JP5434462B2

JP5434462B2 - 基地局装置

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Publication number: JP5434462B2
Application number: JP2009238964A
Authority: JP
Inventors: 剛史山本
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-10-16
Also published as: JP2011087151A

Description

本発明は、端末装置との間で無線通信を行う基地局装置に関する。

端末装置との間で通信を行う基地局装置は、広範囲なエリアをカバーするために多数設置される。このとき、複数の基地局装置間で、通信フレームのタイミング等の同期をとる基地局間同期が行われることがある。
例えば、特許文献１には、基地局装置が、同期元となる他の基地局装置からの送信信号を用いて基地局間同期を行うことが開示されている。

特開２００９−１７７５３２号公報

上記特許文献１では、基地局装置と端末装置との間の通信が時分割複信（ＴＤＤ；ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）で行われる場合について開示されているが、仮に、端末装置との間の通信を周波数分割複信（ＦＤＤ；ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）で行う基地局装置に、上記基地局間同期を行わせる場合、以下のような態様で行うことが考えられる。

すなわち、周波数分割複信方式による下り信号の通信フレームには、図１３に示すように、一定周期で、端末装置が基地局装置のスキャニングや基地局装置の識別、基地局装置に対する同期等を行うために用いられる第一同期信号及び第二同期信号が配置されている。これら両同期信号は、既知の信号であるので、同期元となる他の基地局装置との間で基地局間同期をしようとする基地局装置に、当該他の基地局装置が送信する下り信号に含まれる両同期信号を利用させて基地局間同期を行わせることが考えられる。

ＦＤＤを採用した基地局装置の下り信号は、図１３に示すように、複数のサブフレームを時間軸方向に配列することで構成されており、自己及び他の基地局装置間の送信タイミングについての基地局間同期は、両者のサブフレームの送信タイミングの間の同期誤差を検出し、この同期誤差を解消して両者のサブフレームの送信タイミングを互いに一致させることで実現される。

自己の下り信号を他の基地局装置の下り信号に同期させるためには、自己の下り信号を構成する複数のサブフレームの内、いずれかのサブフレームの送信タイミングを、他の基地局装置の下り信号におけるサブフレームのタイミングに一致するように補正する必要がある。
ここで、自己の下り信号の送信タイミングが他の基地局装置の送信タイミングよりも早い場合には、補正対象のサブフレームの送信タイミングを遅延させることで同期をとることができる。
一方、自己の下り信号の送信タイミングが他の基地局装置の送信タイミングよりも遅延している場合には、その同期誤差を解消するために、補正対象のサブフレームの送信タイミングを早める必要がある。

ＦＤＤによる下り信号におけるサブフレームは、上述のように、時間軸方向に配列されているので、補正対象のサブフレームの送信タイミングを早めるように補正しようとすると、当該補正対象のサブフレームの前に配列されているサブフレームとの間で重なりが生じ、シンボル間干渉を生じさせ、端末装置側で復調時の誤り率が高くなる等といった影響が現れるおそれがある。
互いに隣接するサブフレームの間には、通常、マルチパス等の遅延波により生じるシンボル間干渉に耐えうるように、ガードインターバルやサイクリック・プレフィックスといった領域が設けられているので、サブフレームの送信タイミングを早めたとしても、同期誤差の誤差量が比較的小さいことで送信タイミングの補正量が少なければ、これらの領域によってシンボル間干渉により生じる影響を回避することができる。
しかし、例えば他の基地局装置の送信タイミングとの同期誤差の誤差量が比較的大きいことで上記領域によって対応できない程度に送信タイミングを補正する必要がある場合には、シンボル間干渉による影響を回避できない可能性が高まる。

また、自己及び他の基地局装置間のキャリア周波数の誤差についての同期をとる場合についても上記と同様であり、キャリア周波数を補正する際に、同期誤差の誤差量の大きさによってはサブキャリア間の干渉による影響を回避できない場合があった。

このように、同期誤差の誤差量によっては適切に基地局間同期を行うことができないおそれがあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、同期誤差の誤差量に応じて適切に基地局間同期を行うことができる基地局装置を提供することを目的とする。

（１）本発明は、一定の時間長さを持つ通信単位領域を時間軸に複数配置することで構成された下り信号を用い、周波数分割複信によって端末装置との間で通信を行う基地局装置であって、他の基地局装置からの下り信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記他の基地局装置からの下り信号に基づいて、前記他の基地局装置の下り信号の通信単位領域と自己の下り信号の通信単位領域との間の同期誤差を検出する同期誤差検出部と、前記同期誤差に基づいて、前記自己の下り信号を補正することで前記他の基地局装置の下り信号に同期させる補正部と、前記同期誤差の誤差量に応じて、複数種類の補正の方法の中から前記補正部が行う補正の方法を選択する補正制御部と、を備えていることを特徴としている。

上記構成の基地局装置によれば、補正部が、同期誤差検出部が検出した同期誤差に基づいて、前記自己の下り信号を補正することで前記他の基地局装置の下り信号に同期させることで、他の基地局装置との間で基地局間同期を行うことができる。
また、本基地局装置によれば、補正制御部が同期誤差の誤差量に応じて補正部が行う補正の方法を選択するので、状況に応じた好適な補正の方法によって自己の下り信号の通信単位領域を補正することができる。このため、例えば、誤差量が大きいことからある補正の方法によっては、隣接する通信単位領域同士が大きく重なることでシンボル間干渉の影響を受けるおそれがある場合でも、シンボル間干渉の影響を回避しうる他の補正の方法を選択することができる。この結果、同期誤差の誤差量に関わらずシンボル間干渉の影響を回避でき好適に基地局間同期を行うことができる。
このように、本発明の基地局装置によれば、同期誤差の誤差量に応じて適切に基地局間同期を行うことができる。

（２）前記複数種類の補正の方法には、前記同期誤差の誤差量について複数回に分けて補正を行う第一の方法を含むものであることが好ましく、この場合、一の誤差量を複数回に分けて補正するので、各回ごとの補正時の補正量を少なくすることができ、互いに隣接する通信単位領域同士が大きく重なり合うのを防止することができる。
（３）具体的に、前記下り信号が、複数のサブフレームからなる基本フレームを有しており、前記通信単位領域が、前記サブフレームである場合には、前記第一の方法は、前記同期誤差の誤差量について前記複数のサブフレームごとに補正を行うことが好ましい。

（４）また、前記通信単位領域における前記端末装置に対するリソース割当を制御するリソース割当制御部をさらに備え、前記複数種類の補正の方法には、前記リソース割当部が補正対象である被補正通信単位領域の前に配置される通信単位領域におけるリソース割当を制限した上で、前記被補正通信単位領域の補正を行う第二の方法を含んでいるものであってもよい。
この場合、第二の方法が被補正通信単位領域の前に配置される通信単位領域に対するリソース割当を制限するので、例えば、被補正通信単位領域とその前に配置される通信単位領域とが大きく重なることでシンボル間干渉が生じたとしても、その影響が現れるのを回避できる。

（５）さらに、前記第二の方法において、前記被補正通信単位領域の前に配置される通信単位領域における自己の下り信号の送信を休止してもよい。
この場合、被補正通信単位領域の前における通信単位領域の時間長さの区間の範囲で被補正通信単位領域を補正したとしても、当該区間の範囲では下り信号の送信を休止するのでシンボル間干渉が生じない。

（６）上記第二の方法では、被補正通信単位領域の前に配置される、リソース割当が制限される通信単位領域の範囲で、自己の通信単位領域の補正が可能となるので、補正を行うにあたって、比較的大きい補正幅を確保できる。このため、前記補正制御部は、前記同期誤差の誤差量が予め定められた閾値よりも大きい場合、前記第二の方法を選択するものであることが好ましい。

（７）前記閾値は、隣接する前記通信単位領域同士の間に挿入されるガードインターバル区間の時間長さに応じて設定されることが好ましい。
この場合、例えば、前記閾値を、ガードインターバル区間の時間長さ以上に補正を行なう必要があると判断できる誤差量に設定することができ、ガードインターバル区間の時間長さ以上に補正を行なう必要があると判断される場合には、比較的大きい補正幅を確保できる第二の方法を選択するように構成することができる。これによって、誤差量に応じた好適な補正の方法を選択することができる。

（８）また、例えば、同期誤差の誤差量が比較的大きい場合であっても、前記データ量が比較的少ないときには、シンボル間干渉が生じたとしても端末装置に及ぶ影響が少ない。このため、上記基地局装置においては、自己の下り信号によって前記端末装置に送信すべきデータ量を検知する検知部をさらに備え、前記補正制御部は、前記同期誤差の誤差量及び前記検知部の検知結果に応じて、第二の方法を選択するか否かを決定するものであってもよい。
この場合、例えば、同期誤差の誤差量が比較的大きく、かつ、前記データ量が比較的多い場合には、補正制御部は、第二の方法を選択しリソース割当を制限することで、端末装置にシンボル間干渉による影響が及ぶのを回避できる。一方、同期誤差の誤差量が比較的大きい場合であっても、前記データ量が比較的少ないときには、シンボル間干渉が生じたとしても端末装置に及ぶ影響が少ないので、補正制御部は、第二の方法以外の他の方法を選択することもできる。
このように、補正制御部が、同期誤差の誤差量に加え、検知部の検知結果である端末装置に送信すべきデータ量に応じて、第二の方法を選択するか否かを決定することで、シンボル間干渉により端末装置に及ぶ影響を考慮しつつ、より好適に基地局間同期を行うことができる。

