JP5767173B2 - 無線通信方法、及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信方法、及び無線通信システムに関する。

近年、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格などに基づいた基地局装置（ＡＰ：Access point）が広く普及している。これらの規格に基づいたシステムでは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用い、最大で５４Ｍｂｐｓの伝送速度を実現している。

但し、上述した伝送速度は、物理レイヤ上での伝送速度であり、ユーザにとって有効なデータのスループットではない。実際には、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでの伝送効率が５０〜７０％程度であるために、ユーザにとってのスループットは３０Ｍｂｐｓ程度が上限値となっている。

一方、有線ＬＡＮ（Local Area Network）の通信速度もＦＴＴＨ（Fiber to the home）の普及から、上昇の一途を辿っている。そのため、今後、無線ＬＡＮにおいても更なる伝送速度の高速化が求められることが想定される。無線区間のスループット増大のために、ＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-output）やマルチユーザＭＩＭＯなど、様々な空間信号処理技術が検討されているが、他の方法として通信周波数帯域の拡大も行なわれている。ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、各チャネル２０ＭＨｚの周波数帯域が用いられていたが、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、４０ＭＨｚの周波数帯域が用いられている。さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、オプションを含めると、１６０ＭＨｚまで検討されている。このように、チャネルの帯域拡大が進んでいる。

このように、チャネルの周波数帯域は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａから１１ａｃまでで、８倍に拡大している。しかし、無線ＬＡＮに用いることのできる周波数帯域全体については、大きな拡張が認められていない。よって、無線端末の普及に伴い、周波数資源は、十分でなくなりつつある。例えば、複数の基地局装置が同じ周波数帯域を用いる環境が増加している。このため、基地局装置が選択したチャネルによっては、通信セルが互いにオーバーラップする他の基地局装置からのパケット信号の影響によって、スループットが低下したり、システム全体のスループット効率が低下したりするという問題があった。

そこで、複数の基地局が，それぞれの基地局が搭載する複数のアンテナを用いて，各アンテナから送信される信号の位相や振幅を変更することで，電波の指向性を制御（送信ビームフォーミング）し、近接する通信セルへの干渉を抑圧しながら自身の通信をそれぞれの基地局が同時に行うことで、システム全体の伝送速度を増加させる技術（協調伝送技術）が検討されている（例えば非特許文献１参照）。ここで、協調伝送技術は、各基地局から送信された信号が、受信側の端末局でタイミングに差が生じた場合に、伝送品質の劣化を引き起こすことが知られている（例えば非特許文献２参照）。ＯＦＤＭ伝送の場合、タイミング差がガードインターバル（ＧＩ:Guard interval）長を超えると、信号の直交性が崩れてしまい、大きな干渉が生じ、伝送特性が劣化してしまう。また、各基地局間に周波数オフセットがある場合も、キャリア間干渉（ＩＣＩ：Inter-carrier interference）の影響で同様に伝送品質の劣化を引き起こすことが知られている（例えば非特許文献３参照）。

A. Nosratinia, T. E. Hunter, and A. Hedayat, "Cooperative Communication in Wireless Networks," IEEE Communication Magazine, Oct. 2004. S. Jagannathan, H. Aghajan, and A. Goldsmith, "The effect of time synchronization errors on the performance of cooperative MISO systems," IEEE GlobeCom, Dec. 2004. N. Benvenuto, S. Tomasin, and D. Veronesi, "Multiple Frequency Offsets Estimation and Compensation for Cooperative Networks," IEEE WCNCMar. 2007.

しかしながら、このような伝送品質の劣化に対する有効な対策は提供されていない。このような伝送品質の劣化の要因は、それぞれの基地局が地理的に分散されて配置されており、同期が確立されることなく、独立のクロックや送信タイミング、搬送波周波数等で信号を送信しているためである。複数の無線局間の送信タイミングのずれや周波数オフセットを補正する一般的な方法としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いた時刻同期方法やＩＥＥＥ１５８８などの有線ネットワークを介した時刻同期方法（参考文献：Synchronization of Cooperative Base Stations”, V. Jungnickel, T. Wirth, M. Schellmann, T. Haustein, W. Zirwas, IEEE ISWCS 2008.）が考えられるが、端末局の地理的状況やネットワークを介する遅延時間により、正確に同期確立を行うことは難しいという問題がある。さらに、無線伝送による伝搬遅延までを考慮した時刻同期の確立は、上記有線ネットワークを用いても非常に困難であるという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、制御情報を用いて複数の基地局の送信タイミングや送信搬送波周波数などの同期制御を行うことができる無線通信方法、及び無線通信システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、複数の基地局が同時にそれぞれの基地局の圏内に存在する複数の端末局との間で通信を行う無線通信方法であって、基地局が、所定の送信タイミングにおいて複数の端末局に同期確立信号を送信する第１ステップと、複数の端末局が、基地局から受信した同期確立信号に基づいて、複数の基地局間で同期をとるための同期確立情報を生成し、生成した同期確立情報を複数の基地局に送信する第２ステップと、複数の基地局が、複数の端末局から送信された同期確立情報に基づいて同期制御を行う第３ステップと、を備えることを特徴とする無線通信方法である。

また、本発明の一態様は、複数の基地局のうちのいずれかの基地局である第１基地局が、送信タイミングを示す送信時間情報を送信するステップと、複数の基地局のうちの第１基地局の他の基地局である第２基地局が、第１基地局から送信された送信時間情報を受信するステップとを備え、第１ステップにおいて、複数の基地局は、送信時間情報が示す送信タイミングにおいて複数の端末局に同期確立信号を送信することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、同期確立信号が、複数の基地局間で周波数スペクトルが互いに重複しないような信号であることを特徴とする。

また、本発明の一態様は、第２ステップにおいて、複数の端末局は、第１基地局から送信された送信時間情報を受信し、かつ、基地局から送信された同期確立信号を受信し、受信した送信時間情報と同期確立信号とに基づいて、同期確立情報を生成することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、送信時間情報が、周波数スペクトルのパタンを変えることで送信タイミングを表す信号により示されることを特徴とする。

