JP2004357015A - 通信装置及び同期方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】送信側は受信側より受け取った受信タイミング情報を考慮して送信タイミングを調整することにより、受信側にて確実に同期を保持すること。
【解決手段】UW検出器106は、時分割多重された各移動局の受信信号に含まれるUWを検出する。タイミング判別部107は、UWを検出したタイミングとあらかじめ設定されている基準受信タイミングとのタイミング差を求め、求めたタイミング差より遅延情報を作成する。スロットカウンター109は、1スロット毎にオーバーフローしてオーバーフロー信号を出力して次のスロットになったことを知らせる。移動局用タイミングレジスタ110は、各移動局が通信を開始する前には、上位局より取得した初期遅延情報を所定のタイミングにて出力し、各移動局が通信を開始した後には、タイミング判別部107から入力した遅延情報を所定のタイミングにて出力する。
【選択図】 図1
【解決手段】UW検出器106は、時分割多重された各移動局の受信信号に含まれるUWを検出する。タイミング判別部107は、UWを検出したタイミングとあらかじめ設定されている基準受信タイミングとのタイミング差を求め、求めたタイミング差より遅延情報を作成する。スロットカウンター109は、1スロット毎にオーバーフローしてオーバーフロー信号を出力して次のスロットになったことを知らせる。移動局用タイミングレジスタ110は、各移動局が通信を開始する前には、上位局より取得した初期遅延情報を所定のタイミングにて出力し、各移動局が通信を開始した後には、タイミング判別部107から入力した遅延情報を所定のタイミングにて出力する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置及び同期方法に関し、特に受信側にて時分割多重された受信信号の同期を取る通信装置及び同期方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、周波数の有効利用や高効率のデータ転送を行うため、時分割多重通信を行う通信システムが増えている。時分割多重通信の概念を、図19〜図21を用いて説明する。図19において、移動局1902、移動局1903及び移動局1904は、固定局1901の電波の届く範囲(サービスエリア)の中を自由に動いており、固定局1901は、移動局1902、移動局1903及び移動局1904と通信している。そのときの通信のタイミングを図20に示す。移動局1902、移動局1903、移動局1904は、図20(a)に示すように、各スロット別々に通信時間を割り当てられており、そのタイミングで通信を行う。しかし移動局はサービスエリアの中を移動しているため、その距離や電波の経路に変動が生じ、固定局1901での受信タイミングは、図20(b)(c)に示すように、第1フレームや第2フレームのように変動している。
【0003】
従来の時分割多重通信の同期装置2100は、図21のような構成になっている。受信バッファ2101は、受信信号を一時的に蓄積して図示しない復調部へ出力する。ユニークワード(以下「UW」と記載する)検出器2102は、スロット内のUWを検出し、受信データの中にUWを検出するとタイミング判別部2103へUWの受信タイミング情報を出力する。タイミング判別部2103は、UW検出部2102から入力したUWの受信タイミングの情報と時分割多重された各移動局の受信信号が互いに干渉することがないようにあらかじめ設定されている基準タイミングとのタイミング差を検出する。そして、タイミング判別部2103は、検出したタイミング差をタイミング判別結果として出力することにより、次回受信時には図示しないタイミング制御部がタイミング判別結果に対応したタイミング制御を行う(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−289499号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の通信装置及び同期方法においては、送信側は受信側が同期を保持することができるか否かに関わりなくデータを送信するので、受信側は、UWを検出するために設定されている所定の時間内以上に遅延して信号を受信した場合には、同期を保持することができないという問題がある。特に、送信側がセル間をハンドオーバしながら移動する移動局である場合には、セルエッジの移動局は基地局装置から最も離れており、セルエッジの移動局から送信された信号の基地局装置における受信タイミングは、あらかじめ基地局装置にて設定されている受信タイミングと大きく異なるものである。このような場合、受信側の基地局装置は、所定の時間内にUWを検出することができないため、同期を保持することができないという問題がある。
【0006】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、送信側は受信側より受け取った受信タイミング情報を考慮して送信タイミングを調整することにより、受信側にて確実に同期を保持することができる通信装置及び同期方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信装置は、時分割多重された複数の通信相手の各受信信号の受信タイミングとあらかじめ設定された基準受信タイミングとのタイミング差を複数回検出するタイミング判別手段と、前記タイミング判別手段にて前記タイミング差を検出する毎に前記タイミング差の情報を前記通信相手へ送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【0008】
この構成によれば、複数回検出したタイミング差の情報を検出する毎に通信相手に通知することにより、通信相手はタイミング差の情報を参照して送信タイミングを設定することができるので、通信相手から送信された信号の受信側における受信タイミングが大幅にずれてしまうことを防止することができ、受信側にて確実に同期を保持することができる。
【0009】
本発明の通信装置は、前記構成において、受信信号に含まれる既知信号を検出する既知信号検出手段を具備し、前記タイミング判別手段は、前記既知信号検出手段により検出された前記既知信号の検出タイミングと前記基準受信タイミングとの差を前記タイミング差として検出する構成を採る。
【0010】
この構成によれば、前記効果に加えて、各通信相手に固有のユニークワード等の既知信号を用いて受信タイミングを検出することができるので、正確に受信タイミングを検出することができる。
【0011】
本発明の通信装置は、前記構成において、受信信号の電界強度を測定する電界強度測定手段と、電界強度と前記タイミング差とが関連付けられたタイミング差設定用情報を記憶する記憶手段とを具備し、前記タイミング判別手段は、前記電界強度測定手段にて測定された電界強度を用いて、前記記憶手段にて記憶されている前記タイミング差設定用情報を参照することにより前記タイミング差を検出する構成を採る。
【0012】
この構成によれば、前記効果に加えて、あらかじめ記憶されているタイミング差設定用情報を参照してタイミング差を選択するだけでタイミング差を求めることができるので、タイミング差の情報を簡単な方式にて取得することができる。
【0013】
本発明の通信装置は、前記構成において、受信信号に含まれる既知信号を検出する既知信号検出手段を具備し、前記タイミング判別手段は、前記既知信号検出手段により検出された前記既知信号の検出タイミングと前記基準受信タイミングとの第1タイミング差を求めるとともに、前記第1タイミング差と前記記憶手段にて記憶されている前記タイミング差設定用情報を参照することにより検出した第2タイミング差より、前記タイミング差を検出する構成を採る。
【0014】
