JP4693866B2 - 端末装置、基地局および通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、たとえばシングルキャリア通信を行う端末装置、基地局および通信方法に関する。

複数の端末装置から送信されたサイクリックプレフィクス (Cyclic prefix ：CP)付きシングルキャリア信号を基地局が高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：FFT）を用いて一括受信する方法が従来から知られている。一括受信のためには各端末装置からの送信タイミングが基地局のFFTタイミングに制御されている必要があるが、たとえば特許文献１では、各端末装置の遅延プロファイルからタイミング検出し、各端末装置に対してタイミング情報をフィードバックすることで、タイミング制御を実現している。
特開2007-96468公報

しかし、ある端末装置からのシングルキャリアの信号帯域幅が増減する場合、たとえばシンボルレートが変更する場合、基地局での最適なFFTタイミング（受信タイミング）が異なることとなるが、上記特許文献１の方法では、ある端末装置からのシングルキャリアの信号帯域幅が増減する場合に最適なタイミング制御までに時間を要するなどの問題があった。

すなわち、上記特許文献１の方法において端末装置が送信するシングルキャリアの信号帯域幅が変更した場合は、まず基地局が端末装置の送信信号を受信してタイミング誤差を検出し、その結果を基にタイミング情報を生成し、端末装置にフィードバックして初めて最適なタイミング制御が可能なる。このため、最適なタイミング制御を行うまでに時間を要し、その間の端末装置からの送信信号のタイミングは最適でないため基地局における受信特性が劣化し、また、隣接チャネルへ悪影響を与えてしまうという問題があった。

本発明は、シンボルレートが変更されたときに基地局におけるFFTタイミングを短時間で最適化することを可能とした端末装置、基地局および通信方法を提供する。

本発明の一態様としての端末装置は、
時間的に連続する複数のシンボルの一端に、前記複数のシンボルの他端を含む一部波形と同じ波形をもつ繰り返しシンボルを付加した所定時間長のブロックを生成するブロック生成手段と、
前記ブロックのシンボルレートが基準となるシンボルレートより高いほど早いタイミングに、また前記ブロックのシンボルレートが前記基準となるシンボルレートより低いほど遅いタイミングに、ブロックの送信の指定タイミングを修正することにより、前記ブロック生成手段により生成された前記ブロックを送信する送信タイミングを決定する送信タイミング決定手段と、
前記送信タイミング決定手段により決定された送信タイミングで前記ブロック生成手段により生成されたブロックを送信する送信手段と、を備え、
前記ブロック生成手段で生成される各ブロックのシンボルレートに拘わらず、前記各ブロックの時間長はそれぞれ同一であり、かつ、前記各ブロックに含まれる前記繰り返しシンボルの時間長はそれぞれ同一である。

本発明の一態様としての基地局は、
時間的に連続する複数のシンボルの一端に、前記複数のシンボルの他端を含む一部波形と同じ波形をもつ繰り返しシンボルを付加した所定時間長のブロックを端末装置から受信する受信手段と、
前記受信手段により受信されたブロックの信号を前記複数のシンボルの長さに対応する区間でフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段により前記ブロックの信号をフーリエ変換したタイミングの所望タイミングに対する誤差を検出するタイミング誤差検出手段と、
前記タイミング誤差検出手段により検出された誤差に基づいて前記端末装置により前記ブロックを送信する送信タイミングを計算する送信タイミング計算手段と、
前記端末装置にシンボルレートの変更を通知するシンボルレート通知手段と、
変更後のシンボルレートが、前記送信タイミング計算手段により送信タイミングを算出したときの前記ブロックのシンボルレートよりも高いときは、変更後のシンボルレートと前記ブロックのシンボルレートとの差の絶対値が大きいほど、前記送信タイミング計算手段により算出された送信タイミングをより早いタイミングに補正し、
変更後のシンボルレートが、前記送信タイミング計算手段により送信タイミングを算出したときの前記ブロックのシンボルレートよりも低いときは、変更後のシンボルレートと前記ブロックのシンボルレートとの差の絶対値が大きいほど、前記送信タイミング計算手段により算出された送信タイミングをより遅いタイミングに補正する、送信タイミング補正手段と、
前記送信タイミング補正手段により補正された送信タイミングを表すタイミング情報を前記端末装置に通知するタイミング情報通知手段と、
を備え、
前記端末装置のシンボルレートの変更に拘わらず、前記受信手段で前記端末装置から受信される各ブロックの時間長はそれぞれ同一であり、かつ、前記各ブロックに含まれる前記繰り返しシンボルの時間長はそれぞれ同一である。

本発明の一態様としての通信方法は、
時間的に連続する複数のシンボルの一端に、前記複数のシンボルの他端を含む一部波形と同じ波形をもつ繰り返しシンボルを付加した所定時間長のブロックを生成するブロック生成ステップと、
前記ブロックのシンボルレートが基準となるシンボルレートより高いほど早いタイミングに、また前記ブロックのシンボルレートが前記基準となるシンボルレートより低いほど遅いタイミングに、ブロックの送信の指定タイミングを修正することにより、前記ブロック生成ステップにより生成された前記ブロックを送信する送信タイミングを決定する送信タイミング決定ステップと、
前記送信タイミング決定ステップにより決定された送信タイミングで前記ブロック生成ステップにより生成されたブロックを送信する送信ステップと、
を備え、
前記ブロック生成ステップで生成される各ブロックのシンボルレートに拘わらず、前記各ブロックの時間長はそれぞれ同一であり、かつ、前記各ブロックに含まれる前記繰り返しシンボルの時間長はそれぞれ同一である。

本発明により、シンボルレートが変更されたときに基地局におけるFFTタイミングを短時間で最適化することが可能となる。

以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。

(第一の実施例)
図１は、第一の実施例に係る移動体通信システムの構成例を示す図である。

本実施例に係る移動体通信システムには、基地局ＣＳ１と、基地局ＣＳ１と通信を行う複数の端末装置ＰＳ１，ＰＳ２，・・・とが属している。複数の端末装置ＰＳ１，ＰＳ２，・・・は、それぞれ異なる周波数ｆ１、ｆ２、・・で同時に信号を送信し、基地局ＣＳ１はそれらの送信信号を一括受信する。

各端末装置は、情報ビットを符号化し、符号化ビットを変調し、CP(Cyclic Prefix：サイクリックプレフィクス)を付加することによりブロックを生成し、生成したブロックを送信する。端末装置は、ブロックとして、データブロック、パイロットブロック、同期ブロックなどを送信する。データブロックの例を図２(a)〜図２(c)に示す。

図２(a)のデータブロックは、８個のデータシンボル（データ部）と、データ部の後端１シンボルをコピーして先端に付加されるサイクリックプレフィクス（繰り返しシンボル）とを含む。図２(b)のデータブロックは、１６個のデータシンボル（データ部）と、データ部の後端２シンボルをコピーして先端に付加されるサイクリックプレフィクス（繰り返しシンボル）とを含む。図２(c)のデータブロックは、３２個のデータシンボル（データ部）と、データ部の後端４シンボルをコピーして先端に付加されるサイクリックプレフィクス（繰り返しシンボル）とを含む。図２(a)〜図２(c)の各データブロックの時間長は同じである。図２(a)〜図２(c)のようにサイクリックプレフィクスを付加することにより、受信側で受信信号を周波数領域で等化することができ、比較的簡易な演算でマルチパス環境でも高い受信品質を保つことができる。図２の例ではデータ部の後端からの一部を先端にコピーしているが、データ部の先端からの一部を後端にコピーするようにしてもよい。この場合、後端に付加されたシンボルが繰り返しシンボルに相当する。このように端末装置は、時間的に連続する複数のシンボルの一端に、複数のシンボルの他端を含む一部波形と同じ波形を付加した所定時間長のブロックを生成し、送信する。

図１の各端末装置は、２つ以上の異なるシンボルレートを切り替えてブロックを送信可能である。たとえば端末装置は、図２(a)、図２(b)、図２(c)に示す３つの異なるシンボルレートを切り替えてブロックを送信可能である。当然ながら、端末装置は、図２に示されたシンボルレート以外のシンボルレートで送信することも可能である。

