JP2000050351A - 移動体通信装置および移動体通信における同期確立方法 - Google Patents

移動体通信装置および移動体通信における同期確立方法

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JP2000050351A
JP2000050351A JP10225206A JP22520698A JP2000050351A JP 2000050351 A JP2000050351 A JP 2000050351A JP 10225206 A JP10225206 A JP 10225206A JP 22520698 A JP22520698 A JP 22520698A JP 2000050351 A JP2000050351 A JP 2000050351A
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channel signal
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timing
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Yutaka Hara
豊 原
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
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    • H04B7/24Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2662Arrangements for Wireless System Synchronisation
    • H04B7/2671Arrangements for Wireless Time-Division Multiple Access [TDMA] System Synchronisation
    • H04B7/2678Time synchronisation
    • H04B7/2687Inter base stations synchronisation

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の基地局間で確実に同期をとり、干渉の
発生を増加させずに時分割伝送における周波数の再利用
率を上げることができる移動体通信装置および移動体通
信における同期確立方法を提供する。 【解決手段】 各々所定の無線ゾーンを有し1以上の移
動局と通信する複数の第1の基地局と、各々所定の無線
ゾーンを有し1以上の移動局と通信するとともに各々所
定の同期エリアを有し当該同期エリア内において互いに
無線ゾーンが接しあるいは重複する複数の第1の基地局
に同期基準を与える複数の第2の基地局と、複数の第2
の基地局の各々に同期基準を与える絶対同期局とからな
り、第2の基地局の各々は、絶対同期局が送信する制御
チャネル信号のタイミングに基づいて他の第2の基地局
に送信する制御チャネル信号のタイミングを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばディジタ
ル携帯電話や小ゾーンの時分割マルチアクセスの移動体
通信に用いて好適な移動体通信装置および移動体通信に
おける同期確立方法に関する。
【0002】
【従来の技術】PHS(Personal Handy-phone Syst
em:簡易型携帯電話)のようなTDMA(Time Divis
ion Multiple Access:時分割多重接続−TDD(Ti
me Division Duplex:時分割双方向)移動体通信で
は、サービスエリア内に設置された複数の基地局間で送
受信のタイミングを合わせて、干渉の発生を抑える必要
がある。そこで従来は、基地局が同期を取っている他の
装置に基準を合わせるか、1ヶ所の基準局に対し全体が
同期を取る構成となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、基地局が同
期を取っている他の装置に基準を合わせる場合、これら
の装置の運営に他の装置の影響を受ける恐れがあり、ま
た基準となる装置が存在しない地域では基地局間の同期
を取ることができない。