この構成によれば、前記効果に加えて、受信信号の電界強度より通信相手が近づいているのかまたは遠ざかっているのかを判断することができることにより、タイミング差を検出する際に電界強度の情報を考慮することができるので、通信相手が高速に移動する場合においても、正確なタイミング差を求めることができる。
【0015】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記送信手段は、各通信相手が最初に送信する際の各通信相手の初期送信タイミングの情報を上位局より取得し、通信相手が送信を開始する前に取得した前記初期送信タイミングの情報を前記通信相手へ送信する構成を採る。
【0016】
この構成によれば、前記効果に加えて、例えば基地局装置と移動局との間にて通信を行う場合において、基地局装置はハンドオーバ先の基地局装置にて通信を開始するセルエッジの移動局に対して、通信を開始する前にタイミング差の情報を通知することができるので、基地局装置は通信開始時点においても確実に同期を保持することができる。
【0017】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記基準受信タイミングは、標準電波または測位用電波と同期させたものである構成を採る。
【0018】
この構成によれば、前記効果に加えて、標準電波または測位用電波と同期させた正確なタイミング差の情報を通信相手に通知することができるので、受信側において極めて正確に同期を取ることができる。
【0019】
本発明の通信相手は、上記のいずれかに記載の通信装置と通信を行う通信相手であって、前記通信相手は、受信信号に含まれる前記タイミング差の情報に基づいて、基準送信タイミングよりも前記タイミング差分早く送信信号を送信するように送信タイミングを設定する送信タイミング設定手段と、前記送信タイミング設定手段にて設定された送信タイミングにて送信信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【0020】
この構成によれば、前記効果に加えて、通信相手は、通信装置から受け取ったタイミング差の情報より通信装置の受信タイミングを知ることができるので、送信する際のタイミングを調整することができ、通信装置の受信タイミングの遅延時間を小さくすることができる。
【0021】
本発明の基地局装置は、上記のいずれかに記載の通信装置を具備する構成を採る。
【0022】
この構成によれば、基地局装置は複数回検出したタイミング差の情報を検出する毎に移動局に通知することにより、移動局はタイミング差の情報を参照して送信タイミングを設定することができるので、移動局から送信された信号の基地局装置における受信タイミングが大幅にずれてしまうことを防止することができ、基地局装置にて確実に同期を保持することができる。
【0023】
本発明の同期方法は、時分割多重された複数の通信相手の各既知信号より受信タイミングを複数回検出するステップと、検出した前記受信タイミングとあらかじめ設定されている基準受信タイミングとのタイミング差を検出するステップと、前記タイミング差を検出する毎に前記タイミング差の情報を前記通信相手へ送信するステップと、前記タイミング差の情報を受信した前記通信相手が前記タイミング差を設けて信号を送信するステップと、を具備するようにした。
【0024】
この方法によれば、複数回検出したタイミング差の情報を検出する毎に通信相手に通知することにより、通信相手はタイミング差の情報を参照して送信タイミングを設定することができるので、通信相手から送信された信号の受信側における受信タイミングが大幅にずれてしまうことを防止することができ、受信側にて確実に同期を保持することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、時分割多重された複数の通信相手の受信信号より検出した受信タイミングと各受信信号が互いに干渉せずに復調することができるようにあらかじめ設定された基準受信タイミングとのタイミング差を通信中に複数回検出して、検出したタイミング差の情報を検出する毎に通信相手へ送信し、タイミング差の情報を受信した通信相手は、受信したタイミング差の情報より所定のタイミング差を設けて信号を送信することである。
【0026】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0027】
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1に係る基地局装置100の構成を示す図である。
【0028】
受信バッファ105、UW検出器106、タイミング判別部107、ビットカウンター108、スロットカウンター109、移動局用タイミングレジスタ110及び送信バッファ111は、同期装置114を構成している。
【0029】
切り替え部102は、アンテナ101にて受信した時分割多重された各移動局の受信信号を受信部103へ出力する処理と、送信部113から入力した送信信号をアンテナ101より送信する処理とを切り替える。
【0030】
受信部103は、切り替え部102から入力した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数へダウンコンバート等して復調部104へ出力する。
【0031】
復調部104は、受信部103から入力した受信信号を復調して受信バッファ105とUW検出器106へ出力する。
【0032】
受信バッファ105は、復調部104から入力した受信データを一時的に蓄積して図示しない復号部へ出力する。
【0033】
既知信号検出手段であるUW検出器106は、復調部104から入力した受信信号よりスロット内のUWを検出し、UWを検出したタイミングである受信タイミングの情報をタイミング判別部107へ出力する。UW検出器106は、誤同期防止のため、初回のUW検出時には本来あるべきタイミングの所定のビット範囲内にてUWを検出するが、二回目以降のUW検出時には、タイミング判別部107から入力したタイミング差の情報よりタイミングのずれを考慮してUWの検出タイミングを決定する。なお、UWは、基地局装置と各移動局において互いに既知であるとともに、移動局毎に固有の所定ビット数のビット列である。
【0034】
タイミング判別部107は、ビットカウンター108からオーバーフローした旨のオーバーフロー信号が入力した場合には、UW検出器106から入力したUW検出のタイミング情報と図示しない制御部から入力したあらかじめ設定されている基準受信タイミング情報とを比較し、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報である遅延情報(例えば遅延時間の情報)を移動局用タイミングレジスタ110及びUW検出器106へ出力する。そして、タイミング判別部107は、UWを検出した場合には、ビットカウンター108をセットする。タイミング判別部107は、移動局との通信中に所定のタイミングにて複数回UWを検出し、検出する毎に遅延情報を出力する。
【0035】
ビットカウンター108は、タイミング判別部107にてセットされた後には、UW検出器106及びタイミング判別部107を経由して入力した受信信号が1ビット入力する毎に1を加算する。そして、ビットカウンター108は、1スロットでオーバーフローになり、オーバーフロー信号をスロットカウンター109及びタイミング判別部107に通知して次のUW検出に備える。ビットカウンター108は、オーバーフローする毎にオーバーフロー信号をスロットカウンター109とタイミング判別部107へ出力し、オーバーフローする毎にリセットする。
【0036】
スロットカウンター109は、ビットカウンター108からオーバーフロー信号が入力した場合には、1スロット毎に1を加算する。そして、スロットカウンター109は、1フレームでオーバーフローになり、オーバーフロー信号を移動局用タイミングレジスタ110へ出力する。
【0037】
