特許 7572310 無線通信装置、通信制御方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】無線通信装置、通信制御方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 56/00 20090101AFI20241016BHJP

   H04W 16/14 20090101ALI20241016BHJP

   H04B 17/318 20150101ALI20241016BHJP

   H04B 1/10 20060101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

H04W56/00 130

H04W16/14

H04B17/318

H04B1/10 A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021101805

(22)【出願日】2021-06-18

(65)【公開番号】P2023000792

(43)【公開日】2023-01-04

【審査請求日】2023-08-01

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、総務省「異システム間の周波数共用技術の高度化に関する研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】599108264

【氏名又は名称】株式会社ＫＤＤＩ総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】堅岡 良知

(72)【発明者】

【氏名】菅野 一生

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 利則

(72)【発明者】

【氏名】石川 博康

【審査官】石原 由晴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０５０１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１９９８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／００６０６８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／２４－７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００

Ｈ０４Ｂ １７／３１８

Ｈ０４Ｂ １／１０

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基地局によって形成されるセルに接続可能な無線通信装置であって、
所定の帯域の無線信号を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した前記無線信号の信号強度を特定する特定手段と、
前記特定手段で特定した前記信号強度が第１閾値以上である場合に、前記無線信号から前記セルに同期するために使用される同期信号を検出できるか否かを判定する第１判定手段と、
前記無線信号から前記同期信号を検出できないと前記第１判定手段が判定した場合に、前記所定の帯域の他の無線通信システムからの外部信号を前記無線信号から除去して差分信号を特定する除去手段と、
前記差分信号から前記同期信号を検出できるか否かを判定する第２判定手段と、
前記第１判定手段と前記第２判定手段とにおける判定の結果に基づいて、前記セルが存在するかを判定する第３判定手段と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。

【請求項2】

前記第１判定手段は、前記無線信号と前記同期信号との相関値を計算し、前記相関値が第２閾値以上である場合に前記無線信号から前記同期信号を検出できると判定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。

【請求項3】

前記第１判定手段は、前記無線信号から、異なる複数の同期信号を検出できるか否かを判定し、
前記除去手段は、前記第１判定手段が前記無線信号から前記複数の同期信号のいずれも検出できないと判定した場合に、前記差分信号を特定することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。

【請求項4】

前記除去手段は、前記第１判定手段が、前記複数の同期信号のそれぞれについて計算した複数の相関値が前記第２閾値より小さく、前記複数の相関値のうちの１つの相関値と他の相関値との差が第３閾値以上であると判定した場合に、前記差分信号を特定することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。

【請求項5】

前記除去手段は、前記第１判定手段が、前記無線信号が前記複数の同期信号のいずれかを検出でき、前記複数の同期信号のそれぞれについて計算した複数の相関値の差が第４閾値より小さいと判定した場合に、前記差分信号を特定しないことを特徴とする請求項３または４に記載の無線通信装置。

【請求項6】

前記取得手段は、期間の異なる複数の無線信号を取得し、
前記除去手段は、前記第１判定手段が、前記複数の無線信号のそれぞれと前記同期信号との複数の相関値が前記第２閾値より小さく、前記複数の相関値の合計値が前記第２閾値より大きいと判定した場合に、前記差分信号を特定することを特徴とする請求項２から５の何れか１項に記載の無線通信装置。

【請求項7】

前記除去手段は、前記複数の無線信号のうち、直近に取得した無線信号から前記外部信号を除去して前記差分信号を特定することを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。

【請求項8】

前記除去手段は、前記無線信号を復号して前記外部信号を特定し、前記無線信号から特定した前記外部信号を除去することで前記差分信号を特定することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の無線通信装置。

【請求項9】

前記第２判定手段は、前記差分信号の信号強度を特定し、前記差分信号の前記信号強度が第５閾値以上である場合に、前記差分信号から前記同期信号を検出できるか否かを判定することを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の無線通信装置。

【請求項10】

前記同期信号は、プライマリ同期信号およびセカンダリ同期信号の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の無線通信装置。

【請求項11】

基地局によって形成されるセルに接続可能な無線通信装置が実行する通信制御方法であって、
所定の帯域の無線信号を取得する取得工程と、
前記取得工程において取得した前記無線信号の信号強度を特定する特定工程と、
前記特定工程において特定した前記信号強度が第１閾値以上である場合に、前記無線信号から前記セルに同期するために使用される同期信号を検出できるか否かを判定する第１判定工程と、
前記第１判定工程において前記無線信号から前記同期信号を検出できないと判定された場合に、前記所定の帯域の他の無線通信システムからの外部信号を前記無線信号から除去して差分信号を特定する除去工程と、
前記差分信号から前記同期信号を検出できるか否かを判定する第２判定工程と、
前記第１判定工程と前記第２判定工程とにおける判定の結果に基づいて、前記セルが存在するかを判定する第３判定工程と
を含むことを特徴とする通信制御方法。

