JP4823358B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、マルチキャリア伝送方式（例えばOFDM(Orthogonal
Frequency Divisional Multiplexing：直交周波数分割多重(OFDMAを含む))）を用いた移動通信システムの移動局に関する。本発明は、特に、基地局間を移動する移動局のハンドオーバ処理などのために、現在通信している基地局と通信を行いながら、他の基地局との同期タイミングを検出する処理に好適である。

マルチキャリア伝送方式は、データを複数のサブキャリアに分けて並列伝送するものであり、シングルキャリア伝送に比べてシンボル期間を長くすることができることから、マルチパスによる伝送劣化を小さく抑えることができる。また、マルチキャリア伝送の効率的な実現手段であるＯＦＤＭは、直交化された複数のサブキャリアで信号伝送を行うため、周波数利用効率が高く、高速伝送も実現される。

図１は、マルチキャリア伝送方式による送受信機の概略構成を示す図である。図１（ａ）は送信機、図１（ｂ）は受信機を示す。図１（ａ）において、入力されるデータ信号は、シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）１により複数の並列シンボルに変換され、サブキャリア変調部２により、Ｉ／Ｑ成分に複素変調された複数のサブキャリア信号が生成され、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）３は各サブキャリア信号を逆高速フーリエ変換する。変換された出力信号は、ガードインターバル（ＧＩ）挿入部４によりガードインターバルが付与され、さらに、RF信号に周波数変換（図示せず）された後、アンテナから送信される。

受信機では、送信機と逆の動作を行う。具体的には、まず、タイミング検出部５がシンボルタイミング（以下、同期タイミングと称する場合がある）、すなわちガードインターバルの位置を検出する。シンボルタイミングの検出は、有効シンボル長の長さだけ時間シフトした受信信号との自己相関を検出することによりガードインターバルの位置を検出する既知の自己相関法などにより実現される。

ガードインターバル除去部６は、検出されたシンボルタイミングに基づいて、受信した入力信号からガードインターバルを除去し、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）７により、シンボルタイミングをＦＦＴの開始タイミングとして受信信号を高速フーリエ変換することで、複数のサブキャリア信号が再生され、サブキャリア復調部８によりサブキャリア信号が復調され、パラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）９によりシリアル信号に戻すことで、元のデータが出力され、受信処理部２０により復調処理される。

ガードインターバル（ＧＩ）は、シンボルの後半部分をそのシンボルの先頭にコピーして付けたものである。ＧＩを付与することで、マルチパス伝搬路において発生するシンボル間干渉などによる伝送劣化を抑えることができる。

マルチキャリア伝送方式（特にＯＦＤＭ）は、地上波デジタルテレビや無線LANなどで実用化されているが、近年、携帯電話などの移動通信システムへの適用が進んでいる。その際、携帯電話機などの移動局が通信を行う基地局を切り替えるハンドオーバ処理を行うことがあるが、ハンドオーバより通信先の基地局を切り替える作業を容易とするために、各基地局で通信の基準となる所定の同期タイミングを一致させることがある。

基地局間の同期タイミングを一致させる手段としては、例えば、GPS(Global Positioning System)を用いたＧＰＳ方式や、高安定の基準発振器を基地局に配置して複数の基地局を従属させる従属方式などが知られている。

ＧＰＳ方式は、ＧＰＳ受信機を基地局がカバーするセル単位に１台ずつ設置し、ＧＰＳ受信機が出力する基準クロックを基地局の同期タイミング信号として用いる。このため、基地局には、ＧＰＳ受信機から基準クロックを得るための外部アンテナや引き込み線などの設備が必要となる。