送信手段である移動局用タイミングレジスタ110は、移動局との通信を開始する場合には、移動局との通信を開始する前のフレーム情報スロットの送信タイミングにて、上位局装置から通知された初期遅延情報(初期送信タイミングの情報)を含む送信データを送信バッファ111へ出力する。そして、移動局との通信を開始した後、移動局用タイミングレジスタ110は、タイミング判別部107から入力した遅延情報を記憶する。また、移動局用タイミングレジスタ110は、スロットカウンター109からオーバーフロー信号が入力することにより、遅延情報を送信するスロットになるまで待機し、遅延情報を送信するスロットのタイミングになった場合には記憶している遅延情報を送信バッファ111へ出力する。ここで、初期遅延情報とは、移動局との通信を開始する場合には、一般に、移動局はセルエッジに居る可能性が高いため、エルエッジの移動局から送信された信号を受信する受信タイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報である。
【0038】
送信バッファ111は、移動局用タイミングレジスタ110から入力した遅延情報を含む送信データを一時的に記憶し、フレーム情報スロットの送信タイミングにて遅延情報を含む送信データを変調部112へ出力する。
【0039】
変調部112は、送信バッファ111から入力した初期遅延情報または遅延情報を含む送信データを変調して送信部113へ出力する。
【0040】
送信部113は、変調部112から入力した初期遅延情報または遅延情報を含む送信データをベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等して切り替え部102へ出力する。
【0041】
次に、通信相手である移動局について、図2を用いて説明する。図2は、移動局200の構成を示すブロック図である。
【0042】
切り替え部202は、アンテナ201にて受信した受信信号を受信部203へ出力する処理と、送信部211から入力した送信信号をアンテナ201より送信する処理とを切り替える。
【0043】
受信部203は、切り替え部202から入力した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数へダウンコンバート等して復調部204へ出力する。
【0044】
復調部204は、受信部203から入力した受信信号を復調して遅延情報抽出部205へ出力する。
【0045】
遅延情報抽出部205は、復調部204から入力した受信信号に含まれている初期遅延情報または遅延情報を抽出して記憶部206へ出力するとともに、受信データを得る。
【0046】
記憶部206は、遅延情報抽出部205から入力した初期遅延情報または遅延情報を記憶する。そして、記憶部206は、送信指示信号が入力した場合には、記憶している初期遅延情報または遅延情報を送信タイミング生成部207へ出力する。
【0047】
送信タイミング設定手段である送信タイミング生成部207は、記憶部206から初期遅延情報または遅延情報が入力した場合には、初期遅延情報または遅延情報を参照することにより、基準送信タイミングよりも所定時間早く送信信号を送信するように送信タイミングを設定し、設定した送信タイミングにて送信されるように送信バッファ208を制御する。
【0048】
送信バッファ208は、送信タイミング生成部207の制御により所定のタイミング差を設けて送信データをUW付加器209へ出力する。
【0049】
UW付加器209は、送信バッファ208から入力した送信データに対して、UWを付加するタイミングであればUWを付加して変調部210へ出力し、UWを付加するタイミングでない場合にはUWを付加せずに変調部210へ出力する。
【0050】
変調部210は、UW付加器209から入力した送信データを変調して送信部211へ出力する。
【0051】
送信部211は、変調部210から入力した送信データをベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等して切り替え部202へ出力する。
【0052】
次に、基地局装置100の動作について、図3を用いて説明する。
【0053】
最初に、移動局用タイミングレジスタ110は、上位局から通知された初期遅延情報を取得して一時的に記憶する(ステップST301)。
【0054】
次に、移動局用タイミングレジスタ110は、移動局との通信を開始する前のフレーム情報スロットの送信タイミングにて初期遅延情報を出力し、送信部113はアンテナ101より移動局に対して初期遅延情報を送信する(ステップST302)。
【0055】
移動局との通信を開始した後、UW検出器106は、復調された受信信号よりUWを検出する(ステップST303)。
【0056】
次に、タイミング判別部107は、UWを検出したタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差を検出する(ステップST304)。
【0057】
次に、送信バッファ111は遅延情報を含む送信データを送信部113へ出力し、送信部113はアンテナ101より遅延情報を含む送信データを送信する(ステップST305)。
【0058】
そして、基地局装置100は、通信を終了するか否かを判定し(ステップST306)、通信を終了しない場合にはステップST303〜ST305の処理を繰り返す。このように、通信を終了するまで遅延情報が複数回移動局へ送信されるので、移動局は遅延情報を参照することによりその都度送信タイミングを調整することができる。
【0059】
図4は、制御局401にて制御された基地局装置100a、100bと複数の移動局200a、200b、200cとが通信を行う場合を示したものである。なお、基地局装置100bは、基地局装置100aと同様に、サービスエリア内の複数の移動局と通信を行うものであるが、図4においては省略する。また、基地局装置100a、100bは、図1の構成を有し、移動局200a、200b、200cは、図2の構成を有する。
【0060】
基地局装置100aは、図4に示すように、基地局装置100aが移動局200a、200b、200cに対してサービスを提供することができるサービスエリアであるセル半径rのセル内にて、複数の移動局200a、200b、200cと通信を行うものである。各移動局は、移動局200aが最もセルエッジから離れており、移動局200cが最もセルエッジの近くである。即ち、移動局200aが最も基地局装置100aの近くで基地局装置100aと通信するものであり、移動局100bが最も基地局装置100aから離れて基地局装置100aと通信するものである。図4の場合において、移動局200cが、ハンドオーバ元の基地局装置100bからハンドオーバ先の基地局装置100aに移動した場合には、制御局401は基地局装置100aに対してセルエッジの移動局200cの初期遅延情報を通知する。そして、基地局装置100aは、初期遅延情報を受け取った後に、移動局200cへ初期遅延情報を送信する。
【0061】
図5は、フレーム情報スロット#501を含む1フレームのフレーム構成を示したものである。なお、図5において、時間の経過とともに右方向へ進むものとする。
【0062】
図5に示すように、1フレームは、各移動局からの信号が時分割多重されている。1フレームは、フレーム情報スロット#501、移動局200aから送信されたデータ#502、移動局200bから送信されたデータ#503及び移動局200cから送信されたデータ#504の順に割り当てられている。また、フレーム情報スロット#501は、UW#505、移動局200aの遅延情報#506、移動局200bの遅延情報#507、移動局200cの遅延情報#509、その他のデータ#509及びCRC(Cyclic Redundancy Check)#510の順に割り当てられている。基地局装置100aと移動局200a、200b、200cとの実際の通信においては、図5のフレームが連続するものであり、フレーム情報スロット#501を送信するフレームとフレーム情報スロット#501を送信しないフレームとが存在する。また、フレーム情報スロット#501にて送信される遅延情報#506、#507、#508は、移動局200a、200b、200cと通信を開始する前においては、初期遅延情報である。