【0004】一方1ヶ所の基準局に対し全体が同期を取
る場合、サービスエリア全体が同期を取るまでに時間が
かかるという問題がある。この発明は、このような背景
の下になされたもので、複数の基地局間で確実に同期を
とり、干渉の発生を増加させずに時分割伝送における周
波数の再利用率を上げることができる移動体通信装置お
よび移動体通信における同期確立方法を提供することを
目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1に記載の発明にあっては、各々所定の
無線ゾーンを有し1以上の移動局と通信する複数の第1
の基地局と、各々所定の無線ゾーンを有し1以上の移動
局と通信するとともに前記複数の第1の基地局に同期基
準を与える複数の第2の基地局と、前記複数の第2の基
地局の各々に同期基準を与える絶対同期局とを具備する
ことを特徴とする。また、請求項2に記載の発明にあっ
ては、請求項1に記載の移動体通信装置では、前記複数
の第2の基地局は各々所定の同期エリアを有し、前記同
期エリア内には互いに前記無線ゾーンが接しあるいは重
複する複数の前記第1の基地局が存在することを特徴と
する。また、請求項3に記載の発明にあっては、請求項
1または請求項2の何れかに記載の移動体通信装置で
は、前記第2の基地局の各々は、前記絶対同期局が送信
する制御チャネル信号のタイミングに基づいて他の前記
第2の基地局に送信する制御チャネル信号のタイミング
を制御する第1のタイミング制御手段を具備することを
特徴とする。また、請求項4に記載の発明にあっては、
請求項1ないし請求項3の何れかに記載の移動体通信装
置では、前記第2の基地局の各々は、前記絶対同期局が
送信する制御チャネル信号のタイミングに基づいて前記
移動局に送信する制御チャネル信号のタイミングを制御
する第2のタイミング制御手段を具備することを特徴と
する。また、請求項5に記載の発明にあっては、請求項
1ないし請求項3の何れかに記載の移動体通信装置で
は、前記第2の基地局の各々は、他の前記第2の基地局
が送信する制御チャネル信号のタイミングに基づいて前
記移動局に送信する制御チャネル信号のタイミングを制
御する第2のタイミング制御手段を具備することを特徴
とする。また、請求項6に記載の発明にあっては、請求
項4または請求項5の何れかに記載の移動体通信装置で
は、前記制御チャネル信号は全ビットの所定位置に所定
の固定符号を有し、前記第2の基地局の各々は、送信す
る前記制御チャネル信号に含まれる前記所定の固定符号
のビット位置が受信した前記制御チャネル信号に含まれ
る前記所定の固定符号のビット位置と一致するように当
該送信する前記制御チャネル信号を遅延させることを特
徴とする。また、請求項7に記載の発明にあっては、各
々所定の無線ゾーンを有し1以上の移動局と通信する複
数の第1の基地局と、各々所定の無線ゾーンを有し1以
上の移動局と通信するとともに各々所定の同期エリアを
有し当該同期エリア内において互いに前記無線ゾーンが
接しあるいは重複する前記複数の第1の基地局に同期基
準を与える複数の第2の基地局と、前記複数の第2の基
地局の各々に同期基準を与える絶対同期局とからなり、
前記第2の基地局の各々は、前記絶対同期局が送信する
制御チャネル信号のタイミングに基づいて他の前記第2
の基地局に送信する制御チャネル信号のタイミングを制
御することを特徴とする移動体通信における同期確立方
法。また、請求項8に記載の発明にあっては、請求項7
に記載の移動体通信における同期確立方法では、前記第
2の基地局の各々は、前記絶対同期局が送信する制御チ
ャネル信号のタイミングに基づいて前記移動局に送信す
る制御チャネル信号のタイミングを制御することを特徴
とする。また、請求項9に記載の発明にあっては、請求
項7に記載の移動体通信における同期確立方法では、前
記第2の基地局の各々は、他の前記第2の基地局が送信
する制御チャネル信号のタイミングに基づいて前記移動
局に送信する制御チャネル信号のタイミングを制御する
ことを特徴とする。また、請求項10に記載の発明にあ
っては、請求項8または請求項9の何れかに記載の移動
体通信における同期確立方法では、前記制御チャネル信
号は全ビットの所定位置に所定の固定符号を有し、前記
第2の基地局の各々は、送信する前記制御チャネル信号
に含まれる前記所定の固定符号のビット位置が受信した