また、従属方式では、高安定のクロック信号を生成する基準発振器を導入する必要があり、基準発振器が設置された基地局からからの従属機能の提供が必要である。

また、移動局が現在通信を行っている第一の基地局からハンドオーバを行って第二の基地局と通信を開始する際に、ハンドオーバが開始される前に移動局が第二の基地局からモニター用スロットを受信して、モニター用スロットに割り当てられた既知のパイロットシンボルから同期を確立する手法が知られている（特許文献１）。なお、マルチキャリア伝送方式を用いた移動通信システムにおいて、ハンドオーバ処理を簡略化する技術として、複数のサブキャリアが指定されたサブキャリアセットを各基地局に設定し、各基地局に設定されるサブキャリアセットの複数のサブキャリアは、隣接する基地局に設定されるサブキャリアセットの複数のサブキャリアと異なるサブキャリアであって、各サブキャリアセット内では隣り合うサブキャリアが用いられないように設定される技術が知られている（特許文献２）。
特開２００２−３００６２８号公報 特開２００６−３３３４５２号公報

しかしながら、上述のＧＰＳ方式では、ＧＰＳ受信機から基準クロックを得るための外部アンテナや引き込み線などの設備を基地局に設ける必要があるため、衛星電波を受信するための制約が生じ、また、移動通信システムに必須のハンドオーバ処理を、別システムであるＧＰＳに依存することになる。

また、上述の従属方式では、一つの基準発振器のクロック信号に従属する基地局のエリアは制限され、一つの基準発振器からクロック信号が分配されるエリア内の基地局は互いに同期するが、別の基準発振器に属するエリアの基地局とは非同期となり、基準発振器同士の同期化が必要となる。

さらに、上記特許文献１に開示される技術は、ハンドオーバ処理前に、移動局がハンドオーバ先の第二の基地局からのパイロットシンボルから位相情報を取得し、同期を確立するものであるが、パイロットシンボルから位相情報を取得するためには、移動局は第二の基地局と同期タイミングを一致させる必要がある。第一の基地局と第二の基地局の同期タイミングが一致している場合は、移動局は第一の基地局の同期タイミングと同一の同期タイミングを用いて第二の基地局と通信することにより、パイロットシンボルから位相情報を取得することができるが、第一の基地局と第二の基地局の同期タイミングが一致していない場合は、第二の基地局の同期タイミングを検出する必要が生じる。移動局が第二の基地局の同期タイミングを検出するために、ガードインターバルの相関を測定する自己相関方式などが既知の手法として知られているが、特許文献１には、その手法についての具体的な開示はない。また、第一の基地局と通信しながら、第二の基地局からのパイロット信号を受信して同期した後位相情報を取得するためには、受信回路と同等の回路が別途必要となり、回路規模の増大につながる。

そこで、本発明の目的は、基地局間で送信タイミングの同期がとれていなくとも、現在通信している基地局とは別の基地局の同期タイミングを検出することができる移動局（無線通信装置）を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の無線通信装置の第一の構成は、異なるサブキャリアを用いて既知信号を送信する複数の基地局を備えた無線通信システムにおいて用いられる無線通信装置において、受信期間が所定時間ずつ異なる複数の受信信号部分についてそれぞれフーリエ変換処理を施すフーリエ変換処理部と、該フーリエ変換処理部により得られた複数のサブキャリアに対応する信号のうち、前記既知信号を含むサブキャリアに対応する信号を選択する選択部と、該選択部により選択された複数のサブキャリアのそれぞれに対応する信号について既知信号との間の相関を求める相関演算を行い、前記相関演算によって得られた相関に基づいて、通信中の基地局とは異なる他の基地局についての同期タイミングを、前記複数の受信信号部分の開始タイミングの中から選択する相関検出部とを備えることを特徴とする。

本発明の無線通信装置の第二の構成は、上記第一の構成において、前記フーリエ変換処理部は、受信期間が所定時間ずつ異なる複数の受信信号部分についてそれぞれフーリエ変換処理を施す複数のフーリエ変換処理回路を有することを特徴とする。

本発明の無線通信装置の第三の構成は、上位第一の構成において、前記フーリエ変換処理部は、少なくとも一つの前記受信信号部分を記憶するバッファと、前記受信信号部分を前記バッファから読み出してフーリエ変換処理し、その後、受信期間が所定時間ずれた受信信号部分を読み出してフーリエ変換処理する少なくとも一つのフーリエ変換処理回路とを有することを特徴とする。