（９）具体的に、前記下り信号が、複数のサブフレームからなる基本フレームを有しており、前記通信単位領域が、前記サブフレームである場合には、前記第二の方法は、前記サブフレームごとにリソース割当を制限するものであることが好ましい。

本発明の基地局装置によれば、同期誤差の誤差量に応じて適切に基地局間同期を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成を示す概略図である。ＬＴＥにおける上り及び下りそれぞれの通信フレームの構造を示す図である。ＤＬフレームの詳細な構造を示す図である。サブフレームを構成するスロットの詳細な構成を説明するための図である。フェムト基地局装置の構成を示すブロック図である。ＲＦ部の詳細を示すブロック図である。他の基地局装置との間で基地局間同期をとる同期処理を行うための同期処理部の構成を示すブロック図である。同期処理部が行う同期処理の態様の一例を説明するための図であり、補正方法１の態様を示している。補正方法２の態様を説明するための図である。補正方法３の態様を説明するための図である。補正制御部が補正の方法を選択する処理の態様を示すフローチャートである。同期処理及びメジャメント処理が行われるタイミングを示す図である。従来の基地局装置において採りうる同期処理の態様を説明するための図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
［１．通信システムの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成を示す概略図である。
この無線通信システムは、複数の基地局装置１と、この基地局装置１との間で無線通信を行うことができる複数の端末装置２（移動端末；ＭｏｂｉｌｅＳｔａｔｉｏｎ）とを備えている。
複数の基地局装置１は、例えば数キロメートルの大きさの通信エリア（マクロセル）ＭＣを形成する複数のマクロ基地局装置（ＭａｃｒｏＢａｓｅＳｔａｔｉｏｎ）１ａと、各マクロセルＭＣ内に設置され数十メートル程度の比較的小さなフェムトセルＦＣを形成する複数のフェムト基地局装置（ＦｅｍｔｏＢａｓｅＳｔａｔｉｏｎ）１ｂとを含んでいる。

各マクロ基地局装置１ａ（以下、マクロＢＳ１ａともいう。）は、自己のマクロセルＭＣ内にある端末装置２との間で無線通信を行うことができる。
また、フェムト基地局装置１ｂ（以下、フェムトＢＳ１ｂともいう）は、例えば、屋内等、マクロＢＳ１ａの無線波を受信し難い場所等に配置され、上記フェムトセルＦＣを形成する。フェムトＢＳ１ｂは、自己が形成するフェムトセルＦＣ内にある端末装置２（以下、ＭＳ２ともいう）との間で無線通信が可能であり、本システムでは、マクロＢＳ１ａの無線波が受信し難い場所等においても、その場所に比較的小さいフェムトセルＦＣを形成するフェムトＢＳ１ｂを設置することで、ＭＳ２に対して十分なスループットでのサービスの提供を可能にする。

上記無線通信システムにおいて、フェムトＢＳ１ｂは、マクロＢＳ１ａの設置後、当該マクロＢＳ１ａが形成するマクロセルＭＣ内に設置され、フェムトセルＦＣをマクロセルＭＣ内に形成する。このため、フェムトＢＳ１ｂは、マクロＢＳ１ａやこのマクロＢＳ１ａと通信を行っているＭＳ２等との間で干渉等が生じるおそれがある。
このため、フェムトＢＳ１ｂは、マクロＢＳ１ａや自己以外の他のフェムトＢＳ１ｂといった、他の基地局装置における送信電力や使用周波数といった送信状況をモニタリング（メジャメント処理）を行う機能、及びその結果に基づいて、マクロセルＭＣにおける通信に対して影響を与えないように送信電力や使用周波数等の送信条件を調整する機能を有している。フェムトＢＳ１ｂは、この機能によって他の基地局装置の通信に影響を与えることなく、マクロセルＭＣ内にフェムトセルＦＣを形成することができる。

また、本実施形態の通信システムでは、マクロＢＳ１ａ及びフェムトＢＳ１ｂを含む複数の基地局装置間で通信フレームのタイミングの同期をとる基地局間同期が行われる。
基地局間同期は、親（同期元）となる基地局装置が、自己のセル内のＭＳ２に向けて送信した信号を、別の基地局装置が受信することで同期をとる「エア同期」によって実行される。
親（同期元）となる基地局装置は、さらに他の基地局装置との間でエア同期をとるものであってもよいし、ＧＰＳ信号によってフレームタイミングを自律的に決定する等、エア同期以外の方法によってフレームタイミングを決定するものであってもよい。
ただし、マクロＢＳ１ａは、他のマクロＢＳ１ａを親とすることはできるが、フェムトＢＳ１ｂを親とすることはできない。フェムトＢＳ１ｂは、マクロＢＳ１ａを親とすることもできるし、他のフェムトＢＳ１ｂを親とすることもできる。

本実施形態の無線通信システムは、例えば、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）が適用される携帯電話用のシステムであり、各基地局装置と、端末装置との間において、ＬＴＥに準拠した通信が行われる。ＬＴＥでは、周波数分割複信（ＦＤＤ）方式を採用することができ、本実施形態では、本通信システムがＦＤＤ方式を採用しているものとして説明する。なお、通信システムとしては、ＬＴＥに限られるものではなく、また、ＦＤＤ方式に限られるものでもなく、例えば、ＴＤＤ（時分割複信）方式であってもよい。

［２．ＬＴＥのフレーム構造］
本実施形態の通信システムが準拠するＬＴＥにおいて採用可能なＦＤＤ方式においては、上り信号（端末装置から基地局装置への送信信号）と、下り信号（基地局装置から端末装置への送信信号）との間で、互いに異なる使用周波数を割り当てることで、上り通信と下り通信とを同時に行う。

図２は、ＬＴＥにおける上り及び下りそれぞれの無線フレームの構造を示す図である。ＬＴＥにおける下り側の基本フレームである無線フレーム（ＤＬフレーム）及び上り側の無線フレーム（ＵＬフレーム）は、その１無線フレーム分の時間長さがそれぞれ１０ミリ秒であり、＃０〜＃９まで１０個のサブフレーム（一定の時間長さを持つ通信単位領域）によって構成されている。これらＤＬフレームとＵＬフレームは、そのタイミングが揃えられた状態で、時間軸方向に配列される。

図３は、ＤＬフレームの詳細な構造を示す図である。図中、縦軸方向は周波数を示しており、横軸方向は時間を示している。
ＤＬフレームを構成するサブフレームは、それぞれ２つのスロット（例えば、スロット♯０，♯１）により構成されている。また、１つのスロットは、７個（♯０〜♯６）のＯＦＤＭシンボルにより構成されている（ノーマル・サイクリック・プレフィックス：ＮｏｒｍａｌＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘの場合）。
また、図中、データ伝送の上での基本単位（最小単位）であるリソースブロック（ＲＢ：ＲｅｓｏｕｒｃｅＢｌｏｃｋ）は、周波数軸方向に１２サブキャリア、時間軸方向に７ＯＦＤＭシンボル（１スロット）で定められる。従って、例えば、ＤＬフレームの周波数帯域幅が５ＭＨｚに設定されている場合、３００個のサブキャリアが配列されるので、リソースブロックは、周波数軸方向に２５個配置される。

図３に示すように、各サブフレームの先頭には、基地局装置が端末装置に対し、下り通信に必要な情報を送信するための制御チャネルが割り当てられている。制御チャネルは、各サブフレームにおいて先頭側に位置するスロットのシンボル♯０〜♯２（最大で３シンボル）で割り当てられる。この制御チャネルには、ＤＬ制御情報や、当該サブフレームのリソース割当情報、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ：ＨｙｂｒｉｄＡｕｔｏｍａｔｉｃＲｅｐｅａｔＲｅｑｕｅｓｔ）による受信成功通知（ＡＣＫ：Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）、受信失敗通知（ＮＡＣＫ：ＮｅｇａｔｉｖｅＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）等が格納される。

また、ＤＬフレームにおいて、１番目のサブフレーム♯０には、ブロードキャスト送信によってシステムの帯域幅等を端末装置に通知するための同報チャネル（ＰＢＣＨ：ＰｈｙｓｉｃａｌＢｒｏａｄｃａｓｔＣｈａｎｎｅｌ）が割り当てられる。同報チャネルは、時間軸方向において、１番目のサブフレーム♯０における後方側のスロットのシンボル♯０〜♯３の位置に４つのシンボル幅で配置され、周波数軸方向において、ＤＬフレームの帯域幅の中央の位置に６リソースブロック幅分（７２サブキャリア）で割り当てられる。この同報チャネルは、４フレームにわたって同一の情報を送信することで、４０ミリ秒ごとに更新されるように構成されている。
同報チャネルには、通信帯域幅や、送信アンテナ数、制御情報の構造等の主要なシステム情報が格納される。