前記制御チャネル信号に含まれる前記所定の固定符号の
ビット位置と一致するように当該送信する前記制御チャ
ネル信号を遅延させることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明に
ついて説明する。図1は、本発明の一実施の形態にかか
る移動体通信装置の全体構成を示す構成図である。なお
ここでは、本発明をPHS等のマイクロセル移動体通信
に適用した例を示している。
【0007】図1において、絶対同期局3は各同期エリ
ア4-1、4-2、4-3・・・(以降、必要に応じて単に同
期エリア4と称する)の同期の基準となる。上述の同期
エリア4-1、4-2、4-3・・・の各々には、マスタ基地
局1と複数のスレーブ基地局2、2・・・とが存在す
る。
【0008】このマスタ基地局1は呼処理サービスや通
信サービスに使用されるものではなく、各スレーブ基地
局2、2・・・の同期確立のために使用される。一方の
スレーブ基地局2が、実際の通信サービスに使用され
る。
【0009】この絶対同期局3は本実施の形態内の同期
を取るためのものであり、移動局(図示省略)に対する
通信は行わない。図2は、この絶対同期局3の詳細な構
成例を示すブロック図である。
【0010】図2に示すように絶対同期局3は、一例と
して4本の指向性アンテナ31-1〜31-4を有してい
る。この指向性アンテナ31-1〜31-4は、メインロー
ブが所望のマスタ基地局1に向くように設置される。
【0011】この指向性アンテナ31-1〜31-4は、各
々対応する送信先であるマスタ基地局1を予め決定し
て、同期エリア4を確保するとともに、マルチパスによ
る伝播遅延を防ぐ。
【0012】本実施の形態ではこの指向性アンテナ31
-1〜31-4は、一例として10[dBi]以上の利得を
有し、マスタ基地局1に対して200[mW]の電力
で、事業者が使用する周波数の制御チャネル信号を送信
する。
【0013】32は、ゲート回路から構成されるアンテ
ナ切換部である。このアンテナ切換部32は、単系送信
信号SS3によって送信制御チャネル信号を指向性アンテ
ナ31-1〜31-4の何れかに振り分ける。
【0014】無線制御部33は、TDMAのスロット数
をカウントするスロットカウンタ34からの時間通知信
号Timに基づいて、アンテナ切換部32に対して指向性
アンテナ31-1〜31-4の選択制御を行う。
【0015】図3は、マスタ基地局1の詳細な構成例を
示すブロック図である。11-1と11-2、そして15-1
と15-2とは、それぞれ送信用および受信用の指向性ア
ンテナであり、詳細は指向性アンテナ31-1〜31-4
同様である。
【0016】17-1〜17-4は、PS(Personal Sta
tion、PHSの子機)との通話に使用する無指向性アン
テナであり、例えばスリーブアンテナ等が用いられる。
このアンテナ17-1〜17-4は、スレーブ基地局2と無
線同期を取るためにも使用する。
【0017】12は、指向性アンテナ15-1と15-2
を切り換えるアンテナ切換部、14は指向性アンテナ1
-1と11-2とを切り換えるアンテナ切換部である。こ
れらアンテナ切換部12および14は、ゲート回路等か
ら構成される。
【0018】このようにマスタ基地局1は、2つの受信
用の指向性アンテナ15-1、15-2と2つの送信用の指
向性アンテナ11-1、11-2とを、各々アンテナ切換部
12あるいはアンテナ切換部14で切り換える。これに
よって、マスタ基地局1相互間の同期経路に主経路と迂
回路とを設けて二重化し、同期の信頼性を向上させてい
る。
【0019】マスタ同期制御部13は、同期生成部とソ
フトウェアとからなり(何れも図示省略)、ソフトウェ
アによって同期生成のタイミングを変更可能とする。こ
れにより、目標とする絶対同期局3のタイミングとマス
タ基地局1のタイミングとに合わせることができる。
【0020】スレーブ同期制御部18はサービスに使用
される制御部の一部であり、マスタ同期制御部13と同
期をとる。またこのスレーブ同期制御部18は、無線送
信部16のダイバシティ制御を行うことにより、この無
線送信部16のゲインを制御する。
【0021】この各マスタ基地局1が有する同期エリア
4は、セルとしては各スレーブ基地局2、2・・・のセ
ルより広く、一例としてその半径を約3.5[km]とす
る。