【0063】
次に、基地局装置100aから移動局200a、200b、200cに対して遅延情報を送信する場合としない場合の基地局装置100aの受信タイミングの相違について、図6〜図9を用いて説明する。
【0064】
最初に、基地局装置100aから移動局200a、200b、200cに対して遅延情報を送信しない場合の基地局装置100aの受信タイミングについて説明する。
【0065】
図6は、各スロットの送受信タイミングを示したものであり、図6(a)は、基地局装置100aにおける基準受信タイミングを示したものであり、図6(b)は、移動局200a、200b、200cの送信タイミングを示したものである。なお、図6において、時間の経過とともに右方向へ進むものとする。
【0066】
各移動局200a、200b、200cは、図6(a)に示す基準受信タイミングにて受信できるように、遅延等を考慮することなくあらかじめ設定されている理想送信時刻にて送信データを送信する。即ち、図6(b)に示すように、移動局200aは理想時刻t1に送信データの送信を開始し、移動局200bは移動局200aの送信データの送信が終了した理想時刻t2に送信データの送信を開始、移動局200cは移動局200bの送信データの送信が終了した理想時刻t3に送信データの送信を開始する。
【0067】
このように送信されたデータは、基地局装置100aにて図7に示す受信タイミングにて受信される。図7は、基地局装置100aにおける各スロットの受信タイミングを示したものであり、図7(a)は、基地局装置100aにおける基準受信タイミングを示したものであり、図7(b)は、図6(b)の送信タイミングにて各移動局200a、200b、200cから送信されたデータの基地局装置100aにおける受信タイミングを示したものである。なお、図7において、時間の経過とともに右方向へ進むものとする。
【0068】
図7(b)に示すように、移動局200aのデータは時刻t12に受信され、基準受信タイミングの時刻t11から(t12−t11)時間遅延して受信される。また、移動局200bのデータは時刻t14に受信され、基準受信タイミングの時刻t13から(t14−t13)時間遅延して受信される。また、移動局200cのデータは時刻t16に受信され、基準受信タイミングの時刻t15から(t16−t15)時間遅延して受信される。この場合、(t12−t11)<(t14−t13)<(t16−t15)となり、基地局装置100aからの距離が遠い移動局ほど遅延時間が大きくなる。この時、各遅延時間(t12−t11)、(t14−t13)、(t16−t15)が、UWを検出することができる所定時間よりも大きい場合には、UWを検出することができないために基地局装置100aは同期を保持することができなくなる。
【0069】
次に、基地局装置100aから移動局200a、200b、200cに対して遅延情報を送信する場合の基地局装置100aの受信タイミングについて説明する。
【0070】
図8は、各スロットの送信タイミングを示したものであり、図8(a)は、図6における各移動局200a、200b、200cの送信タイミングを示したものであり、図8(b)は、遅延情報を用いて調整した後の各移動局200a、200b、200cの送信タイミングを示したものである。なお、図8において、時間の経過とともに右方向へ進むものとする。
【0071】
図8より、移動局200aは理想送信時刻t1から(t1−t20)時間早めてデータの送信を開始する。また、移動局200bは理想送信時刻t2から(t2−t22)時間早めてデータの送信を開始する。移動局200cは理想送信時刻t3から(t3−t24)時間早めてデータの送信を開始する。
【0072】
このように送信されたデータは、基地局装置100aにて図9に示す受信タイミングにて受信される。図9は、各スロットの受信タイミングを示したものであり、図9(a)は、基地局装置100aにおける基準受信タイミングを示したものであり、図9(b)は、図8(b)の送信タイミングにて各移動局200a、200b、200cから送信されたデータの基地局装置100aにおける受信タイミングを示したものである。なお、図9において、時間の経過とともに右方向へ進むものとする。
【0073】
図9(b)に示すように、移動局200aのデータは基準受信タイミングの時刻t11に受信され、移動局200bのデータは基準受信タイミングの時刻t13に受信され、移動局200cのデータは基準受信タイミングの時刻t15に受信される。
【0074】
このように、本実施の形態1によれば、基地局装置は通信中に複数回数遅延情報を各移動局に送信し、移動局は遅延情報を受け取る毎に遅延情報を参照して送信タイミングを調整してデータを送信するので、受信側である基地局装置は移動局との距離に関わらずに確実に同期を保持することができ、時分割多重された信号を確実に復調することができる。また、基地局装置は、移動局がハンドオーバしてセルエッジにて通信を開始する前に、制御局より取得した初期遅延情報をセルエッジの移動局へ送信するので、セルエッジの移動局の受信信号であっても確実に同期を保持することができる。また、2回目以降にUWを検出する際に、タイミングずれを考慮してUW検出用の時間帯を設定することができるので、UW検出用に設定する時間帯を小さくすることができ、UWの誤検出を防ぐことができる。
【0075】
(実施の形態2)
図10は、本実施の形態2に係る基地局装置1000の構成を示す図である。基地局装置1000は、図1に示す本実施の形態1に係る基地局装置100において、電界強度測定器1001及び遅延情報レジスタ1002を追加し、移動局用タイミングレジスタ110を削除するものである。なお、図1と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【0076】
受信バッファ105、UW検出器106、タイミング判別部107、ビットカウンター108、スロットカウンター109、電界強度測定器1001、遅延情報レジスタ1002及び送信バッファ111は、同期装置1003を構成している。
【0077】
電界強度測定手段である電界強度測定器1001は、スロットカウンター109からオーバーフロー信号が入力する毎に、UW検出器106から入力した受信信号より各移動局の電界強度を測定して、電界強度情報を遅延情報レジスタ1002へ出力する。
【0078】
記憶手段である遅延情報レジスタ1002は、電界強度と遅延情報とを対応付けたタイミング差設定用情報である参照テーブルを記憶しており、電界強度測定器1001から入力した電界強度情報を用いて参照テーブルを参照することにより遅延情報を選択する。そして、遅延情報レジスタ1002は、選択した遅延情報を送信バッファ111へ出力する。
【0079】
図11は、遅延情報レジスタ1002に記憶されている参照テーブルを示したものである。電界強度情報は弱電界、中電界及び強電界に区分けされており、弱電界の場合の遅延情報は送信タイミングを時間Td1早める情報であり、中電界の場合の遅延情報は送信タイミングを時間Td2早める情報であり、強電界の場合の遅延情報は送信タイミングを時間Td3早める情報である。一般に、弱電界の場合は移動局は離れており、強電界の場合は移動局は近くにいるため、Td1>Td2>Td3となる。
【0080】
次に、基地局装置1000の動作について、図12を用いて説明する。
【0081】
最初に、遅延情報レジスタ1002は、上位局から通知された初期遅延情報を取得して一時的に記憶する(ステップST1201)。
【0082】