本発明の無線通信装置の第四の構成は、上記第一の構成において、前記フーリエ変換処理部は、連続する複数の受信信号部分をフーリエ変換処理し、その平均値をフーリエ変換処理結果として出力することを特徴とする。

本発明の無線通信装置の第五の構成は、上記第一の構成において、さらに、前記相関検出部により周期的に選択される他の基地局の同期タイミングの検出値を検出毎に記憶する記憶部と、各検出値に対応する各受信信号の電波強度に応じて、前記記憶部に記憶されている各検出値に重み付けを行い、該重み付けを考慮して複数の検出値からを他の基地局の同期タイミングを決定する更新制御部を備えることを特徴とする。

本発明の無線通信装置の第六の構成は、上記第一の構成において、さらに、同一のチャネルを用いて送信と受信が交互に切り替わる通信方式により通信が行われる場合、前記相関検出部により選択された他の基地局の同期タイミングにより復調処理された受信信号の先頭に含まれるプリアンブルを検出するプリアンブル検出部を備え、前記プリアンブル検出部は、前記プリアンブルの検出に基づいて、前記受信信号の受信開始タイミングを判定することを特徴とする。

本発明の無線通信装置の第七の構成は、上記第一の構成において、現在通信している基地局から前記他の基地局へのハンドオーバ処理が行われるとき、前記相関検出部により選択された前記他の基地局の同期タイミングに切り替えて、受信信号を復調する受信処理部を備えることを特徴とする無線通信装置。

本発明の無線通信装置の第八の構成は、上記第七の構成において、現在通信している基地局から信号及び他の基地局からの信号の同一区間の信号部分を記憶するバッファと、
前記バッファに前記信号部分が記憶されている場合、前記受信処理部の処理速度を速める速度変換処理部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、基地局間で送信タイミングの同期がとれていなくとも、現在通信している基地局とは別の基地局の同期タイミングを検出することができる。また、他の基地局の同期タイミングを前もって取得できるので、ハンドオーバの際に、スムーズに基地局切り替えが可能となる。また、基地局同士を同期させる手段が必要なくなるので、システム全体のコスト削減が実現される。

マルチキャリア伝送方式による送受信機の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態における移動通信システムを示す図である。 本発明の実施の形態における無線通信装置である移動局ＭＳの受信側の構成例を示す図である。 他基地局タイミング検出部１０の第一のブロック構成例を示す図である。 他基地局タイミング検出部１０の第二のブロック構成例を示す図である。 ＦＦＴ開始タイミングと相関の関係を示す図である。 他基地局タイミング検出部１０の第三のブロック構成例を示す図である。 他基地局タイミング検出部１０の第四のブロック構成例を示す図である。 他基地局タイミング検出部１０の第五のブロック構成例を示す図である。 本発明の実施の形態における無線通信装置である移動局ＭＳの受信側の別の構成例を示す図である。 図１１は、サブキャリアにおけるパイロット信号の配置パターンの例を示す図である。

符号の説明

１０：他基地局タイミング検出部、１１：ＦＦＴ、１２：サブキャリア選択部、１３：相関検出部、１４：記憶部、１５：平均化部、１６：更新制御部、１８：プリアンブル検出部

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図２は、本発明の実施の形態における移動通信システムを示す図である。図２（ａ）において、移動局ＭＳ（本発明における無線通信装置）は、セルがそれぞれ隣接している複数の基地局ＢＴＳ１〜ＢＴＳ３からの電波の電界強度を監視し、最も電界強度の強い基地局と通信し、通信中に、最も強い電界強度の基地局が変化した場合は、ハンドオーバ処理により、通信する基地局を切り替える。なお、切り替えを行う条件は、通信中の基地局との間のCINRが所定のしきい値を下回ったことなどの条件とすることができる。