【0022】図4は、スレーブ基地局2の詳細な構成例
を示すブロック図である。21-1〜21-4は無指向性ア
ンテナであり、詳細は無指向性アンテナ17-1〜17-4
と同様である。これら無指向性アンテナ21-1〜21-4
によって、空間ダイバシティを行う。
【0023】22は、各無指向性アンテナ21-1〜21
-4毎に受信回路を有する無線受信部である。この無線受
信部22は、アナログの無線信号を検波し、ベースバン
ド信号に変換する。また無線受信部22は、復調部23
で使用する受信レベルを決定する。
【0024】復調部23は、無線受信部22から入力さ
れる無指向性アンテナ21-1〜21-4各々からのベース
バンド信号を合成して復調する。この復調部23は復調
の際に、無線受信22からの受信レベルによって、各無
指向性アンテナ21-1〜21-4毎の重みをつけることに
より、利得を得る。
【0025】UW判定部24は、受信データから情報フ
ィールドの先頭を示すUW(Unique Word)を検出
し、このUWの先頭位置から、同期元となるマスタ基地
局1とのタイミングずれを算出する。
【0026】UW判定部24によって算出されたタイミ
ングずれ情報は同期制御部25に入力され、このタイミ
ングずれ情報に基づいて、強制的に同期元のマスタ基地
局1に動作タイミングを合わせる。
【0027】図5は、絶対同期局3における処理の流れ
の一例を示すフロチャートである。本実施の形態では、
装置全体の立ち上げは絶対同期局3を中心とし、指向性
アンテナで指定されるマスタ基地局1から無線同期を取
る。
【0028】絶対同期局3は、立ち上げと同時に制御チ
ャネル信号の送出を開始する(ステップSa1)。指向
性アンテナ31-1〜31-4は、各々別のマスタ基地局1
に指向されている。そこで、各指向性アンテナ31-1
31-4で順次制御チャネル信号を100[ミリ秒]間送
出したか否かを判断し(ステップSa2)、100[ミ
リ秒]経過後に送信アンテナ(指向性アンテナ31-1
31-4)を切り換える(ステップSa3)。
【0029】この指向性アンテナ31-1〜31-4の切り
換えは、スロットカウンタ34から100[ミリ秒]の
間隔を無線制御部33に通知してアンテナ切換部32を
制御することによって、選択された指向性アンテナ31
-1〜31-4から順次制御チャネル信号を送出する。即
ち、各指向性アンテナ31-1〜31-4から見ると、40
0[ミリ秒]間隔で制御チャネル信号を送出する。
【0030】図6は、マスタ基地局1における処理の流
れの一例を示すフロチャートである。マスタ基地局1
は、指向性アンテナ15-1と指向性アンテナ15-2とを
有している。
【0031】そこで、指向性アンテナ15-1か15-2
何れかで絶対同期局3または他のマスタ基地局1からの
制御チャネル信号を待ち受け、UWが検出できるか否か
を監視する(ステップSb1)。
【0032】また、この指向性アンテナでの待ち受け時
間が1[秒]を経過したか否かを監視し(ステップSb
2)、1[秒]経過したら受信アンテナを切り換えて
(ステップSb3)制御チャネル信号を待ち受ける。
【0033】ステップSb1においてUWが検出できた
場合には、この検出したUWを基準にして、無線同期タ
イミングを変更する(ステップSb4)。図7は、制御
チャネル信号の様子を示す図であり、図7(a)は何れ
かのマスタ基地局1における制御チャネル信号を示し、
図7(b)は受信した制御チャネル信号、図7(c)は
タイミング補正後の制御チャネル信号、そして図7
(d)は距離によるタイミングのずれを示している。
【0034】即ち、図7(a)の信号と図7(b)の信
号とに基づいて、タイミングずれ時間Aが求められる。
そこで、図7(c)に示すように、時間Aだけ同期タイ
ミングを強制的にずらせばよい。
【0035】また、距離によるタイミングずれも発生す
るが、絶対同期局3と各マスタ同期局1との距離は基地
であるので、タイミングずれ時間Bは予め求められる。
そこで、この時間Bについても、図7(d)に示すよう
に予め強制的にずらせばよい。
【0036】こうして同期の確立したマスタ基地局1
は、同期補正の後に他のマスタ基地局1に対して、指向
性アンテナ11-1と指向性アンテナ11-2とから制御チ
ャネル信号を100[ミリ秒]間隔で交互に送信する
(ステップSb5)。またこの後、マスタ基地局1は逐