また、本発明の一態様は、制御局が、送信タイミングを示す送信時間情報を送信するステップを備え、第１ステップにおいて、複数の基地局は、制御局から送信された送信時間情報が示す送信タイミングにおいて複数の端末局に同期確立信号を送信することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、同期確立情報が、周波数オフセットとクロックずれとのうち少なくともいずれかの推定値であり、第３ステップにおいて、複数の基地局は、複数の端末局から送信された複数の同期確立情報が示す推定値が異なる場合、複数の推定値のうち、もっとも推定値の小さい値と、もっとも推定値の大きい値と、全体の推定値の平均の値と、通信品質の高い端末局順に並べてその上位の端末局の推定値の平均の値とのうち少なくともいずれかの値に基づいて同期制御を行うことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、複数の基地局が、複数の端末局のうち、端末局での受信タイミングがガードインターバル長を超える端末局と、周波数同期後の信号を受信した場合、周波数オフセットが端末局で予め設定された閾値以上になる端末局と、クロック補正をした場合、クロック誤差が端末で予め設定された閾値以上になる端末局と、のうち少なくともいずれかの端末局と通信しないことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、複数の基地局が同時にそれぞれの基地局の圏内に存在する複数の端末局との間で通信を行う無線通信システムであって、複数の基地局は、所定の送信タイミングにおいて複数の端末局に同期確立信号を送信する同期確立信号送信部を備え、複数の端末局は、基地局から受信した同期確立信号に基づいて、複数の基地局間で同期をとるための同期確立情報を生成し、生成した同期確立情報を複数の基地局に送信する同期確立情報送信部を備え、複数の基地局は、複数の端末局から送信された同期確立情報に基づいて同期制御を行う同期制御部を備えることを特徴とする。

この発明によれば、連携する基地局が同期確立信号を送信し、通信対象の端末局が上記同期確立信号を参照し、その結果を基地局にフィードバックすることにより、複数の送信局間が同期制御を行うことができる。

本発明の第１実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。 本第１の実施形態における基地局１０１−１の略構成を示すブロック図である。 本第１実施形態における端末局２０１−１の略構成を示すブロック図である。 本発明における第１実施形態の通信手順を説明するためのフレームシーケンス図である。 本第１実施形態の信号生成処理手順を説明するためのフローチャートである。 本第１実施形態における第２同期確立信号５０２−１、５０２−２の一例を示す概念図である。 本第１実施形態における第２同期確立信号５０２−１、５０２−２の一例を示す概念図である。 本第２実施形態における端末局２０１−１の構成を示すブロック図である。 本第２実施形態の動作を説明するためのフレームシーケンス図である。 本第２実施形態による信号生成処理手順を説明するためのフローチャートである。 本第３実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。 本第３実施形態における基地局６０１−１の略構成を示すブロック図である。 本第３実施形態における通信手順を説明するためのフレームシーケンス図である。 本第３実施形態による信号生成処理手順を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、説明を簡単にするため、図１に示すように、２つの基地局１０１−１、１０１−２が、それぞれの配下にある端末局群である端末局２０１−１〜Ｎ（Ｎ≧１、整数）、及び端末局２０２−１〜Ｍ（Ｍ≧２、整数）に対してデータ信号を伝送する無線通信システムを考える。複数の基地局は、同時にそれぞれの基地局の圏内に存在する複数の端末局との間で通信を行う。各基地局は、互いの配下の端末局へ干渉を与えないように、干渉制御を行って通信することを考える。但し、基地局が３個以上の場合においても本方法は適用可能である。

また、本発明では、一例としてＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃといったＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance、搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式）による無線ＬＡＮシステムを仮定しているが、他の無線通信システムにも応用可能である。

Ａ．第１実施形態
本発明の第１実施形態について説明する。
Ａ−１．第１実施形態による無線通信システムの構成
図１は、本発明の第１実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。上述したように、本第１実施形態では、２つの基地局１０１−１、１０１−２が、それぞれの配下にある端末局群である端末局２０１−１〜Ｎ（Ｎ≧１、整数）、及び端末局２０２−１〜Ｍ（Ｍ≧２、整数）に対してデータ信号を伝送する。

まず、基地局１０１−１が、基地局１０１−１と基地局１０１−２とが全端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍに対して第２同期確立信号を送信する送信タイミングを示す送信時間情報を付加した第１同期確立信号５０１を、基地局１０１−２に送信する。次に、基地局１０１−１、１０１−２は、送信時間情報が示す送信タイミングに、第２同期確立信号５０２−１、５０２−２を、全端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍに対して送信する。その後、各端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍは、受信した第２同期確立信号５０２−１、５０２−２に基づいて周波数オフセットやクロックずれなどの同期確立に必要な情報の推定値を算出し、算出した推定値を同期確立情報として付加した第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍを生成して基地局１０１−１、１０１−２に送信することによりフィードバックする。最後に、基地局１０１−１、１０１−２は、受信した第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍに含まれる同期確立情報に基づいて同期制御を行う。以上のような方法を用いることで基地局１０１−１、１０１−２が同時に送信を行うことができる。

Ａ−２．第１実施形態における基地局構成
図２は、本第１の実施形態における基地局１０１−１の略構成を示すブロック図である。図２に示すように、基地局１０１−１は、アンテナ素子３０１−１〜Ａ（Ａ≧１、整数）と、無線ＬＡＮ信号生成部３０２と、無線ＬＡＮ信号復調部３０３と、同期確立信号生成部３０４と、送信時間決定部３０５と、同期制御部３０６−１〜Ａと、同期確立信号検出部３０７と、同期確立情報推定部３０８とを備えている。なお、本第１実施形態における基地局１０１−２の構成も同じものを用いることができることから、ここでは、基地局１０１−１についてのみ説明する。

アンテナ素子３０１−１〜Ａは、同期制御部３０６から入力された信号を空中に放射するか、もしくは空中から入力された信号を無線ＬＡＮ信号復調部３０３、もしくは同期確立情報推定部３０８に供給する。
無線ＬＡＮ信号生成部３０２は、データ系列や制御信号系列などの入力信号、もしくは同期確立信号生成部３０４から供給される信号系列を、無線ＬＡＮ信号に変換する。ここで、無線ＬＡＮ信号とは、無線ＬＡＮ標準化規格で規定される信号フォーマットで生成された信号である。