なお、各基地局ＢＴＳは、同一の周波数帯（チャネル）により通信を行うが、サブキャリアの周波数は互いに異なるように設定されている。図２（ｂ）は、各基地局ＢＴＳのサブキャリアが互いに異なっている状態を示す。なお、既知の信号としてのパイロット信号を送信するサブキャリアの周波数はあらかじめ決められているものとする。

さらに、図２（ｃ）に示すように、ＴＤＤ(Time
Division Duplex)方式による通信が行われる場合、上り信号（ＭＳ→ＢＴＳ）と下り信号（ＢＴＳ→ＭＳ）を同一の周波数を用いて、時間軸上で送信と受信を高速に切り替えるが、基地局間は互いに同期していないので、送受信が切り替わるタイミングは基地局毎に異なる。基地局間の送受信切り替わりタイミングのずれは、おおよそＴＴＧ（又はＲＴＧ）以内であり、送信タイミングと受信タイミングが互いに正反対になるほどのずれは生じていないものとする。図２（ｄ）は、上り信号、下り信号のデータ構成例を示す図であり、下り信号の先頭には、下り信号を識別するための論理情報であるプリアンブル（preamble）が付されている。

本発明の実施の形態における移動局ＭＳは、以下に述べるように、現在通信している基地局と通信を行いながら、他の基地局の同期タイミングを取得しておくことで、同期タイミングが異なる他の基地局との通信に切り替わる際、予め取得してある同期タイミングに切り替えることで、通信が切断される可能性を抑えたハンドオーバが実現可能となる。

図３は、本発明の実施の形態における無線通信装置である移動局ＭＳの受信側の構成例を示す図である。図１（ｂ）の構成と同様に、タイミング検出部５が自己相関方式などの相関検出により、受信信号から現在通信している基地局の同期タイミングを検出し、ガードインターバル除去部６は、検出された同期タイミングに基づいて、受信信号からガードインターバルを除去し、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）７により、同期タイミングをＦＦＴの開始タイミングとして受信信号を高速フーリエ変換することで、複数のサブキャリア信号が再生され、サブキャリア復調部８によりサブキャリア信号が復調され、パラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）９によりシリアル信号に戻すことで、元のデータが出力され、受信処理部２０により復調処理される。

さらに、移動局ＭＳは、他基地局タイミング検出部１０を備える。他基地局タイミング検出部１０は、現在通信している基地局以外の一つ又は複数の他の基地局からの受信信号から、該他の基地局の同期タイミングを抽出し、記憶しておく。

図４は、他基地局タイミング検出部１０の第一のブロック構成例を示す図である。図４において、他基地局タイミング検出部１０は、複数の高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）１１−ｎ（各ＦＦＴを区別せずに、総称する場合は、ＦＦＴ１１と称する場合がある）と、各ＦＦＴ１１から出力される複数のサブキャリア信号から、他の基地局それぞれからにおいて既知のパイロット信号が割り当てられた周波数のサブキャリア（１又は複数のサブキャリアであり、ここは、１つの周波数のサブキャリアにパイロット信号がわりあてられているものとする）を選択するサブキャリア選択部１２と、既知のパイロット信号と、選択された周波数のサブキャリアにより受信した受信信号との相関演算を行って相関の検出を行い、相関演算によって得られた相関に基づいて、通信中の基地局とは異なる他の基地局についての同期タイミングを、各ＦＦＴのＦＦＴ開始タイミングの中から選択する相関検出部１３と、検出した相関に基づいて他基地局の同期タイミングとしてのＦＦＴ開始タイミングとその周期を記憶する記憶部１４とを備える。

好ましくは、複数の他の基地局のそれぞれについて最大の相関が得られるＦＦＴの開始タイミングとその周期を記憶する。その際、複数の他の基地局の相関値が所定のしきい値を超える基地局について制限してタイミングを記憶することもできるし、さらに、複数の他の基地局の中で、最大の相関値が得られた１つの基地局についてだけタイミングを記憶することもできる。