図１の各端末装置は、複数のブロックからなるスロットを単位として基地局と通信を行うものとする。各端末装置が送信するスロットのフォーマットを定めたスロットフォーマットの例を図３に示す。図３の例では、同期ブロック１個と、パイロットブロック２個と、データブロック１６個とで１つのスロットが構成されている。また、時間的に連続するスロット間にはガードタイム（Guard Time）が設けられている。

図４は、端末装置の構成を示すブロック図である。

上位レイヤ部１１は、MAC(Media Access Control)層より上位の層の処理を行う。上位レイヤ部１１は、送信時は、MAC部１２に上位の層で得られた情報を出力し、また、受信時は、MAC部１２から上位層への情報を受け取る。

MAC部１２は、MAC層の処理を行う。MAC部１２は、上位レイヤ部１１から受け取った送信すべき情報にMAC層の処理を施して変調部１３に出力する。また、MAC部１２は、現在のシンボルレートを表すシンボルレート情報、基地局によって指定された送信タイミングを表す、基地局から通知されるタイミング情報（後述）、および初期タイミング同期時に基地局に送信したブロックのシンボルレート（初期シンボルレート）を表す初期シンボルレート情報（後述）を上位レイヤ部１１から受け取ってタイミング算出部１４に出力する。
現在のシンボルレートはたとえば第２のシンボルレートの一例に相当し、初期シンボルレートはたとえばあらかじめ定められた基準となるシンボルレートである第Ｘのシンボルレートの一例に相当する。また、MAC部１２は後述する復調部２８から復調データを受け取り、受け取った復調データから上位レイヤへのデータを取り出して上位レイヤ部１１に渡す。

変調部１３は、MAC部１２から入力された情報に基づいてデジタルベースバンド変調信号を生成し、生成したデジタルベースバンド変調信号をCP付加部１５に出力する。

CP付加部１５は、変調部１３から入力されたデジタルベースバンド変調信号に対してブロック単位でサイクリックプレフィクス（CP）を付加してブロックを生成し、生成したブロックの信号をFIR部１６に出力する。MAC部１２、変調部１３およびCP付加部１５はたとえばブロック生成手段を形成する。

FIR部１６は、CP付加部１５から入力されたブロック信号に対して有限のフィルタ長で構成されたRoot Raised Cosine Filterでフィルタリング処理を行って信号帯域を制限し、フィルタリング処理されたブロック信号をタイミング調整部１７に出力する。

タイミング算出部１４は、MAC部１２から入力されたシンボルレート情報、タイミング情報、および初期シンボルレート情報に基づいて、ブロックを送信すべき送信タイミングを定めた送信タイミング情報を算出し、算出した送信タイミング情報をタイミング調整部１７に出力する。タイミング算出部１４はたとえば送信タイミング決定手段に相当する。

タイミング調整部１７は、FIR部１６から入力されたフィルタリング処理されたブロック信号を、タイミング算出部１４から入力された送信タイミング情報に示される送信タイミングに従ってDA（Digital-to-Analog）変換部１８に出力する。タイミング調整部１７は、たとえばブロック先頭のシンボルの電力が最大になるタイミングを基準として出力のタイミングをはかってもよいし、そのほかのタイミングを基準として出力のタイミングを計ってもよい。タイミング調整部１７はたとえば送信手段に相当する。

DA変換部１８は、タイミング調整部１７から入力されたデジタルのブロック信号をアナログのブロック信号に変換し、LPF（Low Pass Filter）部１９にアナログ信号を出力する。

LPF部１９は、DA変換部１８から入力されたアナログ信号から高調波成分を取り除くべくLPF(Low Pass Filter)を用いてフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理されたベースバンドのアナログ信号をUC（Up-Converter）部２０に出力する。

UC部２０は、LPF部１９から入力されたアナログベースバンド信号を所望のRF(Radio Frequency)にアップコンバージョンしてRF信号を生成し、生成したRF信号をPA（Power Amplifier）部２１に出力する。

PA部２１は、UC部２０から入力されたRF信号を電力増幅し、電力増幅されたRF信号をスイッチ部２２に出力する。

スイッチ部２２は、送信時にはPA部２１から入力された電力増幅されたRF信号をアンテナ部２３に出力し、受信時にはアンテナ部２３で受信した信号をLNA部２４に出力するようスイッチの切り替えを行う。

アンテナ部２３は、送信時はスイッチ部２２から入力されたRF信号を空間に電波として放射し、受信時は基地局から送信された信号を受信する。

LNA（Low Noise Amplifier）部は、スイッチ部２３から入力された基地局からのRF信号に対して低雑音増幅処理を行い、低雑音増幅処理されたRF信号をDC（Down-Converter）部２５に出力する。

DC部２５は、LNA部２４から入力されたRF信号をアナログベースバンド信号にダウンコンバートし、アナログベースバンド信号をLPF(Low Pass Filter)部２６に出力する。

LPF部２６は、DC部２５から入力されたアナログベースバンド信号から高調波成分を取り除くためにLPF(Low Pass Filter)を用いてフィルタリング処理を行い、高調波成分が除去されたアナログ信号をAD（Analog-to-Digital）変換部２７に出力する。

AD変換部２７は、LPF部２６から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号を復調部２８に出力する。

復調部２８は、AD変換部２７から入力されたデジタル信号に対して復調処理を行い、MAC部１２に復調データを出力する。

以下、タイミング算出部１４における送信タイミング情報の算出方法に関して、図５を用いて説明する。ただし以下の説明はあくまで一例であり、本発明は下記の方法に限定されるものではない。

図５は、タイミング算出部１４の構成を示すブロック図である。

基地局通知タイミング情報記憶部３１は、初期タイミング同期（初期接続）時や、一定時間周期毎時や、基地局が必要だと判断したときに基地局から通知されるタイミング情報をMAC部１２から受け取る。タイミング情報はたとえば以下のようにして取得される。タイミング同期時に、端末装置から基地局に、タイミング同期を行うための第１の信号を送信する。ここでは初期タイミング同期時を想定し、初期タイミング同期を行うための第１の信号を、初期シンボルレートのブロックで通知するとする。この第１の信号を受けた基地局が、ブロックの信号に含まれる第１の信号を元に、第１の信号を通知したブロックの送信タイミングの所望タイミングに対する誤差（たとえば第１の信号を通知したブロックの信号に対して行ったFFTタイミングの所望タイミングに対する誤差）を検出し、検出した誤差をもとに端末装置が適用すべき送信タイミングを決定し、決定した送信タイミングを表すタイミング情報を端末装置に通知する。

このタイミング情報は、より詳細には、現在の送信タイミングに対しての相対時間差を表し、基地局は現在の送信タイミングに対しこの相対時間差だけ送信タイミングをずらして送信することをタイミング情報によって通知している。基地局通知タイミング情報記憶部３１は、通信を開始してから基地局から通知されMAC部１２から受け取る各タイミング情報の累積和を計算し記憶する。すなわち、通信を開始してから第n回目に通知される相対時間差をΔt_nとすると、基地局通知タイミング情報記憶部３１で記憶される累積和Δt_CSは、

となる。基地局通知タイミング情報記憶部３１は、この累積和Δt_CSをタイミング加減算部３４に出力する。

初期シンボルレート記憶部３２は、MAC部１２から入力された初期シンボルレート情報を記憶する。初期シンボルレート情報は、初期タイミング同期時に用いるシンボルレートを定めたものである。

シンボルレート比較部３３は、MAC部１２から現在のシンボルレート情報を受け取りまた、初期シンボルレート記憶部３２から初期シンボルレート情報を受け取り、これらの情報を比較する。比較した結果、現在のシンボルレートと初期シンボルレートとが同一であれば0（ゼロ）をタイミング加減算部３４に出力し、現在のシンボルレートの方が高ければ、
Δt_compO=−Δt_compH（Δt_compH>0）
をタイミング加減算部３４に出力し、初期シンボルレートの方が高ければ、
Δt_compO=Δt_compL（Δt_compL>0）
をタイミング加減算部３４に出力する。Δt_compOは、遅らせるべき送信タイミングの時間に相当する。Δt_compO<0ならば、Δt_compOの絶対値は、早めるべき送信タイミングの時間に相当する。