次同期を取り、サービスエリア全体としての各マスタ基
地局1間の同期を取る。
【0037】スレーブ基地局2は、本実施の形態の立ち
上げから各マスタ基地局1が全て同期するまで待ち合わ
せ、待ち合わせ終了後に無線同期を実行する(ステップ
Sb6)。この場合、最も強い受信レベルが検出できる
マスタ基地局1を検出し無線同期とる。同期タイミング
の補正手順は、上述と同様である。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各々所定の無線ゾーンを有し1以上の移動局と通信する
複数の第1の基地局と、各々所定の無線ゾーンを有し1
以上の移動局と通信するとともに各々所定の同期エリア
を有し当該同期エリア内において互いに無線ゾーンが接
しあるいは重複する複数の第1の基地局に同期基準を与
える複数の第2の基地局と、複数の第2の基地局の各々
に同期基準を与える絶対同期局とからなり、第2の基地
局の各々は、絶対同期局が送信する制御チャネル信号の
タイミングに基づいて他の第2の基地局に送信する制御
チャネル信号のタイミングを制御する。また、第2の基
地局の各々は、絶対同期局が送信する制御チャネル信号
のタイミングに基づいて移動局に送信する制御チャネル
信号のタイミングを制御する。また、第2の基地局の各
々は、他の第2の基地局が送信する制御チャネル信号の
タイミングに基づいて移動局に送信する制御チャネル信
号のタイミングを制御する。また、制御チャネル信号は
全ビットの所定位置に所定の固定符号を有し、第2の基
地局の各々は、送信する制御チャネル信号に含まれる所
定の固定符号のビット位置が受信した制御チャネル信号
に含まれる所定の固定符号のビット位置と一致するよう
に当該送信する制御チャネル信号を遅延させるので、複
数の基地局間で確実に同期をとり、干渉の発生を増加さ
せずに時分割伝送における周波数の再利用率を上げるこ
とができる移動体通信装置および移動体通信における同
期確立方法が実現可能であるという効果が得られる。
【0039】即ち本発明では、エリア全体を網羅する選
択された基地局が無線同期を取った後に、他のサービス
に使用する基地局が一斉に同期を取る。このため、全体
の同期確立の時間が短縮される。
【0040】また本発明では、マスタ基地局の同期を待
ち合わせる時間を入れるのみで、運用基地局の同期は一
斉に行うことが可能となる。従って、アルゴリズムの単
純化が可能となる。さらに本発明では、自システム内の
装置で無線同期をとることを可能としているため、他シ
ステムへの依存度がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態にかかる移動体通信装
置の全体構成を示す構成図である。
【図2】 同実施の形態における絶対同期局3の詳細な
構成例を示すブロック図である。
【図3】 同実施の形態におけるマスタ基地局1の詳細
な構成例を示すブロック図である。
【図4】 同実施の形態におけるスレーブ基地局2の詳
細な構成例を示すブロック図である。
【図5】 同実施の形態における絶対同期局3における
処理の流れの一例を示すフロチャートである。
【図6】 同実施の形態におけるマスタ基地局1におけ
る処理の流れの一例を示すフロチャートである。
【図7】 同実施の形態における制御チャネル信号の様
子を示す図である。
【符号の説明】
1、1・・・ マスタ基地局(第2の基地局) 2、2・・・ スレーブ基地局(第1の基地局) 3 絶対同期局 4、4-1〜4-5 同期エリア 11-1、11-2 指向性アンテナ 12 アンテナ切換部 13 マスタ同期制御部(第1のタイミング制御手段) 14 アンテナ切換部 15-1、15-2 指向性アンテナ 16 無線送信部 17-1〜17-4 無指向性アンテナ 18 スレーブ同期制御部(第2のタイミング制御手
段) 21-1〜21-4 無指向性アンテナ 22 無線受信部 23 復調部 24 UW判定部 25 同期制御部 31-1〜31-4 指向性アンテナ 32 アンテナ切換部 33 無線制御部 34 スロットカウンタ SS3 単系送信信号 Tim 時間通知信号

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各々所定の無線ゾーンを有し1以上の移
    動局と通信する複数の第1の基地局(2、2・・・)
