JP5293480B2 - 周波数制御装置、周波数制御方法及び基地局装置ならびに移動局装置 - Google Patents
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Description
ここに開示される実施形態は、受信した無線信号の周波数を制御する周波数制御装置、周波数制御方法及び基地局装置ならびに移動局装置に関する。
近年、携帯電話システムのように、無線信号を用いる通信システムが広く普及している。このような通信システムでは、送信機が所定の周波数を持つ無線信号を生成するために使用される周波数発信器の発振周波数の変動により、受信機が受信した無線信号の周波数が所定の周波数からずれることがある。また、無線信号が伝播する伝播路において無線信号が変調されることにより、受信機が受信した無線信号の周波数が所定の周波数からずれることもある。そのため、受信機は、受信した無線信号から正確にデータを取り出すために、受信周波数のずれによる周波数誤差を補正することが望ましい。
そこで、所定の時間間隔で同一の信号波形を持つ二つの期間が無線信号に含まれる場合、その二つの期間の信号間の相関値に基づいて周波数誤差を算出する方法が知られている。例えば、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplex、OFDM）方式では、伝送シンボルの先頭に、マルチパスの影響を軽減するためのガードインターバル（Guard Interval、GI）が設けられる。ガードインターバルには、伝送シンボル内のデータが搬送される部分である有効シンボルの後端部の信号が複写される。そこで、一つの伝送シンボルにおける、ガードインターバルと有効シンボル後端部の相関を計算することにより、相関値の位相回転量として周波数誤差が推定される。
しかしながら、無線信号と同一の周波数帯域を持つ、他の通信システムにおいて発信された無線信号などの干渉信号が存在する場合、上記の相関値は、干渉信号の相関値も含むことになる。そのため、上記の技術では、周波数誤差を正確に算出することができない。
そこで、ガードインターバル以外の期間に含まれる二つの信号期間の相関値から算出される干渉信号によるオフセット値をガードインターバルと対応する有効信号との相関値から減算することで、周波数誤差を検出する技術が提案されている。
そこで、ガードインターバル以外の期間に含まれる二つの信号期間の相関値から算出される干渉信号によるオフセット値をガードインターバルと対応する有効信号との相関値から減算することで、周波数誤差を検出する技術が提案されている。
しかしながら、従来の技術では、オフセット値を計算するために、有効シンボル長の整数倍でない期間だけずれた二つの信号同士の相関値が算出される。そのため、得られた相関値では、干渉信号成分の位相回転量は、無線信号に加えられた周波数誤差に、ずれた期間の長さと有効シンボル長との比を乗じた値に応じて変化する。一方、ガードインターバルと対応する有効信号との相関値では、それら二つの信号が有効シンボル長だけずれているため、干渉信号成分の位相回転量は、無線信号に加えられた周波数誤差に応じて変化する。このように、それぞれの相関値に含まれる干渉信号成分の位相回転量が異なるため、従来の技術は、干渉信号に起因する位相回転量を正確に推定することができず、その結果として、周波数誤差を正確に補正できないおそれがあった。
そこで、本明細書は、無線信号と干渉する干渉信号が存在しても、受信した無線信号の周波数誤差を補正できる周波数制御装置及び周波数制御方法を提供することを目的とする。
一つの実施形態によれば、周波数制御装置が提供される。この周波数制御装置は、無線周波数を有する無線信号に局部信号を乗じることにより、無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換する周波数同期部と、ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、第１の期間と無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出する同一信号相関部と、第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、第３の期間から有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出する他シンボル相関部と、第１の相関値から第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から無線信号に加えられた周波数誤差を推定する周波数誤差推定部と、周波数誤差を打ち消すようにベースバンド信号を補正する周波数補正部とを有する。
また他の実施形態によれば、周波数制御方法が提供される。この周波数制御方法は、無線周波数を有する無線信号に局部信号を乗じることにより、無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換し、ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、第１の期間と無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出し、第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、第３の期間から有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出し、第１の相関値から第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、周波数誤差を打ち消すようにベースバンド信号を補正することを含む。
さらに他の実施形態によれば、基地局装置が提供される。この基地局装置は、移動局装置から送信された無線信号を受信するアンテナと、アンテナにより受信された無線信号に局部信号を乗じることにより、無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換する周波数変換部と、周波数変換部から出力されたベースバンド信号を復調する復調部と、復調部により復調された信号に含まれるデータを再生するベースバンド処理部と、再生されたデータをコアネットワークへ出力するインターフェース部とを有する。そして周波数変換部は、ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、第１の期間と無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出し、第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、第３の期間から有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出し、第１の相関値から第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、周波数誤差を打ち消すようにベースバンド信号を補正する。
さらに他の実施形態によれば、移動局装置が提供される。この移動局装置は、基地局装置から送信された無線信号を受信するアンテナと、アンテナにより受信された無線信号に局部信号を乗じることにより、無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換する周波数変換部と、周波数変換部から出力されたベースバンド信号を復調する復調部と、復調部により復調された信号に含まれるデータを再生するベースバンド処理部とを有する。そして周波数変換部は、ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、第１の期間と無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出し、第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、第３の期間から有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出し、第１の相関値から第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、周波数誤差を打ち消すようにベースバンド信号を補正する。
本発明の目的及び利点は、請求項において特に指摘されたエレメント及び組み合わせにより実現され、かつ達成される。
上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
本明細書に開示された周波数制御装置及び周波数制御方法は、無線信号と干渉する干渉信号が存在しても、受信した無線信号の周波数誤差を補正できる。
以下、図を参照しつつ、一つの実施形態による、周波数制御装置について説明する。この周波数制御装置は、受信した無線信号の着目する伝送シンボルの所定期間に含まれる信号と、その所定期間から、無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長の整数倍ずれた期間に含まれる信号との相関値を算出する。そしてこの周波数制御装置は、この相関値を、着目する伝送シンボルのガードインターバルに含まれる信号と、有効シンボルの後端部に含まれる信号との相関値から減算した差分値に基づいて周波数誤差を推定する。これにより、この周波数制御装置は、無線信号に対する干渉信号が存在する場合でも、周波数誤差を推定する際に干渉信号による影響を軽減することを図る。
