JP5125916B2 - 受信装置および通信制御方法 - Google Patents

Description

本件は受信装置および通信制御方法に関する。

現在、携帯電話システムや無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの移動通信システムが広く利用されている。移動通信システムにおいて、携帯電話機や携帯情報端末などの移動局は、パス検出により無線基地局から移動局への各パスの受信タイミング（パスタイミング）を検出する。移動局は、検出したパスタイミングに基づいて受信信号の復調・復号を行うことができる。パス検出では、時間軸上の区間を定義したウィンドウを設定し、ウィンドウが示す区間内で受信信号に対し検出処理を行うことが考えられる。

ところで、移動局には、通信を行っていない待ち受け期間中、間欠受信モードで動作するものがある。間欠受信モードでは、パス検出を含む受信処理の停止（スリープ）と再開（ウェイクアップ）とが繰り返される。移動局は、ウェイクアップすると、受信信号に基づいて自局宛ての通信の有無を判断する。自局宛ての通信がないと判断すると再びスリープし、自局宛ての通信があると判断すると間欠受信モードを解除する。間欠的に受信処理を停止することで、移動局の省電力化が図られる。

ここで、スリープ期間の経過後は、スリープ前と比べてパスタイミングが大きくずれている場合がある。そのため、スリープ前のウィンドウの位置のままでパス検出を行うと、検出処理に失敗する可能性がある。このようなパス検出の問題に関し、過去に検出されたパスタイミングの重心の変化に応じて、ウィンドウ幅を予め広げておく方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。また、スリープ期間の経過後は、パス検出を省略し、複数のタイミングで受信信号を復調する方法が考えられている（例えば、特許文献２参照）。また、移動局が高速移動しているときは、スリープを行わないかスリープ期間を通常よりも短くする方法が考えられている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００４−４０６１３号公報 特開２００５−７３１０２号公報 特開２００７−１７４３２９号公報

しかし、上記特許文献１〜３に記載の方法では、受信処理が非効率的になるという問題がある。例えば、特許文献１に記載の方法では、パス検出の区間が広くなるため検出処理の負荷が増大する。特許文献２に記載の方法では、複数のタイミングでの復調処理を並列に行うため回路規模が増大する。特許文献３に記載の方法では、スリープ期間が短くなるため間欠受信により得られる省電力効果が小さくなる。

本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、間欠受信中のパス検出を効率的に実行することができる受信装置および通信制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、パス検出を含む受信処理を間欠的に停止することが可能な受信装置が提供される。この受信装置は、制御部とパス検出部とを有する。制御部は、受信停止前の受信装置の移動速度に基づいて無線基地局との間の距離の変化に応じた伝搬遅延の変化に相当する伝搬遅延補正量と、受信停止前の受信信号から求めたドップラ周波数偏差に応じたドップラ効果に相当するドップラ効果補正量とを求め、伝搬遅延補正量とドップラ効果補正量とからシフト量を求め、パス検出を行う区間を示す所定の時間幅のウィンドウを受信停止前の位置からシフトさせる。パス検出部は、受信停止期間の経過後、制御部によりシフトされた後のウィンドウが示す区間内で受信信号に対しパス検出を行う。

また、上記課題を解決するために、パス検出を含む受信処理を間欠的に停止することが可能な受信装置の通信制御方法が提供される。この通信制御方法では、受信停止前の受信装置の移動速度に基づいて無線基地局との間の距離の変化に応じた伝搬遅延の変化に相当する伝搬遅延補正量と、受信停止前の受信信号から求めたドップラ周波数偏差に応じたドップラ効果に相当するドップラ効果補正量とを求め、伝搬遅延補正量とドップラ効果補正量とからシフト量を求め、パス検出を行う区間を示す所定の時間幅のウィンドウを受信停止前の位置からシフトさせる。また、受信停止期間の経過後、シフトされた後のウィンドウが示す区間内で受信信号に対しパス検出を行う。

上記受信装置および通信制御方法によれば、間欠受信中のパス検出を効率的に実行することができる。

以下、本実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、受信装置を示す図である。図１に示す受信装置１は、間欠受信モードの機能、すなわち、パス検出を含む受信処理を間欠的に停止することができる機能を備えている。受信装置１は、パス検出部１ａおよび制御部１ｂを有する。

パス検出部１ａは、受信処理の実行中、受信信号に対しパス検出を行う。パス検出の対象とする区間は、所定の時間幅のウィンドウ１ｃによって示される区間である。ウィンドウ１ｃの位置は、制御部１ｂによって補正されることがある。一方、受信停止期間では、パス検出も停止する。

制御部１ｂは、受信停止期間の経過後にパス検出部１ａがパス検出を再開する際のウィンドウ１ｃの位置を制御する。具体的には、制御部１ｂは、受信停止前の受信装置１の移動状況に応じて、ウィンドウ１ｃを受信停止前（例えば、受信停止直前）の位置から時間方向にシフトさせる。シフト後のウィンドウ１ｃの位置が、パス検出の再開時のウィンドウ１ｃの位置となる。

例えば、制御部１ｂは、受信停止前の受信装置１の移動速度を求め、移動速度に基づいてウィンドウ１ｃのシフト量を算出することができる。移動速度を求める方法としては、受信信号に含まれる既知信号からドップラ周波数偏差を特定し、ドップラ周波数偏差から移動速度を推定する方法が考えられる。また、ＧＰＳ（Global Positioning System）により測定された受信装置１の現在位置を取得し、現在位置の変化量から移動速度を求める方法も考えられる。

また、制御部１ｂは、受信停止前の受信装置１の無線基地局（図示せず）に対する移動方向を求め、移動方向に基づいてウィンドウ１ｃのシフト方向を決定することができる。例えば、受信装置１が無線基地局に近づいている場合、ウィンドウ１ｃを時間の早い方向にシフトし、無線基地局から遠ざかっている場合、ウィンドウ１ｃを時間の遅い方向にシフトする。移動方向を求める方法としては、受信信号の受信レベルを取得し、受信レベルの増減から移動方向を推定する方法が考えられる。また、ＧＰＳにより測定された受信装置１の現在位置を取得し、現在位置の変化から移動方向を求める方法も考えられる。

なお、ウィンドウ１ｃのシフトは、受信停止前（例えば、受信停止直前）に行ってもよいし、受信再開後（例えば、受信再開直後）に行ってもよい。例えば、受信停止前にシフト後のウィンドウ位置をメモリに保存しておき、受信再開後はメモリに保存されたウィンドウ位置でパス検出を開始する方法が考えられる。また、受信停止前のウィンドウ位置からのシフト量をメモリに保存しておき、受信再開後は受信停止前のウィンドウ位置をメモリに保存されたシフト量に基づいて補正してからパス検出を開始する方法も考えられる。

このような受信装置１によれば、パス検出部１ａにより、所定の時間幅のウィンドウ１ｃが示す区間内で受信信号に対しパス検出が行われる。また、制御部１ｂにより、受信停止前の受信装置１の移動状況（例えば、移動速度や無線基地局に対する移動方向）に応じて、ウィンドウ１ｃが受信停止前の位置からシフトされる。受信停止期間の経過後は、制御部１ｂによってシフトされた後のウィンドウ１ｃの位置に基づいて、パス検出部１ａによりパス検出が行われる。

これにより、間欠受信中のパス検出を効率的に実行することができる。すなわち、受信装置１は、パス検出の再開時のために、ウィンドウ１ｃの位置を適切に補正しておくことができる。このため、受信装置１が高速移動している場合など、受信処理の停止期間中にパスタイミングが大きく変化することがあっても、パス検出の再開時に適切なタイミングで検出処理を行うことができる。すなわち、パスタイミングがウィンドウ１ｃの区間外に移動してパス検出に失敗する確率を低減することができる。また、ウィンドウ幅を広げる方法や受信停止期間を短くする方法と比べて、消費電力や回路規模を抑制することも可能となる。

以下、上記受信装置１の機能を無線通信システムの移動局に適用した場合について説明する。例えば、以下に述べる無線通信システムはセルラ方式の携帯電話システムとして実現することができ、移動局は携帯電話機として実現することができる。ただし、無線ＬＡＮなど、他の種類の無線通信システムとして実現することも可能である。

［第１の実施の形態］
図２は、無線通信システムを示す図である。第１の実施の形態に係る無線通信システムは、移動局１０および無線基地局２０を有する。なお、第１の実施の形態では、通信方式として符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）を用いた場合を想定している。

移動局１０は、無線基地局２０のセル範囲内で、無線基地局２０と無線通信を行うことができる通信端末装置である。移動局１０は、間欠受信機能を備えている。すなわち、移動局１０は、通信を行っていない待ち受け期間中は、自局宛ての通信が発生するまでスリープとウェイクアップとを繰り返す。自局宛ての通信の有無は、ウェイクアップした際に無線基地局２０から受信する信号に基づいて判断する。

