明を省略する。
図１７に示す遅延時間算出部では、図８に示したものと比較して、ＳＩＮＲ算出部１８８が追加されている。ＳＩＮＲ算出部１８８は、各移動局からの受信プリアンブルごとの受信品質として、ＳＩＮＲ(Signal to Noise plus Interference Ratio；信号対干渉雑音比)を算出し、算出したＳＩＮＲを補正判定部１８５ｂへ送出する。なお、ＳＩＮＲの算出方法は、いかなる方法を適用することができる。また、受信品質としてＳＩＮＲは一例に過ぎず、ＳＮＲ(Signal to Noise Ratio；信号対雑音比)等の他の受信品質を算出するようにしてもよい。また、受信品質を算出対象はプリアンブルに限られず、プリアンブルの受信品質を推定可能な他の信号の受信品質でもよい。
補正判定部１８５ｂは、ＳＩＮＲ算出部１８８から得られたＳＩＮＲが所定値以上である（受信品質が良好である）場合と、所定値より小さい（受信品質が良好でない）場合とで、遅延時間の補正要否の判定の閾値を変更する。例えば、第１相関値の第２相関値に対する比に対して適切な閾値（０＜閾値＜１）を設定することで遅延時間の補正要否を判定するときには、プリアンブルの受信品質が良好であると判断した場合、その閾値を低い値に設定する。一方、プリアンブルの受信品質が良好でないと判断した場合、その閾値を高い値に設定する。
以上説明したように、本実施形態の基地局では、プリアンブルの受信品質に応じて、遅延時間の補正要否の判定に使用する閾値が調整されるようにしたので、第１実施形態の基地局と比較して、閾値を伝播環境に応じた適切な値に設定することができる。
（５）第５実施形態
次に、第５実施形態について説明する。
第５実施形態の基地局では、上記の各実施形態に対して、プリアンブルの遅延時間の算出に伴う演算量が削減される。以下、基地局における演算量削減の例を、図１８及び図１９を参照して説明する。図１８及び図１９はそれぞれ、本実施形態の遅延時間算出部の構成例を示す。各図では、図８に示した構成要素と同一のものについては同一符号を付し、重複説明を省略する。
次に、第５実施形態について説明する。
第５実施形態の基地局では、上記の各実施形態に対して、プリアンブルの遅延時間の算出に伴う演算量が削減される。以下、基地局における演算量削減の例を、図１８及び図１９を参照して説明する。図１８及び図１９はそれぞれ、本実施形態の遅延時間算出部の構成例を示す。各図では、図８に示した構成要素と同一のものについては同一符号を付し、重複説明を省略する。
（５−１）演算量削減例１
演算量削減例１について図１８を参照して説明する。図１８を参照すると、制御器１９０は、第１相関演算部１８１で算出された第１相関値が所定の閾値よりも大きい場合にのみ、第２相関演算部１８２ｂに対して、規定の論理レベルのイネーブル信号ＥＮを送出する。このイネーブル信号ＥＮを受けて、第２相関演算部１８２ｂは、第２系列検出期間における相関演算を実行する。このような構成とすることにより、第１相関値が大きい場合、すなわち、６４種類の系列の中からいずれかの系列が検出された場合に限り第２系列検出期間における相関演算が実行されることになる。よって、第１相関演算部１８１で特定の系列が検出されない場合に、無駄に第２相関演算部１８２ｂが実行されなくなるため、演算量が削減される。
演算量削減例１について図１８を参照して説明する。図１８を参照すると、制御器１９０は、第１相関演算部１８１で算出された第１相関値が所定の閾値よりも大きい場合にのみ、第２相関演算部１８２ｂに対して、規定の論理レベルのイネーブル信号ＥＮを送出する。このイネーブル信号ＥＮを受けて、第２相関演算部１８２ｂは、第２系列検出期間における相関演算を実行する。このような構成とすることにより、第１相関値が大きい場合、すなわち、６４種類の系列の中からいずれかの系列が検出された場合に限り第２系列検出期間における相関演算が実行されることになる。よって、第１相関演算部１８１で特定の系列が検出されない場合に、無駄に第２相関演算部１８２ｂが実行されなくなるため、演算量が削減される。
（５−２）演算量削減例２
演算量削減例１について図１９を参照して説明する。
第１実施形態では、第１相関演算部１８１及び第２相関演算部１８２の双方で、受信した系列と、既知の６４種類の系列（レプリカ）との相互相関をとることで、使用された系列の種類を検出するようにしていた。これに対し、図１８に示す構成では、第１相関演算部１８１で検出された系列の情報が第２相関演算部１８２ｃへ与えられる。これにより、第２相関演算部１８２ｃでは、系列の種類を検出するための相互相関の演算をしなくても済み、演算量が削減される。
演算量削減例１について図１９を参照して説明する。