ここで、現在のシンボルレートの方が初期シンボルレートより高いときは、これらの差の絶対値が大きいほど、Δt_compHの値が大きくなるようにし、逆に、初期シンボルレートの方が現在のシンボルレートより高いときは、これらの差の絶対値が大きいほど、Δt_compLの値が大きくなるようにする。Δt_compH、Δt_compLの値は、たとえば初期シンボルレートと現在のシンボルレートとの各組に応じてあらかじめ決めておいてもよいし、初期シンボルレートの値と現在のシンボルレートの値とを用いた演算によって計算してもよい。

タイミング加減算部３４は、基地局通知タイミング情報記憶部３１から入力された累積和Δt_CSと、シンボルレート比較部３３から入力されたΔt_compOを加算し、その結果であるΔt_out=Δt_CS+Δt_compOを送信タイミング情報としてタイミング調整部１７へ出力する。

このようにタイミング算出部１４は、初期シンボルレートより高いシンボルレートで送信するときには基地局が指定する送信タイミングよりも相対的にΔt_compHだけ早いタイミングで送信し、上記初期シンボルレートより低いシンボルレートで送信するときには基地局が指定する送信タイミングよりも相対的にΔt_compLだけ遅いタイミングで送信が行われるように送信タイミング情報を算出している。以下ではこの理由について図６を用いて説明する。

図６(a)は、端末装置がシンボルレートrで送信するブロック（図２(a)参照）の最適なFFTタイミングを説明する図である。CPシンボルおよび1番目から８番目の各シンボルの送信波形は、図４のFIR部１６によってフィルタリング処理されるため時間的に広がり、本例では各シンボルは6シンボル分に広がっている。基地局において本ブロックの送信波形をそのまま受信する場合、最適なFFTタイミング（受信タイミング）は点線で囲まれたタイミングになる。この場合の最適とは、受信側におけるCP除去後のブロックに含まれる所望信号エネルギーが最大という意味である。本来、各シンボルの送信波形の広がりがCP長内に収まっていれば各送信波形の広がりをすべて拾うタイミングでFFTを行うことが可能であり、この場合、このタイミングが最適なFFTタイミングである。しかし、図６(a)ではフィルタリング処理による送信波形の広がりがCP長を超えているため、必ず受信側におけるCP除去後のブロックに含まれる所望信号エネルギーが送信側におけるエネルギーよりも小さくなってしまう。したがって、実際には、エネルギーの損失を最も抑えるタイミングが最適なFFTタイミングとなる。

図７を用いて、最適なFFTタイミングに関してさらに詳しく説明する。

図６(a)に示すFFTタイミングを２シンボル分だけ早いタイミングにすると(図６(a)の左側へFFTタイミングを２シンボル分ずらす)、図７(a)に示すようにCPシンボルおよび1番目のシンボルのエネルギーは全て受信できるが、6番目や7番目のシンボルはそれらのメインローブすら受信できない。

図７(b)に示すように図７(a)より１シンボル分だけ遅いタイミングで受信すると、CPシンボルに相当する8番目のシンボルや1番目のシンボルのエネルギーが全て受信でき、また、6番目や7番目のシンボルなどブロック後半のシンボルの受信エネルギーも図７(a)よりも増加する。ただしこの図７(b)よりも遅いFFTタイミングで受信すると1番目のシンボルの受信エネルギーが損失し始めることとなる。なお、8番目のシンボルは先頭のCPシンボルと後端のシンボルに繰り返されているため、8番目のシンボルのエネルギー損失はない。

一方、図７(c)に示すようにFFTタイミングを図６(a)よりも２シンボル分だけ遅くすると、ブロック後半の7番目および8番目のシンボルのエネルギーは全て受信できるが、1番目のシンボルや2番目のシンボルはそれらのメインローブすら受信できない。

図７(d)に示すように図７(c)より１シンボル分だけ早いタイミングで受信すると、CPシンボルに相当する８番目のシンボルや7番目のシンボルのエネルギーが全て受信でき、また、1番目や2番目のシンボルなどブロック前半のシンボルの受信エネルギーも図７(c)よりも増加する。ただし、この図７(d)より早いFFTタイミングで受信すると7番目のシンボルの受信エネルギーが損失し始める。

対称性より、図７(b)のFFTタイミングと図７(d)のFFTタイミングとの中間であるタイミングがエネルギーの損失を最も抑える最適なFFTタイミングとなる。より一般的には、CPシンボルを除くブロック内の先端シンボル（１番目のシンボル）の波形広がりの先端タイミングt_first（図７(a)参照）と、CPシンボルとして繰り返されるシンボルを除くブロック内の後端シンボル（たとえば７番目のシンボル）の波形広がりの後端タイミングt_last（図７(a)参照）との中心のタイミングをタイミングt_mid（図７(a)参照）とし、FFT区間の中心のタイミングをt_rx（図７(a)参照）とし、t_rxがt_midに一致するタイミングが最適なFFTタイミングである。すなわち、図6(a)の点線で囲まれたタイミングが最適なFFTタイミングである。

以上では図６(a)のシンボルレートrを例にして最適なFFTタイミングを示したが、他のシンボルレートについて最適なFFTタイミングを示すと以下のようになる。

図６(b)は、端末装置がシンボルレート2rで送信するブロック（図２(b)参照）の最適なFFTタイミングを説明する図である。図６(a)の場合と同様に考えると、図６(b)の点線で囲まれたタイミング、すなわち図６(a)よりもΔt_compLだけ遅いタイミングが、最適なFFTタイミングであるとわかる。

図６(c)は、端末装置がシンボルレート4rで送信するブロック（図２(c)参照）の最適なFFTタイミングを説明する図である。図６(a)の場合と同様に考えると、図６(c)の点線で囲まれたタイミング、すなわち図６(a)よりもΔt_compL＋Δt_compHだけ遅いタイミングが、最適なFFTタイミングであるとわかる。

ここで図６(a)、図６(b)、図６(c)のブロックは、それぞれCP長が同じであり、ブロック長も同じであり、シンボルレートのみが異なっている。シンボルレートの異なるブロックを同じ送信タイミングで送信し、各ブロックの信号が同じ伝送路を経由し、同じタイミングでFFTされた場合、あるシンボルレートのブロックにとって最適なタイミングでFFTされたとしても、他のシンボルレートのブロックにとっては最適なFFTタイミングにはならない。そこで、端末装置がシンボルレートに応じて送信タイミングを早くしたり遅くしたりし、基地局がシンボルレートによらず同じタイミングで受信するようにすれば、基地局は、各シンボルレートのブロックをそれぞれ最適なタイミングでFFTすることが可能である。

例えば、第一の時刻に端末装置はシンボルレート2rのブロックを基地局に対して送信し、基地局は最適なFFTタイミングで受信していたとする。最適なFFTタイミングは、あらかじめ基地局からタイミングに関するタイミング情報（フィードバック情報）を端末装置へ通知し端末装置がこのタイミング情報をもとに送信タイミングを調整することによって実現されてもいいし、基地局側でFFTタイミングを調整することによって実現されてもよい。第一の時刻の後の第二の時刻に、端末装置はシンボルレートrのブロックを基地局に対して送信する場合、シンボルレート2rのブロックを送信するタイミングよりもΔt_compLだけ遅いタイミングで送信し、基地局側ではシンボルレート2rのブロックと同じタイミングでFFTを行えば、シンボルレートrのブロックを最適なタイミングでFFTすることが可能である。そして、第二の時刻の後の第三の時刻に、端末装置がシンボルレート4rのブロックを基地局に対して送信する場合、シンボルレートrのブロックを送信するタイミングよりもΔt_compL＋Δt_compHだけ早いタイミングで送信し、基地局側ではシンボルレートrのブロックと同じタイミングでFFTを行えば、シンボルレート4rのブロックを最適なタイミングでFFTすることが可能である。

図８は、上記例においてシンボルレートr、シンボルレート2r、およびシンボルレート4rの各ブロックを送信するときの最適な送信タイミングを示す。

端末装置はシンボルレート2rのブロックを基地局に対して送信し、基地局は最適なタイミングでFFTしていたとする。ブロック送信周期はT_Bであるとする。端末装置がシンボルレート2rのまま送信し続ける場合、基地局はブロック周期T_Bで受信し続けていれば最適なFFTタイミングでシンボルレート2rのブロックを受信し続けることが可能である。一方、端末装置がシンボルレートを低くする（本例ではrにする）場合は、端末装置は送信タイミングをΔt_compLだけ遅くし、基地局はブロック周期T_Bで受信し続ければ、最適なFFTタイミングで受信し続けることが可能である。また、シンボルレートを高くする（本例では4rにする）場合は、送信タイミングをΔt_compHだけ早くし、基地局はブロック周期T_Bで受信し続ければ、最適なFFTタイミングで受信し続けることが可能である。