次に、遅延情報レジスタ1002は、移動局との通信を開始する前のフレーム情報スロットの送信タイミングにて初期遅延情報を出力し、送信部113はアンテナ101より移動局に対して初期遅延情報を送信する(ステップST1202)。
【0083】
移動局との通信を開始した後、電界強度測定器1001は、受信信号より電界強度を測定する(ステップST1203)。
【0084】
次に、遅延情報レジスタ1002は、電界強度情報を用いて参照テーブルを参照し(ステップST1204)、遅延情報を選択する(ステップST1205)。
【0085】
次に、送信バッファ111は遅延情報を含む送信データを送信部113へ出力し、送信部113はアンテナ101より遅延情報を含む送信データを送信する(ステップST1206)。
【0086】
そして、基地局装置1000は、通信を終了するか否かを判定し(ステップST1207)、通信を終了しない場合にはステップST1203〜ST1206の処理を繰り返す。このように、通信を終了するまで遅延情報が移動局へ送信されるので、移動局は遅延情報を参照することにより送信タイミングを調整することができる。
【0087】
このように、本実施の形態2によれば、上記実施の形態1の効果に加えて、電界強度を測定して、測定した電界強度情報を用いて参照テーブルを参照することにより遅延情報を得ることができるので、参照テーブルを参照するだけの簡単な方法にて遅延情報を作成することができる。
【0088】
(実施の形態3)
図13は、本実施の形態3に係る基地局装置1300の構成を示す図である。基地局装置1300は、図1に示す本実施の形態1に係る基地局装置100において、電界強度測定器1301を追加するものである。なお、図1と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【0089】
受信バッファ105、UW検出器106、タイミング判別部107、ビットカウンター108、スロットカウンター109、移動局用タイミングレジスタ110、送信バッファ111及び電界強度測定器1301は、同期装置1302を構成している。
【0090】
電界強度測定器1301は、スロットカウンター109からオーバーフロー信号が入力する毎に、UW検出器106から入力した受信信号より各移動局の所定時間における電界強度を複数回測定し、測定する毎に測定した電界強度の情報である電界強度情報をタイミング判別部107へ出力する。
【0091】
タイミング判別部107は、UW検出器106から入力したUWの検出タイミングの情報と図示しない制御部から入力したあらかじめ設定されている基準受信タイミング情報とを比較し、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差(第2タイミング差)の情報を得る。そして、タイミング判別部107は、電界強度測定器1301から入力した異なる時刻における電界強度情報を用いて、各移動局が接近しているのかまたは遠ざかっているのか等の移動状況に応じたタイミング差(第1タイミング差)を求め、UWの検出タイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報を補正することにより遅延情報を作成して移動局用タイミングレジスタ110へ出力する。なお、各移動局の移動状況に応じたタイミング差は、上記実施の形態2の図11のような参照テーブルを参照して求める方法、または電界強度とタイミング差を関係づけた所定の計算式を用いて計算により求める方法等の任意の方法を選択することができる。
【0092】
タイミング判別部107は、電界強度測定器1301から入力した各移動局における複数の電界強度情報より、時間の経過とともに電界強度が大きくなっている場合には移動局が近づいているものと判断し、時間の経過とともに電界強度が小さくなっている場合には移動局は遠ざかっているものと判断し、時間が経過しても電界強度が変化しない場合には移動局は静止しているものと判断し、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報としての時間情報から電界強度の変化量に応じた所定時間を減算または加算して遅延情報を作成する。なお、遅延情報を作成する方法の詳細については後述する。
【0093】
次に、基地局装置1300の動作について、図14を用いて説明する。
【0094】
最初に、移動局用タイミングレジスタ110は、上位局から通知された初期遅延情報を取得して一時的に記憶する(ステップST1401)。
【0095】
次に、移動局用タイミングレジスタ110は、移動局との通信を開始する前のフレーム情報スロットの送信タイミングにて初期遅延情報を出力し、送信部113はアンテナ101より移動局に対して初期遅延情報を送信する(ステップST1402)。
【0096】
移動局との通信を開始した後、UW検出器106は、復調された受信信号よりUWを検出する(ステップST1403)。
【0097】
次に、タイミング判別部107は、UWを検出したタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差を検出する(ステップST1404)。
【0098】
次に、電界強度測定器1301は、受信信号より電界強度を測定する(ステップST1405)。
【0099】
次に、タイミング判別部107は、複数の電界強度の測定結果より電界強度が大きくなっているか否かを判定する(ステップST1406)。
【0100】
電界強度が大きくなっている場合には、タイミング判別部107は、移動局が近づいているものと判断して遅延情報αを作成する(ステップST1407)。遅延情報αは、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報としての時間情報から電界強度の変化量に応じた所定時間を減算したものである。
【0101】
電界強度が大きくなっていない場合には、タイミング判別部107は、電界強度が小さくなっているか否かを判定する(ステップST1408)。
【0102】
電界強度が小さくなっている場合には、タイミング判別部107は、移動局が遠ざかっているものと判断して遅延情報βを作成する(ステップST1409)。遅延情報βは、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報としての時間情報から電界強度の変化量に応じた所定時間を加算したものである。
【0103】
電界強度が小さくなっていない場合には、タイミング判別部107は、移動局が移動していないものと判断して遅延情報γを作成する(ステップST1410)。遅延情報γは、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報としての時間情報のみからなる情報である。
【0104】
次に、送信バッファ111は遅延情報を含む送信データを送信部113へ出力し、送信部113はアンテナ101より遅延情報を含む送信データを送信する(ステップST1411)。
【0105】
そして、基地局装置1300は、通信を終了するか否かを判定し(ステップST1412)、通信を終了しない場合にはステップST1403〜ST1411の処理を繰り返す。このように、通信を終了するまで遅延情報が移動局へ送信されるので、移動局は遅延情報を参照することにより送信タイミングを調整することができる。
【0106】
図15は、制御局401にて制御された基地局装置1300a、1300bと複数の移動局200a、200b、200cとが通信を行う場合を示したものである。なお、基地局装置1300bは、基地局装置1300aと同様に、セル半径r内の複数の移動局と通信を行うものであるが、図15においては省略する。また、基地局装置1300a、1300bは、図13の構成を有し、移動局200a、200b、200cは、図2の構成を有する。また、基地局装置1300a、1300b及び移動局200a、200b、200cの動作は、図4と同一であるためその説明は省略する。