無線基地局２０は、移動局１０と無線通信を行うことができる無線通信装置である。無線基地局２０は、移動局１０宛ての通信が発生すると、移動局１０の識別子を含む信号をセル内に無線送信する。なお、無線基地局２０は、移動局１０がウェイクアップするタイミングを予め指定することもできる。その場合、無線基地局２０は、例えば、移動局１０がウェイクアップするタイミングに合わせて移動局１０の識別子を含む信号を送信する。

図３は、第１の実施の形態の移動局を示すブロック図である。移動局１０は、アンテナ共用器１１、受信部１２、送信部１３、電源制御部１４およびタイマ部１５を有する。なお、図３では、移動局１０が有するモジュールのうち、間欠受信機能に関するモジュールを中心に記載し、その他のモジュールについては必要に応じて記載を省略している。

アンテナ共用器１１は、移動局１０が備えるアンテナを受信・送信兼用とするために、受信信号と送信信号とを分離する。具体的には、アンテナ共用器１１は、アンテナから取得した受信信号を、受信部１２に出力する。また、送信部１３から取得した送信信号を、アンテナに無線出力させる。アンテナ共用器１１は、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）を用いて受信信号と送信信号とを分離することが可能である。なお、移動局１０では、アンテナを受信・送信兼用としたが、受信用アンテナと送信用アンテナとを別個に設けてもよい。

受信部１２は、アンテナ共用器１１から取得した受信信号に対して復調・復号を行う。第１の実施の形態では通信方式としてＣＤＭＡ方式を用いており、受信部１２は受信信号を逆拡散して復調する。受信部１２は、ＲＦ（Radio Frequency）部１２１、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換部１２２、ＡＧＣ(Auto Gain Control)部１２３、セル検出部１２４、パス検出部１２５、逆拡散部１２６、同期検波部１２７、ＲＡＫＥ合成部１２７ａ、復号部１２８およびパス検出制御部１２９を有する。なお、図１のパス検出部１ａは、パス検出部１２５に対応し、図１の制御部１ｂは、パス検出制御部１２９に対応する。

ＲＦ部１２１は、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）や周波数変換器、ＢＰＦを用いて、高周波数帯の無線信号を低周波数帯のベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）する。そして、ＲＦ部１２１は、得られたベースバンド信号をＡ／Ｄ変換部１２２に出力する。

Ａ／Ｄ変換部１２２は、ＲＦ部１２１から取得したベースバンド信号を、デジタルベースバンド信号に変換する。そして、Ａ／Ｄ変換部１２２は、得られたデジタルベースバンド信号を、ＡＧＣ部１２３に出力する。

ＡＧＣ部１２３は、Ａ／Ｄ変換部１２２から取得したデジタルベースバンド信号の利得制御を行う。すなわち、ＡＧＣ部１２３は、信号レベルを検出し、信号レベルに応じた増幅率でデジタルベースバンド信号を増幅する。そして、ＡＧＣ部１２３は、得られたデジタル信号を、セル検出部１２４、パス検出部１２５および逆拡散部１２６に出力する。

セル検出部１２４は、ＡＧＣ部１２３から利得調整後のデジタル信号（ここでは、単に受信信号という）を取得し、セル検出（セルサーチ）を行う。具体的には、セル検出部１２４は、受信信号に含まれるパイロット信号に対し、拡散コードの候補それぞれを用いて逆拡散を行う。そして、逆拡散により得られる相関値から、アクセス可能なセルおよびそのセルで用いられている拡散コード番号を特定する。その後、セル検出部１２４は、特定した拡散コード番号をパス検出部１２５に通知する。

パス検出部１２５は、ＡＧＣ部１２３から受信信号を取得し、パス検出（パスサーチ）を行う。具体的には、パス検出部１２５は、受信信号に含まれるパイロット信号に対し、セル検出部１２４から通知された番号に対応する拡散コードを用いて逆拡散を行う。このとき、設定されているウィンドウの範囲内で、タイミングをずらしながら逆拡散を行う。これにより、先行波や遅延波の各パスタイミングが特定される。そして、パス検出部１２５は、拡散コード番号、パス数および各パスの遅延量を逆拡散部１２６に通知する。

ここで、パス検出部１２５がパス検出を行う際のウィンドウの位置は、パス検出結果に応じて適宜補正される。また、移動局１０が間欠受信を行う場合、スリープ前にウィンドウの位置が予測補正され、予測補正後の位置がウェイクアップ後にパス検出を行う際のウィンドウの位置として設定される。パス検出部１２５の詳細は、後で説明する。

逆拡散部１２６は、ＡＧＣ部１２３から取得した受信信号に対し、パス毎の逆拡散を行う。すなわち、逆拡散部１２６は、パス検出部１２５から通知された番号に対応する拡散コードを用いて、パス検出部１２５から通知されたパス数および各パスの遅延量に応じたタイミングで逆拡散を行う。そして、逆拡散部１２６は、逆拡散により得られたパス毎の復調信号を、同期検波部１２７に出力する。

同期検波部１２７は、逆拡散部１２６から取得したパス毎の復調信号に対し、チャネル推定およびチャネル補償を行う。具体的には、同期検波部１２７は、復調信号に含まれる既知のパイロット信号（例えば、共通パイロットチャネルの信号）を用いて、フェージングなど伝搬路から受ける影響による位相回転量（位相差）を推定する。そして、推定した位相差に応じて、各チャネルの補償を行う。その後、同期検波部１２７は、補償後の復調信号をＲＡＫＥ合成部１２７ａに出力する。

ＲＡＫＥ合成部１２７ａは、同期検波部１２７から取得したパス毎の復調信号を合成する。ＲＡＫＥ合成では、パスに応じて復調信号を重みづけしてもよい。そして、ＲＡＫＥ合成部１２７ａは、合成後の復調信号を復号部１２８に出力する。

復号部１２８は、ＲＡＫＥ合成部１２７ａから取得した復調信号を復号する。用いる符号化方式は、例えば、移動局１０と無線基地局２０との間で予め合意しておく。復号部１２８は、復号済みのデータを当該データを処理するモジュール（図示せず）に出力する。

パス検出制御部１２９は、移動局１０が間欠受信を行うとき、パス検出部１２５のウィンドウの位置を制御する。具体的には、パス検出制御部１２９は、同期検波部１２７から推定された位相差の情報を取得し、位相差から移動局１０の移動速度を推定する。また、パス検出制御部１２９は、ＲＡＫＥ合成部１２７ａから復調信号の受信レベルの情報を取得し、受信レベルの変化から移動局１０の無線基地局２０に対する移動方向を推定する。

そして、パス検出制御部１２９は、スリープ前の移動局１０の移動速度および移動方向に基づいて、スリープ期間中のパスタイミングの変化を予測し、パス検出部１２５にウィンドウ位置を補正させる。これにより、スリープ期間経過後は、補正後のウィンドウ位置に基づいてパス検出が行われる。パス検出制御部１２９の詳細は後で説明する。

送信部１３は、無線基地局２０に送信するデータを符号化・変調する。第１の実施の形態では通信方式としてＣＤＭＡ方式を用いており、送信部１３は送信信号をコード拡散して変調する。送信部１３は、符号化部１３１、拡散部１３２、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換部１３３、ＲＦ部１３４および電力増幅器１３５を有する。

符号化部１３１は、データを処理するモジュール（図示せず）から、無線基地局２０に送信するデータを取得すると、当該データを符号化する。用いる符号化方式は、例えば、移動局１０と無線基地局２０との間で予め合意しておく。そして、符号化部１３１は、得られた符号化データを拡散部１３２に出力する。

拡散部１３２は、符号化部１３１から取得した符号化データに対し、拡散コードを用いて拡散処理を行う。用いる拡散コード番号は、例えば、移動局１０と無線基地局２０との間で予め合意しておく。そして、拡散部１３２は、拡散処理により得られたデジタルベースバンド信号を、Ｄ／Ａ変換部１３３に出力する。

Ｄ／Ａ変換部１３３は、拡散部１３２から取得したデジタルベースバンド信号を、アナログのベースバンド信号に変換する。そして、Ｄ／Ａ変換部１３３は、得られたベースバンド信号を、ＲＦ部１３４に出力する。

ＲＦ部１３４は、周波数変換器やＢＰＦを用いて、Ｄ／Ａ変換部１３３から取得した低周波数帯のベースバンド信号を、無線信号に対応する高周波数帯の信号に変換（コンバート）する。そして、ＲＦ部１３４は、得られた送信信号を電力増幅器１３５に出力する。

電力増幅器１３５は、ＲＦ部１３４から取得した送信信号を増幅する。そして、電力増幅器１３５は、増幅後の送信信号を、アンテナ共用器１１に出力する。これにより、送信信号がアンテナから無線出力される。