上記説明は伝送路が1波の場合を基にした説明であるが、マルチパス環境においても同様のことが言える。複数のn(n>2)波からなるマルチパス環境の場合、第k(1=<k=<n)波のみに着目して考えると伝送路が1波の場合と同様のことがいえ、マルチパス環境は第1波から第n波までの線形加算で表現できるためである。よって上記説明は一般の伝搬環境に対して共通して成り立つ。

以上のように、本実施例によれば、送信すべきブロックのシンボルレートが高いほど送信タイミングを早くし、シンボルレートが低いほど送信タイミングを遅くするようにしたことにより、シンボルレートが変更された場合に基地局において最適なFFTタイミングを実現するまでの時間を短縮することができる。

(第二の実施例)
図９は、第二の実施例に係る端末装置の構成を示すブロック図である。図４との違いは、MAC部とタイミング算出部の動作であり、他のブロックに関しては図４と同じであるため、ここでの説明は省略する。

MAC部４１は、MAC層の処理を行い、送信すべき情報を変調部１３に出力し、また現在のシンボルレートを表すシンボルレート情報、基地局から通知されるタイミング情報、現在のCPシンボル数、初期タイミング同期のために基地局に送信したブロックのシンボルレート（初期シンボルレート）を表す初期シンボルレート情報、および初期タイミング同期のために端末装置が送信したブロック内のCPシンボル数（初期CPシンボル数）をタイミング算出部４２に出力する。

タイミング算出部４２は、MAC部４１から入力されたこれらの情報をもとに、送信タイミング情報を算出し、算出したタイミング情報をタイミング調整部１７に出力する。

図１０は、タイミング算出部４２の構成を示すブロック図である。

基地局通知タイミング情報記憶部３１、初期シンボルレート記憶部３２、およびタイミング加減算部３４は、図５と同様であるため、ここでの説明は省略する。

初期CPシンボル数記憶部５１は、MAC部４１から入力された初期CPシンボル数を記憶する。

差分算出部５２は、初期CPシンボル数記憶部５１から初期CPシンボル数を受け取り、また初期シンボルレート記憶部３２から初期シンボルレート情報を受け取る。また差分算出部５２は、MAC部４１から現在のシンボルレート情報および現在のCPシンボル数を受け取る。初期CPシンボル数をS_ini、初期シンボルレートをr_ini、現在のシンボルレートをr_now、現在のCPシンボル数をS_nowとし、差分算出部５２は、これらの値から、以下の式によりΔt_compOを算出し、算出したΔt_compOをタイミング加減算部３４に出力する。

上式の導出に関して説明する。最適なFFTタイミングは、第一の実施例で説明したとおり、CPシンボルを除くブロック内の先端シンボルの波形広がりの先端タイミングt_firstと、CPシンボルに繰り返されるシンボルを除くブロック内の後端シンボルの波形広がりの後端タイミングt_lastとの中心のタイミングをタイミングt_midとし、FFT区間の中心タイミングをt_rxとしたとき、t_rxがt_midに一致するタイミングが最適なFFTタイミングである。CPシンボルを除くブロック内の先端シンボルの波形広がりの先端タイミングt_firstは、

となる。ただし、rはシンボルレート、S(r)はシンボルレートrのときのCPシンボル数、Fは帯域制限用フィルタ(図９のFIR部に相当する)による送信波形広がりの幅をシンボル数で表したものである。CPシンボルに繰り返されるシンボルを除くブロック内の後端シンボルの波形広がりの後端タイミングt_lastは、

となる。ただし、T_BdataはCP長を除くブロック長（すなわちFFT区間長）である。よってt_midは、

となる。FFTの開始タイミングt_sとt_rxの関係は、

である。t_rx=t_midとなるタイミングが最適なFFTタイミングであるから、

となる。シンボルレートr₁とシンボルレートr₂のそれぞれの場合における最適なFFTタイミングの差分Δt_sは以下のように算出できる。

以上の導出は、CPシンボル数がシンボルレートによって一意に決まる場合の導出であるが、CPシンボル数がシンボルレートに依存しない場合でも同様にして導出できる。

上記において、初期シンボルレートr_iniは、たとえばあらかじめ定められた基準となるシンボルレートである第Ｘのシンボルレートの値r_xに相当し、初期CPシンボル数S_iniは、たとえば第Ｘのシンボルレートのブロックに含まれる繰り返しシンボルの個数S_xに相当する。現在のシンボルレートr_nowはたとえば変更後のシンボルレートである第２のシンボルレートの値r₂に相当し、現在のCPシンボル数S_nowは、たとえば第２のシンボルレートのブロックに含まれる繰り返しシンボルの個数S₂に相当する。

そして、タイミング算出部４２は、上記Δt_compOの算出式からも理解されるように、（S_now-1）/r_nowが(S_ini-1)/r_iniよりも大きいときはこれらの差の絶対値が大きいほど初期シンボルレートにおける送信タイミングよりも早くなるように現在の（たとえば変更後の）シンボルレートにおける送信タイミングを決定し、(S_ini-1)/r_iniが（S_now-1）/r_nowよりも大きいときはこれらの差の絶対値が大きいほど初期シンボルレートにおける送信タイミングよりも遅くなるように現在の（たとえば変更後の）シンボルレートにおける送信タイミングを決定する。（S_now-1）/r_nowと(S_ini-1)/r_iniが同じときは送信タイミングを変更しないものとする。

(第三の実施例)
図１１は、第三の実施例にかかる端末装置の構成を示すブロック図を示している。図９との違いは、MAC部とタイミング算出部の動作であり、他のブロックに関しては図９と同じであるため、ここでの説明は省略する。

MAC部４３は、MAC層の処理を行い、送信すべき情報を変調部１３に出力し、また現在のシンボルレート情報、基地局から通知されたタイミング情報、および現在のCPシンボル数を、タイミング算出部４４に出力する。

タイミング算出部４４は、MAC部４３から入力されたシンボルレート情報、タイミング情報およびCPシンボル数に基づいて、送信タイミング情報を算出し、算出した送信タイミング情報をタイミング調整部１７に出力する。

図１２は、タイミング算出部４４の構成を示すブロック図である。

前情報記憶部４５は、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のシンボルレート情報およびCPシンボル数を記憶する。前情報記憶部４５は、MAC部４３からシンボルレート情報とCPシンボル数が入力されると、前情報記憶部４５内のメモリに記憶されている１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のシンボルレート情報とCPシンボル数を差分算出部４６に出力し、MAC部４３から入力されたシンボルレート情報とCPシンボル数を前情報記憶部４５内のメモリに記憶する。

差分算出部４６は、MAC部４３からシンボルレート情報およびCPシンボル数S_nowが入力され、前情報記憶部４５から、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のシンボルレート情報およびCPシンボル数S_preが入力される。差分算出部４６は、現在のシンボルレートr_nowと、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のシンボルレートr_preと、現在のCPシンボル数S_nowと、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のCPシンボル数S_preとから、以下の式によりΔt_compOを算出する。

差分算出部４６はこのΔt_compOをタイミング加減算部４７に出力する。

タイミング加減算部４７は、MAC部４３から入力されたタイミング情報Δt_CSと、差分算出部４６から入力されたΔt_compOを加算し、その結果であるΔt_out1=Δt_CS+Δt_compOを送信タイミング情報として基地局通知タイミング情報記憶部４８へ出力する。タイミング情報Δt_CSは、初期タイミング同期時や、一定時間周期毎時や、基地局が必要だと判断したときに基地局から通知され、何も入力されないときは、Δt_CS=0が入力されたと判断する。

基地局通知タイミング情報記憶部４８は、タイミング加減算部４７からタイミング情報Δt_out1がたとえば送信スロット毎に入力される。基地局通知タイミング情報記憶部４８では、通信を開始してから入力されるタイミング情報Δt_out1の累積和を記憶する。すなわち、通信を開始してから第n回目に入力される送信タイミングをΔt_out1(n)とすると、基地局通知タイミング情報記憶部４８で記憶する記憶値Δt_out2は、