【請求項12】

基地局によって形成されるセルに接続可能な無線通信装置によって実行されるプログラムであって、
所定の帯域の無線信号を取得する取得工程と、
前記取得工程において取得した前記無線信号の信号強度を特定する特定工程と、
前記特定工程において特定した前記信号強度が第１閾値以上である場合に、前記無線信号から前記セルに同期するために使用される同期信号を検出できるか否かを判定する第１判定工程と、
前記第１判定工程において前記無線信号から前記同期信号を検出できないと判定された場合に、前記所定の帯域の他の無線通信システムからの外部信号を前記無線信号から除去して差分信号を特定する除去工程と、
前記差分信号から前記同期信号を検出できるか否かを判定する第２判定工程と、
前記第１判定工程と前記第２判定工程とにおける判定の結果に基づいて、前記セルが存在するかを判定する第３判定工程と
を含むことを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、干渉除去を行う無線通信装置、通信制御方法、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）において、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）や第５世代（５Ｇ）のＮｅｗ Ｒａｄｉｏ（ＮＲ）等の無線通信システムの規格が策定されている。

【0003】

ＬＴＥやＮＲでは、セルを形成する基地局装置は、端末装置がセルを検出することを可能するために、プライマリ同期信号（ＰＳＳ信号）やセカンダリ同期信号（ＳＳＳ信号）を送信する。端末装置は、ＰＳＳ信号、ＳＳＳ信号から基地局装置が形成するセルＩＤを推定し、セルにアクセスするためのパラメータを特定可能な信号が受信できた場合にはセルが存在するものとして同期のシーケンス（初期アクセス）が開始される。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【文献】３ＧＰＰ， ＴＳ ３８．２１１， "ＮＲ； Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ"， ｖ１６．５．０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、従来５Ｇで使用する周波数帯は占有帯域であったが、他の通信システムと周波数を共用している場合、同期信号がマッピングされたサブキャリアの位置で、他の通信システムの通信装置（外部装置）が別の信号を送信している場合がある。このような場合、端末装置は存在するセルの同期信号を誤って検出したり、セルが存在せず外部装置のみが信号を送信している場合に存在しない同期信号を誤認識するという課題があった。

【0006】

本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、通信サービスが提供されるセルが干渉によって誤認識され、セルへの同期処理が失敗することを防ぐことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る無線通信装置は、
基地局によって形成されるセルに接続可能な無線通信装置であって、
所定の帯域の無線信号を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した前記無線信号の信号強度を特定する特定手段と、
前記特定手段で特定した前記信号強度が第１閾値以上である場合に、前記無線信号から前記セルに同期するために使用される同期信号を検出できるか否かを判定する第１判定手段と、
前記無線信号から前記同期信号を検出できないと前記第１判定手段が判定した場合に、前記所定の帯域の他の無線通信システムからの外部信号を前記無線信号から除去して差分信号を特定する除去手段と、
前記差分信号から前記同期信号を検出できるか否かを判定する第２判定手段と、
前記第１判定手段と前記第２判定手段とにおける判定の結果に基づいて、前記セルが存在するかを判定する第３判定手段と、
を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、通信サービスが提供されるセルが干渉によって誤認識され、セルへの同期処理が失敗することを防ぐことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る端末装置を含む通信システムを示す図。

【図2】端末装置のハードウェアブロック図。

【図3】端末装置のソフトウェアブロック図。

【図4】端末装置のセルへの同期処理を示すシーケンス図。

【図5】（Ａ）～（Ｃ）は通信システムが使用する周波数帯域の信号のマッピングを示す図。

【図6】初期アクセス時に実行される処理の一例を示す図。

【図7】本実施形態に係る端末装置が初期アクセス時に実行する処理の一例を示す図。

【図8】本実施形態に係る端末装置がハンドオーバ時に実行する処理の一例を示す図。

【図9】干渉信号の有無が切り替わる場合に実行される処理の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0011】

（システム構成）
本実施形態に係る無線通信システムの構成例を図１に示す。本システムは、一例において５Ｇのセルラ通信システム（移動通信ネットワーク）である。ただし、これに限られず、本システムは、例えば５Ｇ以降の後継のセルラ通信システムであってもよいし、セルラ以外の無線通信システムであってもよい。本システムは、基地局装置２および端末装置１を含んで構成される。なお、図１では、説明を簡単にするために、１つの基地局装置と１つの端末装置のみを示しているが、これらの装置の数は限定されるものではなく、より多くの基地局装置及び端末装置が当然に存在してもよい。また、端末装置１の周辺には、基地局装置２が形成するセルと同じ周波数で信号を送信する外部装置３が存在する。一例では、基地局装置２と外部装置３とは、周波数を共用する。また、本実施形態に係る端末装置１は、外部装置３が送信する信号を復号可能である。一例では、外部装置３は、無線ローカルエリアネットワーク（無線ＬＡＮ）のアクセスポイント（ＡＰ）である。

【0012】

本実施形態に係る端末装置１は、図４に示すようなランダムアクセス（ＲＡ）手順を実行することによって、基地局装置２との接続を確立する無線通信装置である。なお、本実施形態に係る端末装置１は、４ステップＲＡ手順を実行するものとして説明を行うが、２ステップＲＡ手順を行う端末装置１および基地局装置２にも同様に適用することができる。