電源制御部１４は、受信部１２および送信部１３に対する電源供給を制御する。具体的には、移動局１０が通信を行っていない待ち受け状態になると、受信部１２および送信部１３に対する電源供給を停止する。また、電源制御部１４は、タイマ部１５に周期Ｔ（例えば、Ｔ＝２．５６秒）のタイマを設定する。その後、電源制御部１４は、タイマ部１５からの通知に基づいて、周期Ｔで受信部１２に電源供給して、受信部１２をウェイクアップさせる。

ここで、電源制御部１４は、受信部１２をウェイクアップさせたとき、受信部１２から受信信号を取得して、自局宛ての下り通信（無線基地局から移動局への通信）が発生しているか否か判断する。自局宛ての下り通信の有無は、例えば、受信信号に含まれるＰＩＣＨ（Paging Indicator CHannel）信号やＰＣＨ（Paging CHannel）信号に基づいて判断することができる。

すなわち、電源制御部１４は、受信部１２のウェイクアップ後に受信信号に含まれるＰＩＣＨ信号を取得する。ＰＩＣＨ信号には、下り通信が発生した移動局グループのグループＩＤが含まれている。電源制御部１４は、予め設定された移動局１０のグループＩＤとＰＩＣＨ信号が示すグループＩＤとを比較して、移動局１０の属するグループが通信対象となっているか判断する。グループＩＤが合致する場合、電源制御部１４は、更に受信信号に含まれるＰＣＨ信号を取得する。ＰＣＨ信号には、下り通信が発生した移動局のユーザＩＤが含まれている。電源制御部１４は、予め設定された移動局１０のユーザＩＤとＰＣＨ信号が示すユーザＩＤとを比較して、自局が通信対象となっているか判断する。

自局宛ての下り通信が発生している場合、電源制御部１４は、タイマ部１５の周期Ｔのタイマを解除し、受信部１２を間欠的にスリープさせることを止める。送信部１３については、移動局１０で上り通信（移動局から無線基地局への通信）が発生したときウェイクアップさせる。一方、自局宛ての下り通信が発生していない場合、電源制御部１４は、受信部１２への電源供給を停止し、受信部１２をスリープさせる。なお、電源制御部１４は、受信部１２および送信部１３に対して供給されるクロックを制御することで、スリープおよびウェイクアップを実現するようにしてもよい。

タイマ部１５は、電源制御部１４からタイマ設定の指示を受けると、時間のカウントを開始し、周期Ｔ（例えば、Ｔ＝２．５６秒）で電源制御部１４に対し通知を行う。カウントは、電源制御部１４から設定解除の指示を受けるまで継続して行う。これにより、待ち受け期間中、周期Ｔで受信部１２がウェイクアップすることになる。

図４は、第１の実施の形態のパス検出部を示すブロック図である。パス検出部１２５は、タイミング記憶部１２５ａ、ウィンドウ制御部１２５ｂ、コード生成部１２５ｃ、相関演算部１２５ｄおよびピーク検出部１２５ｅを有する。

タイミング記憶部１２５ａには、パス検出に用いるウィンドウの位置情報が格納されている。タイミング記憶部１２５ａに格納された位置情報は、例えば、現在のウィンドウの中心のタイミングを示す情報である。ウィンドウの時間幅は、例えば、固定値とする。位置情報は、ウィンドウ制御部１２５ｂによって適宜更新される。また、タイミング記憶部１２５ａには、パス検出制御部１２９が出力した補正値が一時的に格納される。

ウィンドウ制御部１２５ｂは、パス検出に用いるウィンドウを制御する。具体的には、ウィンドウ制御部１２５ｂは、タイミング記憶部１２５ａから位置情報を取得し、位置情報によって示されるウィンドウ区間を相関演算部１２５ｄに対し指定する。また、ウィンドウ制御部１２５ｂは、パス検出により検出されたピーク位置（相関が最大となったパスタイミング）をピーク検出部１２５ｅから取得する。そして、ピーク位置が、次のパス検出の際のウィンドウの中心になるようにウィンドウ位置を補正し、タイミング記憶部１２５ａの位置情報を更新する。

また、ウィンドウ制御部１２５ｂは、パス検出制御部１２９によってタイミング記憶部１２５ａに補正値が格納されると、タイミング記憶部１２５ａに格納されている位置情報を補正値に基づいて更新する。なお、補正値を用いた位置情報の更新は、受信部１２がスリープする前に行ってもよいし、受信部１２がウェイクアップした後であってパス検出を開始する前（ウェイクアップ直後）に行ってもよい。

コード生成部１２５ｃは、セル検出部１２４から通知された拡散コード番号に対応する拡散コードを生成する。そして、コード生成部１２５ｃは、生成した拡散コードを相関演算部１２５ｄに供給する。なお、コード生成部１２５ｃは、タイミングの異なる複数の拡散コードを並列に生成できるようにしてもよい。

相関演算部１２５ｄは、ＡＧＣ部１２３から取得した受信信号と、コード生成部１２５ｃから供給される拡散コードとの間で相関値を求める。例えば、受信信号と拡散コードとをビット毎に比較してビットの一致・不一致を求め、所定区間で一致するビット数を相関値として算出する。相関演算を実現する回路としては、例えば、マッチドフィルタを用いることができる。相関演算を行う区間は、ウィンドウ制御部１２５ｂから指定される。そして、相関演算部１２５ｄは、相関値を順次、ピーク検出部１２５ｅに出力する。

ピーク検出部１２５ｅは、相関演算部１２５ｄが出力する相関値を取得し、ウィンドウが示す区間内で相関値が最も大きいタイミング（ピーク位置）をパスタイミングとして検出する。また、ピーク検出部１２５ｅは、ピーク位置以外のタイミングであって、相関値が所定の閾値より大きいタイミングも、パスタイミングとして検出する。そして、ピーク検出部１２５ｅは、パス数や各パスの遅延量など、検出したパスタイミングに関する情報（パスプロファイル）を逆拡散部１２６に出力する。また、ピーク検出部１２５ｅは、検出したピーク位置をウィンドウ制御部１２５ｂに通知する。

なお、ウィンドウが示す区間内で、相関値が所定の閾値より大きいタイミングを１つも検出できなかった場合、パス検出は失敗となる。パス検出に失敗した場合、例えば、セル検出部１２４がセル検出をやり直し、その後、セル検出の結果を受けてパス検出部１２５がパス検出をやり直す。

図５は、第１の実施の形態のパス検出制御部を示すブロック図である。パス検出制御部１２９は、位相差取得部１２９ａ、速度推定部１２９ｂ、受信レベル取得部１２９ｃ、受信レベル比較部１２９ｄおよび補正値算出部１２９ｅを有する。

位相差取得部１２９ａは、同期検波部１２７から、チャネル推定およびチャネル補償で推定された位相差の情報を取得する。取得する位相差は、スリープ前（例えば、スリープ直前）に受信したパイロット信号の本来のタイミングからの位相差である。そして、位相差取得部１２９ａは、スリープ前の受信信号の位相差を速度推定部１２９ｂに通知する。

速度推定部１２９ｂは、位相差取得部１２９ａから通知される位相差に基づいて、受信信号のドップラ周波数偏差を算出する。ドップラ周波数偏差は、無線基地局２０が無線送信に用いている本来のキャリア周波数と受信信号の周波数との差であり、ドップラ効果によって生じる周波数差である。ドップラ周波数偏差は、例えば、本来のキャリア周波数を基準とした百万分率（ｐｐｍ：Parts Per Million）を単位として算出する。

そして、速度推定部１２９ｂは、算出したドップラ周波数偏差から、移動局１０の移動速度を推定する。移動速度［ｍ／ｓ（メートル毎秒）]は、例えば、以下の式で計算することができる。

移動速度［ｍ／ｓ］＝光速［ｍ／ｓ］×ドップラ周波数偏差［ｐｐｍ］
これにより、スリープ前における移動局１０の移動速度が推定される。その後、速度推定部１２９ｂは、推定した移動速度を補正値算出部１２９ｅに通知する。

受信レベル取得部１２９ｃは、ＲＡＫＥ合成部１２７ａから、復調信号の受信レベルの情報を取得する。取得する受信レベルは、ＲＡＫＥ合成後の復調信号の受信レベルであってもよいし、ＲＡＫＥ合成前の何れか１つの復調信号（例えば、最もタイミングが早いパスの復調信号）の受信レベルであってもよい。また、受信レベル取得部１２９ｃは、ＲＡＫＥ合成前の複数の復調信号それぞれの受信レベルから算出される値（例えば、加重平均値）を用いてもよい。そして、受信レベル取得部１２９ｃは、スリープ前の受信レベルを受信レベル比較部１２９ｄに通知する。