第１実施形態では、第１相関演算部１８１及び第２相関演算部１８２の双方で、受信した系列と、既知の６４種類の系列（レプリカ）との相互相関をとることで、使用された系列の種類を検出するようにしていた。これに対し、図１８に示す構成では、第１相関演算部１８１で検出された系列の情報が第２相関演算部１８２ｃへ与えられる。これにより、第２相関演算部１８２ｃでは、系列の種類を検出するための相互相関の演算をしなくても済み、演算量が削減される。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の基地局、信号処理方法は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
例えば、各実施形態では、プリアンブルに固定長の系列が２個含まれる場合について説明したが、これに限られない。プリアンブルに含まれる固定長の系列が３個以上含まれる場合であっても、基地局と移動局との間の距離に応じて、プリアンブルが基地局で受信されるタイミングが変化することに変わりはない。よって、第２系列検出期間を適切に設定することで、第１系列検出期間で得られた遅延時間の補正要否を判定することが可能である。また、プリアンブルに含まれる固定長の系列が３個以上含まれる場合には、移動局ＭＳ＃１と移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルが、例えば丁度２個の系列の固定長に相当する時間だけ異なるタイミングで受信する場合が想定される。かかる場合には、単一系列を含む第２系列検出期間を連続して２つ設定し、各々の期間で相関演算を行うことで対処できる。
例えば、各実施形態では、プリアンブルに固定長の系列が２個含まれる場合について説明したが、これに限られない。プリアンブルに含まれる固定長の系列が３個以上含まれる場合であっても、基地局と移動局との間の距離に応じて、プリアンブルが基地局で受信されるタイミングが変化することに変わりはない。よって、第２系列検出期間を適切に設定することで、第１系列検出期間で得られた遅延時間の補正要否を判定することが可能である。また、プリアンブルに含まれる固定長の系列が３個以上含まれる場合には、移動局ＭＳ＃１と移動局ＭＳ＃２からのプリアンブルが、例えば丁度２個の系列の固定長に相当する時間だけ異なるタイミングで受信する場合が想定される。かかる場合には、単一系列を含む第２系列検出期間を連続して２つ設定し、各々の期間で相関演算を行うことで対処できる。
上述した各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）固定長の系列を２以上含む参照信号、を移動局から受信し、移動局が上り信号の同期をとるための時間情報として、前記参照信号の基準時刻からの遅延時間を算出する基地局であって、
前記基準時刻に基づいて設定され、前記固定長に相当する時間を含む第１期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第１相関値を算出するとともに、参照信号の前記基準時刻からの遅延時間を算出する第１相関部と、
前記固定長に相当する時間を含み、前記第１期間とは異なる区間の第２期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第２相関値を算出する第２相関部と、
前記第１相関値と前記第２相関値の比較結果に応じて、第１相関部により算出された遅延時間を補正するか否か判定する補正部と、
を備えた基地局。
前記基準時刻に基づいて設定され、前記固定長に相当する時間を含む第１期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第１相関値を算出するとともに、参照信号の前記基準時刻からの遅延時間を算出する第１相関部と、
前記固定長に相当する時間を含み、前記第１期間とは異なる区間の第２期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第２相関値を算出する第２相関部と、
前記第１相関値と前記第２相関値の比較結果に応じて、第１相関部により算出された遅延時間を補正するか否か判定する補正部と、
を備えた基地局。
（付記２）前記補正部は、前記第１相関値と前記第２相関値の比を第１閾値と比較し、その比較結果に基づいて、第１相関部により算出された遅延時間を補正することを決定した場合には、当該遅延時間に対して前記固定長に相当する時間を付加する補正を行う、
付記１に記載された基地局。
付記１に記載された基地局。
（付記３）前記第１相関部で算出された遅延時間の分だけ前記基準時刻から経過した時刻が始期となるように、前記第２期間が設定される、
付記１又は２に記載された基地局。
付記１又は２に記載された基地局。
（付記４）前記参照信号の受信品質に応じて前記第１閾値が調整される、
付記２又は３に記載された基地局。
付記２又は３に記載された基地局。