となる。基地局通知タイミング情報記憶部４８は、この記憶値Δt_out2を送信タイミング情報としてタイミング調整部１７に出力する。

上記において、シンボルレートr_preは、たとえば第２のシンボルレートに変更される直前のシンボルレートである第Ｘのシンボルレートr_xに相当し、CPシンボル数S_preは、たとえば第Ｘのシンボルレートのブロックに含まれる繰り返しシンボルの個数S_xに相当する。
また現在のシンボルレートr_nowはたとえば変更後のシンボルレートである第２のシンボルレートの値r₂に相当し、現在のCPシンボル数S_nowは、たとえば第２のシンボルレートのブロックに含まれる繰り返しシンボルの個数S₂に相当する。

そして、タイミング算出部４４は、上記Δt_compOの算出式からも理解されるように、（S_now-1）/r_nowが(S_pre-1)/r_preよりも大きいときはこれらの差の絶対値が大きいほど直前のシンボルレートの送信タイミングよりも早くなるように変更後のシンボルレートにおける送信タイミングを決定し、(S_pre-1)/r_preが（S_now-1）/r_nowよりも大きいときはこれらの差の絶対値が大きいほど直前のシンボルレートにおける送信タイミングよりも遅くなるように変更後のシンボルレートにおける送信タイミングを決定する。（S_now-1）/r_nowと(S_pre-1)/r_preが同じときは送信タイミングを変更しないものとする。

(第四の実施例)
図１３は、第四の実施例に係る端末装置のタイミング算出部の構成を示すブロック図である。

基地局通知タイミング情報記憶部３１およびタイミング加減算部３４は、図５と同様であるため、ここでの説明は省略する。

初期タイミング記憶部６１は、

に相当する値を記憶する。ただし、初期タイミング同期に用いられる送信ブロックのCPシンボル数をS_ini、初期シンボルレートをr_iniとし、これらCPシンボル数S_iniと初期シンボルレートr_iniは予め決められた固定値であるとする。

差分算出部６２は、MAC部から現在のシンボルレート情報と、現在のCPシンボル数S_nowとが入力され、初期タイミング記憶部６１から値t_preが入力される。差分算出部６２は、現在のシンボルレートr_nowと、現在のCPシンボル数S_nowと、初期タイミング記憶部６１で記憶された値t_preとから、以下の式によりΔt_compOを算出する。

差分算出部６２は、このΔt_compOをタイミング加減算部３４に出力する。

このように、初期タイミング同期に用いる送信ブロックのCPシンボル数と初期シンボルレートが予め決まっている場合は、タイミング算出部における演算を簡単にすることができる。なお、本実施例に係る端末装置の構成を示すブロック図は、図９においてMAC部４１からタイミング算出部への、初期シンボルレート情報と初期CPシンボル数の入力を除いたものに相当する。

(第五の実施例)
図１４は、第五の実施例に係る端末装置のタイミング算出部の構成を示すブロック図である。

基地局通知タイミング情報記憶部３１およびタイミング加減算部３４は、図５と同様であるため、ここでの説明は省略する。

タイミングテーブル部７１は、シンボルレートとCPシンボル数の全通りの組み合わせに関してΔt_compOを格納したテーブルを有する。ただし、本実施例では、初期タイミング同期に用いられる送信ブロックのCPシンボル数S_iniと初期シンボルレートr_iniはシステムによって予め決められた固定値であるとする。

タイミングテーブル部７１は、MAC部から入力されたシンボルレート情報とCPシンボル数とをパラメータとしてテーブルを参照することでΔt_compOを読み出し、読み出したΔt_compOをタイミング加減算部３４に出力する。

送信ブロックに採用されるシンボルレートの種類とCPシンボル数が有限である場合、その組み合わせも有限である。そこで、予め、各シンボルレートと各CPシンボル数の全通りの組み合わせに関してΔt_compOをテーブルに記憶しておけば、タイミング算出部における演算を簡単にできる。テーブルに記憶するΔt_compOとしてはたとえば第二の実施例や第四の実施例で説明した式で得られる値でもよいが、必ずしも第二の実施例や第四の実施例で説明した式の値と一致する必要はなく、基地局における受信タイミングマージンや実装誤差などを考慮した上で、上記式の値から大きく逸脱しない範囲の値を適用してもよい。

上記の他、第二の実施例において、初期CPシンボル数S_ini、初期シンボルレートr_ini、現在のシンボルレートr_now、現在のCPシンボル数S_nowの各組合せに応じてあらかじめΔt_compOを算出し、算出した値を各組合せと対応づけてテーブルに保持しておき、初期CPシンボル数S_ini、初期シンボルレートr_ini、現在のシンボルレートr_now、現在のCPシンボル数S_nowをパラメータとしてテーブルを参照することでΔt_compOを読み出すようにしてもよい。

また、第三の実施例において、現在のシンボルレートr_now、現在のCPシンボル数S_now、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のシンボルレートr_pre、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のCPシンボル数S_preの各組合せに応じてあらかじめΔt_compOを算出し、算出した値を各組合せと対応づけてテーブルに保持しておき、現在のシンボルレートr_now、現在のCPシンボル数S_now、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のシンボルレートr_pre、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のCPシンボル数S_preをパラメータとしてテーブルを参照することでΔt_compOを読み出すようにしてもよい。

(第六の実施例)
図１５は、端末装置がスロット単位で送信する場合の送信タイミング制御の例を説明する図である。

図１５の例では、同期ブロック(s)１個と、パイロットブロック(p)２個と、データブロック(d)１６個で1つのスロットが構成されている。各ブロックはシンボルレートに応じて異なるシンボル数で構成されるが、1スロット内に含まれる全ブロックのシンボルレートは同じである。端末装置は、スロット送信周期T_slot毎にスロットを送信し、各スロットの送信シンボルレートおよびCP長が同じであれば相対的に同じスロットタイミングで送信し、送信シンボルレートまたはCP長のどちらか一方または両方を変更したら、第一の実施例から第五の実施例で説明した送信タイミング制御を行って調整後のスロットタイミングで送信を行う。

また、送信スロット間に端末装置が基地局から送信タイミングをΔt_Bs（図示せず）だけ変更するように通知された場合は、CP長またはシンボルレートによる送信タイミング調整後のスロットタイミングに対して、さらにΔt_Bsだけ送信タイミングに変更を加えるものとする。

(第七の実施例)
本実施例では、いわゆる拡張CP（拡張繰り返しシンボル）がブロックに含められる場合における送信タイミング制御について述べる。以下では、まず拡張CPについて簡単に説明し、その後、本実施例に係る送信タイミング制御について詳細に説明する。

図１６は拡張CPを説明する図である。

拡張CPとは、あるブロックにおいて先端側に繰り返しシンボルが付加される場合に当該繰り返しシンボルと同一波形をもつ後端側のシンボル、または後端側に繰り返しシンボルが付加される場合における当該後端側の繰り返しシンボル、に先行するz個（ｚは１つ以上の整数）のシンボルを、１つ前のブロックの後端シンボルからのz個のシンボルと同一の波形をもつシンボルと同じにした場合における、該あるブロック内のこれらz個のシンボルのことである。

拡張CPを採用すると、実質的にCP長を延ばした場合と同様の効果を期待することができる。本例では拡張CPとして2シンボルを採用した場合が示されている。たとえばデータブロック１（data block 1）では、先端側の繰り返しシンボル(CP)と同一波形をもつ後端側のシンボル１３，１４に先行する２個のシンボルが、データブロック１の１つ前のパイロットブロック１（pilot block 1）の後端からの２個のシンボルｃ１、ｃ２と同じにされており、したがってこれらは拡張CPである。

なお、拡張CPをz個用いると、たとえば、各ブロックのCPとして繰り返されるシンボルの直前のz個のシンボルが１つ前のブロックに依存するため、パイロットブロックのように既知シンボルに拡張CPを採用する場合は、図１６のパイロットブロック2（pilot block 2）のように１つの前のブロック（data block 2）の拡張CPに相当する部分（ここではブロックの末尾２つc15,c16）をパイロットブロック2に合わせる必要がある。

また、同期ブロックとパイロットブロックが連続して送信される場合のように、既知シンボルからなるブロックが連続して送信される場合は、上述の理由により、通常、拡張CPを採用することができない。しかし、図１６のようにc1からc16のシンボルからなる既知シンボル系列を同期用シンボル（sync block）に採用し、その既知シンボル系列をサイクリックシフトした系列をパイロットブロック（pilot block 1）に採用することで拡張CPを採用することが可能になる。