無線ＬＡＮ信号復調部３０３は、受信される無線ＬＡＮ信号の復調を行い、出力信号を取得する。同期確立信号生成部３０４は、送信時間決定部３０５で決定された送信時間情報を含めた第１同期確立信号を生成する。送信時間決定部３０５は、上記送信時間情報を決定する。ここで、第１同期確立信号に含める送信時間情報とは、第２同期確立信号と後述する基地局連携送信信号との送信タイミングを示す情報であり、例えば、第１同期確立信号の送信が終了してから第２同期確立信号の送信を開始するまでの時間と、第２同期確立信号の送信が終了してから基地局連携送信信号の送信を開始するまでの時間とを示す情報である。あるいは、送信時間情報は、第２同期確立信号、及び基地局連携送信信号の送信を開始する時刻により送信タイミングを示すものであってもよい。

同期制御部３０６−１〜Ａは、入力される無線ＬＡＮ信号を、同期確立信号検出部３０７で検出された同期確立信号、及び同期確立情報推定部３０８により算出された同期確立情報に基づいて同期制御を行い、アンテナ素子３０１−１〜Ａに出力する。ここで、同期制御部３０６−１〜Ａは、各アンテナ素子３０１−１〜Ａにおいて共通のクロック、発振器を用いた場合には、共通の周波数誤差、タイミング誤差となることから、全て同じ構成で、同じように、同期確立のための制御を行うこともできる。

同期確立信号検出部３０７は、無線ＬＡＮ信号復調部３０３で復調された第３同期確立信号から同期確立情報を検出し、検出した同期確立情報を同期制御部３０６−１〜Ａに出力する。同期確立情報推定部３０８は、アンテナ素子３０１−１〜Ａから入力される、受信した第１同期確立信号から基地局間の周波数オフセットやクロックずれなどの同期確立に必要な情報の推定値を同期確立情報として算出し、同期制御部３０６−１〜Ａにその結果を出力する。

なお、同期制御部３０６−１〜Ａについては、必ずしも基地局１０１−１、１０１−２の双方に備える必要はなく、基地局１０１−２にさえ備えておけば、基地局１０１−１が基準基地局となって、基地局１０１−２が同期制御部３０６−１〜Ａを用いて基準基地局に合わせることで同期確立を行うことができる。また、送信時間決定部３０５についても、必ずしも基地局１０１−１、１０１−２の双方に備える必要はなく、基地局１０１−１にさえ備えておけば、基地局１０１−１が基準基地局となって、基地局１０１−２に送信時間を通知することができる。

Ａ−３．第１実施形態における端末局構成
図３は、本第１実施形態における端末局２０１−１の略構成を示すブロック図である。図３に示すように、端末局２０１−１は、アンテナ素子４０１−１〜Ｂと、無線ＬＡＮ信号生成部４０２と、無線ＬＡＮ信号復調部４０３と、同期確立情報推定部４０４と、同期確立信号生成部４０５とを備えている。なお、本第１実施形態における、その他の端末局２０１−２〜Ｎ、及び端末局２０２−１〜Ｍの構成も同じものを用いることができることから、ここでは、端末局２０１−１についてのみ説明する。以下、図２と同名称のブロックについては同機能であり、端末局２０１−１に特徴的な構成について説明する。

同期確立情報推定部４０４は、アンテナ素子４０１−１〜Ｂで受信された第２同期確立信号を入力信号とし、同期確立のための情報である同期確立情報を算出し、算出した同期確立情報を同期確立信号生成部４０５に供給する。

Ａ−４．第１実施形態における通信手順
図４は、本発明における第１実施形態の通信手順を説明するためのフレームシーケンス図である。以下、本第１実施形態による通信手順について説明する。

基地局１０１−１、１０１−２において、それぞれの支配下の端末局２０１−１〜ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）、及び端末局２０２−１〜ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生し、基地局１０１−１、１０１−２が基地局連携を行って同時にデータ信号を送信するものとする。これに応じて、基地局１０１−１は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンスを実行する。キャリアセンスにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。キャリアセンスを行い、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出された場合、基地局１０１−１は、時刻ｔ１のタイミングで第１同期確立信号５０１を基地局１０１−２宛に送信する。

基地局１０１−２は、基地局１０１−１から送信された第１同期確立信号５０１を受信して復調し、第２同期確立信号５０２−２の送信タイミング（ｔ２）を示す送信時間情報を検出する。また、基地局１０１−２は、第１同期確立信号の受信信号に基づいて周波数オフセット、クロックずれなどの推定値を算出し、第２同期確立信号５０２−２を、送信時間情報が示す送信タイミングに基づいて、全ての端末局２０１−１−１〜Ｎ、及び端末局２０１−２−１〜Ｍに向けて送信する。また、同時刻ｔ２に、基地局１０１−１からも第２同期確立信号５０２−１を全ての端末局２０１−１−１〜Ｎ、及び端末局２０１−２−１〜Ｍに向けて送信する。

ここで、第１同期確立信号５０１としては、例えば、無線ＬＡＮで一般的に用いられているショートプリアンブルやロングプリアンブルを用いることができる（参考文献１：“IEEE Standard for Information technology-Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks-Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications,” IEEE Std 802.11TM-2012, March 2012.）。また、周波数オフセットやクロックずれの推定方法については、例えば、参考文献２（鬼沢，溝口，熊谷，高梨，守倉，“高速無線ＬＡＮ用ＯＦＤＭ変調方式の同期系に関する検討” 信学技報，ＤＳＰ９７−１６５，ＳＡＴ９７−１２２，ＲＣＳ９７−２１０（１９９８−０１），ｐ１３７−１４２）に示す方法を用いることができる。

また、第１同期確立信号５０１、及び第２同期確立信号５０２−１，５０２−２は、送信ビームフォーミングを行う際に必要な、サウンディングフレーム、及びＣＳＩ（Channel state information）フィードバックフレームを利用し、そのフレームの中に同期確立情報を付加して送信してもよい。