なお、本実施形態では、無線信号はOFDM方式により変調された信号であり、各伝送シンボルの先頭にガードインターバルが配置され、ガードインターバルに続いて有効シンボルが配置されるものとする。そしてガードインターバルには、有効シンボルの後端部の信号が複写されているものとする。しかし、周波数制御の対象となる無線信号は、有効シンボル内の所定期間に含まれる信号が、その所定期間から有効シンボル長ずれた位置に複製されているものであればよい。
なお、本実施形態では、無線信号はOFDM方式により変調された信号であり、各伝送シンボルの先頭にガードインターバルが配置され、ガードインターバルに続いて有効シンボルが配置されるものとする。そしてガードインターバルには、有効シンボルの後端部の信号が複写されているものとする。しかし、周波数制御の対象となる無線信号は、有効シンボル内の所定期間に含まれる信号が、その所定期間から有効シンボル長ずれた位置に複製されているものであればよい。
図１は、一つの実施形態による周波数制御装置１の概略構成図である。この周波数制御装置１は、周波数同期部１１と、同一信号相関部１２と、他シンボル相関部１３と、周波数誤差推定部１４と、周波数補正部１５とを有する。
周波数制御装置１が有するこれらの各部は、それぞれ別個の回路として形成される。あるいは周波数制御装置１が有するこれらの各部は、その各部に対応する回路が集積された一つの集積回路として周波数制御装置１に実装されてもよい。
周波数同期部１１はアンテナ１０と接続される。周波数同期部１１は、例えば、局部発信周波数を持つ周期信号である局部信号を発振する局部発信器（図示せず）と直交復調器（図示せず）を有する。そして周波数同期部１１は、アンテナ１０を介して受信した、無線周波数帯域の搬送周波数を持つ無線信号に局部信号を乗じることにより、無線信号をベースバンド帯域の周波数を持つベースバンド信号に変換する。周波数同期部１１は、ベースバンド信号を直交復調器に入力する。直交復調器は、所定のサンプリング周波数でベースバンド信号をサンプリングすることにより、デジタル化された同相信号（Inphase信号、I信号）と直交信号（Quadrature信号、Q信号）を生成する。そして周波数同期部１１は、I信号とQ信号を、同一信号相関部１２、他シンボル相関部１３及び周波数補正部１５へ出力する。
同一信号相関部１２は、周波数誤差を推定するために、各伝送シンボルについてガードインターバルに含まれる信号と、ガードインターバルから有効シンボル長ずれた有効シンボルの後端部に含まれる信号との間で相関値を算出する。そのために、同一信号相関部１２は、例えば、遅延回路（図示せず）と相関演算回路（図示せず）とを有する。そして遅延回路は、周波数同期部１１から受け取ったI信号及びQ信号を有効シンボル長だけ遅延させる。また相関演算回路は、遅延回路から出力され、有効シンボル長だけ遅延されたI信号及びQ信号と、周波数同期部１１から直接受け取ったI信号及びQ信号との間で相関演算を実行することにより、同一信号相関値を算出する。同一信号相関値Cdは次式に従って算出される。
y(t)はベースバンド信号であり、I信号とQ信号を合成することにより求められる。またy*(t)は、ベースバンド信号の複素共役を表す。Nfftは、有効シンボル長に割り当てられた高速フーリエ変換などの直交変換のサンプリング点数を表す。一方、Ngは、ガードインターバルに含まれる周波数変換のサンプリング点数を表す。従って、ベースバンド信号の一つの伝送シンボルには、ガードインターバルに相当する期間(-Ng,-1)に含まれるサンプリング信号と、有効シンボルに相当する期間(0,Nfft-1)に含まれるサンプリング信号が含まれる。さらに、tは伝送シンボル内のサンプリング点の位置を表す。
ここで、干渉信号が存在しない場合、ベースバンド信号y(t)には、送信機から送信された送信信号x(t)のみが含まれる。この場合、ベースバンド信号y(t)と送信信号x(t)の間には、以下に示す関係がある。
Δfは送信信号x(t)に加えられた周波数誤差である。そして、上記のように、ガードインターバルに相当する期間(-Ng,-1)に含まれる信号は、有効シンボルの後端部に相当する期間(Nfft-Ng,Nfft-1)に含まれる信号と等しい。したがって、（１）式及び（２）式より、同一信号相関値Cdは次式に従って求められる。
x*(t)はx(t)の複素共役を表す。このように、干渉信号が存在しなければ、同一信号相関値Cdの位相回転量に基づいて周波数誤差Δfは求められる。
一方、干渉信号が存在する場合、ベースバンド信号y(t)は、次式のように表される。
ただしu(t)は干渉信号を表す。ここで、送信信号x(t)と干渉信号u(t)との間に相関がなく、干渉信号同士に相関があれば、同一信号相関値Cdは、次式に従って算出される。
ただしfiは、干渉信号u(t)の周波数を表す。またu*(t)は、干渉信号u(t)の複素共役を表す。
干渉信号が存在する場合、（５）式に示されるように、同一信号相関値Cdは、干渉信号の自己相関値に干渉信号の周波数及び周波数誤差Δfに起因する位相回転量を乗じた値も含む。したがって、周波数制御装置１は、同一信号相関値Cdから周波数誤差Δfを直接推定することはできない。そこで後述するように、周波数制御装置１は、同一信号相関値Cdから干渉信号の自己相関値に関する成分を減算することで、周波数誤差Δfを推定する。
そのために、同一信号相関部１２は、同一信号相関値Cdを周波数誤差推定部１４へ渡す。
干渉信号が存在する場合、（５）式に示されるように、同一信号相関値Cdは、干渉信号の自己相関値に干渉信号の周波数及び周波数誤差Δfに起因する位相回転量を乗じた値も含む。したがって、周波数制御装置１は、同一信号相関値Cdから周波数誤差Δfを直接推定することはできない。そこで後述するように、周波数制御装置１は、同一信号相関値Cdから干渉信号の自己相関値に関する成分を減算することで、周波数誤差Δfを推定する。
そのために、同一信号相関部１２は、同一信号相関値Cdを周波数誤差推定部１４へ渡す。
他シンボル相関部１３は、上記の（５）式における、干渉信号の自己相関に関する項の値を取得する。そのために、他シンボル相関部１３は、着目する伝送シンボル内の所定期間に含まれる信号と、その所定期間から有効シンボル長の整数倍ずれ、着目する伝送シンボルと異なる伝送シンボル内の期間に含まれる信号との間で相関値を算出する。
他シンボル相関部１３は、例えば、遅延回路（図示せず）と相関演算回路（図示せず）とを有する。そして遅延回路は、周波数同期部１１から受け取ったI信号及びQ信号を有効シンボル長の整数倍遅延させる。ただし、干渉信号自身が受ける変調が、周波数制御装置１が無線信号を受信したタイミングに応じて変動する可能性がある。そして干渉信号が受ける変調の度合いが変化すると、干渉信号の自己相関値を正確に算出できなくなる。そのため、遅延回路は、周波数同期部１１から受け取ったI信号及びQ信号を有効シンボル長の1倍だけ遅延させることが好ましい。また相関演算回路は、遅延回路から出力され、有効シンボル長だけ遅延されたI信号及びQ信号と、周波数同期部１１から直接受け取ったI信号及びQ信号との間で相関演算を実行することにより、他シンボル相関値を算出する。他シンボル相関値Edは次式に従って算出される。
mは自然数である。aは所定期間の始点を表し、bは所定期間の終点を表す。なお、所定期間は、例えば、伝送シンボルのガードインターバルとすることができる。この場合、a=-Ng、b=-1となる。また、干渉信号の強度が、着目する伝送シンボル内の位置にかかわらずほぼ同じである場合、所定期間は、ガードインターバル以外の期間であってもよい。
他シンボル相関部１３は、他シンボル相関値Edを周波数誤差推定部１４へ渡す。
他シンボル相関部１３は、例えば、遅延回路（図示せず）と相関演算回路（図示せず）とを有する。そして遅延回路は、周波数同期部１１から受け取ったI信号及びQ信号を有効シンボル長の整数倍遅延させる。ただし、干渉信号自身が受ける変調が、周波数制御装置１が無線信号を受信したタイミングに応じて変動する可能性がある。そして干渉信号が受ける変調の度合いが変化すると、干渉信号の自己相関値を正確に算出できなくなる。そのため、遅延回路は、周波数同期部１１から受け取ったI信号及びQ信号を有効シンボル長の1倍だけ遅延させることが好ましい。また相関演算回路は、遅延回路から出力され、有効シンボル長だけ遅延されたI信号及びQ信号と、周波数同期部１１から直接受け取ったI信号及びQ信号との間で相関演算を実行することにより、他シンボル相関値を算出する。他シンボル相関値Edは次式に従って算出される。
他シンボル相関部１３は、他シンボル相関値Edを周波数誤差推定部１４へ渡す。
図２は、同一信号相関値と他シンボル相関値の計算に使用される信号期間の一例を示す概念図である。図２において、ブロック２００は着目する伝送シンボルを表し、ブロック２１０は着目する伝送シンボルの一つ前の伝送シンボルを表す。またブロック２００に含まれるブロック２０１は、着目する伝送シンボルのガードインターバルを表す。この場合、同一信号相関値は、ガードインターバル２０１に含まれる信号と、ガードインターバル２０１から有効シンボル長Tずれた期間２０２に含まれる信号との相関値として求められる。また他シンボル相関値は、例えば、ガードインターバル２０１に含まれる信号と、ガードインターバル２０１と有効シンボル長Tずれた位置にある、伝送シンボル２１０に含まれる期間２０３に含まれる信号との相関値として求められる。
周波数誤差推定部１４は、同一信号相関値Cdから他シンボル相関値Edを減算することにより得られた差分値に基づいて周波数誤差Δfを推定する。
ここで、干渉信号u(t)が存在することにより、ベースバンド信号y(t)が（４）式のように表される場合を想定する。干渉信号u(t)と送信信号x(t)との間に相関は無いと仮定できる。従って、他シンボル相関値Egを算出するために使用される、着目する伝送シンボルに含まれる所定期間がガードインターバルであれば、他シンボル相関値Edは次式のようになる。