【0013】

ＲＡ手順では、端末装置１は、ランダムアクセスプリアンブル（ＲＡプリアンブル）をＳ４０１で基地局装置２に送信する。基地局装置２は、ＲＡプリアンブルを検出すると、Ｓ４０２で端末装置１にランダムアクセスレスポンス（ＲＡレスポンス）を送信する。ＲＡレスポンスを受信した端末装置１は、Ｓ４０３でコネクション要求信号をＭｅｓｓａｇｅ ３として基地局装置２に送信する。基地局装置２は、Ｍｅｓｓｓａｇｅ ３の受信後にコネクション確立のためのセル設定情報などを含むＭｅｓｓａｇｅ ４として送信する。端末装置１は、自身の識別子がＭｅｓｓａｇｅ ４に含まれている場合、ランダムアクセス手順を完了し、コネクションを確立する。

【0014】

端末装置１は、基地局装置２が形成するセルを検出するために、基地局装置２から送信されるプライマリ同期信号（ＰＳＳ信号）、セカンダリ同期信号（ＳＳＳ信号）を検出し、物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）信号を検出する。続いて、ＰＢＣＨで取得したマスタ情報ブロック（ＭＩＢ）から、ＲＡプリアンブルのチャネルなどの情報を含むシステム情報ブロック（ＳＩＢ）が送信されるチャネルを特定する。これによって、ランダムアクセスプリアンブルを送信するために使用するパラメータを取得することができる。本明細書では、ＰＳＳ信号およびＳＳＳ信号をＰＳＳ／ＳＳＳ信号と称する場合や、区別せずに同期信号と称する場合がある。

【0015】

ここで、外部装置３からの外部信号が同期信号およびＰＢＣＨ信号と干渉した結果、端末装置１が基地局装置２によって形成されたセルを検出できなかったり、異なるパラメータでセルを検出したり、存在しないセルを検出したと判定したりするセルの誤検出を行う場合がある。本実施形態に係る端末装置１は、セルの誤検出によってセルへの同期が失敗することを防ぐために、外部信号からの干渉を除去する処理を行う。

【0016】

以下では、このような処理を実行する装置の構成と、処理の流れについて説明する。

【0017】

＜実施形態＞
（端末装置の構成）
図２に、本実施形態に係る端末装置１のハードウェア構成例を示す。端末装置１は、一例において、プロセッサ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶部２０４、無線通信部２０５、及びバッテリ２０６を有する。端末装置１では、例えばＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３及び記憶部２０４の少なくともいずれかに記録された、端末装置１の各機能を実現するプログラムがプロセッサ２０１により実行される。なお、プロセッサ２０１は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等の１つ以上のプロセッサでありうる。

【0018】

端末装置１は、例えばプロセッサ２０１により無線通信部２０５を制御して、相手装置（例えば、基地局装置２）との間の通信を行う。なお、図２では、端末装置１は、１つの無線通信部を有するような概略図を示しているが、これに限られない。例えば、端末装置１は、基地局装置２との通信用の無線通信回路と、例えば外部装置３などの他の無線システムとの通信用の無線通信回路とを有していてもよい。また、端末装置１は、充放電が可能な二次電池などのバッテリ２０６を備え、図２に示す端末装置１の構成要素には、バッテリ２０６から電力が供給される。

【0019】

なお、端末装置１は、各機能を実行する専用のハードウェアを備えてもよいし、一部をハードウェアで実行し、プログラムを動作させるコンピュータでその他の部分を実行してもよい。また、全機能がコンピュータとプログラムにより実行されてもよい。

【0020】

次に、図３を参照して本実施形態に係る端末装置１の機能構成例を示す。端末装置１は、その機能として、信号取得部３０１、信号強度判定部３０２、同期信号検出部３０３、セルパラメータ取得部３０４、外部信号特定部３０５、干渉除去部３０６、および接続要求部３０７を備える。なお、端末装置１は、一般的な端末装置としての更なる機能を当然に有しうるが、ここでは説明を簡単にするために省略している。

【0021】

信号取得部３０１は、無線通信部２０５を介して、基地局装置２から同期信号およびＰＢＣＨ信号が送信される周波数帯域において搬送波信号を受信し、アナログデジタル変換したデジタルデータを無線信号として取得する。

【0022】

信号強度判定部３０２は、信号取得部３０１が取得した信号の信号強度を判定し、周波数帯域に信号が含まれるか否かを判定する。

【0023】

同期信号検出部３０３は、信号取得部３０１で取得した無線信号に対して、同期信号が検出できるか否かを判定する。

【0024】

セルパラメータ取得部３０４は、同期信号検出部３０３で同期信号を検出した場合に、同期信号のタイミングに基づいてＰＢＣＨ信号を復号し、基地局装置２が形成するセルへの接続に使用するセルパラメータを取得する。一例では、セルパラメータ取得部３０４は、ＰＢＣＨ信号を復号し、マスタ情報ブロック（ＭＩＢ）を取得し、ＭＩＢに基づいて共有データチャネルの位置を特定し、共有データチャネルからシステム情報ブロック（ＳＩＢ）を取得し、ランダムアクセスプリアンブルのパラメータを取得する。

【0025】

外部信号特定部３０５は、外部装置３から送信される外部信号を特定する。例えば、外部装置３から送信される外部信号の変調方式や帯域幅についての情報を有している場合には、信号取得部３０１から取得した信号を、周波数フィルタリングや復号を行ってもよい。