また、ＤＬフレームを構成する１０個のサブフレームの内、１番目（♯０）及び６番目（♯５）のサブフレームそれぞれには、基地局装置やセルを識別するための信号である、第一同期信号及び第二同期信号（Ｐ−ＳＣＨ：ＰｒｉｍａｒｙＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｉｔｏｎＣｈａｎｎｅｌ，Ｓ−ＳＣＨ：ＳｅｃｏｎｄａｒｙＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｉｔｏｎＣｈａｎｎｅｌ）が割り当てられている。

第一同期信号は、時間軸方向において、サブフレーム♯０及びサブフレーム♯５それぞれにおける先頭側のスロットの最後のＯＦＤＭシンボルであるシンボル♯６の位置に１つのシンボル幅で配置され、周波数軸方向において、ＤＬフレームの帯域幅の中央の位置に６リソースブロック幅分（７２サブキャリア）で配置されている。この第一同期信号は、端末装置が、基地局装置のセルを分割した複数（３個）のセクタそれぞれを識別するための情報であり、３パターン定義されている。
第二同期信号は、時間軸方向において、サブフレーム♯０及びサブフレーム♯５それぞれにおける先頭側のスロットの最後から２番目のＯＦＤＭシンボルであるシンボル♯５の位置に１つのシンボル幅で配置され、周波数軸方向において、ＤＬフレームの帯域幅の中央の位置に６リソースブロック幅分（７２サブキャリア）で配置されている。この第二同期信号は、端末装置が、複数の基地局装置の通信エリア（セル）それぞれを識別するための情報であり、１６８パターン定義されている。

第一同期信号及び第二同期信号は、相互に組み合わせることによって５０４種類（１６８×３）のパターンが定義されている。端末装置は、基地局装置から送信された第一同期信号及び第二同期信号を取得することで、自端末が、どの基地局装置のどのセクタに存在するかを認識することができる。
第一同期信号及び第二同期信号がとり得る複数のパターンは、通信規格において予め定められており、各基地局装置及び各端末装置において既知である。つまり、第一同期信号及び第二同期信号は、それぞれ、複数のパターンをとり得る既知信号である。

第一同期信号及び第二同期信号は、端末装置が基地局装置との間で同期をとる場合のほか、基地局装置間において通信タイミング及び／又は周波数を同期させる基地局間同期のための信号としても用いられるが、この点については後述する。

上述の各チャネルが割り当てられていない他の領域（図中ハッチングのない領域）のリソースブロックは、ユーザデータ等を格納するためのＤＬ共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：ＰｈｙｓｉｃａｌＤｏｗｎｌｉｎｋＳｈａｒｅｄＣｈａｎｎｅｌ）として用いられる。このＤＬ共有チャネルは、複数の端末装置による通信のために共有されるエリアであり、ユーザデータの他、各端末装置個別の制御情報等も格納される。
ＤＬ共有チャネルに格納されるユーザデータの割り当てについては、各サブフレームの先頭に割り当てられている上記制御チャネル内のリソース割当情報により規定されており、端末装置は、このリソース割当情報によって、そのサブフレーム内に自己に対するデータが格納されているか否かを判断できる。

図４は、サブフレームを構成するスロットの詳細な構成を説明するための図である。なお、図４では、ノーマル・サイクリック・プレフィックスを採用した場合のスロットの構成を示している。
スロットは、上述のように７個（♯０〜♯６）のＯＦＤＭシンボルにより構成されている。各シンボルそれぞれの先頭側には、ガードインターバルと同様の機能を有しているサイクリック・プレフィックス（以下、ＣＰともいう）が配置されており、このＣＰは互いに隣接するシンボル間に挿入されている。

ＣＰは、図４に示すように、各シンボルの後半部分の一部をコピーすることで生成され、そのシンボルの先頭側に配置される。ＣＰを挿入することによって、このＣＰの時間長さＴ_cp以下のマルチパスによる遅延波を受信しシンボル間干渉が生じたとしても、サブキャリア間の直交性を維持でき、端末装置側で復調時の誤り率が高くなる等の影響が現れるのを防止できる。
また、ノーマル・サイクリック・プレフィックスの場合、ＣＰは、その時間長さＴ_cpが約５．２１マイクロ秒（シンボル♯０に係るＣＰ）、又は約４．６９マイクロ秒（その他のシンボルのＣＰ）に設定されている。
従って、互いに隣接するサブフレーム同士の間には、約５．２１マイクロ秒の時間長さのＣＰが挿入される。

［３．フェムト基地局装置の構成］
図５は、図１中、フェムト基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、ここでは、フェムトＢＳ１ｂの構成について説明するが、マクロＢＳ１ａの構成も、フェムトＢＳ１ｂとほぼ同様である。
フェムトＢＳ１ｂ１は、アンテナ３と、アンテナ３が接続された送受信部（ＲＦ部）４と、ＲＦ部４との間で授受が行われる送受信信号の信号処理の他、基地局間同期についての処理や、メジャメント等を行う信号処理部５とを備えている。

［３．１ＲＦ部］
図６は、ＲＦ部４の詳細を示すブロック図である。ＲＦ部４は、上り信号受信部１１、下り信号受信部１２、及び送信部１３を備えている。上り信号受信部１１は、端末装置２からの上り信号を受信するためのものであり、下り信号受信部１２は、他のマクロＢＳ１ａ又は他のフェムトＢＳ１ｂからの下り信号を受信するためのものである。送信部１３は、端末装置２へ下り信号を送信するためのものである。

また、ＲＦ部４は、サーキュレータ１４を備えている。このサーキュレータ１４は、アンテナ３からの受信信号を、上り信号受信部１１及び下り信号受信部１２側へ与え、送信部１３から出力された送信信号を、アンテナ３側へ与えるためのものである。このサーキュレータ１４と送信部１３の第４フィルタ１３５によって、アンテナ３からの受信信号が送信部１３側へ伝わることが防止されている。

また、サーキュレータ１４と上り信号受信部の第１フィルタ１１１によって、送信部１３から出力された送信信号が上り受信部１１へ伝わることが防止されている。さらに、サーキュレータ１４と第５フィルタ１２１によって、送信部１３から出力された送信信号が上り信号受信部１２へ伝わることが防止されている。

この上り信号受信部１１は、スーパーヘテロダイン受信機として構成されており、ＩＦ（中間周波数）サンプリングを行うよう構成されている。より具体的には、上り信号受信部１１は、第１フィルタ１１１、第１増幅器１１２、第１周波数変換部１１３、第２フィルタ１１４、第２増幅器１１５、第２周波数変換部１１６、及びＡ／Ｄ変換部１１７を備えている。

第１フィルタ１１１は、端末装置２からの上り信号だけを通過させるためのものであり、上り信号の周波数ｆ_uだけを通過させる帯域通過フィルタによって構成されている。第１フィルタ１１１を通過した受信信号は、第１増幅器（高周波増幅器）１１２によって増幅され、第１周波数変換部１１３によって周波数ｆ_uから第１中間周波数への変換がなされる。なお、第１周波数変換部１１３は、発振器１１３ａ及びミキサ１１３ｂによって構成されている。

第１周波数変換部１１３の出力は、第１中間周波数だけを通過させる第２フィルタ１１４を経て、第２増幅器（中間周波増幅器）１１５によって再び増幅される。第２増幅器１１５の出力は、第２周波数変換部１１６によって、第１中間周波数から第２中間周波数に変換され、さらにＡ／Ｄ変換部１１７によってデジタル信号に変換される。なお、第２周波数変換部１１６も発振器１１６ａ及びミキサ１１６ｂによって構成されている。

Ａ／Ｄ変換部１１７の出力（第１受信部１１の出力）は、復調回路としての機能を有する信号処理部５に与えられ、端末装置２からの受信信号の復調処理が行われる。
このように、上り信号受信部１１は、端末装置からの上り信号を受信するために上り信号周波数ｆ_uに適合して構成された受信部であって、基地局装置として本来的に必要な受信部である。

また、前記送信部１３は、信号処理部５から出力される同相信号Ｉ及び直交信号Ｑを受け取り、アンテナ３から信号を送信させるものであり、ダイレクトコンバージョン送信機として構成されている。この送信部１３は、Ｄ／Ａ変換器１３１ａ，１３１ｂと、直交変調器１３２と、第３フィルタ１３３、第３増幅器（高出力増幅器；ＨＰＡ）１３４、及び第４フィルタ１３５を備えている。