また、スロット先頭の同期ブロックに対しては、拡張CPを採用せずに送信してもいいし、同期ブロックのCP長を単純に延ばしてもよい。図１６の例では拡張CPを採用せずに送信している。

図１７は、第七の実施例に係る拡張CPを用いた場合の端末装置の構成を示すブロック図である。

図４との違いは、MAC部８１とタイミング算出部８２と変調部８３の動作であり、他のブロックに関しては図４と同じであるため、ここでの説明は省略する。

MAC部８１は、MAC層の処理を行い、送信すべき情報と拡張CPに関する情報を変調部８３に出力し、またシンボルレート情報、基地局から通知されるタイミング情報、およびCPシンボル数をタイミング算出部８２に出力する。

変調部８３は、MAC部８１から入力された情報に基づいて拡張CPを含むデジタルベースバンド変調信号を作成してCP付加部１５に出力し、またタイミング算出部８２に拡張CPシンボル数を出力する。

タイミング算出部８２は、MAC部８１から入力されたシンボルレート情報、タイミング情報およびCPシンボル数と、変調部８３から入力された拡張CPシンボル数とに基づいて、送信タイミング情報を算出し、算出した送信タイミング情報をタイミング調整部１７に出力する。

図１８は、タイミング算出部８２の構成を示すブロック図である。

基地局通知タイミング情報記憶部３１およびタイミング加減算部３４は図５と同様であるため、ここでの説明は省略する。

タイミングテーブル部９１は、シンボルレートとCPシンボル数と拡張CPシンボル数との全通りの組み合わせに関してΔt_compOを格納したテーブルを有する。タイミングテーブル部９１は、MAC部８１から入力されたシンボルレート情報およびCPシンボル数と、変調部８２から入力された拡張CPシンボル数とをパラメータとしてテーブルを参照してΔt_compOを読み出し、読み出したΔt_compOをタイミング加減算部３４に出力する。

送信ブロックに採用されるシンボルレートの種類とCPシンボル数と拡張CPシンボル数が有限である場合、その組み合わせも有限である。そこで予め、各シンボルレートと各CPシンボル数と各拡張CPシンボル数との全通りの組み合わせに応じた値Δt_compOをテーブルに記憶しておく。値Δt_compOは、たとえば以下の式に従って求めておく。

ここで、S_iniは初期タイミング同期に用いる送信ブロックのCPシンボル数、S_Viniは初期タイミング同期に用いる送信ブロックの拡張CPシンボル数、r_iniは初期タイミング同期に用いる送信ブロックの初期シンボルレート、rはMAC部８１から出力された現在のシンボルレート、S_now(r)はMAC部８１から出力された現在のCPシンボル数、S_Vnow(r)はMAC部８１から出力された現在の拡張CPシンボル数を表す。ただし初期CPシンボル数S_ini、初期シンボルレートr_ini、拡張CPシンボル数S_Viniはシステムによって予め決められた固定値であるとする。

この式の導出は、第二の実施例で説明したt_lastに対して拡張CPを考慮し、

に置き換えることで求めることができる。

なお、本実施例では予め作成されたテーブルの値を参照してΔt_compOを求めたが、本発明はこの方法に限定されるものではなく、上記の式を直接計算して、Δt_compOを計算してもよい。またテーブルに記憶する値は、必ずしも上記式の値と一致する必要はなく、基地局における受信タイミングマージンや実装誤差などを考慮した上で、上記式の値から大きく逸脱しない範囲の値を適用してもよい。

ここで上記式において、rは、第２のシンボルレートの値r₂に相当し、S_now(r)は第２のシンボルレートのブロックに含まれる繰り返しシンボルの個数S₂に相当し、S_Vnow(r)は第２のシンボルレートのブロックに含まれる拡張繰り返しシンボルの個数S_v2に相当する。
また、r_iniは、あらかじめ定められた基準となるシンボルレートである第Ｘのシンボルレートの値r_xに相当し、S_iniは第Ｘのシンボルレートのブロックに含まれる繰り返しシンボルの個数S_xに相当し、S_Viniは第Ｘのシンボルレートのブロックに含まれる拡張繰り返しシンボルの個数S_vxに相当する。

そして、タイミング算出部８２は、上記Δt_compOの算出式から理解されるように、（S_now(r)-1- S_Vnow(r)）/ rが(S_ini -1- S_Vini)/ r_iniよりも大きいときはこれらの差の絶対値が大きいほど現在の（たとえば変更後の）シンボルレートにおける送信タイミングが、初期シンボルレートにおける送信タイミングよりも早くなるように現在の（たとえば変更後の）シンボルレートにおける送信タイミングを決定し、
(S_ini -1- S_Vini)/ r_iniが（S_now(r)-1- S_Vnow(r)）/ rよりも大きいときはこれらの差の絶対値が大きいほど現在の（たとえば変更後の）シンボルレートにおける送信タイミングが、初期シンボルレートにおける送信タイミングよりも遅くなるように現在の（たとえば変更後の）シンボルレートにおける送信タイミングを決定する。

上記Δt_compOの算出では、初期タイミング同期に用いる送信ブロックのCPシンボル数S_ini、初期タイミング同期に用いる送信ブロックの拡張CPシンボル数S_Vini、初期タイミング同期に用いる送信ブロックの初期シンボルレートr_iniに代えて、第三の実施例と同様に、直前のスロットのブロックに含まれるCPシンボル数、拡張CPシンボル数、直前のスロットのシンボルレートを用いることができる。

また第五の実施例で述べたのと同様に、初期CPシンボル数S_ini、初期シンボルレートr_ini、拡張CPシンボル数S_Vini、現在のシンボルレートr、現在のCPシンボル数S_now(r)、拡張CPシンボル数Sv_now(r)の各組合せに応じてあらかじめΔt_compOを算出し、算出した値を各組合せと対応づけてテーブルに保持しておき、初期CPシンボル数S_ini、初期シンボルレートr_ini、拡張CPシンボル数S_Vini、現在のシンボルレートr、現在のCPシンボル数S_now(r)、拡張CPシンボル数Sv_now(r)をパラメータとしてテーブルを参照することでΔt_compOを読み出すようにしてもよい。

また、現在のシンボルレートr、現在のCPシンボル数S_now(r)、拡張CPシンボル数Sv_now(r)、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のシンボルレート、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のCPシンボル数、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）の拡張CPシンボル数の各組合せに応じてあらかじめΔt_compOを算出し、算出した値を各組合せと対応づけてテーブルに保持しておき、現在のシンボルレートr、現在のCPシンボル数S_now(r)、拡張CPシンボル数Sv_now(r)、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のシンボルレート、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）のCPシンボル数、１つ前のブロック（あるいは１つ前の送信スロット）の拡張CPシンボル数をパラメータとしてテーブルを参照することでΔt_compOを読み出すようにしてもよい。

(第八の実施例)
本実施例は、基地局が、通常のタイミング制御に加えて、シンボルレートの影響も加味して送信タイミングを決定し、決定した送信タイミングを表すタイミング情報（フィードバック情報）を端末装置に通知することを特徴とする。以下本実施例について詳細に説明する。

図１９は、第八の実施例に係る基地局の構成を示すブロック図である。

アンテナ部１０１は、受信時は端末装置から送信された信号を受信し、送信時は基地局スイッチ部１０２から入力される信号を電波として空間に放射する。アンテナ部１０１はたとえば受信手段に相当する。

スイッチ部１０２は、受信時はアンテナ部１０１で受信された信号をLNA部１０３に出力し、送信時はPA部１２２から入力された信号をアンテナ部１０１に出力するようにスイッチの切り替えを行う。

LNA部１０３は、スイッチ部１０２から入力された信号に対して低雑音増幅処理を行い、低雑音増幅処理された信号をDC部１０４に出力する。

DC部１０４は、LNA部１０３から入力されたRF(Radio Frequency)の信号をダウンコンバートしてアナログベースバンド信号を生成し、生成したアナログベースバンド信号をLPF部１０５に出力する。

LPF部１０５は、DC部１０４から入力された信号から高調波成分を取り除くためにLPF(Low Pass Filter)を用いてフィルタリング処理を行い、高調波成分が除去された信号をAD変換部１０６に出力する。