【0026】

干渉除去部３０６は、外部信号特定部３０５で特定した外部信号を、信号取得部３０１で取得した信号から除去する。

【0027】

接続要求部３０７は、セルパラメータ取得部３０４で取得したパラメータに基づいて、基地局装置２に対して接続要求を送信する。本実施形態では、接続要求としてランダムアクセスプリアンブルを送信する。

【0028】

ＰＳＳ信号およびＳＳＳ信号は、ＰＳＳのＩＤ Ｎ_ID ⁽¹⁾（０～３３５）およびＳＳＳのＩＤ Ｎ_ID ⁽²⁾（０～２）に基づいて、非特許文献１に記載の手法に基づいて生成される。生成されたＰＳＳ信号およびＳＳＳ信号は、Ｎ_ID ⁽¹⁾およびＮ_ID ⁽²⁾に応じて、異なるビットシーケンスである。このため、いずれのＰＳＳ信号およびＳＳＳ信号が送信されたかを特定することで、端末装置１がＮ_ID ⁽¹⁾およびＮ_ID ⁽²⁾を特定することができる。そして、特定したＮ_ID ⁽¹⁾およびＮ_ID ⁽²⁾から、以下の式１に従ってセルＩＤ Ｎ_ID ^cellを特定することができる。

【0029】

Ｎ_ID ^cell ＝３Ｎ_ID ⁽¹⁾ ＋ Ｎ_ID ⁽²⁾ （式１）
そして、特定したセルＩＤ Ｎ_ID ⁽²⁾に基づいてセルが存在すると判断し、ランダムアクセスチャネル信号（ＰＲＡＣＨ信号）を送信して、セルに接続要求を送信することができる。

【0030】

（処理の流れ）
続いて、本実施形態に係る処理の流れの例について、図７～図８を用いて説明する。

【0031】

（基本フローチャート）
図６は、基地局装置がサービスを提供するセルに端末装置が接続するために端末装置によって実行される処理の一例を示す。

【0032】

まず、Ｓ６０１で、端末装置１は、ＰＳＳ／ＳＳＳ信号の検出対象となる周波数帯で所定の期間の無線信号を取得する。例えば、所定の期間は、少なくとも１つのＰＳＳ／ＳＳＳ信号を含むように、ＰＳＳ／ＳＳＳ信号が送信される周期以上の長さであってもよい。

【0033】

続いて、Ｓ６０２で、端末装置１は、取得した無線信号の受信電力Ｐを計算し、Ｓ６０３で無線信号の受信電力Ｐが閾値Ｐｔｈ以上であるか否かを判定する。無線信号の受信電力Ｐが閾値Ｐｔｈより小さいと判定した場合（Ｓ６０３でＮＯ）は、Ｓ６０４で試行回数Ｔに１を加算し、処理をＳ６０５に進め、試行回数Ｔが閾値Ｔｔｈ以上であるか否かを判定する。試行回数Ｔが閾値Ｔｔｈより小さい場合（Ｓ６０５でＮＯ）には、処理をＳ６０１に戻し、別の期間の無線信号を取得する。試行回数Ｔが閾値Ｔｔｈ以上である場合（Ｓ６０５でＹＥＳ）には、別の周波数帯での初期アクセスを実行する。試行回数の閾値Ｔｔｈは、システムごと、または端末装置１ごとに決められてもよい。一例では、試行回数の閾値Ｔｔｈは、端末装置１のバッテリ残量に応じて端末装置１によってきめられてもよい。これによって、端末装置１のバッテリ残量が多い場合には試行回数を多くし、バッテリ残量が少ない場合にはバッテリ残量を減らさないように試行回数を少なくすることができる。無線信号の受信電力Ｐが閾値Ｐｔｈ以上であると判定した場合（Ｓ６０３でＹＥＳ）は、処理をＳ６０６に進める。

【0034】

Ｓ６０６では、無線信号からＰＳＳ／ＳＳＳ信号系列の何れかが検出できるかを試行する。Ｓ６０６では、無線信号と、ＰＳＳ／ＳＳＳ信号系列のそれぞれのＰＳＳ／ＳＳＳ信号との相関を計算する。なお、Ｓ６０６では、無線信号とＰＳＳ／ＳＳＳ信号との時間的なずれオフセットＯを用いて無線信号とＰＳＳ／ＳＳＳ信号との相互相関値を計算する。

【0035】

続いて、端末装置１は処理をＳ６０７に進め、計算した相関値Ｃが閾値Ｃｔｈ以上であるか否かを判定する。相関値Ｃが閾値Ｃｔｈより小さい場合（Ｓ６０７でＮＯ）、端末装置１は処理をＳ６０８に進め、無線信号に対するＰＳＳ／ＳＳＳ信号の時間オフセットＯを増やす。続いて、端末装置１は処理をＳ６０９に進め、時間オフセットＯが閾値Ｏｔｈ以上であるか否かを判定する。閾値Ｏｔｈは、例えばオフセットＯが無線信号の長さより大きくなり、無線信号とＰＳＳ／ＳＳＳ信号とが時間的に重複しなくなる値であってもよい。Ｓ６０９で時間オフセットＯが閾値Ｏｔｈ以上である場合、相関の最大値が閾値Ｃｔｈより小さく、無線信号からＰＳＳ／ＳＳＳ信号が検出できなかったため、ＰＳＳ／ＳＳＳ信号の検出に失敗したと判定し、処理をＳ６０４に戻す。Ｓ６０９で時間オフセットＯが閾値Ｏｔｈより小さい場合（Ｓ６０９でＮＯ）は、その時間オフセットＯでさらに相関値Ｃを計算するよう処理をＳ６０６に戻す。