前記Ｄ／Ａ変換器１３１ａ，１３１ｂは、信号処理部５から与えられる同相信号Ｉ及び直交信号ＱそれぞれについてＤ／Ａ変換を行う。Ｄ／Ａ変換器１３１ａ，１３１ｂの出力は、直交変調器１３２に与えられ、この直交変調器１３２によって、搬送波周波数がｆ_d（下り信号周波数）である送信信号が生成される。
直交変調器１３２の出力は、周波数ｆ_dだけを通過させる第３フィルタ１３３を経て、第３増幅器１３４によって増幅され、さらに周波数ｆ_dだけを通過させる第４フィルタ１３５を得て、アンテナ３から送信され、端末装置への下り信号となる。

以上の上り信号受信部１１及び送信部１３は、端末装置との間の本来的な通信を行うために必要な機能であるが、本実施形態の基地局装置１は、更に下り信号受信部１２を備えている。この下り信号受信部１２は、他の基地局装置が送信した下り信号を受信するためのものである。

本実施形態において、下り信号受信部１２によって受信した他の基地局装置の下り信号は、基地局間同期処理、及び、他の基地局装置の送信電力等の送信状況のメジャメントに用いられる。

ここで、他の基地局装置が送信した下り信号の周波数は、ｆ_dであり、上り信号の周波数ｆ_uとは異なるため、上り信号処理部１１だけを備えた通常の基地局装置では、他の基地局装置が送信した下り信号を受信することができない。

つまり、ＦＤＤ方式では、ＴＤＤ方式と異なり、伝送路上において上り信号と下り信号が同時に存在するため、上り信号受信部１１には、上り信号周波数ｆ_uの信号だけを通過させ、下り信号周波数ｆ_dの信号を通過させないように設計される。具体的には、上り信号受信部１１には、上り信号周波数ｆ_uの信号だけを通過させる第１フィルタ１１１や、周波数ｆ_uから変換された第１中間周波数だけを通過させる第２フィルタ１１４が備わっているため、周波数ｆ_u以外の周波数（下り信号の周波数ｆ_d）の信号が第１受信部１１に与えられても、上り信号受信部１１を通過することはできない。

すなわち、上り信号受信部１１は、上り信号受信部１１内に備わったフィルタ１１１，１１４によって、上り信号周波数ｆ_uの信号の受信に適合したものとなっており、他の周波数の信号（特に、下り信号）の受信はできない。

そこで、本実施形態のＲＦ部４には、上り信号受信部１１とは別に、他の基地局装置が送信した周波数ｆ_dの下り信号の受信を行うための下り信号受信部１２が備わっている。
この下り信号受信部１２は、第５フィルタ１２１、第４増幅器（高周波増幅器）１２２、第３周波数変換部１２３、第６フィルタ１２４、第５増幅器（中間周波増幅器）１２５、第４周波数変換部１２６、及びＡ／Ｄ変換部１２７を備えている。

第５フィルタ１２１は、他の基地局装置からの下り信号だけを通過させるためのものであり、下り信号の周波数ｆ_dだけを通過させる帯域通過フィルタによって構成されている。第５フィルタ１２１を通過した受信信号は、第４増幅器（高周波増幅器）１２２によって増幅され、第４増幅器１２２の出力は、第３周波数変換部１２３によって下り信号周波数ｆ_dから第１中間周波数への変換がなされる。なお、第３周波数変換部１２３は、発振器１２３ａ及びミキサ１２３ｂによって構成されている。

第３周波数変換部１２３の出力は、第３周波数変換部１２３から出力された第１中間周波数だけを通過させる第６フィルタ１２４を経て、第５増幅器（中間周波増幅器）１２５によって再び増幅される。第５増幅器１２５の出力は、第４周波数変換部１２６によって、第１中間周波数から第２中間周波数に変換され、さらにＡ／Ｄ変換部１２７によってデジタル信号に変換される。なお、第４周波数変換部１２６も発振器１２６ａ及びミキサ１２６ｂによって構成されている。

Ａ／Ｄ変換部１２７から出力された信号は、信号処理部５が有する後述する同期処理部５ｂ及びメジャメント処理部５ｃに与えられる。

なお、上り信号受信部１１や下り信号受信部１１は、ダイレクトコンバージョン受信機として構成してもよい。

また、下り信号受信部１１と送信部１３とでは、アンテナキャリブレーションにより、下り信号受信部１１と送信部１３における上りと下りの対称性が確保されているのが好ましい。アンテナキャリブレーションは、下り信号受信部１１及び／又は送信部１３に、図示しないゲイン・位相調整器を設けることで行える。

［３．２信号処理部］
信号処理部５は、ＲＦ部４との間で授受が行われる送受信信号の信号処理を行うための機能を有しており、当該信号処理部５の上位レイヤから与えられる各種送信データを送信信号に変調するとともに、ＲＦ部４から与えられる受信信号を受信データに復調する処理を行う変復調部５ａを備えている。変復調部５ａでは、後述の同期処理部５ｂによって算出された同期誤差（タイミングオフセット、周波数オフセット）に基づき、同期誤差を補正した状態で変復調の処理が行われる。
さらに、信号処理部５は、ＲＦ部４に与える送信信号についての無線フレームごとの送信タイミングを決定するためのフレームカウンタ（図示せず）を備えている。
また、信号処理部５は、他の基地局装置との間で基地局間同期をとる同期処理を行うための同期処理部５ｂ、メジャメントを行うためのメジャメント処理部５ｃの他、リソース割当制御部５ｄと、自己及び他の基地局装置に接続する端末装置の通信状況を検知するための検知部５ｅとを備えている。
以下、同期処理部５ｂの構成について説明する。

［３．２．１同期処理部について］
図７は、他の基地局装置との間で基地局間同期をとる同期処理を行うための同期処理部５ｂの構成を示すブロック図である。
基地局間同期は、各基地局装置がＧＰＳ受信機を備えて、ＧＰＳ信号によって同期をとったり、基地局間を有線で接続して同期をとったりしてもよいが、本実施形態では、無線信号（下り信号）によって同期を行う「エア同期」による基地局間同期を採用している。

すなわち、同期処理部５ｂは、下り信号受信部１２が受信する他の基地局装置の下り信号を取得し、当該下り信号の無線フレームに含まれる既知信号である第一同期信号（Ｐ−ＳＣＨ）及び第二同期信号（Ｓ−ＳＣＨ）に基づいて、自基地局装置１の通信タイミング及び通信周波数を、他の基地局装置との間で同期させる同期処理を行う。

同期処理部５ｂは、上記同期処理が所定の周期で行われるように、下り信号受信部１２から与えられる、他の基地局装置の下り信号を取得するタイミングをサブフレーム単位で設定する。また、同期処理部５ｂは、検知部５ｅの検知結果に応じて、同期処理のための下り信号を取得するタイミングの周期を調整することで、同期処理を行うタイミングを調整する機能を有している。

同期処理部５ｂは、自己が設定した下り信号を取得するタイミング（同期処理の開始タイミング）に対応するサブフレームの区間において、送信部１３による送信信号の送信を休止させることで、同期処理を開始する。同期処理部５ｂは、送信信号の送信を休止させている間に、下り信号受信部１２に他の基地局装置の下り信号を受信させ、受信した下り信号を取得する。その後、この下り信号を利用して自己のフレームタイミング（サブフレームの送信タイミング）や通信周波数の補正を行い、同期処理を終える。なお、上記送信信号の送信を休止させる区間は、同期処理のために下り信号を取得するタイミングに対応するサブフレームとその後に続く一又は複数のサブフレーム分に設定することもできる。
また、上記送信信号の送信の休止のほか、端末装置からの上り信号の受信の休止も行っても良い。

また、同期処理部５ｂは、送信信号の送信を休止させる区間に対応するサブフレームを特定するための情報である同期タイミング情報をリソース割当制御部５ｄ及びメジャメント処理部５ｃに出力する。

同期処理部５ｂは、同期誤差検出部１４、フレームカウンタ補正部１５、周波数オフセット推定部１６、周波数補正部１７、記憶部１８、及び補正制御部１９を備えており、フレーム送信タイミングの同期を行うとともに、キャリア周波数の補正も行う機能を有している。

同期誤差検出部１４は、下り信号に含まれる既知信号を利用して、他の基地局装置のフレーム送信タイミングを検出するとともに、自基地局装置１におけるフレーム送信タイミングとの誤差（フレーム同期誤差；通信タイミングオフセット）を検出する。
なお、送信タイミングの検出は、受信した下り信号のフレーム中の所定位置にある既知信号（波形も既知）である、第一同期信号及び第二同期信号のタイミングを検出することで行える。
また、同期誤差検出部１４は、検出したフレーム同期誤差を補正制御部１９に与えるほか、検出される度に記憶部１８にも与える。記憶部１８は、これら検出されたフレーム同期誤差を蓄積する。

補正制御部１９は、同期誤差検出部１４からのフレーム同期誤差、及び検知部５ｅからの自己に接続しているＭＳ２に送信すべきデータ量（後に述べる）を取得すると、このフレーム同期誤差を補正するためのフレームタイミングに関する制御情報を生成し、フレームカウンタ補正部１５に与える。フレームカウンタ補正部１５は、補正制御部１９から与えられる、フレームタイミングに関する制御情報にしたがって、前記フレームカウンタの値を調整し、上記同期誤差に応じたフレームタイミングの補正を行う。