このように所定期間を設定することにより、他シンボル相関値Edを算出するために使用される信号期間は、同一信号相関値Cdを算出するために使用される信号期間と等しくなる。そのため、（７）式に示されるように、他シンボル相関値Edは同一信号相関値Cdを表す（５）式の第２項と等しい。したがって、周波数誤差推定部１４は、同一信号相関値Cdから他シンボル相関値Edを減算することにより、（３）式と同様に、送信信号の自己相関値に周波数誤差Δfに相当する位相回転量を乗じた値を得ることができる。そこで周波数誤差推定部１４は、同一信号相関値Cdから他シンボル相関値Edを減算した差分値の位相回転量から周波数誤差Δfを推定する。なお、干渉信号の強度が伝送シンボル内の位置にかかわらず一定である場合、他シンボル相関値Egを算出する所定期間がガードインターバル以外でかつガードインターバルと同じ長さを有すれば、同一信号相関値Cdの干渉信号の成分と他シンボル相関値Edは等しい。そこでこの場合も、周波数誤差推定部１４は、同一信号相関値Cdから他シンボル相関値Edを減算することにより得られた差分値の位相回転量から周波数誤差Δfを推定できる。
周波数誤差推定部１４は、推定した周波数誤差Δfを周波数補正部１５へ渡す。
ここで、干渉信号u(t)が存在することにより、ベースバンド信号y(t)が（４）式のように表される場合を想定する。干渉信号u(t)と送信信号x(t)との間に相関は無いと仮定できる。従って、他シンボル相関値Egを算出するために使用される、着目する伝送シンボルに含まれる所定期間がガードインターバルであれば、他シンボル相関値Edは次式のようになる。
周波数誤差推定部１４は、推定した周波数誤差Δfを周波数補正部１５へ渡す。
周波数補正部１５は、周波数誤差推定部１４から受け取った周波数誤差Δfを打ち消すようにベースバンド信号を補正する。具体的には、位相回転量2πΔft/Nfftを打ち消すように、周波数補正部１５は、exp(-j2πΔft/Nfft)に対応する同相成分及び直交成分を、それぞれベースバンド信号のI信号及びQ信号に乗じる。
周波数補正部１５は、周波数誤差が補正されたベースバンド信号を出力する。周波数補正部１５から出力されたベースバンド信号は、復調部１６へ入力される。復調部１６は、ベースバンド信号に対して離散フーリエ変換、並列−直列変換、誤り訂正などの復調処理を実行することにより、無線信号により搬送されたデータ信号を再生する。
周波数補正部１５は、周波数誤差が補正されたベースバンド信号を出力する。周波数補正部１５から出力されたベースバンド信号は、復調部１６へ入力される。復調部１６は、ベースバンド信号に対して離散フーリエ変換、並列−直列変換、誤り訂正などの復調処理を実行することにより、無線信号により搬送されたデータ信号を再生する。
図３は、周波数制御装置１が実行する周波数制御処理の動作フローチャートである。周波数制御装置１は、無線信号を受信している間、各伝送シンボルに対してこの周波数制御処理を実行する。あるいは、周波数制御装置１は、一定の時間間隔でこの周波数制御処理を繰り返してもよい。
図３に示されるように、まず、周波数同期部１１は、アンテナ１０を介して受信した無線信号に局部信号を乗じることにより、無線周波数を持つ無線信号をベースバンド周波数を持つベースバンド信号に変換する（ステップＳ１０１）。そして周波数同期部１１は、ベースバンド信号を同一信号相関部１２、他シンボル相関部１３及び周波数補正部１５へ出力する。
図３に示されるように、まず、周波数同期部１１は、アンテナ１０を介して受信した無線信号に局部信号を乗じることにより、無線周波数を持つ無線信号をベースバンド周波数を持つベースバンド信号に変換する（ステップＳ１０１）。そして周波数同期部１１は、ベースバンド信号を同一信号相関部１２、他シンボル相関部１３及び周波数補正部１５へ出力する。
同一信号相関部１２は、ベースバンド信号の着目する伝送シンボルのガードインターバルに含まれる信号と、ガードインターバルから有効シンボル長ずれた有効シンボルの後端部に含まれる信号との相関値を、同一信号相関値として算出する（ステップＳ１０２）。そして同一信号相関部１２は、同一信号相関値を周波数誤差推定部１４へ出力する。
また、他シンボル相関部１３は、着目する伝送シンボルの所定期間に含まれる信号と、その所定期間から有効シンボル長の整数倍ずれた位置にある他の伝送シンボル内の期間に含まれる信号との相関値を他シンボル相関値として算出する（ステップＳ１０３）。そして他シンボル相関部１３は、他シンボル相関値を周波数誤差推定部１４へ出力する。
また、他シンボル相関部１３は、着目する伝送シンボルの所定期間に含まれる信号と、その所定期間から有効シンボル長の整数倍ずれた位置にある他の伝送シンボル内の期間に含まれる信号との相関値を他シンボル相関値として算出する（ステップＳ１０３）。そして他シンボル相関部１３は、他シンボル相関値を周波数誤差推定部１４へ出力する。
周波数誤差推定部１４は、同一信号相関値から他シンボル相関値を減算する。そして周波数誤差推定部１４は、得られた差分値の位相回転量を求めることにより、無線信号に加えられた周波数誤差を推定する（ステップＳ１０４）。周波数誤差推定部１４は、推定された周波数誤差を周波数補正部１５へ出力する。
周波数補正部１５は、推定された周波数誤差を打ち消すようにベースバンド信号を補正する（ステップＳ１０５）。そして周波数補正部１５は、周波数誤差が補正されたベースバンド信号を出力する。
そして周波数制御装置１は、周波数制御処理を終了する。なお、ステップＳ１０２の処理とステップＳ１０３の処理の順序は入れ替えられてもよい。またステップＳ１０２の処理とステップＳ１０３の処理は、並列に実行されてもよい。
周波数補正部１５は、推定された周波数誤差を打ち消すようにベースバンド信号を補正する（ステップＳ１０５）。そして周波数補正部１５は、周波数誤差が補正されたベースバンド信号を出力する。
そして周波数制御装置１は、周波数制御処理を終了する。なお、ステップＳ１０２の処理とステップＳ１０３の処理の順序は入れ替えられてもよい。またステップＳ１０２の処理とステップＳ１０３の処理は、並列に実行されてもよい。
以上に説明してきたように、この周波数制御装置は、着目する伝送シンボルの所定期間に含まれる信号と、その所定期間から有効シンボル長の整数倍ずれた、他の伝送シンボル内の期間に含まれる信号との相関値を他シンボル相関値として算出する。この他シンボル相関値の位相回転量は、同一信号相関値に含まれる、干渉信号の成分の位相回転量と等しい。従って、この周波数制御装置は、他シンボル相関値を同一信号相関値から減算することにより、干渉信号成分を除去できる。そのため、この周波数制御装置は、干渉信号が存在する場合でも周波数誤差を推定できる。
上記の実施形態の変形例を以下に説明する。
図４は、上記の実施形態による周波数制御装置が有する他シンボル相関部の他の一例の概略構成図である。この変形例では、他シンボル相関部１３は、最新の伝送シンボルを含む複数の伝送シンボルのそれぞれについて算出された他シンボル相関値の平均値、中央値あるいは最頻値などの統計的代表値をその最新の伝送シンボルについての他シンボル相関値として算出する。そのために、他シンボル相関部１３は、遅延回路１３１と、相関演算回路１３２と、メモリ回路１３３と、統計的代表値演算回路１３４とを有する。
図４は、上記の実施形態による周波数制御装置が有する他シンボル相関部の他の一例の概略構成図である。この変形例では、他シンボル相関部１３は、最新の伝送シンボルを含む複数の伝送シンボルのそれぞれについて算出された他シンボル相関値の平均値、中央値あるいは最頻値などの統計的代表値をその最新の伝送シンボルについての他シンボル相関値として算出する。そのために、他シンボル相関部１３は、遅延回路１３１と、相関演算回路１３２と、メモリ回路１３３と、統計的代表値演算回路１３４とを有する。
遅延回路１３１は、入力されたベースバンド信号を、有効シンボル長の整数倍だけ遅延させる。相関演算回路１３２は、入力されたベースバンド信号のうちのガードインターバルの期間について、遅延回路１３１から出力されたベースバンド信号との相関演算を実行することにより、他シンボル相関値を算出する。そして相関演算回路１３２は、各伝送シンボルについて他シンボル相関値を算出する度に、その他シンボル相関値をメモリ回路１３３に記憶させる。メモリ回路１３３は、最新の伝送シンボル及びその直前の所定期間の間に入力された少なくとも一つの他の伝送シンボルのそれぞれについて算出された他シンボル相関値を記憶する。そして統計的代表値演算回路１３４は、メモリ回路１３３に記憶された複数の他シンボル相関値の統計的代表値を算出する。そして他シンボル相関部１３は、統計的代表値演算回路１３４により算出された他シンボル相関値の統計的代表値を、最新の伝送シンボルに対する他シンボル相関値として出力する。
このように、複数の他シンボル相関値の統計的代表値を最新の伝送シンボルに対する他シンボル相関値とすることで、他シンボル相関部１３は、伝送路において無線信号に印加されたノイズによる他シンボル相関値のゆらぎを軽減することができる。
なお、統計的代表値演算回路１３４は、他シンボル相関値の平均値をメモリ回路１３３に記憶させてもよい。この場合、統計的代表値演算回路１３４は、最新の伝送シンボルの他シンボル相関値に忘却係数αを乗じた値を、一つ前の伝送シンボルについて求められた他シンボル相関値の平均値に(1-α)を乗じた値に加算する。そして統計的代表値演算回路１３４は、得られた値を、最新の伝送シンボルの他シンボル相関値の統計的代表値とする。
なお、統計的代表値演算回路１３４は、他シンボル相関値の平均値をメモリ回路１３３に記憶させてもよい。この場合、統計的代表値演算回路１３４は、最新の伝送シンボルの他シンボル相関値に忘却係数αを乗じた値を、一つ前の伝送シンボルについて求められた他シンボル相関値の平均値に(1-α)を乗じた値に加算する。そして統計的代表値演算回路１３４は、得られた値を、最新の伝送シンボルの他シンボル相関値の統計的代表値とする。