【0107】
移動局200aは、静止して基地局装置1300aと通信している。移動局200bは、基地局装置1300aに近づきながら基地局装置1300aと通信している。移動局200cは、基地局装置1300aから遠ざかりながら基地局装置1300aと通信している。
【0108】
次に、各移動局200a、200b、200cの送信タイミングについて、図16を用いて説明する。
【0109】
図16は、各移動局200a、200b、200cの送信タイミングを示したものであり、図16(a)は、各移動局200a、200b、200cにおける遅延情報を考慮しない場合の送信タイミングを示したものであり、図16(b)は、各移動局200a、200b、200cにおける遅延情報を考慮した場合の送信タイミングを示したものである。なお、図16において、時間の経過とともに右方向へ進むものとする。
【0110】
移動局200aは静止しているので、タイミング判別部107は、UW検出器106にて検出したUWの受信タイミングのみにて移動局200aへ送信する遅延情報γを作成する。そして、基地局装置1300aは、移動局200aへ作成した遅延情報γを送信する。したがって、移動局200aは、遅延情報γを参照することにより、理想送信時刻t31から受信タイミングが遅延した分の(t31−t30)時間早めてデータの送信を開始する。
【0111】
また、移動局200bは基地局装置1300aに次第に接近しているので、タイミング判別部107は、電界強度測定器1301にて測定した電界強度より電界強度の変化量に応じた遅延時間α1を求め、求めた遅延時間α1をUW検出器106にて検出したUWの受信タイミングより求めた遅延時間α2から減算して遅延情報α(α=α2−α1)を作成する。そして、基地局装置1300aは、移動局200bへ作成した遅延情報αを送信する。したがって、移動局200bは、遅延情報αを参照することにより、理想送信時刻t33から(t33−t32)時間早めてデータの送信を開始する。
【0112】
また、移動局200cは基地局装置1300aから次第に遠ざかっているので、タイミング判別部107は、電界強度測定器1301にて測定した電界強度より電界強度の変化量に応じた遅延時間β1を求め、求めた遅延時間β1をUW検出器106にて検出したUWの受信タイミングより求めた遅延時間β2に加算して遅延情報β(β=β1+β2)を作成する。そして、基地局装置1300aは、移動局200cへ作成した遅延情報βを送信する。したがって、移動局200cは、遅延情報βを参照することにより、理想送信時刻t35から(t35−t34)時間早めてデータの送信を開始する。
【0113】
このように送信されたデータは、図9(a)に示すように、基地局装置1300aにて移動局200a、200b、200cの受信信号が時間的に順次連続した状態にて受信される。即ち、基地局装置1300aは、各移動局200a、200b、200cの受信信号をあらかじめ設定されている基準受信タイミングにて受信することができる。
【0114】
このように、本実施の形態3によれば、上記実施の形態1の効果に加えて、電界強度より求めた移動局の移動状況を考慮して、UWの検出タイミングより求めた受信タイミングより遅延情報を作成するので、移動局が移動しながら通信を行っている場合において正確な遅延情報を作成することができる。
【0115】
(実施の形態4)
図17は、本実施の形態4に係る基地局装置1700の構成を示す図である。基地局装置1700は、図1に示す本実施の形態1に係る基地局装置100において、ビットカウンター108の代わりに基準ビットカウンター1701を有するものである。なお、図1と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【0116】
受信バッファ105、UW検出器106、タイミング判別部107、基準ビットカウンター1701、スロットカウンター109、移動局用タイミングレジスタ110及び送信バッファ111は、同期装置1702を構成している。
【0117】
基準ビットカウンター1701は、入力した基準信号より、ビット単位にて定期的に基準信号と同期を取り、オーバーフローした際にはオーバーフロー信号をタイミング判別部107とスロットカウンター109へ出力する。基準ビットカウンター1701は、オーバーフローする毎に次のフレームになったことを通知するものである。ここで、基準信号とは、標準電波(日本国内では40kHzまたは60kHzで発信されている電波)またはGPS衛星からの測位用電波(GPS)等に基づく信号である。
【0118】
タイミング判別部107は、基準ビットカウンター1701からオーバーフロー信号が入力した場合には、UW検出器106から入力したUW検出のタイミング情報と図示しない制御部から入力したあらかじめ設定されている基準受信タイミング情報とを比較し、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報である遅延情報を移動局用タイミングレジスタ110及びUW検出器106へ出力する。なお、基地局装置1700の動作は、図3と同一であるので説明は省略する。
【0119】
このように、本実施の形態4によれば、上記実施の形態1の効果に加えて、基準信号に基づいて遅延情報を作成して送信することができるので、基地局装置と移動局との双方で高精度な発振器を持つ必要がなく、基地局装置と移動局を簡単な構成にすることができて製造容易であるとともに安価に製造することができる。
【0120】
(実施の形態5)
図18は、本実施の形態5に係る基地局装置1800の構成を示す図である。基地局装置1800は、図1に示す本実施の形態1に係る基地局装置100において、双方向バス1801及び制御コンピュータ1802を追加するものである。なお、図1と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【0121】
受信バッファ105、UW検出器106、タイミング判別部107、ビットカウンター108、スロットカウンター109、移動局用タイミングレジスタ110及び送信バッファ111は、同期装置1803を構成している。
【0122】
双方向バス1801は、受信バッファ105、送信バッファ111及び制御コンピュータ1802を接続するものであり、受信バッファ105から制御コンピュータ1802へ受信信号を伝送するとともに、制御コンピュータ1802から送信バッファ111へ送信信号を伝送する。
【0123】
制御コンピュータ1802は、受信バッファ105から双方向バス1801を経由して入力した受信信号を処理するとともに、各移動局等へ送信する送信信号を双方向バス1801を経由して送信バッファ111へ出力する。また、制御コンピュータ1802は、移動局との通信を開始する前の初期遅延情報を双方向バス1801を介して送信バッファ111へ出力する。なお、基地局装置1800の動作は、図3と同一であるので、その説明は省略する。
【0124】
このように、本実施の形態5によれば、上記実施の形態1の効果に加えて、制御コンピュータ等の双方向バスに接続される機器は、各移動局とのタイミング調整を意識することなく信号の送受信を行うことができるので、制御コンピュータ等の双方向バスに接続されている機器の付加を軽減することができるとともに、制御コンピュータ等の双方向バスに接続されている機器を低消費電力にすることができる。
【0125】
なお、上記実施の形態1〜5においては、基地局装置と移動局との間にて通信する場合について説明したが、これに限らず、固定局と通信端末装置との間にて通信するものであれば適用することができる。
【0126】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送信側は、通信中に受信側から所定の周期で受け取る情報に基づいて、同期のずれ幅が大きくならないようにタイミングを調整しながら送信を行うので、受信側にて確実に同期を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の実施の形態1に係る移動局の構成を示すブロック図