第２同期確立信号５０２−１、５０２−２を受信した各端末局２０１−１−１〜Ｎ、２０１−２−１〜Ｍは、受信した第２同期確立信号５０２−１、５０２−２を用いて、基地局間のタイミングオフセット、周波数オフセット、クロックずれなどの同期確立に必要な情報の推定値である同期確立情報を算出する。各端末局２０１−１−１〜Ｎ、２０１−２−１〜Ｍは、算出した同期確立情報を付加した第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍを、第２同期確立信号に応じた時刻ｔ３、ｔ４のタイミングで順に基地局１０１−１、１０１−２へフィードバックする。

ここで、タイミングオフセット、周波数オフセット、クロックずれの推定値の算出方法は、従来の方法を用いることができ、例えば、送信信号（第２同期確立信号）の信号系列を、基地局１０１−１、１０１−２と端末局２０１−１−１〜Ｎ、２０１−２−１〜Ｍとで予め共有しておき、端末局２０１−１−１〜Ｎ、２０１−２−１〜Ｍ側で受信された第２同期確立信号との相関をとることで推定値を算出することができる。また、端末局２０１−１−１〜Ｎ、２０１−２−１〜Ｍからフィードバックするアクセス方法として、本実施形態では一例として時間分割多重アクセスを用いているが、これに限るものではなく、例えば、周波数分割多重アクセスや空間分割多重アクセスでフィードバックしてもよい。

その後、基地局１０１−１、１０１−２では、受信した第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍから同期確立情報を検出し、その結果をもとに同期制御を行った基地局連携送信信号５０４−１、５０４−２を、それぞれ基地局１０１−１、１０１−２から各支配下の端末局２０１−１−１〜Ｎ、２０１−２−１〜Ｍ群に対してビームフォーミングを行って送信する。ここで、基地局連携送信の方法については、例えば、参考文献３（石原, 村上, 工藤, 浅井, 市川, 熊谷, 溝口, “次世代無線LANにおけるセル間干渉制御を用いるリアルタイム下りリンクＭＵ-ＭＩＭＯ伝送装置の屋内実験評価,” 信学会ソサイエティ大会, B-5-98, 2011年9月.）に示すような方法を用いることができる。

ここで、フィードバックされた同期確立情報の基地局１０１−１、１０１−２での扱い方は、各端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍごとに同じ場合には、その値をそのまま同期確立情報として用いればよい。これに対して、もし、端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍごとにその値が異なる場合には、例えば、（１）もっとも推定値の小さい値、（２）もっとも推定値の大きい値、（３）全体の推定値の平均の値、（４）ＱｏＳの高い端末順に並べ、その上位Ｒ個（Ｒ≧１の整数）の平均の値、などのうちいずれかの値を同期確立情報として決定し、同期制御に用いる。

Ａ−５．第１実施形態における信号生成処理手順
図５は、本第１実施形態の信号生成処理手順を説明するためのフローチャートである。図５に示すフローチャートは、上記図４に示す基地局１０１−１、１０１−２と端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍの通信手順を実現するための処理手順例を示している。この図に示す基地局１０１−１、１０１−２の処理は、図２に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。また、この図に示す端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍの処理は、図３に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。

基地局１０１−１において、送信対象データが発生するのを待機している（ステップＳ１０１のＮＯ）。そして、送信対象データが発生するのに応じて（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、基地局１００−１は、キャリアセンスを実行してアイドル状態が検出されるのを待機する（ステップＳ１０２のＮＯ）。そして、アイドル状態であることを検出すると（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、基地局１０１−１は、送信時間ｔ２の決定を行う（ステップＳ１０３）。そして、上記送信時間ｔ２の情報が記載された第１同期確立信号５０１の生成を行い、基地局１０１−２を宛先として指定して送信を行う（ステップＳ１０４）。

基地局１０１−２は、上記第１同期確立信号５０１の受信に応じて、第１同期確立信号５０１の検出、送信時間情報の取得、同期確立情報の算出を行う（ステップＳ２０４）。基地局１０１−１、１０１−２は、送信時間情報をもとに遅延を与えた後（ステップＳ１０５、Ｓ２０５）、第２同期確立信号５０２−１、５０２−２を端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍ群に送信する（ステップ１０６、Ｓ２０６）。

端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍは、基地局１０１−１、１０１−２から送信された第２同期確立信号５０２−１、５０２−２の受信に応じて、第２同期確立信号５０２−１、５０２−２の検出、ならびに同期確立情報の算出を行う（ステップＳ３０６、Ｓ４０６）。端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍは、得られた同期確立情報の推定値をもとに、第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍを生成し、端末局２０１−１〜Ｎ、端末局２０２−１〜Ｍの順に送信する（ステップＳ３０７、４０８）。基地局１０１−１、１０１−２では、上記送信された第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍを受信し、同期確立情報を検出する（ステップＳ１０７、Ｓ１０８、Ｓ２０７、Ｓ２０８）。

最後に、基地局１０１−１、１０１−２は、同期確立情報を用いて同期制御を行い、それぞれの配下にある端末局群に対して基地局連携送信信号５０４−１、５０４−２を送信する（ステップＳ１０９、Ｓ２０９）。端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍは、それぞれの配属先である基地局１０１−１、１０１−２からの基地局連携送信信号５０４−１、５０４−２を受信し、データ信号を得る（ステップＳ３０９、Ｓ４０９）。

Ａ−６．第２同期確立信号の信号系列、及び同期確立情報推定方法
図６、及び図７は、本第１実施形態における第２同期確立信号５０２−１、５０２−２の一例を示す概念図である。なお、以下の説明では、送信信号をＯＦＤＭ信号とし、ベースバンド表現で説明する。また、周波数領域においてマイナス（−Ｆ〜０，Ｆは正数）で表示されている信号は、電気信号では、Ｆ〜２Ｆに対応する信号の折り返し成分であるが、ＲＦ信号にアップコンバートされると、キャリア周波数よりマイナスの領域に変換されるため、今回はこのように表記している。