補正制御部１９は、フレーム同期誤差、及び自己に接続しているＭＳ２に送信すべきデータ量を取得すると、これらに応じて、フレームカウンタ補正部１５が行うフレームタイミングの補正の方法について、複数種類の補正の方法の中から一の補正の方法を選択する。そして、補正制御部１９は、フレームカウンタ補正部１５に、選択した補正の方法で上記同期誤差を解消すべくフレームタイミングの補正を行わせるようにを制御する。

フレームカウンタ補正部１５は、補正制御部１９の制御情報に従い、自己の下り信号におけるサブフレームの送信タイミングを、他の基地局装置の下り信号におけるサブフレームの送信タイミングに一致するように補正する。なお、上記補正の方法については、後に詳述する。

前記周波数オフセット推定部１６は、検出部１４によって検出された同期誤差に基づいて、受信側である基地局装置自身が内蔵する内蔵クロック発生器（図示省略）のクロック周波数と、送信側である他の基地局装置の内蔵クロック発生器のクロック周波数との差（クロック周波数誤差）を推定し、そのクロック周波数誤差からキャリア周波数誤差（キャリア周波数オフセット）を推定する。

前記周波数オフセット推定部１６は、エア同期が周期的に実行される状況下において、前回のエア同期において検出されたフレーム同期誤差ｔ１と、今回のエア同期において検出されたフレーム同期誤差ｔ２とに基づいて、クロック誤差を推定する。なお、前回のフレーム同期誤差ｔ１は、記憶部１８から取得することができる。

例えば、キャリア周波数が２．６［ＧＨｚ］である場合に、前回のエア同期のタイミング（同期タイミング＝ｔ１）において、フレーム同期誤差としてＴ１が検出され、Ｔ１分のタイミングの修正がなされたものとする。修正後の同期誤差（タイミングオフセット）は０［ｍｓｅｃ］である。そして、Ｔ＝１０秒後の今回のエア同期のタイミング（同期タイミング＝ｔ２）においても、再び同期誤差（タイミングオフセット）が検出され、その同期誤差（タイミングオフセット）はＴ２＝０．１［ｍｓｅｃ］であったとする。

このとき、１０秒間の間に生じた０．１［ｍｓｅｃ］の同期誤差（タイミングオフセット）は他の基地局装置のクロック周期と自基地局装置のクロック周期の誤差の蓄積値である。
すなわち、同期誤差（タイミングオフセット）とクロック周期の間には以下の等式が成り立つ。
同期元基地局のクロック周期：同期先基地局のクロック周期＝Ｔ：（Ｔ＋Ｔ２）＝１０：（１０＋０．０００１）

そして、クロック周波数はクロック周期の逆数であるから、
（同期元基地局のクロック周波数−同期先基地局のクロック周波数）
＝同期元基地局のクロック周波数×Ｔ２／（Ｔ＋Ｔ２）
≒同期元基地局のクロック周波数×０．００００１
となる。

したがって、この場合、送信側である他の基地局装置のクロック周波数と、受信側である自基地局装置のクロック周波数に、０．００００１＝１０［ｐｐｍ］の誤差があることになる。周波数オフセット推定部１６では、上記のようにしてクロック周波数誤差を推定する。

そして、キャリア周波数と同期誤差（タイミングオフセット）は同じようにずれるため、キャリア周波数にも、１０［ｐｐｍ］分のズレ、すなわち、２．６［ＧＨｚ］×１×１０^-5＝２６［ｋＨｚ］のずれが生じる。このようにして、周波数オフセット推定部１６では、クロック周波数誤差から、キャリア周波数誤差（キャリア周波数オフセット）も推定することができる。

周波数オフセット推定部１６が推定したキャリア周波数誤差は、周波数補正部１７に与えられる。
周波数補正部１７は、このキャリア周波数誤差に基づいて、キャリア周波数の補正を行う。なお、キャリア周波数の補正は、上り信号のキャリア周波数だけでなく、下り信号のキャリア周波数についておこなうことができる。
次に、メジャメント処理部５ｃの機能について説明する。

［３．２．２メジャメント処理部について］
メジャメント処理部５ｃは、他の基地局装置における送信電力や使用周波数といった下り信号の送信状況の測定（メジャメント処理）を行うための機能を有しており、下り信号受信部１２が受信する他の基地局装置の下り信号を取得して、当該下り信号の受信電力を求める。

メジャメント処理部５ｃは、メジャメント処理を行うために下り信号を取得するタイミングをサブフレーム単位で設定する。さらに、メジャメント処理部５ｃは、検知部５ｅの検知結果に応じて、メジャメント処理のための下り信号を取得するタイミングを設定し調整することで、メジャメント処理を行うタイミングを調整する機能を有している。

なお、メジャメント処理は、後述するように、同期処理を行った直後に行うことが好ましい。このため、メジャメント処理部５ｃは、同期処理部５ｂから与えられる同期タイミング情報に応じて、メジャメント処理を行うタイミングを設定する。
例えば、メジャメント処理部５ｃは、受け取った同期タイミング情報に基づいて同期処理が開始されるサブフレームを特定し、その特定したサブフレームが属する無線フレームの次の無線フレームに属するサブフレームでメジャメント処理を行うように設定する。

メジャメント処理部５ｃは、自己が設定したメジャメント処理のための下り信号を取得するタイミング（メジャメント処理の開始タイミング）に対応するサブフレームの区間について、送信部１３による送信信号の送信を休止させることで、メジャメント処理を開始する。メジャメント処理部５ｃは、送信信号の送信を休止させている間に、下り信号受信部１２に他の基地局装置の下り信号を受信させ、その受信した下り信号を取得する。その後、下り信号の受信電力等を測定し、メジャメント処理を終える。なお、上記送信信号の送信を休止させる区間は、下り信号の取得を開始するタイミングに対応するサブフレームとその後に続く一又は複数のサブフレーム分に設定することができる。
また、上記送信信号の送信の休止のほか、端末装置からの上り信号の受信の休止も行っても良い。

また、メジャメント処理部５ｃは、送信信号の送信を休止させる区間に対応するサブフレームを特定するための情報であるメジャメントタイミング情報をリソース割当制御部５ｄに出力する。

メジャメント処理部５ｃは、下り信号受信部１２から取得した下り信号から、リソースブロックごとの受信電力の平均値（電力平均値）を求める。
メジャメント処理部５ｃは、取得した下り信号から、リソースブロック単位であると推定される部分を時間軸方向に分けて取り出す。さらに取り出した部分それぞれから、リソースブロックの周波数幅ごとの部分を取り出し、その周波数ごとの部分の電力をリソースブロックの電力平均値として求める。
メジャメント処理部５ｃは、上記電力平均値を求めると、この電力平均値を示すメジャメント結果情報を、リソース割当制御部５ｄ、検知部５ｅ、及び出力制御部５ｆに出力する。

メジャメント処理部５ｃは、下り信号受信部１２から取得した直交変調された（復調前の）信号である下り信号を取得し、この信号からリソースブロックごとの電力平均値を求めるので、当該信号から、リソースブロック単位であると推定される部分を時間軸方向に分けて取り出す。このため、下り信号の送信元である他の基地局装置のフレームタイミングを認識する必要がある。
ここで、他の基地局装置と自己との間でフレームタイミングの同期がとれていれば、自己のフレームタイミングから、他の基地局装置のフレームタイミングを把握できるので、メジャメント処理部５ｃは、時間軸方向におけるリソースブロックの単位を精度よく推定でき、精度よく電力平均値を求めることができる。このため、メジャメント処理は、同期処理を行った直後に行うことが好ましい。

［３．２．３検知部について］
検知部５ｅは、自己及び他の基地局装置に接続するＭＳ２との間の通信状況を検知する機能を有している。
より具体的には、検知部５ｅは、通信状況として、現状、自己及び他の基地局装置に接続しているＭＳ２の数を検知する。なお、ここで、検知部５ｅの検出対象となる他の基地局装置に接続しているＭＳ２は、自己の下り信号が到達する可能性のあるＭＳ２である。

検知部５ｅは、信号処理部５の上位レイヤから自己に接続するＭＳ２の数、及びこれらＭＳ２に送信すべきデータ量についての情報を取得する。
一方、他の基地局装置に接続するＭＳ２の数については、メジャメント処理部５ｃからのメジャメント結果情報に基づいて推定する。
メジャメント処理は、他の基地局装置からの下り信号を受信して行われるものであり、他の基地局装置は、自己の周辺に位置することで双方の下り信号が到達可能な範囲に位置する基地局装置である。よって、この他の基地局装置に接続するＭＳ２に対して、自己の下り信号が到達する可能性がある。
従って、検知部５ｅは、上記のような他の基地局装置の下り信号についてのメジャメント結果情報から、自己の下り信号が到達する可能性のあるＭＳ２を検出することができる。