AD変換部１０６は、LPF部１０５から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号をFFT部１０７に出力する。

FFT部１０７は、AD変換部１０６から入力されたデジタル信号をFFT(Fast Fourier Transform)処理して時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域信号１０８を窓関数部に出力する。FFT部１０７はたとえばフーリエ変換手段に相当する。

窓関数部１０８は、FFT部１０７から入力された周波数領域信号に窓関数処理を行うことにより所望の周波数成分の信号を取り出し、取り出した所望の周波数成分信号をFDE（Frequency-Domain Equalization：周波数領域等化）部１０９に出力する。

FDE部１０９は、窓関数部１０８から入力された所望の周波数領域成分信号に対して周波数領域等化処理を行い、周波数領域等化された信号をIFFT(Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換)部１１０に出力する。

IFFT部１１０は、FDE部１０９から入力された所望の周波数領域成分信号にIFFT処理を行って時間領域の信号に変換し、検波部１１２およびタイミング誤差検出部１１に時間領域信号を出力する。

タイミング誤差検出部１１１は、IFFT部１１０から入力された時間領域信号から所望のFFTタイミングに対するタイミング誤差を検出し、検出したタイミング誤差を表すタイミング誤差情報を検波部１１２およびMAC部１１６に出力する。タイミング誤差検出方法としては、受信信号に含まれる既知信号と、タイミング誤差検出部１１１内に予め記憶された理想的な既知信号との相関を算出し、その相関出力のピークが現れるタイミングによってタイミング誤差を検出できる。ただし、このタイミング誤差検出方法はあくまで一例であり、本発明はこの方法に限定されるものではない。

検波部１１２は、タイミング誤差検出部１１１から入力されたタイミング誤差情報を基に、IFFT部１１０から入力された時間領域信号を検波し、検波データを復調部１１３に出力する。

復調部１１３は、検波部１１２から入力された検波データに対して、軟判定処理および復号処理などの復調処理を行い、MAC部１１６に復調データを出力する。

MAC部１１６は、MAC層の処理を行って、復調データから上位レイヤのデータを取り出し、取り出した上位レイヤのデータを上位レイヤ部１１５に渡す。またMAC部１１６は、タイミング誤差検出部１１１から受け取ったタイミング誤差情報をタイミング制御信号生成部１１７に渡す。

上位レイヤ部１１は、受信時はMAC部１１６から情報を受け取ってMAC層より上位の処理を行い、送信時は上位レイヤの処理により得た情報をMAC部１１６に出力する。

MAC部１１６は、上位レイヤ部１１から入力された情報に対してMAC層の処理を行い、送信すべき情報を変調部１１８に出力する。またMAC部１１６は、上位レイヤ部１１から入力される、端末装置に通知するための変調情報をタイミング制御信号生成部１１７に出力する。変調情報には、端末装置に送信させるシンボルレートを表すシンボルレート情報と、端末装置に送信させるブロック内のCPシンボル数を表すCPシンボル数情報と、端末装置に送信させるブロック内の拡張CPシンボル数を表す拡張CPシンボル数情報とが含まれる。
したがって、上位レイヤ部１１はたとえばシンボルレート通知手段を含んでいる。

タイミング制御信号生成部１１７は、MAC部１１６から入力された変調情報とタイミング誤差情報を基にタイミング情報を生成し、タイミング情報を変調部１１８に出力する。
タイミング制御信号生成部１１７はたとえば送信タイミング計算手段、送信タイミング補正手段およびタイミング情報通知手段の機能を有している。

変調部１１８は、MAC部１１６から入力された情報と、タイミング制御信号生成部１１７から入力されたタイミング情報に基づいて変調信号を作成し、変調信号をDA変換部１１９に出力する。

DA変換部１１９は、変調部１１８から入力されたデジタル変調信号をアナログ信号に変換し、LPF部１２０にアナログ信号を出力する。

LPF部１２０は、DA変換部１１９から入力されたアナログ信号から高調波成分を取り除くためにLPF(Low Pass Filter)を用いてフィルタリング処理を行い、高調波成分が除去された信号をUC部１２１に出力する。

UC部１２１は、LPF部１２０から入力されたアナログベースバンド信号を所望のRFにアップコンバートし、RF信号をPA部１２２に出力する。

PA部１２２は、UC部１２１から入力されたRF信号の電力を増幅させ、スイッチ部１０２に出力する。

図２０は、タイミング制御信号生成部１１７の構成を示すブロック図である。

差分算出部１３１は、MAC部１１６から変調情報が入力され、送信タイミングの差分情報を算出し、算出した送信タイミングの差分情報をタイミング加減算部１３２に出力する。端末装置に送信させるシンボルレートをr、端末装置に送信させるブロックのCPシンボル数をS_now(r)、端末装置に送信させるブロックの拡張CPシンボル数をS_Vnow(r)とすると、差分算出部１３１の出力Δt_compOは、

となる。ただし、S_iniは、基地局が今回のタイミング誤差検出に用いた端末装置からの送信信号のCPシンボル数、S_Viniは基地局が今回のタイミング誤差検出に用いた端末装置からの送信信号の拡張CPシンボル数、r_iniは今回のタイミング誤差検出に用いた端末装置からの送信信号のシンボルレートである。S_ini、S_Vini、r_iniと、今回入力された変調情報に基づいて差分算出部でΔt_compOを算出する。ここで得られたΔt_compOをタイミング加減算部１３２に出力する。

タイミング加減算部は１３２は、MAC部１１６から入力されたタイミング誤差情報に含まれるタイミング誤差Δt_CSと、差分算出部１３１から入力されたΔt_compOを加算し、その結果であるΔt_out=Δt_CS+Δt_compOをタイミング情報として変調部１１８へ出力する。

このように端末装置へのタイミング情報を生成する際に、測定したタイミング誤差だけでなく、シンボルレートの更新情報、CPシンボル数の更新情報、拡張CPシンボル数の更新情報も考慮した補正（たとえば上記導出式に従った補正）を加えてタイミング情報を生成することで、効率良く端末装置の送信タイミング制御を行うことができる。

なお、本実施例では導出式に従って差分算出部１３１においてΔt_compOを算出したが、本発明は導出式による算出に限定されず、たとえば第七の実施例で説明したように、予め上記導出式等に基づき算出した値Δt_compOをテーブル（メモリ）に保持しておき、このテーブルを参照することにより、Δt_compOを求めてもよい。なお、実装誤差などを考慮した上で、導出記式の値から大きく逸脱しない範囲の値をテーブルの値に適用してもよい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

第一の実施例に係る移動体通信システムの構成例を示す図。 データブロックの例を示す図。 端末装置が送信するスロットフォーマットの例を示す図。 端末装置の構成を示すブロック図。 タイミング算出部の構成を示すブロック図。 シンボルレートに応じた最適なFFTタイミングを示す図。 最適なFFTタイミングを説明する図。 シンボルレートに応じた送信タイミング制御を示す図。 第二の実施例に係る端末装置の構成を示すブロック図。 第二の実施例に係るタイミング算出部の構成を示すブロック図。 第三の実施例にかかる端末装置の構成を示すブロック図。 第三の実施例にかかるタイミング算出部の構成を示すブロック図。 第四の実施例に係る端末装置のタイミング算出部の構成を示すブロック図。 第五の実施例に係る端末装置のタイミング算出部の構成を示すブロック図。 端末装置がスロット単位で送信する場合の送信タイミング制御を説明する図。 拡張CPとして2シンボル採用した場合の例を示す図。 第七の実施例に係る拡張CPを用いた場合の端末装置の構成を示すブロック図。 第七の実施例に係るタイミング算出部の構成を示すブロック図。 第八の実施例に係る基地局の構成を示すブロック図。 第八の実施例に係るタイミング制御信号生成部の構成を示すブロック図。