    と、 各々所定の無線ゾーンを有し1以上の移動局と通信する
    とともに前記複数の第1の基地局に同期基準を与える複
    数の第2の基地局(1、1・・・)と、 前記複数の第2の基地局の各々に同期基準を与える絶対
    同期局(3)とを具備することを特徴とする移動体通信
    装置。
  2. 【請求項2】 前記複数の第2の基地局は各々所定の同
    期エリア(4)を有し、 前記同期エリア内には互いに前記無線ゾーンが接しある
    いは重複する複数の前記第1の基地局が存在することを
    特徴とする請求項1に記載の移動体通信装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の基地局の各々は、 前記絶対同期局が送信する制御チャネル信号のタイミン
    グに基づいて他の前記第2の基地局に送信する制御チャ
    ネル信号のタイミングを制御する第1のタイミング制御
    手段(13)を具備することを特徴とする請求項1また
    は請求項2の何れかに記載の移動体通信装置。
  4. 【請求項4】 前記第2の基地局の各々は、 前記絶対同期局が送信する制御チャネル信号のタイミン
    グに基づいて前記移動局に送信する制御チャネル信号の
    タイミングを制御する第2のタイミング制御手段(1
    8)を具備することを特徴とする請求項1ないし請求項
    3の何れかに記載の移動体通信装置。
  5. 【請求項5】 前記第2の基地局の各々は、 他の前記第2の基地局が送信する制御チャネル信号のタ
    イミングに基づいて前記移動局に送信する制御チャネル
    信号のタイミングを制御する第2のタイミング制御手段
    を具備することを特徴とする請求項1ないし請求項3の
    何れかに記載の移動体通信装置。
  6. 【請求項6】 前記制御チャネル信号は全ビットの所定
    位置に所定の固定符号を有し、 前記第2の基地局の各々は、 送信する前記制御チャネル信号に含まれる前記所定の固
    定符号のビット位置が受信した前記制御チャネル信号に
    含まれる前記所定の固定符号のビット位置と一致するよ
    うに当該送信する前記制御チャネル信号を遅延させるこ
    とを特徴とする請求項4または請求項5の何れかに記載
    の移動体通信装置。
  7. 【請求項7】 各々所定の無線ゾーンを有し1以上の移
    動局と通信する複数の第1の基地局と、 各々所定の無線ゾーンを有し1以上の移動局と通信する
    とともに各々所定の同期エリアを有し当該同期エリア内
    において互いに前記無線ゾーンが接しあるいは重複する
    前記複数の第1の基地局に同期基準を与える複数の第2
    の基地局と、 前記複数の第2の基地局の各々に同期基準を与える絶対
    同期局とからなり、 前記第2の基地局の各々は、 前記絶対同期局が送信する制御チャネル信号のタイミン
    グに基づいて他の前記第2の基地局に送信する制御チャ
    ネル信号のタイミングを制御することを特徴とする移動
    体通信における同期確立方法。
  8. 【請求項8】 前記第2の基地局の各々は、 前記絶対同期局が送信する制御チャネル信号のタイミン
    グに基づいて前記移動局に送信する制御チャネル信号の
    タイミングを制御することを特徴とする請求項7に記載
    の移動体通信における同期確立方法。
  9. 【請求項9】 前記第2の基地局の各々は、 他の前記第2の基地局が送信する制御チャネル信号のタ
    イミングに基づいて前記移動局に送信する制御チャネル
    信号のタイミングを制御することを特徴とする請求項7
    に記載の移動体通信における同期確立方法。
  10. 【請求項10】 前記制御チャネル信号は全ビットの所
    定位置に所定の固定符号を有し、 前記第2の基地局の各々は、 送信する前記制御チャネル信号に含まれる前記所定の固
    定符号のビット位置が受信した前記制御チャネル信号に
    含まれる前記所定の固定符号のビット位置と一致するよ
    うに当該送信する前記制御チャネル信号を遅延させるこ
    とを特徴とする請求項8または請求項9の何れかに記載
    の移動体通信における同期確立方法。
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