受信レベル比較部１２９ｄは、受信レベル取得部１２９ｃから通知された受信レベルの情報を、所定のメモリ（図示せず）に格納する。メモリには、所定時間前までの受信レベルの情報を格納しておく。例えば、前回スリープする前に取得した受信レベルの情報を格納しておく。受信レベル比較部１２９ｄは、最新の受信レベルと過去の受信レベルとに基づいて、受信レベルの増減傾向を判断する。例えば、最新の受信レベルと前回スリープする前の受信レベルとの２つを比較して判断する。ただし、突発的な受信レベルの低下などの影響を避けるため、３つ以上の受信レベルに基づいて増減傾向を判断してもよい。

そして、受信レベル比較部１２９ｄは、受信レベルの増減を補正値算出部１２９ｅに通知する。なお、受信レベルの増加は、移動局１０が無線基地局２０に近づいていることを意味し、受信レベルの減少は、移動局１０が無線基地局２０から遠ざかっていることを意味すると判断する。

補正値算出部１２９ｅは、速度推定部１２９ｂから通知される移動速度と、受信レベル比較部１２９ｄから通知される受信レベルの増減とに基づいて、ウィンドウ位置の補正値を算出する。これは、スリープ期間中のパスタイミングの変化を推定し、その変化にウィンドウを追従させることを意図している。補正値算出部１２９ｅは、移動速度から、時間軸上のウィンドウ位置の補正量（ウィンドウのシフト量）を求める。また、受信レベルの増減傾向から、補正の正負（ウィンドウのシフト方向）を求める。

ウィンドウ位置の補正量［ｓ（秒）］は、例えば、以下の式で計算することができる。
補正量Ｄ［ｓ］＝補正量Ｄ１［ｓ］＋補正量Ｄ２［ｓ］
補正量Ｄ１［ｓ］＝ａ×移動速度［ｍ／ｓ］×間欠周期Ｔ［ｓ］÷光速［ｍ／ｓ］
補正量Ｄ２［ｓ］＝ドップラ周波数偏差［ｐｐｍ］×間欠周期Ｔ［ｓ］
ここで、ａは所定の重み係数であり、例えば、ａ＝１としてもよい。補正量Ｄ１は、移動局１０と無線基地局２０の間の距離の変化に起因するパスタイミングの変化、すなわち、伝搬遅延の変化を補償するための補正量である。補正量Ｄ２は、ドップラ効果に起因するパスタイミングの変化を補償するための補正量である。補正量Ｄ１と補正量Ｄ２との合計が、全体の補正量Ｄとなる。

また、補正値算出部１２９ｅは、受信レベルが増加傾向にある場合、正の補正をすると決定する。すなわち、移動局１０が無線基地局２０に近づいていると判断できる場合、タイミングを早くする方向にウィンドウをシフトさせると決定する。一方、補正値算出部１２９ｅは、受信レベルが減少傾向にある場合、負の補正をすると決定する。すなわち、移動局１０が無線基地局２０から遠ざかっていると判断できる場合、タイミングを遅くする方向にウィンドウをシフトさせると決定する。

その後、補正値算出部１２９ｅは、補正量と符号（正負）とによって特定される補正値を、スリープ前にパス検出部１２５に出力する。その結果、スリープ期間経過後は、スリープ前の移動局１０の移動状況に応じてシフトされたウィンドウに基づいて、パス検出が行われる。

なお、移動局１０は、移動速度を上記と異なる方法で推定することも可能である。例えば、移動局１０は、検出されたパスのうち任意の１つのパスに着目し、そのパスについて所定期間の受信レベルの平均を求める。そして、受信レベルを時系列に追跡し、受信レベルが平均を跨いで変動した回数（交差回数）を求める。移動速度は、交差回数とキャリア周波数とから、所定の計算式に従って算出することができる。この推定方法の詳細は、例えば、奥村、進士著「移動通信の基礎」（電子情報通信学会編）を参照されたい。

次に、以上に述べた移動局１０で実行される間欠受信処理の詳細について説明する。
図６は、第１の実施の形態の間欠受信制御を示すフローチャートである。以下、図６に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、この処理の開始前にセル検出は完了しており、移動局１０は継続して無線基地局２０が形成するセルにアクセス可能であるとする。

［ステップＳ１１］電源制御部１４は、受信部１２への電源供給を停止し、受信部１２をスリープさせる。このとき、パス検出部１２５によるパス検出も停止する。
［ステップＳ１２］タイマ部１５は、前回のウェイクアップからＴ時間（例えば、２．５６秒）経過したか判断する。Ｔ時間経過した場合、処理をステップＳ１３に進める。Ｔ時間経過していない場合、Ｔ時間経過するまでステップＳ１２の処理を繰り返す。

［ステップＳ１３］タイマ部１５は、Ｔ時間のカウントが完了したことを電源制御部１４に通知する。電源制御部１４は、タイマ部１５からの通知を受けて、受信部１２への電源供給を再開し、受信部１２をウェイクアップさせる。

［ステップＳ１４］パス検出部１２５は、ウェイクアップ後の受信信号に対しパス検出を行う。すなわち、ウィンドウ制御部１２５ｂは、タイミング記憶部１２５ａに格納されているウィンドウの位置情報に基づいて検出区間を設定する。相関演算部１２５ｄは、ウィンドウ制御部１２５ｂによって設定されたウィンドウの区間内で相関演算を行う。ピーク検出部１２５ｅは、相関演算部１２５ｄの演算結果からパスタイミングの検出を行う。

［ステップＳ１５］パス検出部１２５は、ステップＳ１４のパス検出に成功したか、すなわち、ウィンドウが示す区間内に少なくとも１つのパスを検出できたか判断する。パス検出に成功した場合、処理をステップＳ１７に進める。パス検出に失敗した場合、処理をステップＳ１６に進める。

［ステップＳ１６］セル検出部１２４は、ウェイクアップ後の受信信号に対しセル検出を行う。すなわち、セル検出部１２４は、拡散コードの候補それぞれを用いて受信信号を逆拡散し、アクセス可能なセルおよびそのセルで用いられている拡散コード番号を特定する。そして、セル検出部１２４は、拡散コード番号をパス検出部１２５に通知し、処理をステップＳ１４に進める。

［ステップＳ１７］パス検出部１２５は、ステップＳ１４のパス検出の結果に基づいてウィンドウの位置を補正する。すなわち、ウィンドウ制御部１２５ｂは、ピーク検出部１２５ｅで検出されたピーク位置がウィンドウの中心になるようウィンドウをシフトさせ、タイミング記憶部１２５ａに格納されている位置情報を更新する。

［ステップＳ１８］電源制御部１４は、ウェイクアップ後の受信信号に基づいて、自局宛ての下り通信が発生しているか判断する。例えば、電源制御部１４は、受信信号に含まれているＰＩＣＨ信号およびＰＣＨ信号を参照して判断する。自局宛ての下り通信が発生している場合、処理をステップＳ２０に進める。自局宛ての下り通信が発生していない場合、処理をステップＳ１９に進める。

［ステップＳ１９］パス検出制御部１２９は、同期検波部１２７から受信信号に生じている位相差を取得すると共に、ＲＡＫＥ合成部１２７ａから受信信号の受信レベルを取得する。そしてパス検出制御部１２９は、取得した位相差と受信レベルとからウィンドウの補正値を算出し、パス検出部１２５に出力する。パス検出部１２５は、パス検出制御部１２９から取得した補正値に基づいて、ウィンドウ位置を予測補正する。その後、処理をステップＳ１１に進める。

［ステップＳ２０］電源制御部１４は、タイマ部１５の時間カウントを停止させる。また、電源制御部１４は、受信部１２への電源供給を継続した状態にする。これにより、間欠受信モードが解除される。

このようにして、待ち受け状態に移行するなど移動局１０が間欠受信モードになると、電源制御部１４は受信部１２をスリープさせる。その後、電源制御部１４は、間欠受信モードを解除するまで、所定の周期で受信部１２を一時的にウェイクアップさせる。受信部１２は、ウェイクアップすると、スリープ前に設定されたウィンドウ位置に基づいてパス検出を行う。そして、検出されたパスタイミングに従って、受信信号から自局宛ての下り通信の有無を示す信号を抽出する。自局宛ての下り通信がない場合、受信部１２は、スリープ期間中のパスタイミングの変化を予測してウィンドウ位置を補正し、その後スリープする。なお、上記フローチャートでは送信部１３の制御については説明を省略している。

図７は、第１の実施の形態のウィンドウ位置補正を示すフローチャートである。このフローチャートは、上記ステップＳ１９の処理をより詳細に記載したものである。以下、図７に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

［ステップＳ２１］位相差取得部１２９ａは、受信信号に含まれているパイロット信号に生じている位相差を示す情報を、同期検波部１２７から取得する。
［ステップＳ２２］速度推定部１２９ｂは、ステップＳ２１で位相差取得部１２９ａが取得した位相差の情報から、ドップラ周波数偏差を推定する。

［ステップＳ２３］速度推定部１２９ｂは、ステップＳ２２で推定したドップラ周波数偏差から、移動局１０の現在の移動速度を推定する。なお、前述通り、速度推定部１２９ｂは、位相差以外の情報から位相速度を推定することも可能である。