符号の説明

PS1、PS2：端末装置
CS1：基地局
１１：上位レイヤ部
１２、４１、４３、８１：MAC部
１３、８３：変調部
１４、４２、４４、８２：タイミング算出部
１５：CP付加部
１６：FIR部
１７：タイミング調整部
１８：DA変換部
１９：ローパスフィルタ
２０：UC部
２１：PA部
２２：スイッチ部
２３：アンテナ部
２４：LNA部
２５：DC部
２６：ローパスフィルタ
２７：AD変換部
２８：復調部
３１、４８：基地局通知タイミング情報記憶部
３２：初期シンボルレート記憶部
３３：シンボルレート比較部
３４、４７、１３２：タイミング加減算部
４５：前情報記憶部
５１：CPシンボル数記憶部
４６、５２、６２、１３１：差分算出部
６１：初期タイミング記憶部
７１、９１：タイミングテーブル部

Claims (9)

1. 時間的に連続する複数のシンボルの一端に、前記複数のシンボルの他端を含む一部波形と同じ波形をもつ繰り返しシンボルを付加した所定時間長のブロックを生成するブロック生成手段と、
   前記ブロックのシンボルレートが基準となるシンボルレートより高いほど早いタイミングに、また前記ブロックのシンボルレートが前記基準となるシンボルレートより低いほど遅いタイミングに、ブロックの送信の指定タイミングを修正することにより、前記ブロック生成手段により生成された前記ブロックを送信する送信タイミングを決定する送信タイミング決定手段と、
   前記送信タイミング決定手段により決定された送信タイミングで前記ブロック生成手段により生成されたブロックを送信する送信手段と、を備え、
   前記ブロック生成手段で生成される各ブロックのシンボルレートに拘わらず、前記各ブロックの時間長はそれぞれ同一であり、かつ、前記各ブロックに含まれる前記繰り返しシンボルの時間長はそれぞれ同一である
   端末装置。
2. 前記ブロック生成手段により生成されたブロックの送信タイミングを基地局において決定するための第１の信号を前記基地局に送信し、前記基地局から前記ブロックの送信タイミングを定めたタイミング情報を取得するタイミング情報取得手段をさらに備え、
   前記送信タイミング決定手段は、前記第１の信号を送信したブロックのシンボルレートよりも高いシンボルレートのブロックを送信するときは、前記タイミング情報で定められた送信タイミングよりも早い送信タイミングを決定し、前記第１の信号を送信したブロックのシンボルレートよりも低いシンボルレートのブロックを送信するときは、前記タイミング情報で定められた送信タイミングよりも遅い送信タイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
3. 前記第１の信号は、前記基地局において前記送信タイミングを決定するための専用信号であることを特徴とする請求項２に記載の端末装置。
4. 前記送信タイミング決定手段は、前記シンボルレートが第２のシンボルレートに変更された場合、
   r₂を前記第２のシンボルレートの値、
   S₂を前記第２のシンボルレートのブロックに含まれる繰り返しシンボルの個数、
   r_xを第２のシンボルレートに変更される直前のシンボルレートまたはあらかじめ定められた基準となるシンボルレートである第Ｘのシンボルレートの値、
   S_xを前記第Ｘのシンボルレートのブロックに含まれる繰り返しシンボルの個数、
   とすると、
   （S₂-1）/r₂が(S_x-1)/r_xよりも大きいときはこれらの差の絶対値が大きいほど前記第２のシンボルレートにおける送信タイミングが前記Ｘのシンボルレートにおける送信タイミングよりも早くなるように前記第２のシンボルレートにおける送信タイミングを決定し、
   (S_x-1)/r_xが（S₂-1）/r₂よりも大きいときはこれらの差の絶対値が大きいほど前記第２のシンボルレートにおける送信タイミングが前記第Ｘのシンボルレートにおける送信タイミングよりも遅くなるように前記第２のシンボルレートにおける送信タイミングを決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
5. 前記送信タイミング決定手段は、（S₂-1）/r₂が(S_x-1)/r_xよりも大きいときは、(（S₂-1）/r₂-(S_x-1)/r_x)/2に基づいた値だけ前記第Ｘのシンボルレートにおける送信タイミングを早めた送信タイミングを前記第２のシンボルレートにおける送信タイミングとして決定し、（S_x-1）/r_xが(S₂-1)/r₂よりも大きいときは、(（S_x-1）/r_x-(S₂-1)/r₂)/2に基づいた値だけ前記第Ｘのシンボルレートにおける送信タイミングを遅くした送信タイミングを前記第２のシンボルレートにおける送信タイミングとして決定することを特徴とする請求項４に記載の端末装置。
6. 前記S₂、前記r_2、前記S_xおよび前記r_xと、遅らせるべきまたは早めるべき送信タイミングの時間とを対応づけて格納した第１のテーブルをさらに備え、
   前記送信タイミング決定手段は、前記S₂、前記r_2、前記S_xおよび前記r_xに基づき前記第１のテーブルを参照することにより遅らせるべきまたは早めるべき送信タイミングの時間を取得し、取得した時間と、前記第Ｘのシンボルレートにおける送信タイミングとから、前記第２のシンボルレートのブロックの送信タイミングを計算することを特徴とする請求項４に記載の端末装置。
7. 前記第Ｘのシンボルレートは、前記あらかじめ定められた基準となるシンボルレートであり、また前記S_xおよび前記r_xはそれぞれあらかじめ定められた固定値であり、
   前記S₂および前記r₂と、遅らせるべきまたは早めるべき送信タイミングの時間とを対応づけて格納した第２のテーブルをさらに備え、
   前記送信タイミング決定手段は、前記S₂、前記r₂に基づき前記第２のテーブルを参照することにより前記遅らせるべきまたは早めるべき送信タイミングの時間を取得し、取得した時間と、前記基準となる送信タイミングとから、前記第２のシンボルレートのブロックの送信タイミングを計算することを特徴とする請求項４に記載の端末装置。
8. 時間的に連続する複数のシンボルの一端に、前記複数のシンボルの他端を含む一部波形と同じ波形をもつ繰り返しシンボルを付加した所定時間長のブロックを端末装置から受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信されたブロックの信号を前記複数のシンボルの長さに対応する区間でフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
   前記フーリエ変換手段により前記ブロックの信号をフーリエ変換したタイミングの所望タイミングに対する誤差を検出するタイミング誤差検出手段と、
   前記タイミング誤差検出手段により検出された誤差に基づいて前記端末装置により前記ブロックを送信する送信タイミングを計算する送信タイミング計算手段と、
   前記端末装置にシンボルレートの変更を通知するシンボルレート通知手段と、
   変更後のシンボルレートが、前記送信タイミング計算手段により送信タイミングを算出したときの前記ブロックのシンボルレートよりも高いときは、変更後のシンボルレートと前記ブロックのシンボルレートとの差の絶対値が大きいほど、前記送信タイミング計算手段により算出された送信タイミングをより早いタイミングに補正し、
   変更後のシンボルレートが、前記送信タイミング計算手段により送信タイミングを算出したときの前記ブロックのシンボルレートよりも低いときは、変更後のシンボルレートと前記ブロックのシンボルレートとの差の絶対値が大きいほど、前記送信タイミング計算手段により算出された送信タイミングをより遅いタイミングに補正する、送信タイミング補正手段と、
   前記送信タイミング補正手段により補正された送信タイミングを表すタイミング情報を前記端末装置に通知するタイミング情報通知手段と、
   を備え、
   前記端末装置のシンボルレートの変更に拘わらず、前記受信手段で前記端末装置から受信される各ブロックの時間長はそれぞれ同一であり、かつ、前記各ブロックに含まれる前記繰り返しシンボルの時間長はそれぞれ同一である
   基地局。
9. 時間的に連続する複数のシンボルの一端に、前記複数のシンボルの他端を含む一部波形と同じ波形をもつ繰り返しシンボルを付加した所定時間長のブロックを生成するブロック生成ステップと、
   前記ブロックのシンボルレートが基準となるシンボルレートより高いほど早いタイミングに、また前記ブロックのシンボルレートが前記基準となるシンボルレートより低いほど遅いタイミングに、ブロックの送信の指定タイミングを修正することにより、前記ブロック生成ステップにより生成された前記ブロックを送信する送信タイミングを決定する送信タイミング決定ステップと、
   前記送信タイミング決定ステップにより決定された送信タイミングで前記ブロック生成ステップにより生成されたブロックを送信する送信ステップと、
   を備え、
   前記ブロック生成ステップで生成される各ブロックのシンボルレートに拘わらず、前記各ブロックの時間長はそれぞれ同一であり、かつ、前記各ブロックに含まれる前記繰り返しシンボルの時間長はそれぞれ同一である
   通信方法。

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