複数のＦＦＴ１１−ｎは、図示されるように、それぞれＦＦＴ開始タイミングがずらされており、例えば、ＦＦＴ１１−１、ＦＦＴ１１−２、…の順にＦＦＴ開始タイミングが所定区間毎に遅れるように設定される。各ＦＦＴのフーリエ変換する信号長さは同一である。信号長さは、ガードインターバルが付されたシンボルデータの長さ（シンボル長）であり、この長さは既知である。このとき、ちょうどデータシンボルに対応する長さの信号をフーリエ変換したＦＦＴ（図４の例では、ＦＦＴ１１−４）の出力から高い相関が得られ、高い相関が得られるＦＦＴの周期から、同期タイミングを求めることができる。最後のＦＦＴ１１−ｎの開始タイミングでフーリエ変換が行われると、ＦＦＴ１１−１に戻り、ＦＦＴ１１−ｎの開始タイミングから所定遅延経過したタイミングを開始タイミングとして、ＦＦＴ１１−１から順に、所定の信号長さをフーリエ変換していく。

各ＦＦＴの開始タイミングの間隔は、シンボル長よりも短い時間であり、好ましくは、シンボル長ＬをＮ分割して得られるＬ／Ｎずつずらし、ＦＦＴはＮ個設けられる。ＦＦＴは、例えば１６個（Ｎ＝１６）程度であってもよいし、それより少ない数又は多い数であってもよい。ＦＦＴの数を増やすほど、開始タイミングの間隔を狭くすることができ、同期タイミングの検出分解能が向上する。回路規模や検出精度に応じて、最適なＦＦＴ数が設定される。

サブキャリア選択部１２は、各ＦＦＴから出力から、パイロット信号が割り当てられたサブキャリアを選択し、相関検出部１３は、選択された各サブキャリアに対応する受信信号と既知のパイロット信号とを比較する。そうすると、その中からデータシンボル部分をすべて含む区間の信号をフーリエ変換したＦＦＴ（図４の例では、ＦＦＴ１１−４）のサブキャリアとの相関が最も高くなるので、相関が最も高くなるＦＦＴの開始タイミングを他の基地局の同期タイミングとして検出することができる。基地局により、パイロット信号が割り当てられているサブキャリアの周波数は異なるので、同期タイミングを検出したい基地局のサブキャリアの周波数を選択することで、複数の他の基地局の中から、特定の基地局の同期タイミングを抽出することができる。

なお、サブキャリア選択部１２は、各ＦＦＴから得られた信号を記憶する記憶部を備え、ＦＦＴの出力結果を記憶しておき、相関検出部１３における相関演算を行う際に、対応するサブキャリアの記憶データを相関検出部１３に出力することとしてもよい。これによれば、相関演算を行う対称の基地局を切り替えるごとに別途ＦＦＴ処理を行わなくてよいからである。もちろん、記憶部を設けずに、パイロット信号を含む各サブキャリアに対応する受信データ（好ましくは、相関演算を行う対象の全てのサブキャリアに対応する受信データ）を並列的に相関検出部１３に与え、相関検出部１３は、並列して各サブキャリアについてパイロット信号との相関演算を行ってもよい。

図５は、他基地局タイミング検出部１０の第二のブロック構成例を示す図である。第二の構成例は、各ＦＦＴ１１が、自己の開始タイミングを基準に複数回（図５の例では、２回）連続してフーリエ変換を行い、平均化部１５は、各ＦＦＴの出力を平均化する。相関検出部１３は、平均化された出力に基づいて相関を求める。複数回のＦＦＴ出力を平均化することで、瞬間的なノイズなどの影響を排除し、相関判定の精度を向上させることができる。

図６は、ＦＦＴ開始タイミングと相関の関係を示す図である。具体的には、図６は、図５で示した第二の構成例における各ＦＦＴが２回連続してフーリエ変換した場合の相関関係を示す。データシンボル（パイロットシンボル）をすべて含む区間をＦＦＴする場合に、相関が最も高くなる状態が示されている。