【図3】本発明の実施の形態1に係る基地局装置の動作を示すフロー図
【図4】本発明の実施の形態1に係る基地局装置と移動局との通信方法を示す模式図
【図5】本発明の実施の形態1に係る送信信号のフレーム構成を示す図
【図6】本発明の実施の形態1に係る移動局から送信される送信信号の送受信タイミングを示す図
【図7】本発明の実施の形態1に係る基地局装置における受信信号の受信タイミングを示す図
【図8】本発明の実施の形態1に係る移動局から送信される送信信号の送信タイミングを示す図
【図9】本発明の実施の形態1に係る基地局装置における受信信号の受信タイミングを示す図
【図10】本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図11】本発明の実施の形態2に係る参照テーブルを示す図
【図12】本発明の実施の形態2に係る基地局装置の動作を示すフロー図
【図13】本発明の実施の形態3に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図14】本発明の実施の形態3に係る基地局装置の動作を示すフロー図
【図15】本発明の実施の形態3に係る基地局装置と移動局との通信方法を示す模式図
【図16】本発明の実施の形態3に係る基地局装置における送信信号の送信タイミングを示す図
【図17】本発明の実施の形態4に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図18】本発明の実施の形態5に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図19】従来の基地局装置と移動局との通信方法を示す模式図
【図20】従来のTDMAのスロット割り当て及び基地局装置における受信タイミングを示す図
【図21】従来の基地局装置の構成を示す図
【符号の説明】
100 基地局装置
106 UW検出器
107 タイミング判別部
108 ビットカウンター
109 スロットカウンター
110 移動局用タイミングレジスタ
114 同期装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置及び同期方法に関し、特に受信側にて時分割多重された受信信号の同期を取る通信装置及び同期方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、周波数の有効利用や高効率のデータ転送を行うため、時分割多重通信を行う通信システムが増えている。時分割多重通信の概念を、図19〜図21を用いて説明する。図19において、移動局1902、移動局1903及び移動局1904は、固定局1901の電波の届く範囲(サービスエリア)の中を自由に動いており、固定局1901は、移動局1902、移動局1903及び移動局1904と通信している。そのときの通信のタイミングを図20に示す。移動局1902、移動局1903、移動局1904は、図20(a)に示すように、各スロット別々に通信時間を割り当てられており、そのタイミングで通信を行う。しかし移動局はサービスエリアの中を移動しているため、その距離や電波の経路に変動が生じ、固定局1901での受信タイミングは、図20(b)(c)に示すように、第1フレームや第2フレームのように変動している。
【0003】
従来の時分割多重通信の同期装置2100は、図21のような構成になっている。受信バッファ2101は、受信信号を一時的に蓄積して図示しない復調部へ出力する。ユニークワード(以下「UW」と記載する)検出器2102は、スロット内のUWを検出し、受信データの中にUWを検出するとタイミング判別部2103へUWの受信タイミング情報を出力する。タイミング判別部2103は、UW検出部2102から入力したUWの受信タイミングの情報と時分割多重された各移動局の受信信号が互いに干渉することがないようにあらかじめ設定されている基準タイミングとのタイミング差を検出する。そして、タイミング判別部2103は、検出したタイミング差をタイミング判別結果として出力することにより、次回受信時には図示しないタイミング制御部がタイミング判別結果に対応したタイミング制御を行う(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−289499号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の通信装置及び同期方法においては、送信側は受信側が同期を保持することができるか否かに関わりなくデータを送信するので、受信側は、UWを検出するために設定されている所定の時間内以上に遅延して信号を受信した場合には、同期を保持することができないという問題がある。特に、送信側がセル間をハンドオーバしながら移動する移動局である場合には、セルエッジの移動局は基地局装置から最も離れており、セルエッジの移動局から送信された信号の基地局装置における受信タイミングは、あらかじめ基地局装置にて設定されている受信タイミングと大きく異なるものである。このような場合、受信側の基地局装置は、所定の時間内にUWを検出することができないため、同期を保持することができないという問題がある。
【0006】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、送信側は受信側より受け取った受信タイミング情報を考慮して送信タイミングを調整することにより、受信側にて確実に同期を保持することができる通信装置及び同期方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信装置は、時分割多重された複数の通信相手の各受信信号の受信タイミングとあらかじめ設定された基準受信タイミングとのタイミング差を複数回検出するタイミング判別手段と、前記タイミング判別手段にて前記タイミング差を検出する毎に前記タイミング差の情報を前記通信相手へ送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【0008】
この構成によれば、複数回検出したタイミング差の情報を検出する毎に通信相手に通知することにより、通信相手はタイミング差の情報を参照して送信タイミングを設定することができるので、通信相手から送信された信号の受信側における受信タイミングが大幅にずれてしまうことを防止することができ、受信側にて確実に同期を保持することができる。
【0009】
本発明の通信装置は、前記構成において、受信信号に含まれる既知信号を検出する既知信号検出手段を具備し、前記タイミング判別手段は、前記既知信号検出手段により検出された前記既知信号の検出タイミングと前記基準受信タイミングとの差を前記タイミング差として検出する構成を採る。
【0010】
この構成によれば、前記効果に加えて、各通信相手に固有のユニークワード等の既知信号を用いて受信タイミングを検出することができるので、正確に受信タイミングを検出することができる。
【0011】
本発明の通信装置は、前記構成において、受信信号の電界強度を測定する電界強度測定手段と、電界強度と前記タイミング差とが関連付けられたタイミング差設定用情報を記憶する記憶手段とを具備し、前記タイミング判別手段は、前記電界強度測定手段にて測定された電界強度を用いて、前記記憶手段にて記憶されている前記タイミング差設定用情報を参照することにより前記タイミング差を検出する構成を採る。
【0012】
この構成によれば、前記効果に加えて、あらかじめ記憶されているタイミング差設定用情報を参照してタイミング差を選択するだけでタイミング差を求めることができるので、タイミング差の情報を簡単な方式にて取得することができる。
【0013】