［ステップＳ２４］受信レベル取得部１２９ｃは、復調後の受信信号の受信レベルを示す情報を、ＲＡＫＥ合成部１２７ａから取得する。なお、受信レベルは、ＲＡＫＥ合成後のものでもよいし、ＲＡＫＥ合成前のものでもよい。

［ステップＳ２５］受信レベル比較部１２９ｄは、ステップＳ２４で受信レベル取得部１２９ｃが取得した受信レベルの情報と、過去に取得している受信レベルの情報とを比較し、受信レベルの変化を特定する。例えば、受信レベル比較部１２９ｄは、今回の受信レベルの値から前回ウェイクアップした際の受信レベルの値を減じて変化分を求める。

［ステップＳ２６］補正値算出部１２９ｅは、ステップＳ２３で速度推定部１２９ｂが推定した移動速度が、所定の閾値より大きいか判断する。移動速度が所定の閾値より大きい場合、処理をステップＳ２７に進める。移動速度が所定の閾値以下である場合、ウィンドウ位置の補正は不要と判断し、補正量をゼロとして処理を終了する。

［ステップＳ２７］補正値算出部１２９ｅは、ステップＳ２５で受信レベル比較部１２９ｄが特定した受信レベルの変化量が、所定の閾値より大きいか判断する。受信レベルの変化量が所定の閾値より大きい場合、処理をステップＳ２８に進める。受信レベルの変化量が所定の閾値以下である場合、ウィンドウ位置の補正は不要と判断し、補正量をゼロとして処理を終了する。

［ステップＳ２８］補正値算出部１２９ｅは、ステップＳ２３で速度推定部１２９ｂが推定した移動速度から、ウィンドウ位置の補正量（ウィンドウのシフト量）を算出する。ウィンドウ位置の補正量は、例えば、伝搬遅延の変化に相当する補正量とドップラ効果に相当する補正量とを含む。

［ステップＳ２９］補正値算出部１２９ｅは、ステップＳ２５で受信レベル比較部１２９ｄが特定した受信レベルの増減傾向から、補正値の正負（ウィンドウのシフト方向）を決定する。すなわち、補正値算出部１２９ｅは、受信レベルが増加している場合、タイミングを早める方向にシフトさせ、受信レベルが減少している場合、タイミングを遅らせる方向にシフトさせると決定する。

［ステップＳ３０］補正値算出部１２９ｅは、ステップＳ２８で算出した補正量とステップＳ２９で決定した補正方向とから定まる補正値を、パス検出部１２５に出力する。これにより、ウィンドウ位置がスリープ前のパス検出の際の位置から補正され、補正後のウィンドウ位置が次のウェイクアップ時のパス検出の際の位置となる。

このようにして、パス検出制御部１２９は、受信部１２がスリープする前（例えば、スリープ直前）に、移動局１０の移動状況を把握する。具体的には、スリープ前の受信信号に基づいて、移動局１０の移動速度と無線基地局２０に対する移動方向とを推定する。そして、パス検出制御部１２９は、移動速度からウィンドウのシフト量を求めると共に、移動方向からウィンドウのシフト方向を決定する。

このとき、移動速度が十分小さいか、または、受信レベルの変化量が十分小さい場合、スリープ期間中のパスタイミングの変化が小さいと推定し、ウィンドウ位置の補正を行わない。このときの閾値は、無線通信システムが設置されている場所の通信環境に応じて、管理者が予め設定しておくことができる。

なお、上記ステップＳ２１〜Ｓ２３，Ｓ２６，Ｓ２８の移動速度に関する処理と、ステップＳ２４，Ｓ２５，Ｓ２７，Ｓ２９の移動方向に関する処理とは、並列に実行することも可能である。この場合、移動速度が閾値以下であるか、または、受信レベルの変化量が閾値以下であると判断された場合、以降の処理を中止して、補正値をゼロに決定することも可能である。

また、図６，７のフローチャートでは、受信部１２がウェイクアップする毎にウィンドウ位置の予測補正を行っているが、ウェイクアップを数回に１回だけ実行することも可能である。例えば、算出された補正量が所定回数以上連続して十分に小さい場合、以降の予測補正の処理を適宜省略することが考えられる。

図８は、間欠受信のタイミングを示す図である。移動局１０は、下り通信を行っている間は通常モードとして動作し、受信部１２が稼働し続ける。その後、下り通信が終了して待ち受け状態になると、間欠受信モードに移行し、受信部１２がスリープする。スリープ期間中は、受信部１２におけるパス検出も停止する。

そして、スリープ後Ｔ時間経過すると、受信部１２がウェイクアップしてパス検出を開始し、パス検出に成功するとＰＩＣＨ信号を抽出する。ＰＩＣＨ信号（または、ＰＩＣＨ信号とその後抽出するＰＣＨ信号との両方）に基づいて移動局１０宛ての下り通信が発生していない判断されると、受信部１２が再びスリープする。

その後、前回のウェイクアップからＴ時間経過すると、受信部１２がウェイクアップして、上記と同様に、パス検出およびＰＩＣＨ信号の抽出が行われる。ここで、ＰＩＣＨ信号とＰＣＨ信号とに基づいて移動局１０宛ての下り信号が発生していると判断されると、移動局１０は、間欠受信モードから通常モードに復帰する。これにより、下り通信が実行される。

図９は、ウィンドウ位置の第１の補正例を示す図である。受信部１２でパス検出が行われた直後は、ウィンドウは、その中心がピーク位置（相関値が最大のパスタイミング）に一致するように設定されている（ステップＳＴ１１）。次に、受信部１２がスリープする場合、スリープ前の移動局１０の移動状況に基づいて補正値が算出され、ウィンドウ位置が予測補正される（ステップＳＴ１２）。その後、受信部１２がスリープする。スリープ期間が経過して受信部１２がウェイクアップすると、予測補正後のウィンドウ位置でパス検出が行われる（ステップＳＴ１３）。そして、ウィンドウの中心がピーク位置に一致するように、ウィンドウ位置が補正される（ステップＳＴ１４）。

ここで、図９の例では、スリープ期間中、パスタイミングが遅くなる方向に大きく変化している。これは、例えば、移動局１０が無線基地局２０から遠ざかる方向に高速に移動した場合に発生し得る。この状況で、スリープ期間の経過後、スリープ前のパス検出時のウィンドウ位置のままでパス検出を行うと、パスタイミングがウィンドウの範囲外になってしまいパス検出に失敗する。パス検出に失敗すると、移動局１０はセル検出をやり直すことが考えられ、処理遅延が生じ得る。

これに対し、移動局１０が無線基地局２０から遠ざかる方向に高速に移動していることをスリープ前に検知することで、ウィンドウ位置をタイミングが遅くなる方向に予め補正しておくことができる。これにより、スリープ期間経過後に再開するパス検出でも、ウィンドウの範囲内でパスタイミングを検出することができる。

図１０は、ウィンドウ位置の第２の補正例を示す図である。図１０の例でも図９の例と同様、パス検出が行われた直後は、ウィンドウは、その中心がピーク位置に一致するように設定されている（ステップＳＴ２１）。次に、スリープ前の移動局１０の移動状況に基づいて補正値が算出され、ウィンドウ位置が予測補正される（ステップＳＴ２２）。スリープ期間が経過して受信部１２がウェイクアップすると、予測補正後のウィンドウ位置でパス検出が行われる（ステップＳＴ２３）。そして、ウィンドウの中心がピーク位置に一致するように、ウィンドウ位置が補正される（ステップＳＴ２４）。

ここで、図１０の例では、スリープ期間中、パスタイミングが早くなる方向に大きく変化している。これは、例えば、移動局１０が無線基地局２０に近づく方向に高速に移動した場合に発生し得る。この状況でも、スリープ期間の経過後、スリープ前のパス検出時のウィンドウ位置のままでパス検出を行うと、パスタイミングがウィンドウの範囲外になってしまいパス検出に失敗する。

これに対し、移動局１０が無線基地局２０に近づく方向に高速に移動していることをスリープ前に検知することで、ウィンドウ位置をタイミングが早くなる方向に予め補正しておくことができる。これにより、スリープ期間経過後に再開するパス検出でも、ウィンドウの範囲内でパスタイミングを検出することができる。

なお、図９，１０では、受信部１２のスリープ前にウィンドウ位置を補正しておくこととした。一方、スリープ前に計算した補正値をメモリに記憶しておき、ウィンドウ位置の補正はウェイクアップ後に行う方法も考えられる。また、スリープ前の移動状況を示す情報をメモリに記憶しておき、ウェイクアップ後に補正値を計算するようにしてもよい。