検知部５ｅは、メジャメント結果情報に含まれる、リソースブロックごとの電力平均値に基づいて、他の基地局装置にＭＳ２が接続しているか否かを判断するとともに、他の基地局装置に接続するＭＳ２の数を推定する。つまり、他の基地局装置が自身のセル内のＭＳ２と通信を行っていれば、その送信信号に当該ＭＳ２に向けたユーザデータが割り当てられており、データが割り当てられている部分の電力は、データが割り当てられていない部分と比較して相対的に増加する。これにより、検知部５ｅは、送信信号の受信電力に基づいて、当該他の基地局装置にＭＳ２が接続しているか否かを判断できる。

また、ＭＳ２が接続していると判断できる場合、リソースブロックごとにユーザデータが割り当てられているか否かを判断できる。従って、検知部５ｅは、その割り当て状況から、他の基地局装置に接続するＭＳ２の数を推定することができる。

検知部５ｅは、検知した、自己及び他の基地局装置に接続しているＭＳ２の数に関する情報、及び、自己に接続するＭＳ２に送信すべきデータ量に関する情報を同期処理部５ｂに出力する。

［３．２．４リソース割当制御部及び出力制御部について］
リソース割当制御部５ｄは、無線フレーム中のＤＬ共有チャネルに、各端末装置２に送信するためのユーザデータを割り当てる機能を有している。
また、リソース割当制御部５ｄは、前記同期タイミング情報、前記メジャメントタイミング情報、及び後述する補正制御部１９からのリソース割当制限情報が、同期処理部５ｂ及びメジャメント制御部５ｆから与えられると、これら情報により特定されるサブフレームにユーザデータの割り当てを制限する。さらに、リソース割当制御部５ｄは、メジャメント処理部５ｃからメジャメント結果情報が与えられると、この情報に基づいて、ユーザデータの割り当てを決定する。

出力制御部５ｆは、ＲＦ部４の送信部１３による送信電力を制御する機能を有している。出力制御部５ｆは、メジャメント処理部５ｃが求めた他の基地局装置の電力平均値が与えられると、その電力平均値に基づいて、他の基地局装置及びこの他の基地局装置に接続するＭＳ２に対して、自己の送信信号が干渉しないように、自己の送信電力を調整する。

［４．同期処理について］
図８は、同期処理部が行う同期処理の態様の一例を説明するための図である。図８では、他の基地局装置であるマクロＢＳ１ａ、及び自己の基地局装置であるフェムトＢＳ１ｂそれぞれが送信するフレームを同一の時間軸上で示しており、フェムトＢＳ１ｂが、同期元であるマクロＢＳ１ａの下り信号に対して同期を行う態様を示している。
図８中、タイミングＴ４より前の区間において、フェムトＢＳ１ｂの各サブフレームの先頭が、対応するマクロＢＳ１ａのサブフレームの先頭に対してタイミングのずれが生じており、互いのサブフレームの送信タイミングに誤差量ΔＤで同期誤差が生じている状態を示している。

ここで、フェムトＢＳ１ｂの同期処理部５ｂが、同期処理のための下り信号を取得するタイミングを５番目のサブフレーム♯４に相当するサブフレームＳＦ１と設定した場合、当該同期処理部５ｂは、このサブフレームＳＦ１を特定するための情報を含む同期タイミング情報を、リソース割当制御部５ｄ及びメジャメント処理部５ｃに出力する。なお、図例では、送信信号の送信を休止させる区間については、同期処理の開始のタイミングに対応するサブフレームＳＦ１の区間のみの場合を示している。

同期処理部５ｂは、この無線フレームが送信される際、サブフレームＳＦ１の送信タイミングで、送信部１３による送信信号の送信を休止させる一方、下り信号受信部１２にマクロＢＳ１ａの下り信号を受信させ、受信した下り信号を取得する。
そして、同期処理部５ｂは、取得したマクロＢＳ１ａの下り信号に含まれる第一同期信号及び第二同期信号を利用して当該マクロＢＳ１ａのフレーム送信タイミングを検出するとともに、自己のフレーム送信タイミングとの間のフレーム同期誤差の誤差量ΔＤを検出する。

なお、同期処理部５ｂは、記憶部１８に蓄積された過去の同期処理の際の同期誤差から、他の基地局装置であるマクロＢＳ１ａの下り信号における、第一同期信号及び第二同期信号を含むサブフレーム（♯０又は♯５）の送信タイミングを把握できるので、その送信タイミングに対応する自己のサブフレームの区間で送信信号を休止させるように設定することができる。

一方、前記同期タイミング情報が与えられたリソース割当制御部５ｄは、サブフレームＳＦ１の区間に対して、端末装置２のユーザデータの割り当てを制限するので、この区間において送信信号の送信を休止させることで、フェムトＢＳ１ｂに接続する端末装置２が当該フェムトＢＳ１ｂと通信できなくとも、無駄に基地局のスキャニングを行ったり、何らかの異常が発生したと認識することはなく、円滑な通信が維持できる。

同期処理部５ｂは、上記のようにマクロＢＳ１ａの下り信号を取得した後、この下り信号に含まれる同期信号に基づいて誤差量ΔＤを検出し、その後、サブフレームのフレームタイミングの補正を行う。

ここで、同期処理部５ｂの補正制御部１９は、サブフレームのフレームタイミングの補正を行うにあたって、補正の方法を選択する。
補正制御部１９は、複数の補正の方法として、３つの補正方法１〜３を記憶しており、これら３つの補正方法の内のいずれか一つを選択してその選択した補正方法でフレームタイミングの補正を行うようにフレームカウンタ補正部１５を制御する。
以下、３つの補正方法について説明する。

［４．１補正方法１について］
補正方法１は、図８に示すように、一のサブフレームで、検出した誤差量ΔＤを補正するものである。すなわち、補正制御部１９は、補正方法１を選択するとまず、フレームタイミングの補正を行うべきサブフレーム被補正サブフレームを特定する。なお、図８では、被補正サブフレームとして、下り信号を受信した無線フレームの次に配置される無線フレームの先頭に位置するサブフレーム♯０を特定した場合を示している。
次いで、補正制御部１９は、フレームカウンタ補正部１５に、被補正サブフレームでフレームタイミングの補正を行わせる。

補正前のサブフレーム♯０の先頭がタイミングＴ３であるとすると、フレームカウンタ補正部１５は、サブフレーム♯０の先頭が、タイミングＴ３から誤差量ΔＤだけ早いタイミングとなる方向にずれたタイミングＴ４となるように前記フレームカウンタの値を調整する。これにより、自己の下り信号におけるサブフレーム♯０の送信タイミングを補正し、マクロＢＳ１ａの下り信号におけるサブフレーム♯１の送信タイミングに一致させる。
ついで、この補正したサブフレーム♯０に続いて配置されるサブフレーム（無線フレーム）を、当該補正後のサブフレーム♯０のタイミングに応じて時間軸方向の位置を調整し順次配置する。
このように、補正制御部１９が補正方法１を選択した場合、同期処理部５ｂは、一のサブフレームで、検出した誤差量ΔＤを補正し、自己であるフェムトＢＳ１ｂのフレームタイミングを、マクロＢＳ１ａのフレームタイミングに一致させて同期処理を終える。
次に補正方法２（第一の方法）について説明する。

［４．２補正方法２について］
図９は、補正方法２の態様を説明するための図である。なお、マクロＢＳ１ａの下り信号を受信し、同期誤差の誤差量ΔＤを得るまでの態様は、補正方法１，２ともに同様であり、図８に示した通りである。図９では、補正方法１とは異なる態様である、タイミングＴ４以降を示している。
補正方法２は、図９に示すように、検出した誤差量ΔＤについて複数回に分けて補正を行うものである。すなわち、補正制御部１９は、補正方法２を選択すると、補正を開始するサブフレームを特定し、フレームカウンタ補正部１５に、特定したサブフレームからフレームタイミングの補正を行わせる。なお、図９では、補正を開始するサブフレームとして、下り信号を受信した無線フレームの次に配置される無線フレームの先頭に位置するサブフレーム♯０を特定した場合を示している。

補正を開始するサブフレーム♯０の補正前の先頭がタイミングＴ３であるとすると、フレームカウンタ補正部１５は、サブフレーム♯０の先頭が、タイミングＴ３から補正量Δｄ（補正量Δｄ＝誤差量ΔＤ／１０）だけ早いタイミングとなる方向にずれたタイミングＴ４となるように前記フレームカウンタの値を調整する。
次いで、フレームカウンタ補正部１５は、サブフレーム♯１の先頭が、補正後のサブフレーム♯０に応じて配置したときの当該サブフレーム♯１の先頭のタイミングＴ５から補正量ΔｄだけずれたタイミングＴ６となるように前記フレームカウンタの値を調整する。