（付記５）前記固定長に相当する時間を含み、前記第１期間及び前記第２期間とは異なる区間の第３期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第３相関値を算出する第３相関部、をさらに備え、
前記第２期間及び前記第３期間は、前記第１期間の前後に設けられ、
前記補正部は、前記第１相関値と前記第２相関値の比較結果と、前記第１相関値と前記第３相関値の比較結果との比較結果とに応じて、第１相関部により算出された遅延時間を補正するか否か判定する、
付記１に記載された基地局。
前記第２期間及び前記第３期間は、前記第１期間の前後に設けられ、
前記補正部は、前記第１相関値と前記第２相関値の比較結果と、前記第１相関値と前記第３相関値の比較結果との比較結果とに応じて、第１相関部により算出された遅延時間を補正するか否か判定する、
付記１に記載された基地局。
（付記６）前記第１相関値と第２閾値の比較結果に基づいて、前記第２相関部による処理を行うか否か決定される、
付記１〜５のいずれかに記載された基地局。
付記１〜５のいずれかに記載された基地局。
（付記７）固定長の系列を２以上含む参照信号、を移動局から受信し、移動局が上り信号の同期をとるための時間情報として、前記参照信号の基準時刻からの遅延時間を算出するときの、基地局における信号処理方法であって、
前記基準時刻に基づいて設定され、前記固定長に相当する時間を含む第１期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第１相関値を算出するとともに、参照信号の前記基準時刻からの遅延時間を算出するステップと、
前記固定長に相当する時間を含み、前記第１期間とは異なる区間の第２期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第２相関値を算出するステップと、
前記第１相関値と前記第２相関値の比較結果に応じて、既に算出された遅延時間を補正するか否か判定するステップと、
を含んだ信号処理方法。
前記基準時刻に基づいて設定され、前記固定長に相当する時間を含む第１期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第１相関値を算出するとともに、参照信号の前記基準時刻からの遅延時間を算出するステップと、
前記固定長に相当する時間を含み、前記第１期間とは異なる区間の第２期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第２相関値を算出するステップと、
前記第１相関値と前記第２相関値の比較結果に応じて、既に算出された遅延時間を補正するか否か判定するステップと、
を含んだ信号処理方法。
（付記８）前記判定するステップは、前記第１相関値と前記第２相関値の比を第１閾値と比較し、その比較結果に基づいて、既に算出された遅延時間を補正するか否か判定し、
前記信号処理方法は、
算出された遅延時間を補正することを決定した場合には、当該遅延時間に対して前記固定長に相当する時間を付加する補正を行うステップ、
をさらに含む、付記７に記載された信号処理方法。
前記信号処理方法は、
算出された遅延時間を補正することを決定した場合には、当該遅延時間に対して前記固定長に相当する時間を付加する補正を行うステップ、
をさらに含む、付記７に記載された信号処理方法。
（付記９）第２相関値を算出するステップは、
既に算出された遅延時間の分だけ前記基準時刻から経過した時刻が始期となるように、前記第２期間を設定するステップ、を含む、
付記７又は８に記載された信号処理方法。
既に算出された遅延時間の分だけ前記基準時刻から経過した時刻が始期となるように、前記第２期間を設定するステップ、を含む、
付記７又は８に記載された信号処理方法。
（付記１０）前記判定するステップは、前記参照信号の受信品質に応じて前記第１閾値を調整する、
付記８又は９に記載された信号処理方法。
付記８又は９に記載された信号処理方法。
（付記１１）前記第２期間、及び、前記固定長に相当する時間を含み、前記第１期間及び前記第２期間とは異なる区間の第３期間、を前記第１期間の前後に設けるステップと、
前記第３期間の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第３相関値を算出するステップと、を含み、
前記判定するステップは、前記第１相関値と前記第２相関値の比較結果に加え、前記第１相関値と前記第３相関値の比較結果との比較結果に応じて、既に算出された遅延時間を補正するか否か判定する、
付記７に記載された信号処理方法。
前記第３期間の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第３相関値を算出するステップと、を含み、