このような移動局１０を用いることで、スリープ期間経過後にパス検出を再開するときのために、ウィンドウ位置を適切に補正しておくことができる。すなわち、スリープ前の移動局１０の移動速度や移動方向からスリープ期間中のパスタイミングの変化を予測し、その変化に追従するようにウィンドウをシフトさせることができる。このため、移動局１０が高速移動している場合など、スリープ期間中にパスタイミングが大きく変化する可能性がある場合であっても、スリープ期間経過後にパス検出に失敗する確率を低減できる。

なお、ウィンドウを予めシフトさせておく方法は、ウィンドウ幅を広げてパスタイミングの変化に耐える方法や、スリープ期間を短くしてパスタイミングの大きな変化を防止する方法と比べて、消費電力や回路規模を抑制できる点で有利である。ただし、上記のウィンドウをシフトさせる方法と他の方法とを組み合わせて、パス検出に失敗する確率を一層低減させることも可能である。

また、第１の実施の形態に係る移動局１０は、チャネル推定やチャネル補償の際に得られる位相差の情報を用いて移動速度を推定することができる。また、受信レベルの情報を用いて移動方向を推定することができる。このように、移動局１０は、受信信号の復調・復号に用いられる回路を活用して移動状況を特定することができ、予測補正機能の追加に伴う回路規模の増大を抑制することができる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。前述の第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。

第２の実施の形態に係る無線通信システムは、ＧＰＳを用いて移動局の移動速度および移動方向を求める。第２の実施の形態に係る無線通信システムは、図２に示した第１の実施の形態に係る無線通信システムと同様に移動局と無線基地局とを含む。ただし、移動局の備える機能が、第１の実施の形態に係る移動局１０と異なる。

図１１は、第２の実施の形態の移動局を示すブロック図である。第２の実施の形態に係る移動局３０は、アンテナ共用器３１、受信部３２、送信部３３、電源制御部３４、タイマ部３５、ＧＰＳ受信部３６および位置算出部３７を有する。

受信部３２は、ＲＦ部３２１、Ａ／Ｄ変換部３２２、ＡＧＣ部３２３、セル検出部３２４、パス検出部３２５、逆拡散部３２６、同期検波部３２７、ＲＡＫＥ合成部３２７ａ、復号部３２８およびパス検出制御部３２９を有する。

送信部３３は、符号化部３３１、拡散部３３２、Ｄ／Ａ変換部３３３、ＲＦ部３３４および電力増幅器３３５を有する。
上記の各モジュールの機能は、パス検出制御部３２９、ＧＰＳ受信部３６および位置算出部３７を除き、図３に示した第１の実施の形態に係る同名のモジュールと同様である。

パス検出制御部３２９は、移動局３０が間欠受信を行うとき、パス検出部３２５のウィンドウの位置を制御する。具体的には、パス検出制御部３２９は、位置算出部３７から移動局３０の現在位置を取得し、現在位置の変化から移動局３０の移動速度を算出する。また、パス検出制御部３２９は、移動局３０の現在位置と無線基地局２０の位置との距離を算出し、距離の変化から移動局３０の無線基地局２０に対する移動方向を求める。

そして、パス検出制御部３２９は、スリープ前の移動局３０の移動速度および移動方法に基づいて、スリープ期間中のパスタイミングの変化を予測し、パス検出部３２５にウィンドウ位置を補正させる。なお、無線基地局２０の位置の情報は、移動局３０に予め設定しておいてもよいし、無線基地局２０が自局の位置を制御情報として報知している場合は制御情報から抽出してもよい。パス検出制御部３２９の詳細は後で説明する。

ＧＰＳ受信部３６は、ＧＰＳアンテナを介して、複数のＧＰＳ衛星それぞれからＧＰＳ信号を取得する。そして、ＧＰＳ受信部３６は、ＧＰＳ信号に基づいて、ＧＰＳ衛星それぞれと移動局３０との距離を求める。その後、ＧＰＳ受信部３６は、求めた距離の情報を位置算出部３７に出力する。

位置算出部３７は、ＧＰＳ受信部３６から取得した複数のＧＰＳ衛星それぞれとの距離の情報に基づいて、移動局３０の現在位置を算出する。現在位置は、例えば、グローバルな座標系の座標情報として表現する。そして、位置算出部３７は、移動局３０の現在位置をパス検出制御部３２９に通知する。なお、位置算出部３７は、ＧＰＳ信号に基づく測定結果を修正して測定精度を高める方法であるＤＧＰＳ（Differential Global Positioning System）を用いてもよい。

図１２は、第２の実施の形態のパス検出制御部を示すブロック図である。パス検出制御部３２９は、現在位置取得部３２９ａ、平均速度計算部３２９ｂ、距離比較部３２９ｃおよび補正値算出部３２９ｄを有する。

現在位置取得部３２９ａは、位置算出部３７から、ＧＰＳにより測定されたスリープ前の移動局３０の現在位置の情報を取得する。そして、現在位置取得部３２９ａは、平均速度計算部３２９ｂおよび距離比較部３２９ｃにスリープ前の現在位置を通知する。

平均速度計算部３２９ｂは、現在位置取得部３２９ａから通知される移動局３０の現在位置の情報を、現在時刻と対応づけて、所定のメモリ（図示せず）に格納する。メモリには、所定時間前までの位置情報を格納しておく。平均速度計算部３２９ｂは、最新の位置情報およびその測定時刻と、過去の位置情報およびその測定時刻とに基づいて、移動局３０の平均移動速度を算出する。例えば、現在位置と前回スリープする前の位置との差を、両測定時刻の差で除して平均移動速度とする。そして、平均速度計算部３２９ｂは、平均移動速度を補正値算出部３２９ｄに通知する。

距離比較部３２９ｃは、現在位置取得部３２９ａから通知される移動局３０の現在位置と無線基地局２０の位置とから、移動局３０と無線基地局２０との間の距離を算出する。算出した距離の情報は、所定のメモリ（図示せず）に格納する。メモリには、所定時間前までの距離情報を格納しておく。

そして、距離比較部３２９ｃは、最新の距離と過去の距離とに基づいて、距離の増減傾向、すなわち、移動局３０が無線基地局２０に近づいているか否か判断する。例えば、最新の距離と前回スリープする前の距離との２つを比較して判断する。あるいは、３つ以上の距離の情報に基づいて増減傾向を判断してもよい。その後、距離比較部３２９ｃは、距離の増減を補正値算出部３２９ｄに通知する。

補正値算出部３２９ｄは、平均速度計算部３２９ｂから通知される平均移動速度と、距離比較部３２９ｃから通知される距離の増減とに基づいて、ウィンドウ位置の補正値を算出する。そして、補正値算出部３２９ｄは、算出した補正値を、スリープ前にパス検出部３２５に出力する。

このとき、補正値算出部３２９ｄは、平均移動速度から、時間軸上のウィンドウ位置の補正量（ウィンドウのシフト量）を求める。補正量の算出は、第１の実施の形態で述べた方法と同様の方法で実現できる。また、補正値算出部３２９ｄは、距離の増減傾向から、補正の正負（ウィンドウのシフト方向）を求める。具体的には、距離が減少傾向にある場合は正方向（タイミングを早くする方向）に補正し、距離が増加傾向にある場合は負方向（タイミングを遅くする方向）に補正すると決定する。

次に、以上に述べた移動局３０で実行される間欠受信処理の詳細について説明する。ただし、間欠受信の全体的な流れは、図６に示した第１の実施の形態の処理と同様である。
図１３は、第２の実施の形態のウィンドウ位置補正を示すフローチャートである。以下、図１３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

［ステップＳ３１］現在位置取得部３２９ａは、ＧＰＳによって測定された移動局３０の現在位置の情報を、位置算出部３７から取得する。
［ステップＳ３２］平均速度計算部３２９ｂは、ステップＳ３１で現在位置取得部３２９ａが取得した現在位置の情報と過去に取得した位置情報とから、移動局３０の平均移動速度を算出する。

［ステップＳ３３］距離比較部３２９ｃは、ステップＳ３１で現在位置取得部３２９ａが取得した現在位置の情報と無線基地局２０の位置の情報とに基づいて、両者の間の距離を算出する。なお、無線基地局２０の位置は、例えば、無線基地局２０が報知する制御情報から予め抽出しておくことができる。

［ステップＳ３４］距離比較部３２９ｃは、ステップＳ３３で算出した現在の距離と過去に算出した距離とを比較し、移動局３０と無線基地局２０との距離の変化を特定する。例えば、距離比較部３２９ｃは、現在の距離から前回ウェイクアップした際の距離を減じて変化分を求める。

［ステップＳ３５］補正値算出部３２９ｄは、ステップＳ３２で平均速度計算部３２９ｂが算出した平均移動速度が、所定の閾値より大きいか判断する。平均移動速度が所定の閾値より大きい場合、処理をステップＳ３６に進める。平均移動速度が所定の閾値以下である場合、ウィンドウ位置の補正は不要と判断し、補正量をゼロとして処理を終了する。