【0036】

いずれかの時間オフセットＯで相関値Ｃが閾値Ｃｔｈ以上になった場合（Ｓ６０７でＹＥＳ）、端末装置１は処理をＳ６１０に進め、セルＩＤを特定する。

【0037】

Ｓ６１０では、上述したように、ＰＳＳ信号のＩＤ Ｎ_ID ⁽¹⁾と、ＳＳＳ信号のＩＤ Ｎ_ID ⁽²⁾とから、セルＩＤ Ｎ_ID ^cellを特定する。

【0038】

続いて、端末装置１は処理をＳ６１１に進め、検出したＰＳＳ信号およびＳＳＳ信号のタイミングから、ＰＢＣＨ信号のタイミングおよび周波数帯域を推定し、ＰＢＣＨ信号の抽出を行う。続いて、端末装置１は処理をＳ６１２に進め、抽出したＰＢＣＨ信号の巡回冗長エラー判定（ＣＲＣエラー判定）を行う。ＣＲＣエラー判定は公知の誤り検出技術を使用して実現することができるため説明は省略する。

【0039】

続いて、端末装置１は処理をＳ６１３に進め、抽出したＰＢＣＨ信号に誤りが検出されたか否かを判定する。抽出したＰＢＣＨ信号に誤りが検出された場合（Ｓ６１３でＹＥＳ）は、端末装置１は処理をＳ６１４に進め、チェック済みのＰＢＣＨ信号の個数Ｎに１を加え、Ｓ６１５でチェック済みのＰＢＣＨ信号の個数ＮがＰＢＣＨ信号の個数の閾値Ｎｔｈ以上であるか否かを判定する。一例では、閾値Ｎｔｈは、図５に示すすべてのＰＢＣＨ信号の数であってもよい。チェック済みのＰＢＣＨ信号の個数Ｎが閾値Ｎｔｈより少ない場合（Ｓ６１５でＮＯ）は、端末装置１は処理をＳ６１１に進め、別のＰＢＣＨ信号を抽出する。チェック済みのＰＢＣＨ信号の個数Ｎが閾値Ｎｔｈ以上である場合（Ｓ６１５でＹＥＳ）は、端末装置１は正しいタイミングでＰＢＣＨ信号が抽出できなかった、またはＰＢＣＨ信号の信号品質が十分ではないためセル検出の試行が失敗したと判定し、処理をＳ６０４に戻す。

【0040】

抽出したＰＢＣＨ信号に誤りが検出されず、正しく復号されたと判定した場合（Ｓ６１３でＮＯ）、端末装置１は処理をＳ６１６に進め、ＰＢＣＨ信号で取得した情報に基づいて物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）においてＲＡプリアンブル信号を送信し、Ｓ６１７で所定の時間内に基地局装置２からＲＡレスポンス信号を受信したか否かを判定する。ＲＡレスポンス信号を所定の時間内に受信しなかった場合（Ｓ６１７でＮＯ）、端末装置１は処理をＳ６１８に進め、ＲＡプリアンブル信号の送信によってランダムアクセスが成功しなかったと判定し、ＲＡプリアンブル信号の再送回数Ｒに１を加算し、Ｓ６１９で再送回数Ｒが再送回数の閾値Ｒｔｈ以上であるか否かを判定する。再送回数Ｒが再送回数の閾値Ｒｔｈ以上である場合（Ｓ６１９でＹＥＳ）は、端末装置１はランダムアクセスが受信したＰＳＳ／ＳＳＳ信号に基づくランダムアクセスが失敗したと判定して処理をＳ６０４に戻す。再送回数Ｒが再送回数の閾値Ｒｔｈ未満である場合（Ｓ６１９でＮＯ）は、端末装置１は処理をＳ６１６に戻し、再度ＲＡプリアンブル信号の送信を行う。

【0041】

ＲＡプリアンブル信号を送信した後、所定の時間内にＲＡＲ信号を受信した場合（Ｓ６１７でＹＥＳ）、端末装置１はランダムアクセスが成功したと判定し、図６に示す処理を終了する。

【0042】

なお、本実施形態では、Ｓ６１６～Ｓ６１９では複数回数ＲＡプリアンブル信号を送信するものとして説明を行ったが、端末装置１はＲＡプリアンブル信号を１回送信し、ＲＡレスポンス信号を受信しなかった場合にはＳ６０４に処理を戻してもよい。

【0043】

（実施例１）
ここで、図５（Ｂ）や図５（Ｃ）に示すように、基地局装置２が他システムの外部装置３と周波数共用を行っている場合について説明する。

【0044】

図５（Ｂ）に示すように、基地局装置２が形成するセルと、外部装置３からの外部信号が干渉している場合、Ｓ６０６でセルのセルＩＤに対応するＰＳＳ／ＳＳＳ信号の相関値が低くなり、Ｓ６０７で相関値Ｃが閾値Ｃｔｈ未満であると判定される場合がある。また、Ｓ６１１で抽出したＰＢＣＨ信号に、外部信号が含まれることから、Ｓ６１３で誤りが検出される場合がある。このような場合、外部信号からの干渉によって初期アクセスが失敗する。このため、セルが存在するにもかかわらず、他の周波数帯でのアクセスを行うことになってしまう。