図７は、他基地局タイミング検出部１０の第三のブロック構成例を示す図である。第三の構成例では、更新制御部１６が、記憶部１４に記憶された他の基地局の同期タイミングを更新する。ＦＦＴ１１は、現在通信している基地局との通信が行われている間、受信信号に対するフーリエ変換処理を繰り返し行っているので、相関検出部１３も、他の基地局の同期タイミングを周期的に繰り返し求めることになる。記憶部１４は、他の基地局それぞれについて検出された同期タイミングを、随時、最新の同期タイミングに上書き更新してもよいし、記憶部１４に記憶されている同期タイミングを、最新の同期タイミングによって随時補正して更新してもよい。具体的には、他の基地局それぞれについて周期的に検出される同期タイミングを検出値として検出毎に記憶部１４に記憶し、各同期タイミング（検出値）に重み付けを施す。重み付けは、例えば、受信信号の電波強度に応じて設定される。電波強度が強い場合は、重み付けを大きくし、弱い場合は小さくする。この重み付けを考慮して、例えば、累積された同期タイミング（検出値）の平均値を求め、それを他の基地局の同期タイミングと決定し、記憶部１４に記憶させる。電波強度が弱いときに求められた同期タイミングは誤差を含んでいる可能性が高いので、影響度合いを低くする。また、累積して平均を取っていくことで、検出精度が向上する。

図８は、他基地局タイミング検出部１０の第四のブロック構成例を示す図である。第四の構成例では、プリアンブル検出部１８が、相関検出部１３により求められた同期タイミングに基づいて受信処理した信号から、下り信号（基地局BTSから移動局MSに送信される信号）に含まれるプリアンブルを検出する。論理情報であるプリアンブルは既知のパターンデータであり、基地局MSが、他基地局の下り信号のプリアンブルを検出することで、ＴＤＤ(Time
Division Duplex)通信における他基地局の送受信切り替えタイミングを判定可能となる。上り信号及び下り信号それぞれのフレーム区間は、図２（ｄ）に示すように、それぞれシンボルデータの整数倍の長さ（既知）であり、既知のパターンデータが埋め込まれる下り信号のプリアンブルを求めることで、送受信切り替えタイミングを知ることができる。プリアンブル検出部１８は、相関検出部１３により求められた同期タイミングに基づいて受信処理した信号を、シンボルデータ毎にあらかじめ与えられているパターンデータと比較し、パターンデータと一致したシンボルデータのタイミングを下り信号の受信開始タイミングと決定し、下り信号区間と上り信号区間長さはあらかじめ設定されているため、さらに下り信号の受信タイミングを基準に上り信号の送信開始タイミングを決定することができる。下り信号の受信開始タイミング情報は、記憶部１４に記憶され、ハンドオーバ時において、記憶部１４に記憶されている受信開始タイミング情報に従って、切り替え後の基地局とＴＤＤ通信を行う。

図９は、他基地局タイミング検出部１０の第五のブロック構成例を示す図である。第五のブロック構成例では、ＦＦＴ開始タイミングの遅延時間分のデータを記憶する複数のデータバッファB1〜Bn（以下、総称する場合はデータＢと称する）を用意し、１つ又は複数のＦＦＴ１１により、ＦＦＴ開始タイミングがずらされた演算範囲のデータをデータバッファＢから読み出して、フーリエ変換処理を逐次行っていく。

例えば、一つのＦＦＴ１１は、ｍ回目のデータ演算（フーリエ変換処理）範囲として、データバッファＢ２〜Ｂn-1を読み出してフーリエ変換処理し、その後、ｍ＋１回目のデータ演算範囲として、データバッファＢ３〜Ｂnを読み出してフーリエ変換処理する。