［ステップＳ３６］補正値算出部３２９ｄは、ステップＳ３４で距離比較部３２９ｃが特定した移動局３０と無線基地局２０との距離の変化量が、所定の閾値より大きいか判断する。距離の変化量が所定の閾値より大きい場合、処理をステップＳ３７に進める。距離の変化量が所定の閾値以下である場合、ウィンドウ位置の補正は不要と判断し、補正量をゼロとして処理を終了する。

［ステップＳ３７］補正値算出部３２９ｄは、ステップＳ３２で平均速度計算部３２９ｂが算出した平均移動速度から、ウィンドウ位置の補正量（ウィンドウのシフト量）を算出する。ウィンドウ位置の補正量は、例えば、第１の実施の形態で述べたように伝搬遅延の変化に相当する補正量とドップラ効果に相当する補正量とを含む。この場合、補正値算出部３２９ｄは、平均移動速度からドップラ周波数偏差を求める。

［ステップＳ３８］補正値算出部３２９ｄは、ステップＳ３４で距離比較部３２９ｃが特定した距離の増減傾向から、補正値の正負（ウィンドウのシフト方向）を決定する。すなわち、補正値算出部３２９ｄは、距離が減少している場合、タイミングを早める方向にシフトさせ、距離が増加している場合、タイミングを遅らせる方向にシフトさせると決定する。

［ステップＳ３９］補正値算出部３２９ｄは、ステップＳ３７で算出した補正量とステップＳ３８で決定した補正方向とから定まる補正値を、パス検出部３２５に出力する。これにより、ウィンドウ位置がスリープ前のパス検出の際の位置から補正され、補正後のウィンドウ位置が次のウェイクアップ時のパス検出の際の位置となる。

このようにして、パス検出制御部３２９は、受信部３２がスリープする前に、移動局３０の移動状況を把握する。具体的には、ＧＰＳにより測定されたスリープ前の現在位置に基づいて、移動局３０の移動速度と無線基地局に対する移動方向とを算出する。そして、パス検出制御部３２９は、移動速度からウィンドウのシフト量を求めると共に、移動方向からウィンドウのシフト方向を決定する。ただし、移動速度が十分小さいか、または、距離の変化量が十分小さい場合は、スリープ期間中のパスタイミングの変化が小さいと推定し、ウィンドウ位置の補正を行わない。

なお、上記ステップＳ３２，Ｓ３５，Ｓ３７の移動速度に関する処理と、ステップＳ３３，Ｓ３４，Ｓ３６，Ｓ３８の移動方向に関する処理とは、並列に実行することも可能である。この場合、移動速度が閾値以下であるか、または、距離の変化量が閾値以下であると判断された場合、以降の処理を中止して、補正値をゼロに決定することも可能である。

このような移動局３０を用いることで、第１の実施の形態に係る移動局１０と同様の効果を得ることができる。すなわち、スリープ期間経過後にパス検出を再開するときのために、ウィンドウ位置を適切に補正することができる。このため、スリープ期間中にパスタイミングが大きく変化する可能性があっても、スリープ期間経過後にパス検出に失敗する確率を低減できる。また、第２の実施の形態に係る移動局３０は、移動局３０の現在位置に基づいて、移動状況をより正確に把握することができ、補正の精度が向上する。

なお、上記では移動局３０の現在位置の測定にＧＰＳを用いたが、他の方法で現在位置を測定することも可能である。例えば、移動局３０は、ＡＦＬＴ（Advanced Forward Link Trilateration）により現在位置を測定してもよい。すなわち、移動局３０は複数の無線基地局の電波を捕捉して電波到達時間をそれぞれ測定し、電波到達時間の差に基づき、これら複数の無線基地局と移動局３０との位置関係を特定する。ＡＦＬＴを用いると、移動局３０は、ＧＰＳ信号を受信しなくても現在位置を把握することができる。

また、移動速度および移動方向を判断する方法としては、第１の実施の形態で述べた方法と第２の実施の形態で述べた方法とを組み合わせることも考えられる。例えば、移動速度はパイロット信号の位相差に基づいて判断し、移動方向は現在位置の変化に基づいて判断する方法が考えられる。また、移動速度は現在位置の変化に基づいて判断し、移動方向は受信レベルの変化に基づいて判断する方法も考えられる。

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。前述の第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。

第３の実施の形態に係る無線通信システムは、下り通信の通信方式として、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を用いる。また、上り通信の通信方式として、単一キャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single - Carrier Frequency Division Multiple Access）を用いる。このような無線通信システムの例としては、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる携帯電話システムが挙げられる。第３の実施の形態に係る無線通信システムは、図２に示した第１の実施の形態に係る無線通信システムと同様に移動局と無線基地局とを含む。

図１４は、第３の実施の形態の移動局を示すブロック図である。第３の実施の形態に係る移動局４０は、アンテナ共用器４１、受信部４２、送信部４３、電源制御部４４およびタイマ部４５を有する。なお、図１４では、移動局４０が有するモジュールのうち、間欠受信機能に関するモジュールを中心に記載し、その他のモジュールについては必要に応じて記載を省略している。

アンテナ共用器４１は、移動局４０が備える２つのアンテナの一方を受信・送信兼用とするために、受信信号と送信信号とを分離する。アンテナ共用器４１は、そのアンテナから取得した受信信号を、受信部４２に出力する。また、送信部４３から取得した送信信号を、そのアンテナに無線出力させる。なお、移動局４０では、２つのアンテナのもう一方を受信専用としたが、このアンテナも受信・送信兼用にしてもよい。

受信部４２は、２つのアンテナそれぞれから取得した受信信号に対して復調・復号を行う。受信部４２は、ＲＦ部４２１，４２１ａ、Ａ／Ｄ変換部４２２，４２２ａ、ＡＧＣ部４２３，４２３ａ、セル検出部４２４、パス検出部４２５、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部４２６，４２６ａ、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）分離・復調部４２７、復号部４２８およびパス検出制御部４２９を有する。

ＲＦ部４２１，４２１ａ、Ａ／Ｄ変換部４２２，４２２ａおよびＡＧＣ部４２３，４２３ａの機能は、図３に示した第１の実施の形態に係るＲＦ部１２１、Ａ／Ｄ変換部１２２およびＡＧＣ部１２３と同様である。ただし、移動局４０には、これらモジュールが２組設けられている。ＲＦ部４２１、Ａ／Ｄ変換部４２２およびＡＧＣ部４２３は、アンテナ共用器４１に接続されたアンテナからの受信信号を処理する。ＲＦ部４２１ａ、Ａ／Ｄ変換部４２２ａおよびＡＧＣ部４２３ａは、もう一方の受信専用のアンテナからの受信信号を処理する。

セル検出部４２４は、ＡＧＣ部４２３から受信信号を取得し、セル検出（セルサーチ）を行う。具体的には、セル検出部４２４は、受信信号に含まれる同期チャネルの信号に対し、スクランブル系列の候補それぞれを用いて相関検出を行う。そして、セル検出部４２４は、アクセス可能なセルおよびそのセルで用いられているスクランブル系列を特定し、セル検出結果をパス検出部４２５に通知する。

パス検出部４２５は、ＡＧＣ部４２３から受信信号を取得し、パス検出（パスサーチ）を行う。すなわち、パス検出部４２５は、セル検出部４２４から通知されるセル検出結果に基づいて、受信信号に対し相関検出を行う。このとき、設定されているウィンドウの範囲内で検出が行われる。そして、パス検出部４２５は、相関検出結果からパスタイミングを特定し、ＦＦＴ部４２６，４２６ａに通知する。

なお、第１の実施の形態で述べたように、パス検出部４２５がパス検出を行う際のウィンドウの位置は、パス検出結果に応じて適宜補正される。また、スリープ前にウィンドウの位置が予測補正され、予測補正後の位置がウェイクアップ後にパス検出を行う際のウィンドウの位置として設定される。

ＦＦＴ部４２６，４２６ａは、ＡＧＣ部４２３，４２３ａから受信信号を取得し、パス検出部４２５から通知されるパスタイミングに基づいて、高速フーリエ変換を実行する。すなわち、ＦＦＴ部４２６，４２６ａは、時間領域上の受信信号から、パスタイミングに基づいて所定の時間幅の信号を切り出し、周波数領域上の信号（受信信号に含まれる各周波数成分を示す信号）に変換する。そして、ＦＦＴ部４２６，４２６ａは、周波数領域に変換された受信信号を、ＭＩＭＯ分離・復調部４２７に出力する。なお、ＦＦＴ部４２６，４２６ａは、時間領域から周波数領域への変換方法として、高速フーリエ変換以外の変換アルゴリズムを用いてもよい。