【0045】

また、図５（Ｃ）に示すように、基地局装置２が形成するセルが存在せず、外部装置３からの外部信号が存在する場合、Ｓ６０３で受信電力Ｐが閾値Ｐｔｈ以上となり、Ｓ６０６で高い相関値Ｃとなる場合がある。このような場合、誤ってセルの存在を検出してしまうことになり、存在しないセルにＰＲＡＣＨ信号の送信を繰り返し、他の周波数帯への切替が遅れてしまう。

【0046】

本実施形態に係る端末装置１は、存在するセルの検出の失敗（偽陰性の誤検出）や、存在しないセルを誤って検出してしまう（偽陽性の誤検出）を防ぐために、外部信号を除去してセルの検出を行う。

【0047】

以下、図７を参照して本実施形態に係る端末装置１が実行する処理について説明する。なお、Ｓ６０１～Ｓ６１９に示す処理は、図６を参照して説明したものと同様のため、説明を省略する。

【0048】

なお、Ｓ６０６では、端末装置１は、計算した相関値Ｃをオフセットに関連付けて相関値列として記憶部２０４に格納するものとする。

【0049】

Ｓ６０９で無線信号とＰＳＳ／ＳＳＳ信号系列との時間オフセットＯが閾値Ｏｔｈ以上になった場合、すなわち、所定の期間の無線信号内で、ＰＳＳ／ＳＳＳ信号が検出できなかった場合、端末装置１は処理をＳ７０１に進める。

【0050】

Ｓ７０１では、端末装置１は、記憶部２０４に格納された複数の無線信号の相関値列を記憶部２０４から取得する。続いて、Ｓ７０２で、複数の相関値列を足し合わせて、Ｓ７０３で複数の相関値列の合計から、相関値に周期性があるか否かを判定する。例えば、Ｓ７０２では、無線信号の相関値列の中に複数のＰＳＳ信号が含まれる場合、複数の相関値列の、ピークの位置をあわせて相関値列を足し合わせてもよい。また、Ｓ７０３では、相関値列の合計の複数のピークが閾値（例えばＣｔｈ）以上である場合に、相関値列の合計に周期性があると判定してもよい。これによって、外部信号によってたまたまＰＳＳ／ＳＳＳ信号との相関が高くなった場合と、実際に無線信号にＰＳＳ／ＳＳＳ信号が含まれる場合とを区別することができる。相関値列の合計に周期性がない場合（Ｓ７０３でＮＯ）は、外部信号によってたまたまＰＳＳ／ＳＳＳ信号との相関が高くなったためであると判定して、処理をＳ６０４に戻し、また別の無線信号を取得する。

【0051】

相関値列の合計に周期性があると判定した場合（Ｓ７０３でＹＥＳ）、端末装置１は処理をＳ７０４に進め、各ＰＳＳ／ＳＳＳ信号と無線信号との相関値の中で最も高いピークを有するＰＳＳ／ＳＳＳ信号と、他のＰＳＳ／ＳＳＳ信号との差分Ｄが、差分の閾値Ｄｔｈ以上であるか否かを判定する。例えば、ＩＤ＝０のＰＳＳ信号と無線信号との相関値の最大値と、ＩＤ＝１～３３５のＰＳＳ信号と無線信号との相関値の最大値との差分が閾値Ｄｔｈ以上であれば、端末装置１はＩＤ＝０のＰＳＳ信号が検出できたと判定し、処理をＳ７０５に進める。一方、閾値Ｄｔｈ未満であれば、いずれのＰＳＳ／ＳＳＳ信号も検出できなかったものとして、処理をＳ６０４に戻す。

【0052】

Ｓ７０５では、端末装置１は、他システムに同期して、干渉信号を特定する。例えば、Ｓ６０１で取得した無線信号を復号してもよい。この際に、端末装置１は他システムからの外部信号の変調方式や、帯域幅などの情報を取得して、Ｓ６０１で取得した無線信号から外部信号を復号するために取得した情報を使用してもよい。そして、復号した情報に基づいて、無線信号に含まれる他システムからの外部信号のレプリカを生成する。このレプリカを外部信号として無線信号から除去することで、無線信号に含まれる外部信号を除去することができる。なお、Ｓ７０５、Ｓ７０６では逐次干渉除去などの任意の干渉除去技術を適用することができる。

【0053】

続いて、端末装置１は処理をＳ７０６に進め、無線信号から外部信号を除去して差分信号を特定し、処理をＳ６０２に戻し、Ｓ６０２以降の処理を差分信号に対して行う。これによって、Ｓ６０６～Ｓ６０９で差分信号からＰＳＳ／ＳＳＳ信号を検出できるか否かを判定することができる。