この図に示すように、第２同期確立信号５０２−１は、中心周波数０を境に負の成分のみを持つようなサブキャリア信号系列とし、第２同期確立信号５０２−２は、中心周波数０を境に正の成分のみを持つようなサブキャリア信号系列としている。数式で表すと、第２同期確立信号５０２−１、５０２−２は、Ｓ（ｋ）としてそれぞれ数式（１）、（２）のように表される。

ここで、ｋはサブキャリア番号を示し、Ｐ_１（ｋ）、及びＰ_２（ｋ）は、任意の変調信号を示す。このように、互いの送信信号の周波数スペクトルが重ならないような送信信号を送信することにより、受信側端末局で、正・負それぞれの帯域の周波数オフセット、及びクロックずれを示す推定値を、個別に算出してその差を求めることで、基地局１０１−１と基地局１０１−２との同期がどのくらいずれているかを算出することができる。同期確立情報としては、それぞれの周波数オフセット、及びクロックずれの推定値をフィードバックすることもできるが、基地局間の差分のみをフィードバックすることにより、フィードバックによるオーバーヘッドを削減することができる。

また、受信タイミングのずれの測定方法としては、図６、及び図７に示すような周波数スペクトルを特徴とする時間信号を、受信端末局で予め備え、時間相関を取り、ピークの位置を比較することで、タイミングのずれ量の推定値を算出することができる。

ここで、第２同期確立信号５０２−１は、中心周波数０を境に負の成分のみを持つようなサブキャリア信号系列、第２同期確立信号５０２−２は、中心周波数０を境に正の成分のみを持つようなサブキャリア信号系列としたが、第２同期確立信号５０２−１は、中心周波数０を境に正の成分のみを持つようなサブキャリア信号系列、第２同期確立信号５０２−２は、中心周波数０を境に負の成分のみを持つようなサブキャリア信号系列としてもよい。また、基地局がＺ（Ｚ≧３、Ｚは正数）の場合には、帯域を最低Ｚに分割し、各々の基地局１０１−１、１０２−１の第２同期確立信号５０２−１、５０２−２の送信スペクトルが互いにオーバーラップしないように生成してもよい。

また、上記説明では、第２同期確立信号５０２−１は、中心周波数０を境に負の成分のみを持つようなサブキャリア信号系列、第２同期確立信号５０２−２は、中心周波数０を境に正の成分のみを持つようなサブキャリア信号系列とし、スペクトルをある範囲で固めた形のものを用いたが、必ずしもそのようにする必要はなく、送信スペクトルが互いにオーバーラップしないように生成すればよい。さらに、基地局間の周波数オフセットの影響で周波数シフトして、受信端末局で第２同期確立信号５０２−１、５０２−２がオーバーラップするのを防ぐために、基地局間の第２同期確立信号５０２−１、５０２−２に対して、許容する周波数オフセット量ｆｏよりも大きなガードバンド、もしくはヌルサブキャリアを作ることにより、周波数オフセットがあった場合でも、互いの信号スペクトルがオーバーラップされることなく、同期確立情報を算出することができる。

また、上記説明では、Ｐ_１（ｋ）、及びＰ_２（ｋ）は、任意の変調信号としたが、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａで用いられているショートプリアンブルやロングプリアンブルを、負の方向、もしくは正の方向に周波数シフトして用いることで、容易に第２同期確立信号５０２−１、５０２−２を生成することができる。

さらに、第２同期確立信号５０２−１、５０２−２をＩＥＥＥ８０２．１１ａで用いられているショートプリアンブルやロングプリアンブルのように、複数シンボル繰り返して送信することにより、タイミングが大きくずれた場合でも、ＦＦＴ（Fast Fourier transform）後の信号の周期性が保たれるため、同期確立情報の算出が可能になる。

また、例えばＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮでは、規定時間（ＳＩＦＳ（Short interframe space）やＤＩＦＳ（Distributed interframe space）など）以内に次の信号を送信する必要があることから、送信時間ｔ２は、第１同期確立信号の送信終了から第２同期確立信号の送信開始までの時間を上記規定時間以内に設定してもよい。あるいは、基地局１０１−２で周波数オフセットやクロックずれ推定値を算出してから第２同期確立信号を送信する必要があることから、基地局１０１−２での信号処理時間も予め考慮したフレーム長の第１同期確立信号を送信してもよい。

また、基地局１０１−２での送信時間ｔ２の算出時間を短縮するために、第１同期確立信号において送信時間ｔ２に関する情報は、サブキャリア番号に対応付けてもよい。例えば、第１同期確立信号において、送信時間ｔ２に関する情報が乗った信号でＣ番目のサブキャリアにのみ信号が存在する場合には、ｔ２＝Ｔ２×Ｃ（Ｔ２は予め設定される単位時間）とすることもできる。もしくは、第１同期確立信号における送信時間ｔ２に関する情報において、各サブキャリアへの挿入パタンとｔ２の対応表を予め設定しておき、受信された第１同期確立信号のサブキャリアの挿入パタンに基づいて対応表からｔ２を算出してもよい。例えば、ｃ１、ｃ２、ｃ３番目のサブキャリアにのみ変調信号が挿入されている場合、対応表からそのパタンから得られる送信時間ｔ２’をｔ２とする。このように、送信時間ｔ２は、周波数スペクトルのパタンを変えることで送信タイミングを表す信号により示すことができる。上記により、第１同期確立信号のサブキャリア（あるいは周波数スペクトル）さえ検出すればよくなるため、送信時間の算出処理を短縮することができる。

Ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態は第１実施形態と同様であるので、第２実施形態について特徴的な部分について説明する。

Ｂ−１．第２実施形態における端末局構成
図８は、本第２実施形態における端末局２０１−１の構成を示すブロック図である。第１実施形態と異なる点は、同期確立信号検出部４０６が加わった点が異なる。同期確立信号検出部４０６は、無線ＬＡＮ信号復調部４０３の出力信号を入力値として、受信された第１同期確立信号５０１から得られる送信時間情報を検出し、その結果を同期確立情報推定部４０４に供給する。