また、同一信号相関部も、他シンボル相関部の変形例と同様に、最新の伝送シンボルを含む複数の伝送シンボルについて算出された同一信号相関値の平均値、中央値あるいは最頻値などの統計的代表値を、最新の伝送シンボルに対する同一信号相関値としてもよい。
また、同一信号相関部は、ガードインターバルの一部である第１の期間に含まれる信号と、その第１の期間から有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれる信号との相関値を、同一信号相関値としてもよい。ただし、第１の期間の長さは第２の期間の長さと等しく、かつ第１の期間に含まれる信号は第２の期間に含まれる信号と同一である。同様に、他シンボル相関値も、着目する伝送シンボルのガードインターバルの一部の期間に含まれる信号と、その期間と同じ長さを有し、かつ有効シンボル長の整数倍ずれ、他の伝送シンボル内の期間に含まれる信号との相関値であってもよい。
また、同一信号相関値の算出に使用される期間の長さは、他シンボル相関値の算出に使用される期間の長さと異なっていてもよい。ただしこの場合には、同一信号相関値に含まれる干渉信号成分の強度と他シンボル相関値の強度も異なる。そこで、周波数誤差推定部は、他シンボル相関値の算出に使用される期間の長さleに対する同一信号相関値の算出に使用される期間の長さlcの比(lc/le)を他シンボル相関値に乗じた値を、同一信号相関値から減算することが好ましい。
また、同一信号相関値の算出に使用される期間の長さは、他シンボル相関値の算出に使用される期間の長さと異なっていてもよい。ただしこの場合には、同一信号相関値に含まれる干渉信号成分の強度と他シンボル相関値の強度も異なる。そこで、周波数誤差推定部は、他シンボル相関値の算出に使用される期間の長さleに対する同一信号相関値の算出に使用される期間の長さlcの比(lc/le)を他シンボル相関値に乗じた値を、同一信号相関値から減算することが好ましい。
図５は、上記の実施形態による周波数制御装置が有する周波数誤差推定部の他の一例の概略構成図である。この変形例では、周波数誤差推定部１４は、干渉信号が受信しようとする無線信号と比較して無視できない程度に大きい場合に、同一信号相関値から他シンボル相関値を減算した値に基づいて周波数誤差を推定する。一方、干渉信号が存在しない場合、または干渉信号が受信しようとする無線信号と比較して無視できる程度の大きさである場合、周波数誤差推定部１４は、同一信号相関値から周波数誤差を推定する。そのために、周波数誤差推定部１４は、比較回路１４１と、減算回路１４２と、誤差推定回路１４３とを有する。
比較回路１４１は、他シンボル相関値の絶対値と同一信号相関値の絶対値の比|Ed|/|Cd|を所定の閾値Thaと比較する。その比|Ed|/|Cd|が閾値Tha以上である場合、比較回路１４１は、他シンボル信号値と同一信号相関値を減算回路１４２へ入力する。一方、その比|Ed|/|Cd|が閾値Tha未満である場合、比較回路１４１は、同一信号相関値を誤差推定回路１４３へ入力する。なお、閾値Thaは、実験的に、あるいはシミュレーション結果に基づいて設定される。例えば、干渉信号が存在しない場合の比|Ed|/|Cd|が0.09未満となる確率がほぼ100%である場合、閾値Thaは、0.09に設定される。
減算回路１４２は、同一信号相関値から他シンボル相関値を減算することにより、同一信号相関値のうち、干渉信号に対応する成分を除去する。そして減算回路１４２は、同一信号相関値から他シンボル相関値を減算することにより得られた差分値を誤差推定回路１４３へ入力する。
誤差推定回路１４３は、入力された値の位相回転量を求めることにより、周波数誤差を推定する。干渉信号が存在しない場合、（３）式から明らかなように、比較回路１４１から入力された同一信号相関値の位相回転量は、周波数誤差Δfに比例する。一方、干渉信号が存在する場合、（５）式及び（７）式から明らかなように、同一信号相関値Cdと他シンボル相関値Edの差分値(Cd-Ed)の位相回転量も、周波数誤差Δfに比例する。そこで、誤差推定回路１４３は、入力された値の位相回転量を2πで除することにより、周波数誤差Δfの推定値を算出できる。
図６は、上記の実施形態による周波数制御装置が有する周波数誤差推定部のさらに他の一例の概略構成図である。この変形例では、周波数誤差推定部１４は、複数の伝送シンボルのそれぞれについて算出された他シンボル相関値の分散に基づいて、干渉信号が存在するか否か判定する。そして干渉信号が存在する場合に、周波数誤差推定部１４は同一信号相関値と他シンボル相関値との差分値に基づいて周波数誤差を推定する。一方、干渉信号が存在しない場合、周波数誤差推定部１４は、同一信号相関値から周波数誤差を推定する。そのために、周波数誤差推定部１４は、減算回路１４２と、誤差推定回路１４３と、メモリ回路１４４と、分散検出回路１４５と、スイッチ１４６とを有する。なお、減算回路１４２及び誤差推定回路１４３は、それぞれ、図５に示された周波数誤差推定部が有する減算回路及び誤差推定回路と同一の機能を有する。
メモリ回路１４４は、周波数誤差推定部１４に他シンボル相関値が入力される度に、その他シンボル相関値を記憶する。そしてメモリ回路１４４は、最新の伝送シンボルを含む、複数の伝送シンボルのそれぞれについて算出された他シンボル相関値を記憶する。
分散検出回路１４５は、メモリ回路１４４に記憶された複数の他シンボル相関値の位相成分の分散を算出する。複数の伝送シンボルにわたって干渉信号が存在している場合、（７）式から明らかなように、位相成分が干渉信号の周波数及び無線信号に加えられた周波数誤差に応じた値となる。一方、干渉信号が存在しなければ、他シンボル相関値は、互いに相関しない二つの信号の相関値となるため、その位相成分もランダムな値となる。そこで、分散が所定の閾値Thv以下であれば、分散検出回路１４５は干渉信号が存在すると判定する。そして分散検出回路１４５は、他シンボル信号値とともに同一信号相関値が減算回路１４２へ入力されるように、スイッチ１４６を切り替える。
一方、分散が所定の閾値Thvよりも大きければ、分散検出回路１４５は干渉信号が存在しないと判定する。そして分散検出回路１４５は、同一信号相関値が誤差推定回路１４３へ入力されるように、スイッチ１４６を切り替える。なお、閾値Thvは、実験的に、あるいはシミュレーション結果に基づいて設定される。例えば、干渉信号が存在する場合の分散が0.01以下となる確率がほぼ100%であり、干渉信号が存在しない場合の分散が0.01となる確率がほぼ0%である場合、閾値Thvは、0.01に設定される。
分散検出回路１４５は、メモリ回路１４４に記憶された複数の他シンボル相関値の位相成分の分散を算出する。複数の伝送シンボルにわたって干渉信号が存在している場合、（７）式から明らかなように、位相成分が干渉信号の周波数及び無線信号に加えられた周波数誤差に応じた値となる。一方、干渉信号が存在しなければ、他シンボル相関値は、互いに相関しない二つの信号の相関値となるため、その位相成分もランダムな値となる。そこで、分散が所定の閾値Thv以下であれば、分散検出回路１４５は干渉信号が存在すると判定する。そして分散検出回路１４５は、他シンボル信号値とともに同一信号相関値が減算回路１４２へ入力されるように、スイッチ１４６を切り替える。
一方、分散が所定の閾値Thvよりも大きければ、分散検出回路１４５は干渉信号が存在しないと判定する。そして分散検出回路１４５は、同一信号相関値が誤差推定回路１４３へ入力されるように、スイッチ１４６を切り替える。なお、閾値Thvは、実験的に、あるいはシミュレーション結果に基づいて設定される。例えば、干渉信号が存在する場合の分散が0.01以下となる確率がほぼ100%であり、干渉信号が存在しない場合の分散が0.01となる確率がほぼ0%である場合、閾値Thvは、0.01に設定される。
図７は、上記の実施形態による周波数制御装置が有する周波数誤差推定部のさらに他の一例の概略構成図である。この変形例では、周波数誤差推定部１４は、複数の伝送シンボルのそれぞれについて算出された他シンボル相関値の分散と、他シンボル相関値の絶対値と同一信号相関値の絶対値の比に基づいて、干渉信号が存在するか否か判定する。そして干渉信号が存在する場合に、周波数誤差推定部１４は同一信号相関値から他シンボル相関値を減算した値に基づいて周波数誤差を推定する。一方、干渉信号が存在しない場合、周波数誤差推定部１４は、同一信号相関値から周波数誤差を推定する。そのために、周波数誤差推定部１４は、比較回路１４１と、減算回路１４２と、誤差推定回路１４３と、メモリ回路１４４と、分散検出回路１４５と、スイッチ１４６とを有する。なお、周波数誤差推定部１４が有するこれらの回路は、それぞれ、図５または図６に示された、その回路に付された参照番号と同一の参照番号が付された回路と同様の機能を有する。この変形例では、比較回路１４１が他シンボル相関値の絶対値と同一信号相関値の絶対値の比が閾値Tha以上であると判定し、かつ、分散検出回路１４５が位相成分の分散が閾値Thv以下であると判定した場合に、干渉信号が存在すると判定される。そして誤差推定回路１４３は、減算回路１４２により算出された、同一信号相関値から他シンボル相関値を減算した値の位相回転量から周波数誤差を推定する。
一方、比較回路１４１が他シンボル相関値の絶対値と同一信号相関値の絶対値の比が閾値Tha未満であると判定するか、または分散検出回路１４５が位相成分の分散が閾値Thvより大きいと判定した場合、干渉信号は存在しないと判定される。そして誤差推定回路１４３は、同一信号相関値の位相回転量から周波数誤差を推定する。
一方、比較回路１４１が他シンボル相関値の絶対値と同一信号相関値の絶対値の比が閾値Tha未満であると判定するか、または分散検出回路１４５が位相成分の分散が閾値Thvより大きいと判定した場合、干渉信号は存在しないと判定される。そして誤差推定回路１４３は、同一信号相関値の位相回転量から周波数誤差を推定する。