【0054】

Ｓ６０７で相関値Ｃが閾値Ｃｔｈ以上であると判定した場合（Ｓ６０７でＹＥＳ）、端末装置１は処理をＳ７０７に進め、各ＩＤのＰＳＳ／ＳＳＳ信号について、相関値の最大値を比較して、最大値の差分Ｄが閾値Ｄｔｈ以上であるか否かを判定する。最大値の差分が閾値未満の場合には（Ｓ７０７でＮＯ）、端末装置１は無線信号の信号強度が高かったために相関値も高くなっただけで特定のＰＳＳ／ＳＳＳ信号を検出したわけではないと判定し、処理をＳ７０５に戻し、外部信号を特定して無線信号から外部信号の除去を行う。

【0055】

相関値の差分Ｄが閾値Ｄｔｈ以上である場合（Ｓ７０７でＹＥＳ）、ＰＳＳ／ＳＳＳ信号が検出できたと判定することができるため、端末装置１は処理をＳ７０８に進め、他システムに同期して外部信号を特定し、Ｓ７０９で無線信号から外部信号を除去して差分信号を特定する。Ｓ７０８およびＳ７０９の処理はＳ７０５、Ｓ７０６と同様のため説明は省略する。

【0056】

なお、相関値の差分Ｄが閾値Ｄｔｈ以上である場合（Ｓ７０７でＹＥＳ）には、基地局装置２が形成するセルが存在し、外部装置３からの外部信号も存在する場合と、セルが存在するが外部信号は存在しない場合とが考えられる。このため、Ｓ７０８、Ｓ７０９では、外部信号が存在するか否かを判定し、外部信号が存在しない場合には無線信号のみを使用してＳ６１０以降の処理を行ってもよい。

【0057】

これによって、図５（Ｂ）に示すように外部信号と同期信号とが干渉している状況において、Ｓ６０６～Ｓ６０９で外部信号からの干渉によってＰＳＳ／ＳＳＳ信号が検出できなかった場合であっても、無線信号から外部信号を除去して、差分信号に対してＰＳＳ／ＳＳＳ信号が検出できるか否かを判定することができる。

【0058】

また、図５（Ｃ）に示すように外部信号のみが存在する状況において、外部信号によってＰＳＳ／ＳＳＳ信号が検出できたと誤検出してしまう場合であっても、Ｓ７０７で相関値の差分に基づいてＰＳＳ／ＳＳＳ信号が正しく検出できたかを判定する。これによって、同期信号が送信されていない場合に無線信号と同期信号との相関の計算結果がたまたま高くなり、閾値Ｃｔｈを上回った可能性を排除することができる。

【0059】

（実施例２）
図７では、基地局装置２が形成するセルへの初期アクセス時に端末装置１が実行する処理について説明した。しかしながら、端末装置１は、セルを検出する必要がある場合には任意のタイミングで、外部装置３からの外部信号による干渉を除去してセルを検出する処理を実行することができる。変形例として、基地局装置２とは異なる基地局装置に接続していた端末装置１が、当該異なる基地局装置からの指示に応じて基地局装置２にハンドオーバする場合に実行する処理について図８を参照して説明する。

【0060】

図８の処理は、基地局装置からのセルの切替指示に基づいて実行される。セルの切替指示には、切り替え対象となるセルの周波数、およびセルＩＤが含まれる。すなわち、切替指示には、基地局装置２が形成するセルの周波数およびセルＩＤに関する情報が含まれる。

【0061】

Ｓ６０１～Ｓ６１９およびＳ７０１～Ｓ７０６の処理については図６および図７を参照して説明した処理と同様のため説明を省略する。

【0062】

本実施例では、Ｓ６１０で端末装置１が検出したＰＳＳ／ＳＳＳ信号に基づいてセルＩＤを特定した後、処理をＳ８０１に進め、セルの切替指示で通知されたセルＩＤ（通知セルＩＤ）と、Ｓ６１０で特定したセルＩＤとが一致するか否かを判定する。

【0063】

通知セルＩＤと特定したセルＩＤとが一致する場合（Ｓ８０１でＹＥＳ）は、端末装置１が正しいＰＳＳ／ＳＳＳ信号を検出できたと判定し、処理をＳ６１１に進め、検出したＰＳＳ／ＳＳＳ信号に基づいて基地局装置２が形成するセルへの初期アクセスを行うための後続の処理を行う。

【0064】

一方、通知セルＩＤと特定したセルＩＤとが異なる場合（Ｓ８０１でＮＯ）、端末装置１はＰＳＳ／ＳＳＳ信号を誤検出したと判定し、処理をＳ７０５に進め、外部信号を除去して再度同期信号の検出を行う。これによって、誤って検出した同期信号に基づいてＳ６１１以降の処理を実行してしまうことを防ぐことができる。

【0065】

（実施例３）
５Ｇの通信中、端末装置１は定期的にセルを検出する場合がある。例えば、一時的に外部装置３からの外部信号による干渉で通信品質が劣化した場合や通信環境の劣化によって通信の瞬断が発生した場合などに端末装置１はセルを検出する必要があると判定する。本実施例では、基地局装置２が形成するセルに接続していた端末装置１が、基地局装置２が形成するセルの検出を行う場合に実行する処理について図９を参照して説明する。

【0066】

図９の処理では、上述したように端末装置１がセルに接続している場合にセルの検出を行うと判定した場合に実行される。端末装置１は、接続していたセルのセルＩＤに関する情報を有している。