以降、同様に各サブフレームの補正を行い、フレームカウンタ補正部１５は、サブフレーム♯０〜♯９までの一無線フレーム分についてフレームタイミングの補正を行う。
つまり、フレームカウンタ補正部１５は、誤差量ΔＤについて、補正量Δｄずつ１０回に分けて補正を行い、これにより、次に並ぶ無線フレームの先頭のタイミングであるタイミングＴ７において、マクロＢＳ１ａの下り信号におけるサブフレーム♯１の送信タイミングに一致させる。
このように、補正制御部１９が補正方法２を選択した場合、同期処理部５ｂは、検出した誤差量ΔＤを１０回に分けて補正し、自己であるフェムトＢＳ１ｂのフレームタイミングを、マクロＢＳ１ａのフレームタイミングに一致させて同期処理を終える。

上記補正方法２では、一の誤差量ΔＤを１０回に分けて補正するので、各回ごとの補正時の補正量を少なくすることができ、互いに隣接するサブフレーム同士がフレームタイミングの補正によって大きく重なり合うのを防止することができる。
次に補正方法３（第二の方法）について説明する。

［４．３補正方法３について］
図１０は、補正方法３の態様を説明するための図である。なお、この補正方法３では、補正方法を選択し、フレームタイミングの補正を行うべきサブフレームである被補正サブフレームを特定するまでは、補正方法１と同様であり、図１０では、被補正サブフレームとして、下り信号を受信した無線フレームの次に配置される無線フレームの先頭に位置するサブフレーム♯０を特定した場合を示している。
補正方法３は、図１０に示すように、補正方法１と同様に、一のサブフレームで、検出した誤差量ΔＤを補正するものであるが、被補正サブフレームであるサブフレーム♯０の前に配置されるサブフレーム♯９におけるリソース割当を制限した上で、被補正サブフレームでフレームタイミングの補正を行う点で相違している。

補正制御部１９は、被補正サブフレーム♯０を特定すると、さらにこの被補正サブフレーム♯０の前に配置されるサブフレーム♯９を特定し、このサブフレーム♯９を特定するための情報をリソース割当制限情報として、リソース割当制御部５ｄに通知する。これにより、当該サブフレーム♯９におけるリソース割当が制限される。

次いで、フレームカウンタ補正部１５は、上記補正方法１と同様に、被補正サブフレームであるサブフレーム♯０で、誤差量ΔＤを補正し、自己であるフェムトＢＳ１ｂのフレームタイミングを、マクロＢＳ１ａのフレームタイミングに一致させて同期処理を終える。

上記補正方法３では、被補正サブフレームの前に配置されるサブフレームに対するリソース割当を制限するので、被補正サブフレームとその前に配置されるサブフレームとが大きく重なることでシンボル間干渉が生じたとしても、その影響が現れるのを回避できる。

なお、上記各補正方法１〜３の説明では、フレームタイミングの同期についてのみ説明したが、キャリア周波数の補正についてもフレームタイミングの同期に付随して行われる。周波数補正部１７は、周波数オフセット推定部１６が推定したキャリア周波数誤差の誤差量について、各補正方法１〜３と同様の補正を行う。
次に、補正制御部１９が行う、上記各補正方法を選択するための処理について説明する。

［４．４補正方法の選択について］
図１１は、補正制御部が補正の方法を選択する処理の態様を示すフローチャートである。
図１１に示すように、まず補正制御部１９は、同期誤差検出部１４が検出した同期誤差の誤差量ΔＤを取得するとともに、検知部５ｅから自己に接続しているＭＳ２に送信すべきデータ量を取得すると（ステップＳ１０１）、取得した誤差量ΔＤが、予め設定された閾値Ｄ_th1以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。
ステップＳ１０２において、誤差量ΔＤが閾値Ｄ_th1以下と判断された場合、補正制御部１９は、一のサブフレームで誤差量ΔＤを補正する方法である補正方法１を選択し（ステップＳ１０３）、処理を終える。

ここで、閾値Ｄ_th1は、各サブフレーム間に挿入されるＣＰ（図４参照）の時間長さに設定される。補正方法１では、一のサブフレームで誤差量ΔＤを補正するので、誤差量ΔＤがＣＰの時間長さＴ_cpよりも大きくなると、補正を行ったサブフレームが、ＣＰを越えてその前に配置されるサブフレームに重なることとなり、シンボル間干渉を生じさせるおそれが生じるからである。つまり、閾値Ｄ_th1は、補正方法１を選択したときに一のサブフレームについてＣＰの時間長さＴ_cp以上に補正を行なう必要があるか否かを判断できる値に設定されている。

ステップＳ１０２において閾値Ｄ_th1以下でないと判断された場合、補正制御部１９は、さらに、誤差量ΔＤが、予め設定された閾値Ｄ_th2以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。
ステップＳ１０４において、誤差量ΔＤが閾値Ｄ_th2以下と判断された場合、補正制御部１９は、複数回に分けて補正する方法である補正方法２を選択し（ステップＳ１０５）、処理を終える。

ここで、閾値Ｄ_th2は、各サブフレーム間に挿入されるＣＰ（図４参照）の時間長さの１０倍の時間長さに設定される。補正方法２では、誤差量ΔＤを１０回に分けて補正を行うので、誤差量ΔＤがＣＰの時間長さＴ_cpの１０倍の時間長さよりも大きくなると、補正を行った各サブフレームが、ＣＰを越えてその前に配置されるサブフレームに重なることとなり、シンボル間干渉を生じさせるおそれが生じるからである。つまり、閾値Ｄ_th2は、補正方法２を選択したときに一のサブフレームについてＣＰの時間長さＴ_cp以上に補正を行なう必要があるか否かを判断できる値に設定されている。

ステップＳ１０４において閾値Ｄ_th2以下でないと判断された場合、補正制御部１９は、自己に接続しているＭＳ２に送信すべきデータ量が、予め設定された閾値Ｒより大きいか否かを判断する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６において、前記データ量が閾値Ｒよりも大きくないと判断された場合には、補正制御部１９は、ステップＳ１０５に進み、補正方法２を選択し（ステップＳ１０５）、処理を終える。
この場合、補正方法２による補正が行われると、補正を行った各サブフレームが、ＣＰを越えてその前に配置されるサブフレームに重なることとなり、シンボル間干渉を生じさせるおそれが生じる。
ここで、上記閾値Ｒは、隣接するサブフレーム同士の間で多少の重なりが生じ、シンボル間干渉が生じたとしても、問題が生じない程度のデータ量に設定されており、多少のシンボル間干渉については許容することができる。

一方、ステップＳ１０６において、前記データ量が閾値Ｒよりも大きいと判断された場合、補正制御部１９は、補正方法３を選択し（ステップＳ１０７）、処理を終える。

この補正方法３によりフレームタイミングの補正を行う場合、被補正サブフレームの前に配置される、リソース割当が制限されるサブフレームの範囲で、自己のサブフレームの送信タイミングの補正が可能となるので、送信タイミングの補正を行うにあたって、比較的大きい補正幅を確保できる。このため、補正制御部１９は、誤差量ΔＤが閾値Ｄ_th2よりも大きい場合、補正方法３を選択することができる。

なお、閾値Ｄ_th2は、隣接するサブフレーム同士の間に挿入されるガードインターバルとしての機能を有するＣＰの時間長さＴ_cpに応じて設定される。つまり、閾値Ｄ_th2は、補正方法２を選択したときに一のサブフレームについてＣＰの時間長さＴ_cp以上に補正を行なう必要があると判断できる誤差量に設定されているので、一のサブフレームについてＣＰの時間長さＴ_cp以上に補正を行なう必要があると判断される場合には、比較的大きい補正幅を確保できる補正方法３を選択するように構成されている。これによって、補正制御部１９は、誤差量ΔＤに応じた好適な補正の方法を選択することができる。

また、補正方法３を選択するにあたっては、ステップＳ１０２により誤差量ΔＤが考慮されることに加え、ステップＳ１０６によりＭＳ２に送信すべきデータ量も考慮される。すなわち、同期誤差の誤差量ΔＤが閾値Ｄ_th2より大きいことで比較的大きいと判断でき、かつ、前記データ量が閾値Ｒより多いことで比較的多いと判断できる場合には、補正制御部は、補正方法３を選択しリソース割当を制限することで、ＭＳ２にシンボル間干渉による影響が及ぶのを回避できる。
一方、同期誤差の誤差量ΔＤが閾値Ｄ_th2よりも大きい場合であっても、前記データ量が閾値Ｒ以下であることにより比較的少ないと判断できるときには、シンボル間干渉が生じたとしても端末装置に及ぶ影響が少ないので、補正制御部１９は、補正方法３以外の他の方法である補正方法２を選択することができる。

このように、本実施形態では、補正制御部１９が、同期誤差の誤差量ΔＤに加え、検知部の検知結果であるＭＳ２に送信すべきデータ量に応じて、補正方法３を選択するか否かを決定するので、シンボル間干渉によりＭＳ２に及ぶ影響を考慮しつつ、より好適に基地局間同期を行うことができる。