上記のように、これらの変形例に係る周波数誤差推定部は、干渉信号が存在する場合に、同一信号相関値から他シンボル相関値を減算した値に基づいて周波数誤差を推定し、干渉信号が存在しない場合には、同一信号相関値自体から周波数誤差を推定する。干渉信号が存在しない場合、他シンボル相関値は、周波数誤差の推定に利用できないノイズ成分のみを含む。そこで、この周波数誤差推定部は、干渉信号が存在しない場合には、同一信号相関値から周波数誤差を直接推定するので、ノイズの影響によって周波数誤差の推定精度が低下することを防止できる。
なお、他シンボル相関部または同一信号相関部の何れかの変形例と、周波数誤差推定部の何れかの変形例は組み合わされてもよい。
図８は、他の実施形態による周波数制御装置の概略構成図である。図８に示される周波数制御装置２は、周波数同期補正部２１と、同一信号相関部１２と、他シンボル相関部１３と、周波数誤差推定部１４とを有する。また、周波数制御装置２の各構成要素には、図１に示された周波数制御装置１の対応する構成要素と同一の参照番号を付した。周波数制御装置２は、図１に示される周波数制御装置１と比較して、周波数同期部及び周波数補正部の代わりに、局部信号の周波数を推定された周波数誤差に応じて変化させる周波数同期補正部２１を有する点で異なる。
周波数同期補正部２１は、例えば、電圧制御発振器を有する。この電圧制御発振器は、周波数誤差推定部１４から受け取った周波数誤差だけ局部発振周波数から増減した周波数を持つ局部信号を発生する。そして周波数同期補正部２１は、電圧制御発振器により発振された局部信号を、アンテナ１０を介して受信した無線信号に乗じる。これにより、周波数同期補正部２１は、受信した無線信号に対して、周波数誤差が補正され、所定のベースバンド周波数を持つベースバンド信号を生成できる。
図９は、上述した各実施形態による周波数制御装置の何れかが組み込まれた基地局装置の概略構成図である。基地局装置１００は、インターフェース部１０１と、ベースバンド処理部１０２と、変調部１０３と、送信用周波数変換部１０４と、送信用増幅器１０５と、デュプレクサ１０６と、アンテナ１０７と、受信用増幅器１０８と、受信用周波数変換部１０９と、復調部１１０とを有する。このうち、受信用周波数変換部１０９は、上述した各実施形態による周波数制御装置の何れかとすることができる。また、ベースバンド処理部１０２、変調部１０３、送信用周波数変換部１０４、復調部１１０及び受信用周波数変換部１０９は、それぞれ、別個の回路とすることができる。あるいは、これらの各部は、それら各部の機能を有する回路が集積された一つの集積回路であってもよい。
インターフェース部１０１は、コアネットワークと接続するための通信インターフェースを有する。そしてインターフェース部１０１は、移動局へ送信されるダウンリンク信号をコアネットワークから受信し、そのダウンリンク信号をベースバンド処理部１０２に出力する。一方、インターフェース部１０１は、移動局から受信したアップリンク信号をベースバンド処理部１０２から受信し、そのアップリンク信号をコアネットワークへ出力する。
ベースバンド処理部１０２は、ダウンリンク信号に対して畳込み符号化あるいはターボ符号化などの誤り訂正用符号化処理などの送信処理を実行し、その符号化されたダウンリンク信号を変調部１０３へ出力する。またベースバンド処理部１０２は、復調部１１０により復調されたアップリンク信号を受信し、その信号に対して誤り訂正復号処理などの受信処理を実行する。そしてベースバンド処理部１０２は、復号されたアップリンク信号をインターフェース部１０１へ出力する。
変調部１０３は、ベースバンド処理部１０２から受信した、符号化されたダウンリンク信号を、OFDMなどの変調方式に従って変調するとともに多重化する。変調部１０３は、変調されたダウンリンク信号を送信用周波数変換部１０４に出力する。
送信用周波数変換部１０４は、ダウンリンク信号を、無線周波数を持つ搬送波に重畳する。そして送信用周波数変換部１０４は、搬送波に重畳されたダウンリンク信号を送信用増幅器１０５に出力する。
送信用増幅器１０５は、ハイパワーアンプを有する。そして送信用増幅器１０５は、搬送波に重畳されたダウンリンク信号の強度を所望のレベルに増幅し、その信号をデュプレクサ１０６を介してアンテナ１０７へ伝達する。そしてアンテナ１０７は、送信用増幅器１０５から伝達されたダウンリンク信号を放射する。
送信用周波数変換部１０４は、ダウンリンク信号を、無線周波数を持つ搬送波に重畳する。そして送信用周波数変換部１０４は、搬送波に重畳されたダウンリンク信号を送信用増幅器１０５に出力する。
送信用増幅器１０５は、ハイパワーアンプを有する。そして送信用増幅器１０５は、搬送波に重畳されたダウンリンク信号の強度を所望のレベルに増幅し、その信号をデュプレクサ１０６を介してアンテナ１０７へ伝達する。そしてアンテナ１０７は、送信用増幅器１０５から伝達されたダウンリンク信号を放射する。
またアンテナ１０７は、移動局から送信されたアップリンク信号を受信し、そのアップリンク信号をデュプレクサ１０６を介して受信用増幅器１０８に伝達する。
受信用増幅器１０８は、低ノイズアンプを有する。そして受信用増幅器１０８は、受信したアップリンク信号を増幅し、その増幅されたアップリンク信号を受信用周波数変換部１０９へ出力する。
受信用増幅器１０８は、低ノイズアンプを有する。そして受信用増幅器１０８は、受信したアップリンク信号を増幅し、その増幅されたアップリンク信号を受信用周波数変換部１０９へ出力する。
受信用周波数変換部１０９は、アップリンク信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に変換する。また受信用周波数変換部１０９は、各実施形態に関して上述したように、周波数誤差を打ち消すようにアップリンク信号を補正する。その際、受信用周波数変換部１０９は、着目する伝送シンボルについての同一信号相関値と、他シンボル相関値を算出し、同一信号相関値から他シンボル相関値を減算することにより得られる差分値の位相回転量から周波数誤差を推定する。そして受信用周波数変換部１０９は、周波数誤差が補正され、ベースバンド周波数を持つアップリンク信号を復調部１１０に渡す。
復調部１１０は、受信用周波数変換部１０９から受信したベースバンド周波数を持つアップリンク信号をOFDMなどの変調方式に従って復調する。そして復調部１１０は、復調されたアップリンク信号をベースバンド処理部１０２に出力する。
復調部１１０は、受信用周波数変換部１０９から受信したベースバンド周波数を持つアップリンク信号をOFDMなどの変調方式に従って復調する。そして復調部１１０は、復調されたアップリンク信号をベースバンド処理部１０２に出力する。
図１０は、上述した各実施形態による周波数制御装置の何れかが組み込まれた移動局装置の概略構成図である。移動局装置２００は、制御部２０１と、ベースバンド処理部２０２と、変調部２０３と、送信用周波数変換部２０４と、送信用増幅器２０５と、デュプレクサ２０６と、アンテナ２０７と、受信用増幅器２０８と、受信用周波数変換部２０９と、復調部２１０と、呼制御部２１１とを有する。
このうち、受信用周波数変換部２０９は、上述した各実施形態による周波数制御装置の何れかとすることができる。そして受信用周波数変換部２０９は、アンテナ２０７を介して基地局装置から受信したダウンリンク信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に変換する。また受信用周波数変換部２０９は、各実施形態に関して上述したように、周波数誤差を打ち消すように、ダウンリンク信号を補正する。その際、受信用周波数変換部２０９は、着目する伝送シンボルについての同一信号相関値と、他シンボル相関値を算出し、同一信号相関値から他シンボル相関値を減算することにより得られる差分値の位相回転量から周波数誤差を推定する。
また、ベースバンド処理部２０２は、図９に示した基地局装置１００が有するベースバンド処理部１０２の機能と同様の機能を有する。同様に、変調部２０３、送信用周波数変換部２０４、送信用増幅器２０５、デュプレクサ２０６、アンテナ２０７、受信用増幅器２０８及び復調部２１０は、それぞれ、基地局装置１００の対応する構成要素が有する機能と同様の機能を有する。また、制御部２０１、ベースバンド処理部２０２、変調部２０３、送信用周波数変換部２０４、受信用周波数変換部２０９、復調部２１０及び呼制御部２１１は、それぞれ、別個の回路とすることができる。あるいは、これらの各部は、それら各部の機能を有する回路が集積された一つの集積回路であってもよい。
制御部２０１は、移動局装置２００全体を制御する。そして制御部２０１は、移動局装置２００で動作する各種のアプリケーションプログラムを実行する。そのために、制御部２０１は、プロセッサと不揮発性メモリ及び揮発性メモリを有する。そして制御部２０１は、移動局装置２００が有するキーパッドなどの操作部（図示せず）を介したユーザの操作により、電話、データ通信などの通信を行うアプリケーションが起動されると、そのアプリケーションにしたがって呼制御部２１１を動作させる。そして制御部２０１は、そのアプリケーションにより送信することが要求されたデータあるいは移動局装置２００が有するマイクロホン（図示せず）から取得した音声信号に対して情報源符号化処理を実行する。そして制御部２０１は、それらの処理の結果得られた信号をアップリンク信号としてベースバンド処理部２０２に渡す。また制御部２０１は、ベースバンド処理部２０２からダウンリンク信号を受け取ると、情報源符号の復号処理などを実行することにより、音声信号あるいはデータを取得する。そして制御部２０１は、移動局装置２００が有するスピーカ（図示せず）へ音声信号を渡す。また制御部２０１は、取得したデータを移動局装置２００が有するディスプレイ（図示せず）に表示させる。