Ｂ−２．第２実施形態における通信手順
図９は、本第２実施形態の動作を説明するためのフレームシーケンス図である。以下、本第２実施形態による通信手順について説明する。第１実施形態と異なる点は、基地局１０１−１が第２同期確立信号５０２−１を送信しない点が異なる。

ここで、第１実施形態同様に、フィードバックされた同期確立情報の基地局１０１−１、１０１−２での扱い方は、各端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍごとに同じ場合には、その値をそのまま同期確立情報として用いればよいが、もし、端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍごとに、その値が異なる場合には、例えば、（１）もっとも推定値の小さい値のものに合わせる、（２）もっとも推定値の大きい値のものに合わせる、（３）全体の推定値の平均をとり、その値に合わせる、（４）ＱｏＳの高い端末順に並べ、その上位Ｒ個（Ｒ≧１の整数）の平均を取る、などの処理を行って得られた情報を同期確立情報として同期制御に用いる。

Ｂ−３．信号生成処理手順例
図１０は、本第２実施形態による信号生成処理手順を説明するためのフローチャートである。図１０には、図９に示す基地局１０１−１、１０１−２と端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍの通信手順を実現するための処理手順例を示している。この図に示す基地局１０１−１、１０１−２の処理は、図２に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。また、この図に示す端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍの処理は、図８に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。なお、以下では、第１実施形態（図５）と同様のステップについては同じ符号を付し、第２実施形態において特徴的な部分について特に説明する。

基地局１０１−１において、送信時間情報が付加された第１同期確立信号５０１の生成を行い、基地局１０１−２を宛先として指定して送信を行った後（ステップＳ１０４）、基地局１０１−２、及び端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍは、上記第１同期確立信号５０１の受信に応じて、第１同期確立信号５０１の検出、送信時間情報の取得、同期確立情報の算出を行う（ステップＳ２０４、Ｓ３０４、Ｓ４０４）。基地局１０１−２は、送信時間情報をもとに、上記第１同期確立信号５０１と信号が時間的にオーバーラップしないくらいの十分な遅延を与えた後（ステップＳ２０５）、第２同期確立信号５０２を端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍ群に送信する（ステップＳ２０６）。

端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍは、基地局１０１−２から送信された第２同期確立信号５０２の受信に応じて、第２同期確立信号５０２の検出、同期確立情報の算出を行う（ステップＳ３０６、Ｓ４０６）。ここで、第２実施形態では、第２同期確立信号５０２が基地局１０１−１より送信されないが、その情報（周波数オフセット、クロックずれ）については、第１同期確立信号５０１を用いて算出し、基地局１０１−１と基地局１０１−２とのタイミングのずれの情報に関しては、基地局１０１−１から送信された第１同期確立信号５０１の受信タイミングと、基地局１０１−２から送信された第２同期確立信号５０２との差から、第１同期確立信号５０１中に含まれる送信時間情報から得られる第１同期確立信号５０１の送信時間と第２同期確立信号５０２の送信時間との差を減算した値を、基地局間のタイミングオフセット値として算出することができる。

なお、第２実施形態の場合には、第２同期確立信号５０２は、第１実施形態で用いた図６、及び図７で示すような第２同期確立信号５０２のように、周波数スペクトルがオーバーラップしないように送信する必要はなく、例えば、第１同期確立信号５０１と同じような信号にしたり、ＩＥＥＥ８０２．１１で標準化されているショートプリアンブルやロングプリアンブルを用いたりすることもできる。

また、第２同期確立信号５０２、及び第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍは、送信ビームフォーミングに必要なＣＳＩのフィードバックシーケンスを利用してもよい。例えば、第２同期確立信号５０２は、基地局１０１−１、１０１−２と各端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍ間のＣＳＩを推定するために用いるトレーニング信号を含むフレームを用い、第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍは、ＣＳＩの推定結果を基地局１０１−１、１０１−２にフィードバックするフレームに、タイミングずれの情報や周波数オフセット情報などを付加して送信する。

また、例えばＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮでは、規定時間（ＳＩＦＳ（Short interframe space）やＤＩＦＳ（Distributed interframe space）など）以内に次の信号を送信する必要があることから、送信時間ｔ２は、第１同期確立信号の送信終了から第２同期確立信号の送信開始までの時間を上記規定時間以内に設定してもよい。あるいは、基地局１０１−２で周波数オフセットやクロックずれ推定値を算出してから第２同期確立信号を送信する必要があることから、基地局１０１−２での信号処理時間も予め考慮したフレーム長の第１同期確立信号を送信してもよい。

また、基地局１０１−２での送信時間ｔ２の算出時間を短縮するために、第１同期確立信号において送信時間ｔ２に関する情報は、サブキャリア番号に対応付けてもよい。例えば、第１同期確立信号において、送信時間ｔ２に関する情報が乗った信号でＣ番目のサブキャリアにのみ信号が存在する場合には、ｔ２＝Ｔ２×Ｃ（Ｔ２は予め設定される単位時間）とすることもできる。もしくは、第１同期確立信号における送信時間ｔ２に関する情報において、各サブキャリアへの挿入パタンとｔ２の対応表を予め設定しておき、受信された第１同期確立信号のサブキャリアの挿入パタンに基づいて対応表からｔ２を算出してもよい。例えば、ｃ１、ｃ２、ｃ３番目のサブキャリアにのみ変調信号が挿入されている場合、対応表からそのパタンから得られる送信時間ｔ２’をｔ２とする。このように、送信時間ｔ２は、周波数スペクトルのパタンを変えることで送信タイミングを表す信号により示すことができる。上記により、第１同期確立信号のサブキャリア（あるいは周波数スペクトル）さえ検出すればよくなるため、送信時間の算出処理を短縮することができる。

Ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図１１は、本第３実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。上述した第１実施形態と異なる点は、本第３実施形態では、基地局６０１−１、６０１−２がネットワーク（ＮＷ）制御局６００に有線、あるいは無線で接続されており、そこから通知される制御信号を用いて基地局６０１−１、６０１−２の送信を決定する点にある。第３の実施形態は、第１、第２の実施形態と同様であり、第３の実施形態において特徴的な点について特に説明する。