【0067】

Ｓ６０１～Ｓ６１９およびＳ７０１～Ｓ７０６の処理については図６および図７を参照して説明した処理と同様のため説明を省略する。

【0068】

本実施例では、Ｓ６１０で端末装置１が検出したＰＳＳ／ＳＳＳ信号に基づいてセルＩＤを特定した後、処理をＳ９０１に進め、端末装置１が直前に接続していたセルのセルＩＤと、Ｓ６１０で特定したセルＩＤとが一致するか否かを判定する。

【0069】

直前に接続していたセルのセルＩＤとＳ６１０で特定したセルＩＤとが一致する場合（Ｓ９０１でＹＥＳ）は、端末装置１が正しいＰＳＳ／ＳＳＳ信号を検出できたと判定し、処理をＳ６１１に進め、検出したＰＳＳ／ＳＳＳ信号に基づいて基地局装置２が形成するセルへの初期アクセスを行うための後続の処理を行う。

【0070】

一方、直前に接続していたセルのセルＩＤとＳ６１０で特定したセルＩＤとが異なる場合（Ｓ９０１でＮＯ）、端末装置１はＰＳＳ／ＳＳＳ信号を誤検出したと判定し、処理をＳ７０５に進め、外部信号を除去して再度同期信号の検出を行う。これによって、誤って検出した同期信号に基づいてＳ６１１以降の処理を実行してしまうことを防ぐことができる。

【0071】

以上説明したように、本実施形態に係る端末装置は、取得した無線信号の信号強度が閾値以上であって、同期信号を検出できない場合に、他の無線通信システムからの外部信号を特定し、取得した無線信号から外部信号を除去して、除去した差分信号から同期信号を検出できるかを判定する。これによって、外部信号による干渉で同期信号が検出できず、セルの検出が失敗することを防ぐことができる。

【0072】

また、本実施形態に係る端末装置は、ＰＳＳ信号およびＳＳＳ信号のそれぞれについて、複数のパターンの信号が検出できるかを判定し、無線信号から複数パターンのＰＳＳ信号を検出した場合、または複数パターンのＳＳＳ信号を検出した場合に、外部信号によって誤って同期信号を検出したと判定する。これによって、存在しないセルを誤って検出することを防ぐことができる。

【0073】

また、本実施形態に係る端末装置は、取得した無線信号の受信電力が閾値以上であって、無線信号からＰＳＳ／ＳＳＳ信号が検出できなかった場合に、外部信号を除去する前に、複数期間の無線信号とＰＳＳ／ＳＳＳ信号との相関値の間に周期性があるか否か、および複数パターンのＰＳＳ／ＳＳＳ信号を検出したか否かを判定する。そして、複数期間の無線信号とＰＳＳ／ＳＳＳ信号との相関値の間に周期性がない場合や、複数パターンのＰＳＳ／ＳＳＳ信号を検出したと判定した場合は、誤ってＰＳＳ／ＳＳＳ信号を検出していると判定し、外部信号の除去を行わない。これによって、誤って同期信号を検出していると考えられる場合に、外部信号を除去することを防ぎ、端末装置１の計算負荷を抑えることができる。

【0074】

＜その他の実施形態＞
発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【0075】

例えば、端末装置１は、Ｓ６０６で、無線信号とＰＳＳ／ＳＳＳ信号系列との相関値を計算し、Ｓ６０７で相関値が相関値の閾値Ｃｔｈ以上であるか否かを判定するものとして説明を行った。しかしながら、ＰＳＳ信号系列と、ＳＳＳ信号系列とで別々の基準で検出処理を行ってもよい。例えば、Ｓ６０６では、端末装置１は、ＰＳＳ信号系列と無線信号との相関値を計算し、いずれかのＰＳＳ信号が閾値Ｃｔｈ以上であるかを判定し、閾値Ｃｔｈ以上のＰＳＳ信号があると判定した後に、ＳＳＳ信号系列と無線信号との相関値を計算するようにしてもよい。そして、何れかのＳＳＳ信号が閾値以上である場合に、同期信号の検出が成功したと判定してもよい。この場合、検出したＰＳＳ信号のタイミングから、ＳＳＳ信号との相関値を計算する無線信号の時間範囲を限定することができ、端末装置１の計算負荷を小さくすることができる。また、ＰＳＳ信号を検出したと判定するための閾値と、ＳＳＳ信号を検出したと判定するための閾値とは、異なる値が用いられてもよい。

【0076】

また、図７～図９のＳ７０４およびＳ７０７では、複数のＰＳＳ／ＳＳＳ信号のそれぞれと無線信号との相関値の差分Ｄが閾値Ｄｔｈより大きいか否かを判定するものとして説明を行った。一例では、複数のＰＳＳ信号のそれぞれと無線信号との相関値の差分の閾値と、複数のＳＳＳ信号のそれぞれと無線信号との相関値の差分の閾値とは、異なる値が用いられてもよい。

【符号の説明】

【0077】

１：端末装置、２：基地局装置、２０１：プロセッサ、２０２：ＲＯＭ、２０３：ＲＡＭ、２０４：記憶部、２０５：無線通信部、２０６：バッテリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】