呼制御部２１１は、移動局装置２００と基地局装置との間における、呼び出し、応答、切断などの呼制御処理を実行する。そして呼制御部２１１は、その呼制御処理の結果に応じて、ベースバンド処理部２０２に対して動作の開始または終了を指示する。
ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
以上説明した実施形態及びその変形例に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
無線周波数を有する無線信号に局部信号を乗じることにより、該無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換する周波数同期部と、
前記ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、該第１の期間と前記無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、該第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出する同一信号相関部と、
前記第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、該第３の期間から前記有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、前記第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出する他シンボル相関部と、
前記第１の相関値から前記第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定する周波数誤差推定部と、
前記周波数誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号を補正する周波数補正部と、
を有する周波数制御装置。
（付記２）
前記周波数誤差推定部は、前記第２の相関値の絶対値の前記第１の相関値の絶対値に対する比が、前記無線信号に対する干渉信号が存在することに相当する第１の閾値以上である場合、前記差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、一方、前記比が前記第１の閾値未満である場合、前記第１の相関値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定する、付記１に記載の周波数制御装置。
（付記３）
前記周波数誤差推定部は、前記第１の伝送シンボルを含む複数の伝送シンボルについて算出された前記第２の相関値の位相成分の分散が、前記無線信号に対する干渉信号が存在することに相当する第２の閾値以下である場合、前記差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、一方、前記分散が前記第２の閾値よりも大きい場合、前記第１の相関値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定する、付記１に記載の周波数制御装置。
（付記４）
前記周波数誤差推定部は、前記第２の相関値の絶対値の前記第１の相関値の絶対値に対する比が、前記無線信号に対する干渉信号が存在することに相当する第１の閾値以上であり、かつ、前記第１の伝送シンボルを含む複数の伝送シンボルについて算出された前記第２の相関値の位相成分の分散が、前記無線信号に対する干渉信号が存在することに相当する第２の閾値以下である場合、前記差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、一方、前記比が前記第１の閾値未満である場合、あるいは前記分散が前記第２の閾値よりも大きい場合、前記第１の相関値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定する、付記１に記載の周波数制御装置。
（付記５）
前記他シンボル相関部は、前記第１の伝送シンボルを含む複数の伝送シンボルのそれぞれについて算出された前記第２の相関値の統計的代表値を前記第１の伝送シンボルに対する前記第２の相関値とする、付記１〜４の何れか一項に記載の周波数制御装置。
（付記６）
前記第３の期間の長さは、前記第１の期間の長さと等しい、付記１〜５の何れか一項に記載の周波数制御装置。
（付記７）
前記第３の期間は、前記第１の期間または前記第２の期間の何れかと等しい、付記１〜６の何れか一項に記載の周波数制御装置。
（付記８）
前記第３の期間及び前記第１の期間は、前記第１の伝送シンボルのガードインターバルに含まれる、付記７に記載の周波数制御装置。
（付記９）
無線周波数を有する無線信号に局部信号を乗じることにより、該無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換し、
前記ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、該第１の期間と前記無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、該第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出し、
前記第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、該第３の期間から前記有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、前記第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出し、
前記第１の相関値から前記第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、
前記周波数誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号を補正する、
ことを含む周波数制御方法。
（付記１０）
移動局装置から送信された無線信号を受信するアンテナと、
周波数変換部であって、
前記アンテナにより受信された無線信号に局部信号を乗じることにより、該無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換し、
前記ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、該第１の期間と前記無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、該第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出し、
前記第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、該第３の期間から前記有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、前記第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出し、
前記第１の相関値から前記第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、
前記周波数誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号を補正する周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力されたベースバンド信号を復調する復調部と、
前記復調部により復調された信号に含まれるデータを再生するベースバンド処理部と、
前記再生されたデータをコアネットワークへ出力するインターフェース部と、
を有する基地局装置。
（付記１１）
基地局装置から送信された無線信号を受信するアンテナと、
周波数変換部であって、
前記アンテナにより受信された無線信号に局部信号を乗じることにより、該無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換し、
前記ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、該第１の期間と前記無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、該第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出し、
前記第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、該第３の期間から前記有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、前記第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出し、
前記第１の相関値から前記第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、
前記周波数誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号を補正する周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力されたベースバンド信号を復調する復調部と、
前記復調部により復調された信号に含まれるデータを再生するベースバンド処理部と、
を有する移動局装置。
（付記１）
無線周波数を有する無線信号に局部信号を乗じることにより、該無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換する周波数同期部と、