前記判定するステップは、前記第１相関値と前記第２相関値の比較結果に加え、前記第１相関値と前記第３相関値の比較結果との比較結果に応じて、既に算出された遅延時間を補正するか否か判定する、
付記７に記載された信号処理方法。
（付記１２）前記第１相関値と第２閾値の比較結果に基づいて、前記第２相関値を算出するステップを実行するか否か決定するステップ、をさらに含む、
付記７〜１１のいずれかに記載された信号処理方法。
付記７〜１１のいずれかに記載された信号処理方法。
ＢＳ…基地局、１１…アンテナ、１２…受信機、１３…復調・復号部、１４…符号化・変調部、１５…送信機、１６…系列生成部、１７…系列検出部、１８…遅延時間算出部、１７１…第１相関演算部、１８２…第２相関演算部、１８５…補正判定部、１８６…加算器、１９…制御データ生成部
ＭＳ…移動局、３１…アンテナ、３２…受信機、３３…復調・復号部、３４…変調部、３５…送信機、３６…プリアンブル生成部、３７…タイミング制御部
ＭＳ…移動局、３１…アンテナ、３２…受信機、３３…復調・復号部、３４…変調部、３５…送信機、３６…プリアンブル生成部、３７…タイミング制御部
Claims (7)
- 固定長の系列を２以上含む参照信号、を移動局から受信し、移動局が上り信号の同期をとるための時間情報として、前記参照信号の基準時刻からの遅延時間を算出する基地局であって、
前記基準時刻に基づいて設定され、前記固定長に相当する時間を含む第１期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第１相関値を算出するとともに、参照信号の前記基準時刻からの遅延時間を算出する第１相関部と、
前記固定長に相当する時間を含み、前記第１期間とは異なる区間の第２期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第２相関値を算出する第２相関部と、
前記第１相関値と前記第２相関値の比較結果に応じて、第１相関部により算出された遅延時間を補正するか否か判定する補正部と、
を備えた基地局。 - 前記補正部は、前記第１相関値と前記第２相関値の比を第１閾値と比較し、その比較結果に基づいて、第１相関部により算出された遅延時間を補正することを決定した場合には、当該遅延時間に対して前記固定長に相当する時間を付加する補正を行う、
請求項１に記載された基地局。 - 前記第１相関部で算出された遅延時間の分だけ前記基準時刻から経過した時刻が始期となるように、前記第２期間が設定される、
請求項１又は２に記載された基地局。 - 前記参照信号の受信品質に応じて前記第１閾値が調整される、
請求項２又は３に記載された基地局。 - 前記固定長に相当する時間を含み、前記第１期間及び前記第２期間とは異なる区間の第３期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第３相関値を算出する第３相関部、をさらに備え、
前記第２期間及び前記第３期間は、前記第１期間の前後に設けられ、
前記補正部は、前記第１相関値と前記第２相関値の比較結果と、前記第１相関値と前記第３相関値の比較結果との比較結果とに応じて、第１相関部により算出された遅延時間を補正するか否か判定する、
請求項１に記載された基地局。 - 前記第１相関値と第２閾値の比較結果に基づいて、前記第２相関部による処理を行うか否か決定される、
請求項１〜５のいずれかに記載された基地局。 - 固定長の系列を２以上含む参照信号、を移動局から受信し、移動局が上り信号の同期をとるための時間情報として、前記参照信号の基準時刻からの遅延時間を算出するときの、基地局における信号処理方法であって、
前記基準時刻に基づいて設定され、前記固定長に相当する時間を含む第１期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第１相関値を算出するとともに、参照信号の前記基準時刻からの遅延時間を算出するステップと、
前記固定長に相当する時間を含み、前記第１期間とは異なる区間の第２期間、の間に受信した前記参照信号に対して、既知の系列との相関をとることで第２相関値を算出するステップと、
前記第１相関値と前記第２相関値の比較結果に応じて、既に算出された遅延時間を補正するか否か判定するステップと、
を含んだ信号処理方法。
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| WO2011067817A1 (ja) | 2011-06-09 |
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| US8717954B2 (en) | 2014-05-06 |
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