Ｃ−１．第３実施形態における基地局構成
図１２は、本第３実施形態における基地局６０１−１の略構成を示すブロック図である。第１実施形態と異なる点は、無線ＬＡＮ信号復調部３０３からＮＷ制御局６００へ通信開始信号を出力する点、同期制御部３０６−１〜Ａが上記通信開始信号に基づいてＮＷ制御局６００で決定された送信時間情報を含めた信号を入力として、無線ＬＡＮ信号生成部３０２から出力された無線ＬＡＮ信号の送信タイミングを制御する点である。これにより、ＮＷ制御局６００で複数の基地局６０１−１、６０１−２に対して送信タイミングを制御するため、送信時間決定部３０５が不要となる。

Ｃ−２．第３実施形態における通信手順
図１３は、本第３実施形態における通信手順を説明するためのフレームシーケンス図である。以下、本第３実施形態による通信手順について説明する。

第１実施形態と異なる点は、第１同期確立信号５０１が無線伝送において不要となり、ＮＷ制御局６００から通知された制御信号をもとに、基地局６０１−１、６０１−２がそれぞれ第２同期確立信号５０２−１、５０２−２を送信することにある。第１同期確立信号５０１が不要となるため、周波数利用効率が向上する。

ここで、第１実施形態と同様に、フィードバックされた同期確立情報の基地局６０１−１、６０１−２での扱い方は、各端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍごとに同じ場合には、その値をそのまま同期確立情報として用いればよいが、もし、端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍごとにその値が異なる場合には、例えば、（１）もっとも推定値の小さい値のものに合わせる、（２）もっとも推定値の大きい値のものに合わせる、（３）全体の推定値の平均をとり、その値に合わせる、（４）ＱｏＳの高い端末局順に並べ、その上位Ｒ個（Ｒ≧１の整数）の平均を取る、などの処理を行って得られた情報を同期確立情報として同期制御に用いる。

Ｃ−３．信号生成処理手順
図１４は、本第３実施形態による信号生成処理手順を説明するためのフローチャートである。図１４には、上記図１３に示す基地局６０１−１、６０１−２と端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍと、ＮＷ制御局６００との通信手順を実現するための処理手順例を示している。この図に示す基地局６０１−１、６０１−２の処理は、図１２に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。また、この図に示す端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍの処理は、図３に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。なお、以下では、第１実施形態（図５）、あるいは第２実施形態（図１０）と同様のステップについては同じ符号を付けて説明を省略する。

基地局６０１−１において、アイドル状態であることを検出すると（ステップＳ１０２−ＹＥＳ）、通信開始信号をＮＷ制御局６００に有線経由で伝送する（ステップＳ５０３）。ＮＷ制御局６００は、通信開始信号を受信した後、送信時間ｔ２の決定を行う（ステップＳ７０３）。そして、送信時間ｔ２を含む情報を基地局６０１−１、６０１−２に通知する（ステップＳ７０４）。

基地局６０１−１、６０１−２は、上記送信時間情報を取得する（ステップＳ５０４、Ｓ６０４）。基地局６０１−１、６０１−２は、送信時間情報をもとに遅延を与えた後（ステップＳ１０５、Ｓ２０５）、第２同期確立信号５０２−１、５０２−２を端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍ群に送信する（ステップ１０６、Ｓ２０６）。以下、第２実施形態と同様の処理を行う。

なお、上記第１〜３実施形態においては、第１同期確立信号５０１から第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍまで、１回ずつの送信で同期確立を行っていたが、同期確立の精度を高めるために、第１同期確立信号５０１、第２同期確立信号５０２−１、５０２−２、第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍの少なくとも１つを複数回繰り返して送受信を行うこともできる。例えば、第１実施形態において、第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍの伝送が終了した後、同期確立情報をもとに同期制御を行った第２同期確立信号５０２−１、５０２−２を、再度、基地局１０１−１、１０１−２から送信し、再度、第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍを端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍからフィードバックし、その結果から同期確立情報を再度算出することにより、同期確立に関する情報の精度を高めることができる。

また、上記第１〜３実施形態において、第３同期確立信号５０３−１−１〜Ｎ、５０３−２−１〜Ｍを受信して、同期確立情報を各基地局１０１−１、１０１−２（６０１−１、６０１−２）で算出・検出し、基地局連携送信信号５０４−１、５０４−２を送信する際の送信タイミング同期、周波数同期、クロック同期の値が決定された際、端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍの中で、（１）受信端末局での受信タイミングがＧＩ長を超える、（２）周波数同期後の信号を受信した場合、周波数オフセットが端末局で予め設定された許容値（閾値）以上になる、（３）クロック補正をした場合、クロック誤差が端末局で予め設定された許容値（閾値）以上になる、という上記３つの少なくとも一つに該当する端末局が存在する場合には、その端末局に対しては信号を送信しないことにより、他の端末局群への影響を低減する。

なお、上記判断は、基地局１０１−１、１０１−２（６０１−１、６０１−２）で行ってもよいし、各端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍで行い，その結果を基地局１０１−１、１０１−２（６０１−１、６０１−２）へフィードバックしてもよい。

また、上記第１、及び第２実施形態において、どの基地局を基地局１０１−１として第１同期確立信号５０１を送信させるかについては、例えば、連携する基地局の中で、先に送信権を主張した基地局や、支配下端末局が最も多い基地局、基地局間の平均ＲＳＳＩ値が最も大きい基地局に割り当てることができる。
また、上記第１〜第３同期確立信号は、専用フレームとして説明したが、データフレームなどの他のフレームに挿入して伝送してもよい。

また、本発明における実施形態は、基地局から端末局へ送信する下りリンク伝送における同期確立に関する手法について図面を参照して詳述してきたが、複数の端末局が同一時刻・同一周波数で空間多重して伝送するような上りリンクマルチユーザＭＩＭＯにおいても利用することができる。