前記ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、該第１の期間と前記無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、該第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出する同一信号相関部と、
前記第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、該第３の期間から前記有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、前記第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出する他シンボル相関部と、
前記第１の相関値から前記第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定する周波数誤差推定部と、
前記周波数誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号を補正する周波数補正部と、
を有する周波数制御装置。
（付記２）
前記周波数誤差推定部は、前記第２の相関値の絶対値の前記第１の相関値の絶対値に対する比が、前記無線信号に対する干渉信号が存在することに相当する第１の閾値以上である場合、前記差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、一方、前記比が前記第１の閾値未満である場合、前記第１の相関値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定する、付記１に記載の周波数制御装置。
（付記３）
前記周波数誤差推定部は、前記第１の伝送シンボルを含む複数の伝送シンボルについて算出された前記第２の相関値の位相成分の分散が、前記無線信号に対する干渉信号が存在することに相当する第２の閾値以下である場合、前記差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、一方、前記分散が前記第２の閾値よりも大きい場合、前記第１の相関値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定する、付記１に記載の周波数制御装置。
（付記４）
前記周波数誤差推定部は、前記第２の相関値の絶対値の前記第１の相関値の絶対値に対する比が、前記無線信号に対する干渉信号が存在することに相当する第１の閾値以上であり、かつ、前記第１の伝送シンボルを含む複数の伝送シンボルについて算出された前記第２の相関値の位相成分の分散が、前記無線信号に対する干渉信号が存在することに相当する第２の閾値以下である場合、前記差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、一方、前記比が前記第１の閾値未満である場合、あるいは前記分散が前記第２の閾値よりも大きい場合、前記第１の相関値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定する、付記１に記載の周波数制御装置。
（付記５）
前記他シンボル相関部は、前記第１の伝送シンボルを含む複数の伝送シンボルのそれぞれについて算出された前記第２の相関値の統計的代表値を前記第１の伝送シンボルに対する前記第２の相関値とする、付記１〜４の何れか一項に記載の周波数制御装置。
（付記６）
前記第３の期間の長さは、前記第１の期間の長さと等しい、付記１〜５の何れか一項に記載の周波数制御装置。
（付記７）
前記第３の期間は、前記第１の期間または前記第２の期間の何れかと等しい、付記１〜６の何れか一項に記載の周波数制御装置。
（付記８）
前記第３の期間及び前記第１の期間は、前記第１の伝送シンボルのガードインターバルに含まれる、付記７に記載の周波数制御装置。
（付記９）
無線周波数を有する無線信号に局部信号を乗じることにより、該無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換し、
前記ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、該第１の期間と前記無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、該第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出し、
前記第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、該第３の期間から前記有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、前記第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出し、
前記第１の相関値から前記第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、
前記周波数誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号を補正する、
ことを含む周波数制御方法。
（付記１０）
移動局装置から送信された無線信号を受信するアンテナと、
周波数変換部であって、
前記アンテナにより受信された無線信号に局部信号を乗じることにより、該無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換し、
前記ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、該第１の期間と前記無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、該第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出し、
前記第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、該第３の期間から前記有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、前記第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出し、
前記第１の相関値から前記第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、
前記周波数誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号を補正する周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力されたベースバンド信号を復調する復調部と、
前記復調部により復調された信号に含まれるデータを再生するベースバンド処理部と、
前記再生されたデータをコアネットワークへ出力するインターフェース部と、
を有する基地局装置。
（付記１１）
基地局装置から送信された無線信号を受信するアンテナと、
周波数変換部であって、
前記アンテナにより受信された無線信号に局部信号を乗じることにより、該無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換し、
前記ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、該第１の期間と前記無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長である有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、該第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出し、
前記第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、該第３の期間から前記有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、前記第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出し、
前記第１の相関値から前記第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、
前記周波数誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号を補正する周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力されたベースバンド信号を復調する復調部と、
前記復調部により復調された信号に含まれるデータを再生するベースバンド処理部と、
を有する移動局装置。
１、２ 周波数制御装置
１０ アンテナ
１１ 周波数同期部
１２ 同一信号相関部
１３ 他シンボル相関部
１４ 周波数誤差推定部
１５ 周波数補正部
１６ 復調部
２１ 周波数同期補正部
１３１ 遅延回路
１３２ 相関演算回路
１３３ メモリ回路
１３４ 統計的代表値演算回路
１４１ 比較回路
１４２ 減算回路
１４３ 誤差推定回路
１４４ メモリ回路
１４５ 分散検出回路
１４６ スイッチ
１００ 基地局装置
１０１ インターフェース部
１０２ ベースバンド処理部
１０３ 変調部
１０４ 送信用周波数変換部
１０５ 送信用増幅器
１０６ デュプレクサ
１０７ アンテナ
１０８ 受信用増幅器
１０９ 受信用周波数変換部
１１０ 復調部
２００ 基地局装置
２０１ 制御部
２０２ ベースバンド処理部
２０３ 変調部
２０４ 送信用周波数変換部
２０５ 送信用増幅器