このとき、データバッファＢ２のデータは、次回以降のデータ演算範囲から外れるので、新たのデータの記憶領域として用いられる。ＦＦＴ１１の１回の演算処理速度に応じて、必要な量のデータバッファＢが設けられる。また、データバッファＢの容量が制限される場合は、ＦＦＴ１１を必要な数だけ増加させ、並列処理させることにより、演算処理能力を向上させることができる。なお、相関を求める対象の基地局が複数ある場合、その複数の基地局すべての相関演算が完了するまで、データバッファにデータを保持しておき、記憶した同じデータを読み出して相関演算に用いてもよい。

図１０は、本発明の実施の形態における無線通信装置である移動局ＭＳの受信側の別の構成例を示す図である。図３乃至図９の他基地局タイミング検出部１０に加えて、バッファ３０、処理速度変換部３１が設けられる。ハンドオーバの際の同期タイミング切り替えにおいて、切り替え前の基地局と切り替え後の基地局とからの同一のデータに対応する信号の両方を受信処理することで、通信の瞬断を避ける。その際、両データは、同期タイミングの差分時間分ずれているが、１シンボルデータ区間のうちの少なくとも一部が時間軸上で重なる。一方のデータを廃棄せずに、両データを復調処理するために、両データを一時的に格納するバッファ３０と、処理速度を一時的に速める処理速度変換部３１が設けられ、バッファ３０は、同期タイミング切り替え時に時間的に重なって受信処理されるデータを一時的に格納し、処理速度変換部３１は、バッファ３０にデータが蓄積されると、それを開放するように、処理速度を一時的に速めることで、両データを処理し、バッファ３０に蓄積されたデータがなくなると、通常の処理速度に戻す。

また、パイロット信号を送信するサブキャリアは、パイロット信号のみを送信するものではなくともよい。例えば、パイロット信号は、サブキャリアによって一定周期で送信されるような構成でもよい。

図１１は、サブキャリアにおけるパイロット信号の配置パターンの例を示す図である。図１１（ａ）では、複数のサブキャリアのうち、所定の周波数間隔（図中では、サブキャリア番号間隔）ごとのサブキャリアにパイロット信号が配置され、パイロット信号が配置されるサブキャリアにおいても、所定のシンボル数毎にパイロット信号が配置される。図１１（ａ）では、４シンボル毎に１つのパイロット信号が配置されている。

そして、図１１（ｂ）に示すように、パイロット信号が一定間隔で送信する場合であっても、そのパイロット信号の送信周期が既知であれば、開始タイミングをずらしながら、ＦＦＴを行い続けることで、パイロット信号に対応するシンボルにおける開始タイミングとその周期を検出することができ、そのパイロット信号の送信周期を考慮して（検出された開始タイミングの周期（基準周期）に含まれるシンボル数を考慮して）、１シンボル分に対応する開始タイミングとその周期を求めることができる。

上述したように、本実施の形態例によれば、移動局は、現在通信している基地局からの信号を復調処理と並行して、ＦＦＴ開始タイミングがそれぞれずらされた複数のＦＦＴにより、受信信号をフーリエ変換し、他の基地局のパイロット信号を含むサブキャリア信号とのパターン比較による相関検出により、他の基地局の同期タイミングを検出する。基地局同士は同期しているか否かにかかわらず、他の基地局の同期タイミングを取得できるので、基地局同士を同期させる構成を不要とし、移動通信システム全体のコスト削減が実現される。移動局については、他の基地局の同期タイミング検出のために、現在通信している基地局からの信号を復調する回路（受信機能）とは別に新たな受信機能を追加する必要はなく、複数段のＦＦＴ及び相関検出機能のみの簡易な機能追加で実現できる。デジタル処理のみで構成可能な、搭載されているプロセッサでの処理が可能となり、コストアップが抑えられ、また、移動局の小型化を維持できる。

ハンドオーバの際に、基地局間で送信タイミングが同期していなくとも移動局ＭＳは、本発明の他の基地局の同期タイミング検出処理により、すでに他の基地局の同期タイミングを取得しているので、通信切り替えの際に、他の基地局の同期タイミングに従って、他の基地局からの送信信号の受信処理を開始することで、通信の切断を生じさせることなく素早いハンドオーバ処理が可能となる。また、ハンドオーバ処理に限らず、移動局ＭＳが、ある基地局と通信を開始する際の該基地局の同期タイミングを検出する処理にも適用可能である。