また、上記第１〜３実施形態において、基地局１０１−１、１０１−２、６０１−１、６０１−２、端末局２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍ、ＮＷ制御局６００などによる各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、各種通信処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１０１−１、１０１−２、６０１−１、６０１−２ 基地局
２０１−１〜Ｎ、２０２−１〜Ｍ 端末局
３０１−１〜３０１−Ａ アンテナ素子
３０２ 無線ＬＡＮ信号生成部
３０３ 無線ＬＡＮ信号復調部
３０４ 同期確立信号生成部
３０５ 送信時間決定部
３０６−１〜３０６−Ａ 同期制御部
３０７ 同期確立信号検出部
３０８ 同期確立情報推定部
４０１−１〜４０１−Ｂ アンテナ素子
４０２ 無線ＬＡＮ信号生成部
４０３ 無線ＬＡＮ信号復調部
４０４ 同期確立情報推定部
４０５ 同期確立信号生成部
４０６ 同期確立信号検出部
６００ ＮＷ制御局

Claims (9)

1. 複数の基地局が同時にそれぞれの基地局の圏内に存在する複数の端末局との間で通信を行う無線通信方法であって、
   前記基地局が、所定の送信タイミングにおいて前記複数の端末局に同期確立信号を送信する第１ステップと、
   前記複数の端末局が、前記基地局から受信した同期確立信号に基づいて、前記複数の基地局間で同期をとるための同期確立情報を生成し、生成した同期確立情報を前記複数の基地局に送信する第２ステップと、
   前記複数の基地局が、前記複数の端末局から送信された前記同期確立情報に基づいて同期制御を行う第３ステップと、
   前記複数の基地局のうちのいずれかの基地局である第１基地局が、前記送信タイミングを示す送信時間情報を送信するステップと、
   前記複数の基地局のうちの前記第１基地局の他の基地局である第２基地局が、前記第１基地局から送信された前記送信時間情報を受信するステップと、
   を備え、
   前記第１ステップにおいて、前記複数の基地局は、前記送信時間情報が示す送信タイミングにおいて前記複数の端末局に前記同期確立信号を送信する
   ことを特徴とする無線通信方法。
2. 前記同期確立信号は、
   前記複数の基地局間で周波数スペクトルが互いに重複しないような信号である
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
3. 前記第２ステップにおいて、前記複数の端末局は、第１基地局から送信された前記送信時間情報を受信し、かつ、前記基地局から送信された前記同期確立信号を受信し、受信した前記送信時間情報と前記前記同期確立信号とに基づいて、前記同期確立情報を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
4. 前記送信時間情報は、周波数スペクトルのパタンを変えることで前記送信タイミングを表す信号により示される
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信方法。
5. 複数の基地局が同時にそれぞれの基地局の圏内に存在する複数の端末局との間で通信を行う無線通信方法であって、
   前記基地局が、所定の送信タイミングにおいて前記複数の端末局に同期確立信号を送信する第１ステップと、
   前記複数の端末局が、前記基地局から受信した同期確立信号に基づいて、前記複数の基地局間で同期をとるための同期確立情報を生成し、生成した同期確立情報を前記複数の基地局に送信する第２ステップと、
   前記複数の基地局が、前記複数の端末局から送信された前記同期確立情報に基づいて同期制御を行う第３ステップと、
   制御局が、前記送信タイミングを示す送信時間情報を送信するステップと、
   を備え、
   前記第１ステップにおいて、前記複数の基地局は、前記制御局から送信された前記送信時間情報が示す送信タイミングにおいて前記複数の端末局に前記同期確立信号を送信する
   ことを特徴とする無線通信方法。
6. 前記同期確立情報は、周波数オフセットとクロックずれとのうち少なくともいずれかの推定値であり、
   第３ステップにおいて、前記複数の基地局は、前記複数の端末局から送信された複数の前記同期確立情報が示す前記推定値が異なる場合、当該複数の推定値のうち、
   もっとも推定値の小さい値と、
   もっとも推定値の大きい値と、
   全体の推定値の平均の値と、
   通信品質の高い端末局順に並べてその上位の端末局の推定値の平均の値と
   のうち少なくともいずれかの値に基づいて前記同期制御を行う
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の無線通信方法。
7. 前記複数の基地局は、前記複数の端末局のうち、
   端末局での受信タイミングがガードインターバル長を超える前記端末局と、
   周波数同期後の信号を受信した場合、周波数オフセットが端末局で予め設定された閾値以上になる前記端末局と、
   クロック補正をした場合、クロック誤差が端末で予め設定された閾値以上になる前記端末局と、
   のうち少なくともいずれかの前記端末局と通信しない
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の無線通信方法。
8. 複数の基地局が同時にそれぞれの基地局の圏内に存在する複数の端末局との間で通信を行う無線通信システムであって、
   前記複数の基地局は、
   所定の送信タイミングにおいて前記複数の端末局に同期確立信号を送信する同期確立信号送信部を備え、
   前記複数の端末局は、
   前記基地局から受信した同期確立信号に基づいて、前記複数の基地局間で同期をとるための同期確立情報を生成し、生成した同期確立情報を前記複数の基地局に送信する同期確立情報送信部を備え、
   前記複数の基地局は、
   前記複数の端末局から送信された前記同期確立情報に基づいて同期制御を行う同期制御部を備え、
   前記同期確立信号は、
   前記複数の基地局間で周波数スペクトルが互いに重複しないような信号である
   ことを特徴とする無線通信システム。
9. 複数の基地局が同時にそれぞれの基地局の圏内に存在する複数の端末局との間で通信を行う無線通信システムであって、
   前記複数の基地局に対して、所定の送信タイミングを示す送信時間情報を送信する制御局を備え、
   前記複数の基地局は、
   前記制御局から送信された前記送信時間情報が示す送信タイミングにおいて前記複数の端末局に同期確立信号を送信する同期確立信号送信部を備え、
   前記複数の端末局は、
   前記基地局から受信した同期確立信号に基づいて、前記複数の基地局間で同期をとるための同期確立情報を生成し、生成した同期確立情報を前記複数の基地局に送信する同期確立情報送信部を備え、
   前記複数の基地局は、
   前記複数の端末局から送信された前記同期確立情報に基づいて同期制御を行う同期制御部を備える
   ことを特徴とする無線通信システム。

Images