２０６ デュプレクサ
２０７ アンテナ
２０８ 受信用増幅器
２０９ 受信用周波数変換部
２１０ 復調部
２１１ 呼制御部
１０ アンテナ
１１ 周波数同期部
１２ 同一信号相関部
１３ 他シンボル相関部
１４ 周波数誤差推定部
１５ 周波数補正部
１６ 復調部
２１ 周波数同期補正部
１３１ 遅延回路
１３２ 相関演算回路
１３３ メモリ回路
１３４ 統計的代表値演算回路
１４１ 比較回路
１４２ 減算回路
１４３ 誤差推定回路
１４４ メモリ回路
１４５ 分散検出回路
１４６ スイッチ
１００ 基地局装置
１０１ インターフェース部
１０２ ベースバンド処理部
１０３ 変調部
１０４ 送信用周波数変換部
１０５ 送信用増幅器
１０６ デュプレクサ
１０７ アンテナ
１０８ 受信用増幅器
１０９ 受信用周波数変換部
１１０ 復調部
２００ 基地局装置
２０１ 制御部
２０２ ベースバンド処理部
２０３ 変調部
２０４ 送信用周波数変換部
２０５ 送信用増幅器
２０６ デュプレクサ
２０７ アンテナ
２０８ 受信用増幅器
２０９ 受信用周波数変換部
２１０ 復調部
２１１ 呼制御部
Claims (7)
- 無線周波数を有する無線信号に局部信号を乗じることにより、該無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換する周波数同期部と、
前記ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、該第１の期間と前記無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長であり、かつ前記第１の伝送シンボルの長さよりも短い有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、該第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出する同一信号相関部と、
前記第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、該第３の期間から前記有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、前記第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出する他シンボル相関部と、
前記第１の相関値から前記第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定する周波数誤差推定部と、
前記周波数誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号を補正する周波数補正部と、
を有する周波数制御装置。 - 前記周波数誤差推定部は、前記第２の相関値の絶対値の前記第１の相関値の絶対値に対する比が、前記無線信号に対する干渉信号が存在することに相当する第１の閾値以上である場合、前記差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、一方、前記比が前記第１の閾値未満である場合、前記第１の相関値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定する、請求項１に記載の周波数制御装置。
- 前記周波数誤差推定部は、前記第１の伝送シンボルを含む複数の伝送シンボルについて算出された前記第２の相関値の位相成分の分散が、前記無線信号に対する干渉信号が存在することに相当する第２の閾値以下である場合、前記差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、一方、前記分散が前記第２の閾値よりも大きい場合、前記第１の相関値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定する、請求項１に記載の周波数制御装置。
- 前記周波数誤差推定部は、前記第２の相関値の絶対値の前記第１の相関値の絶対値に対する比が、前記無線信号に対する干渉信号が存在することに相当する第１の閾値以上であり、かつ、前記第１の伝送シンボルを含む複数の伝送シンボルについて算出された前記第２の相関値の位相成分の分散が、前記無線信号に対する干渉信号が存在することに相当する第２の閾値以下である場合、前記差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、一方、前記比が前記第１の閾値未満である場合、あるいは前記分散が前記第２の閾値よりも大きい場合、前記第１の相関値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定する、請求項１に記載の周波数制御装置。
- 無線周波数を有する無線信号に局部信号を乗じることにより、該無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換し、
前記ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、該第１の期間と前記無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長であり、かつ前記第１の伝送シンボルの長さよりも短い有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、該第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出し、
前記第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、該第３の期間から前記有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、前記第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出し、
前記第１の相関値から前記第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、
前記周波数誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号を補正する、
ことを含む周波数制御方法。 - 移動局装置から送信された無線信号を受信するアンテナと、
周波数変換部であって、
前記アンテナにより受信された無線信号に局部信号を乗じることにより、該無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換し、
前記ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、該第１の期間と前記無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長であり、かつ前記第１の伝送シンボルの長さよりも短い有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、該第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出し、
前記第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、該第３の期間から前記有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、前記第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出し、
前記第１の相関値から前記第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、
前記周波数誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号を補正する周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力されたベースバンド信号を復調する復調部と、
前記復調部により復調された信号に含まれるデータを再生するベースバンド処理部と、
前記再生されたデータをコアネットワークへ出力するインターフェース部と、
を有する基地局装置。 - 基地局装置から送信された無線信号を受信するアンテナと、
周波数変換部であって、
前記アンテナにより受信された無線信号に局部信号を乗じることにより、該無線信号をベースバンド周波数を有するベースバンド信号に変換し、
前記ベースバンド信号の第１の伝送シンボル内の第１の期間に含まれる信号と、該第１の期間と前記無線信号に含まれる搬送波が直交変換される単位長であり、かつ前記第１の伝送シンボルの長さよりも短い有効シンボル長ずれた第２の期間に含まれ、該第１の期間に含まれる信号と同一である信号との第１の相関値を算出し、
前記第１の伝送シンボルに含まれる第３の期間に含まれる信号と、該第３の期間から前記有効シンボル長の整数倍ずれて配置され、前記第１の伝送シンボルと異なる第２の伝送シンボルに含まれる第４の期間に含まれる信号との第２の相関値を算出し、
前記第１の相関値から前記第２の相関値を減算することにより得られた差分値の位相回転量から前記無線信号に加えられた周波数誤差を推定し、
前記周波数誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号を補正する周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力されたベースバンド信号を復調する復調部と、
前記復調部により復調された信号に含まれるデータを再生するベースバンド処理部と、
を有する移動局装置。
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