なお、ＦＦＴ７をＦＦＴ１１−１と共用し、ＦＦＴ７の出力を通信中の基地局についての受信処理及び他の基地局についての相関演算の双方に用いることもできる。

また、上記実施の形態例では、本発明の無線通信装置として、移動通信システムの移動局を例に説明したが、本発明の無線通信装置は、移動通信システムの基地局であってもよい。基地局が移動局の送信タイミング（同期タイミング）を検出する場合に本発明の処理を適用可能である。

本発明は、マルチキャリア伝送方式（好ましくはOFDM(Orthogonal
Frequency Divisional Multiplexing：直交周波数分割多重)）を用いた移動通信システムの移動局及び基地局に適用可能である。

Claims (8)

1. 異なるサブキャリアを用いて既知信号を送信する複数の基地局を備えた無線通信システムにおいて用いられる無線通信装置において、
   受信期間が所定時間ずつ異なる複数の受信信号部分についてそれぞれフーリエ変換処理を施すフーリエ変換処理部と、
   該フーリエ変換処理部により得られた複数のサブキャリアに対応する信号のうち、前記既知信号を含むサブキャリアに対応する信号を選択する選択部と、
   該選択部により選択された複数のサブキャリアのそれぞれに対応する信号について既知信号との間の相関を求める相関演算を行い、前記相関演算によって得られた相関に基づいて、通信中の基地局とは異なる他の基地局についての同期タイミングを、前記複数の受信信号部分の開始タイミングの中から選択する相関検出部とを備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 請求項１において、
   前記フーリエ変換処理部は、受信期間が所定時間ずつ異なる複数の受信信号部分についてそれぞれフーリエ変換処理を施す複数のフーリエ変換処理回路を有することを特徴とする無線通信装置。
3. 請求項１において、
   前記フーリエ変換処理部は、少なくとも一つの前記受信信号部分を記憶するバッファと、
   前記受信信号部分を前記バッファから読み出してフーリエ変換処理し、その後、受信期間が所定時間ずれた受信信号部分を読み出してフーリエ変換処理する少なくとも一つのフーリエ変換処理回路とを有することを特徴とする無線通信装置。
4. 請求項１において、
   前記フーリエ変換処理部は、連続する複数の受信信号部分をフーリエ変換処理し、その平均値をフーリエ変換処理結果として出力することを特徴とする無線通信装置。
5. 請求項１において、さらに、
   前記相関検出部により周期的に検出される他の基地局の同期タイミングの検出値を検出毎に記憶する記憶部と、
   各検出値に対応する各受信信号の電波強度に応じて、前記記憶部に記憶されている各検出値に重み付けを行い、該重み付けを考慮して複数の検出値からを他の基地局の同期タイミングを決定する更新制御部を備えることを特徴とする無線通信装置。
6. 請求項１において、さらに、
   同一のチャネルを用いて送信と受信が交互に切り替わる通信方式により通信が行われる場合、前記相関検出部により選択された他の基地局の同期タイミングにより復調処理された受信信号の先頭に含まれるプリアンブルを検出するプリアンブル検出部を備え、
   前記プリアンブル検出部は、前記プリアンブルの検出に基づいて、前記受信信号の受信開始タイミングを判定することを特徴とする無線通信装置。
7. 請求項１において、
   現在通信している基地局から前記他の基地局へのハンドオーバ処理が行われるとき、前記相関検出部により選択された前記他の基地局の同期タイミングに切り替えて、受信信号を復調する受信処理部を備えることを特徴とする無線通信装置。
8. 請求項７において、
   現在通信している基地局から信号及び他の基地局からの信号の同一区間の信号部分を記憶するバッファと、
   前記バッファに前記信号部分が記憶されている場合、前記受信処理部の処理速度を速める速度変換処理部とを備えることを特徴とする無線通信装置。

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