以上、詳述したように、上記構成の基地局装置によれば、フレームカウンタ補正部１５が、同期誤差検出部１４が検出した同期誤差に基づいて、自己の下り信号のフレームタイミングを補正することでマクロＢＳ１ａの下り信号のフレームタイミングに一致させることで、他の基地局装置との間で基地局間同期を行うことができる。
また、補正制御部１９が同期誤差の誤差量ΔＤに応じてフレームカウンタ補正部１５が行う補正方法を選択するので、状況に応じた好適な補正の方法によって自己の下り信号のフレームタイミングを補正することができる。このため、仮に、ある補正方法によっては、隣接するサブフレーム同士が大きく重なることでシンボル間干渉の影響を受けるおそれがある場合でも、シンボル間干渉の影響を回避しうる他の補正方法を選択することができる。この結果、同期誤差の誤差量ΔＤに関わらずシンボル間干渉の影響を回避でき好適に基地局間同期を行うことができる。
このように本実施形態の基地局装置によれば、同期誤差の誤差量に応じて適切に基地局間同期を行うことができる。

［５．同期処理、メジャメント処理のタイミングについて］
図１２は、同期処理及びメジャメント処理が行われるタイミングを示す図である。図１０では、時間軸方向に並ぶ複数の無線フレームの内、同期処理が行われるサブフレームを含む無線フレームＦ１及びメジャメント処理が行われるサブフレームを含む無線フレームＦ２の配置を示している。

本実施形態において、同期処理部５ｂは、同期処理が一定の周期で行われるように同期処理を行うタイミングを設定する。また、メジャメント処理部５ｃは、同期処理部５ｂが同期処理を行う無線フレームＦ１の次に続く無線フレームＦ２に含まれるサブフレームにおいてメジャメント処理が行われるように設定する。

図１２では、５無線フレームを１周期として同期処理が行われるように設定されている場合を示している。
ここで、同期処理部５ｂは、検知部５ｅの検知結果に応じて、同期処理の開始タイミングの周期を調整することで、同期処理を行うタイミングを調整する。

検知部５ｅは、同期処理が行われる前の無線フレームＦ２において行われるメジャメント処理で得られるメジャメント結果情報から、他の基地局装置と接続するＭＳ２の数を推定する。また、検知部５ｅは、メジャメント処理の後、次の同期処理が行われるフレームまでの間で、自己に接続するＭＳ２の数についての情報を上位レイヤから取得する。
検知部５ｅは、他の基地局装置と接続するＭＳ２の推定数と、自己に接続するＭＳ２の数についての情報を検知結果として、同期処理部５ｂに与える。
これら情報が与えられた同期処理部５ｂは、他の基地局装置と接続するＭＳ２の推定数、及び、自己に接続するＭＳ２の数に応じて、同期処理の開始タイミングの周期を調整する。また、同期処理部５ｂが同期処理の周期を調整した後、メジャメント処理部５ｃは、同期処理の周期に応じて、メジャメント処理の周期を設定する。

本実施形態では、メジャメント処理部５ｃは、同期処理部５ｂが調整した同期処理の周期に応じてメジャメント処理の周期を設定する場合を例示したが、同期処理の周期に関わらず、必要に応じて、自立的にメジャメント処理を行うタイミングを設定することもできる。なお、この場合、メジャメント処理部５ｃは、同期処理部５ｂと同様、検知部５ｅの検知結果に基づいて、メジャメント処理を行うタイミングを設定する。

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されることはない。
上記実施形態では、基地局装置の下り信号の無線フレームを構成する各スロット間に挿入されるＣＰについて、ノーマル・サイクリック・プレフィックスを採用した場合を例示したが、拡張サイクリック・プレフィックスを採用した場合においても、本発明を適用することができる。この場合、スロットを構成するシンボル数が減少することでスループットが若干低下するが、ＣＰの時間長さＴ_cpがより長く設定されるので、各補正方法におけるフレームタイミングの補正量をより大きく設定することができ、より大きな同期誤差について補正を行うことができる。

また、上記実施形態の補正方法２において、同期誤差の誤差量ΔＤに対して１０回に分けて補正を行う場合を例示したが、この補正の回数は、複数であればよく、例えば、２回でもよいし、より多くの回数に設定することもできる。さらに、この補正の回数は固定値である必要はなく、誤差量ΔＤに応じて補正の回数を適応的に設定することもできる。
ただし、補正の回数が増加すれば、その回数に応じてサブフレームの送信タイミングの補正を行うことになるので、同期誤差を検出してから補正を終えるまでの時間が長期となり、同期精度が低下するおそれがある。このため、補正の回数の上限値は、１無線フレーム内に収まる程度（サブフレーム単位で補正を行う場合には１０回程度）であることが好ましい。

また、上記実施形態の補正方法３では、被補正サブフレームの前に配置されるサブフレームについて、リソース割当を制限したが、このリソース割当を制限したサブフレームのタイミングで下り信号の送信を休止してもよい。
この場合、被補正サブフレームの前におけるサブフレームの時間長さの区間の範囲で被補正サブフレームを補正したとしても、当該区間の範囲では下り信号の送信を休止するのでシンボル間干渉が生じない。また、この区間においては、リソース割当が制限されるので、送信を休止することによってＭＳ２に影響が及ぶのを抑制できる。

上記実施形態では、各補正方法において、無線フレームの先頭に位置する１番目のサブフレーム♯０でフレームタイミングの補正が行われ、又は補正が開始される場合を例示したが、他のサブフレームでフレームタイミングの補正を行い、又は開始してもよい。

また、上記実施形態では、自己の下り信号における第一及び第二同期信号を含むサブフレーム♯０、又はサブフレーム♯５が、マクロＢＳ１ａの下り信号におけるサブフレーム♯１の送信タイミングに一致するように基地局間同期を行う場合を例示したが、マクロＢＳ１ａの下り信号における他のサブフレーム♯０，♯２〜９の送信タイミングに、自己の下り信号におけるサブフレーム♯０、又はサブフレーム♯５が一致するように基地局間同期を行ってもよい。

また、上記実施形態では、同期処理の対象となる、一定の時間長さを持つ通信単位領域をサブフレームとした場合を例示したが、下り信号を構成する他の単位、例えば、無線フレームや、スロットを同期処理の対象である前記通信単位領域とすることもできるし、シンボルにより画定される区間等を前記通信単位領域とすることもできる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１基地局装置
５ｂ同期処理部
５ｄリソース割当制御部
５ｅ検知部
１２下り信号受信部
１４同期誤差検出部
１５フレームカウンタ補正部
１７周波数補正部
１９補正制御部

Claims

一定の時間長さを持つ通信単位領域を時間軸に複数配置することで構成された下り信号を用い、周波数分割複信によって端末装置との間で通信を行う基地局装置であって、
他の基地局装置からの下り信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記他の基地局装置からの下り信号に基づいて、前記他の基地局装置の下り信号の通信単位領域と自己の下り信号の通信単位領域との間の同期誤差を検出する同期誤差検出部と、
前記同期誤差に基づいて、前記自己の下り信号を補正することで前記他の基地局装置の下り信号に同期させる補正部と、
前記同期誤差の誤差量に応じて、複数種類の補正の方法の中から前記補正部が行う補正の方法を選択する補正制御部と、を備えていることを特徴とする基地局装置。
前記複数種類の補正の方法には、前記同期誤差の誤差量について複数回に分けて補正を行う第一の方法を含む請求項１に記載の基地局装置。
前記下り信号が、複数のサブフレームからなる基本フレームを有しており、
前記通信単位領域が、前記サブフレームであり、
前記第一の方法は、前記同期誤差の誤差量について前記複数のサブフレームごとに補正を行うものである請求項２に記載の基地局装置。
前記通信単位領域における前記端末装置に対するリソース割当を制御するリソース割当制御部をさらに備え、
前記複数種類の補正の方法には、前記リソース割当部が補正対象である被補正通信単位領域の前に配置される通信単位領域におけるリソース割当を制限した上で、前記被補正通信単位領域の補正を行う第二の方法を含んでいる請求項１〜３のいずれか一項に記載の基地局装置。
前記第二の方法は、前記被補正通信単位領域の前に配置される通信単位領域における自己の下り信号の送信を休止するものである請求項４に記載の基地局装置。
前記補正制御部は、前記同期誤差の誤差量が予め定められた閾値よりも大きい場合、前記第二の方法を選択する請求項４又は５に記載の基地局装置。
前記閾値は、隣接する前記通信単位領域同士の間に挿入されるガードインターバル区間の時間長さに応じて設定される請求項６に記載の基地局装置。
自己の下り信号によって前記端末装置に送信すべきデータ量を検知する検知部をさらに備え、
前記補正制御部は、前記同期誤差の誤差量及び前記検知部の検知結果に応じて、第二の方法を選択するか否かを決定する請求項４又は５に記載の基地局装置。
前記下り信号が、複数のサブフレームからなる基本フレームを有しており、
前記通信単位領域が、前記サブフレームであり、
前記第二の方法は、前記サブフレームごとにリソース割当を制限する請求項４〜８のいずれか一項に記載の基地局装置。