ＭＩＭＯ分離・復調部４２７は、ＦＦＴ部４２６，４２６ａから取得した周波数変換後の受信信号に対し、チャネル推定、チャネル補償、ＭＩＭＯ分離および復調を行う。具体的には、まずＭＩＭＯ分離・復調部４２７は、各受信信号について、フェージングなど伝搬路からの影響により生じた位相回転量（位相差）を推定する。そして、推定した位相差に応じて、各チャネルの補償を行う。

次に、ＭＩＭＯ分離・復調部４２７は、補償後の受信信号に対し、伝搬路の状態に応じた行列を用いて行列演算を行い、送信側装置の各送信アンテナから出力された信号を再現する。すなわち、各受信信号に重畳されている異なる送信アンテナから出力された信号を分離する。その後、ＭＩＭＯ分離・復調部４２７は、ＭＩＭＯ分離後の受信信号の復調を行う。変調方式としては、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などが考えられる。そして、ＭＩＭＯ分離・復調部４２７は、復調信号を復号部４２８に出力する。

復号部４２８は、ＭＩＭＯ分離・復調部４２７から取得した復調信号を復号する。用いる符号化方式は、例えば、移動局４０と無線基地局２０との間で予め合意しておく。復号部４２８は、復号済みのデータを当該データを処理するモジュール（図示せず）に出力する。

パス検出制御部４２９は、移動局４０が間欠受信を行うとき、パス検出部４２５のウィンドウの位置を制御する。具体的には、パス検出制御部４２９は、ＭＩＭＯ分離・復調部４２７から推定された位相差の情報を取得し、位相差から移動局４０の移動速度を推定する。また、パス検出制御部４２９は、ＭＩＭＯ分離・復調部４２７から復調信号の受信レベルの情報を取得し、受信レベルの変化から移動局４０の無線基地局２０に対する移動方向を推定する。そして、パス検出制御部４２９は、スリープ前の移動局４０の移動速度および移動方向に基づいて、スリープ期間中のパスタイミングの変化を予測し、パス検出部４２５にウィンドウ位置を補正させる。

送信部４３は、無線基地局２０に送信するデータを符号化・変調する。送信部４３は、符号化部４３１、変調部４３２、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）部４３３、マッピング部４３４、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部４３５、Ｄ／Ａ変換部４３６、ＲＦ部４３７および電力増幅器４３８を有する。

符号化部４３１は、データを処理するモジュール（図示せず）から、無線基地局２０に送信するデータを取得すると、当該データを符号化する。用いる符号化方式は、例えば、移動局４０と無線基地局２０との間で予め合意しておく。そして、符号化部４３１は、得られた符号化データを変調部４３２に出力する。

変調部４３２は、符号化部４３１から取得した符号化データに対し、デジタル変調を施す。変調方式としては、例えば、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭなどが考えられる。そして、変調部４３２は、変調信号をＤＦＴ部４３３に出力する。

ＤＦＴ部４３３は、変調部４３２から取得した変調信号に対し、離散フーリエ変換を施す。変換アルゴリズムとしては、例えば、ＦＦＴを用いることができる。離散フーリエ変換を行うことで、変調信号を複数のサブキャリアに分散させ、複数のサブキャリアを単一キャリアとして用いることができる。そして、ＤＦＴ部４３３は、離散フーリエ変換後の変調信号をマッピング部４３４に出力する。

マッピング部４３４は、ＤＦＴ部４３３から取得した変調信号を、サブキャリアに対応づける。そして、マッピング部４３４は、サブキャリア毎の変調信号を、ＩＦＦＴ部４３５に出力する。

ＩＦＦＴ部４３５は、マッピング部４３４からサブキャリア毎の変調信号を取得し、逆高速フーリエ変換を実行する。すなわち、ＩＦＦＴ部４３５は、周波数領域上の信号を時間領域上の信号に変換する。そして、ＩＦＦＴ部４３５は、時間領域に変換された送信信号を、Ｄ／Ａ変換部４３６に出力する。なお、ＩＦＦＴ部４３５は、周波数領域から時間領域への変換方法として、逆高速フーリエ変換以外の変換アルゴリズムを用いてもよい。

Ｄ／Ａ変換部４３６、ＲＦ部４３７および電力増幅器４３８の機能は、図３に示した第１の実施の形態に係るＤ／Ａ変換部１３３、ＲＦ部１３４および電力増幅器１３５と同様である。電力増幅器４３８によって増幅された送信信号は、アンテナ共用器４１を経由して、アンテナ共用器４１に接続されたアンテナから無線出力される。

電源制御部４４およびタイマ部４５の機能は、図３に示した第１の実施の形態の電源制御部１４およびタイマ部１５と同様である。すなわち、電源制御部４４は、受信部４２への電源供給を制御して、下り通信が発生するまで、間欠的に受信部４２をスリープおよびウェイクアップさせる。

このような移動局４０によっても、第１の実施の形態に係る移動局１０と同様の間欠受信制御を実現することができる。これにより、スリープ期間経過後にパス検出を再開するときのために、ウィンドウ位置を適切に補正することができる。その結果、スリープ期間中にパスタイミングが大きく変化する可能性があっても、スリープ期間経過後にパス検出に失敗する確率を低減できる。

なお、移動速度および移動方向を判断する方法としては、第２の実施の形態で述べた方法を適用することも考えられる。例えば、移動局４０にＧＰＳ受信部を搭載し、移動速度を現在位置の変化に基づいて判断する方法が考えられる。また、移動方向を現在位置の変化に基づいて判断する方法も考えられる。

受信装置を示す図である。 無線通信システムを示す図である。 第１の実施の形態の移動局を示すブロック図である。 第１の実施の形態のパス検出部を示すブロック図である。 第１の実施の形態のパス検出制御部を示すブロック図である。 第１の実施の形態の間欠受信制御を示すフローチャートである。 第１の実施の形態のウィンドウ位置補正を示すフローチャートである。 間欠受信のタイミングを示す図である。 ウィンドウ位置の第１の補正例を示す図である。 ウィンドウ位置の第２の補正例を示す図である。 第２の実施の形態の移動局を示すブロック図である。 第２の実施の形態のパス検出制御部を示すブロック図である。 第２の実施の形態のウィンドウ位置補正を示すフローチャートである。 第３の実施の形態の移動局を示すブロック図である。

符号の説明

１ 受信装置
１ａ パス検出部
１ｂ 制御部
１ｃ ウィンドウ

Claims (8)

1. パス検出を含む受信処理を間欠的に停止することが可能な受信装置であって、
   受信停止前の前記受信装置の移動速度に基づいて無線基地局との間の距離の変化に応じた伝搬遅延の変化に相当する伝搬遅延補正量と、受信停止前の受信信号から求めたドップラ周波数偏差に応じたドップラ効果に相当するドップラ効果補正量とを求め、前記伝搬遅延補正量と前記ドップラ効果補正量とからシフト量を求め、パス検出を行う区間を示す所定の時間幅のウィンドウを受信停止前の位置からシフトさせる制御部と、
   受信停止期間の経過後、前記制御部によりシフトされた後の前記ウィンドウが示す区間内で受信信号に対しパス検出を行うパス検出部と、
   を有することを特徴とする受信装置。
2. 前記制御部は、受信停止前の受信信号からドップラ周波数偏差を求め、前記ドップラ周波数偏差に基づいて前記移動速度を推定することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 前記制御部は、前記受信装置の現在位置の変化に基づいて、前記移動速度を求めることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
4. 前記制御部は、受信停止前の前記受信装置の無線基地局に対する移動方向に基づいて、受信停止前の位置から時間の早い方向にシフトするか遅い方向にシフトするかを決定することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
5. 前記制御部は、受信停止前の受信信号の受信レベルの変化に基づいて、前記移動方向を推定することを特徴とする請求項４記載の受信装置。
6. 前記制御部は、前記受信装置の現在位置の変化に基づいて、前記移動方向を求めることを特徴とする請求項４記載の受信装置。
7. 前記制御部は、受信停止前に前記ウィンドウの位置をシフトさせておき、
   前記パス検出部は、受信停止前にシフト後の前記ウィンドウの位置情報を所定のメモリに格納し、受信停止期間の経過後は前記所定のメモリに格納された前記位置情報に基づいてパス検出を行う、
   ことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
8. パス検出を含む受信処理を間欠的に停止することが可能な受信装置の通信制御方法であって、
   受信停止前の前記受信装置の移動速度に基づいて無線基地局との間の距離の変化に応じた伝搬遅延の変化に相当する伝搬遅延補正量と、受信停止前の受信信号から求めたドップラ周波数偏差に応じたドップラ効果に相当するドップラ効果補正量とを求め、前記伝搬遅延補正量と前記ドップラ効果補正量とからシフト量を求め、パス検出を行う区間を示す所定の時間幅のウィンドウを受信停止前の位置から前記シフト量だけシフトさせ、
   受信停止期間の経過後、シフトされた後の前記ウィンドウが示す区間内で受信信号に対しパス検出を行う、
   ことを特徴とする通信制御方法。

Images