本発明の通信装置は、前記構成において、受信信号に含まれる既知信号を検出する既知信号検出手段を具備し、前記タイミング判別手段は、前記既知信号検出手段により検出された前記既知信号の検出タイミングと前記基準受信タイミングとの第1タイミング差を求めるとともに、前記第1タイミング差と前記記憶手段にて記憶されている前記タイミング差設定用情報を参照することにより検出した第2タイミング差より、前記タイミング差を検出する構成を採る。
【0014】
この構成によれば、前記効果に加えて、受信信号の電界強度より通信相手が近づいているのかまたは遠ざかっているのかを判断することができることにより、タイミング差を検出する際に電界強度の情報を考慮することができるので、通信相手が高速に移動する場合においても、正確なタイミング差を求めることができる。
【0015】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記送信手段は、各通信相手が最初に送信する際の各通信相手の初期送信タイミングの情報を上位局より取得し、通信相手が送信を開始する前に取得した前記初期送信タイミングの情報を前記通信相手へ送信する構成を採る。
【0016】
この構成によれば、前記効果に加えて、例えば基地局装置と移動局との間にて通信を行う場合において、基地局装置はハンドオーバ先の基地局装置にて通信を開始するセルエッジの移動局に対して、通信を開始する前にタイミング差の情報を通知することができるので、基地局装置は通信開始時点においても確実に同期を保持することができる。
【0017】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記基準受信タイミングは、標準電波または測位用電波と同期させたものである構成を採る。
【0018】
この構成によれば、前記効果に加えて、標準電波または測位用電波と同期させた正確なタイミング差の情報を通信相手に通知することができるので、受信側において極めて正確に同期を取ることができる。
【0019】
本発明の通信相手は、上記のいずれかに記載の通信装置と通信を行う通信相手であって、前記通信相手は、受信信号に含まれる前記タイミング差の情報に基づいて、基準送信タイミングよりも前記タイミング差分早く送信信号を送信するように送信タイミングを設定する送信タイミング設定手段と、前記送信タイミング設定手段にて設定された送信タイミングにて送信信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【0020】
この構成によれば、前記効果に加えて、通信相手は、通信装置から受け取ったタイミング差の情報より通信装置の受信タイミングを知ることができるので、送信する際のタイミングを調整することができ、通信装置の受信タイミングの遅延時間を小さくすることができる。
【0021】
本発明の基地局装置は、上記のいずれかに記載の通信装置を具備する構成を採る。
【0022】
この構成によれば、基地局装置は複数回検出したタイミング差の情報を検出する毎に移動局に通知することにより、移動局はタイミング差の情報を参照して送信タイミングを設定することができるので、移動局から送信された信号の基地局装置における受信タイミングが大幅にずれてしまうことを防止することができ、基地局装置にて確実に同期を保持することができる。
【0023】
本発明の同期方法は、時分割多重された複数の通信相手の各既知信号より受信タイミングを複数回検出するステップと、検出した前記受信タイミングとあらかじめ設定されている基準受信タイミングとのタイミング差を検出するステップと、前記タイミング差を検出する毎に前記タイミング差の情報を前記通信相手へ送信するステップと、前記タイミング差の情報を受信した前記通信相手が前記タイミング差を設けて信号を送信するステップと、を具備するようにした。
【0024】
この方法によれば、複数回検出したタイミング差の情報を検出する毎に通信相手に通知することにより、通信相手はタイミング差の情報を参照して送信タイミングを設定することができるので、通信相手から送信された信号の受信側における受信タイミングが大幅にずれてしまうことを防止することができ、受信側にて確実に同期を保持することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、時分割多重された複数の通信相手の受信信号より検出した受信タイミングと各受信信号が互いに干渉せずに復調することができるようにあらかじめ設定された基準受信タイミングとのタイミング差を通信中に複数回検出して、検出したタイミング差の情報を検出する毎に通信相手へ送信し、タイミング差の情報を受信した通信相手は、受信したタイミング差の情報より所定のタイミング差を設けて信号を送信することである。
【0026】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0027】
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1に係る基地局装置100の構成を示す図である。
【0028】
受信バッファ105、UW検出器106、タイミング判別部107、ビットカウンター108、スロットカウンター109、移動局用タイミングレジスタ110及び送信バッファ111は、同期装置114を構成している。
【0029】
切り替え部102は、アンテナ101にて受信した時分割多重された各移動局の受信信号を受信部103へ出力する処理と、送信部113から入力した送信信号をアンテナ101より送信する処理とを切り替える。
【0030】
受信部103は、切り替え部102から入力した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数へダウンコンバート等して復調部104へ出力する。
【0031】
復調部104は、受信部103から入力した受信信号を復調して受信バッファ105とUW検出器106へ出力する。
【0032】
受信バッファ105は、復調部104から入力した受信データを一時的に蓄積して図示しない復号部へ出力する。
【0033】
既知信号検出手段であるUW検出器106は、復調部104から入力した受信信号よりスロット内のUWを検出し、UWを検出したタイミングである受信タイミングの情報をタイミング判別部107へ出力する。UW検出器106は、誤同期防止のため、初回のUW検出時には本来あるべきタイミングの所定のビット範囲内にてUWを検出するが、二回目以降のUW検出時には、タイミング判別部107から入力したタイミング差の情報よりタイミングのずれを考慮してUWの検出タイミングを決定する。なお、UWは、基地局装置と各移動局において互いに既知であるとともに、移動局毎に固有の所定ビット数のビット列である。
【0034】
タイミング判別部107は、ビットカウンター108からオーバーフローした旨のオーバーフロー信号が入力した場合には、UW検出器106から入力したUW検出のタイミング情報と図示しない制御部から入力したあらかじめ設定されている基準受信タイミング情報とを比較し、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報である遅延情報(例えば遅延時間の情報)を移動局用タイミングレジスタ110及びUW検出器106へ出力する。そして、タイミング判別部107は、UWを検出した場合には、ビットカウンター108をセットする。タイミング判別部107は、移動局との通信中に所定のタイミングにて複数回UWを検出し、検出する毎に遅延情報を出力する。
【0035】
ビットカウンター108は、タイミング判別部107にてセットされた後には、UW検出器106及びタイミング判別部107を経由して入力した受信信号が1ビット入力する毎に1を加算する。そして、ビットカウンター108は、1スロットでオーバーフローになり、オーバーフロー信号をスロットカウンター109及びタイミング判別部107に通知して次のUW検出に備える。ビットカウンター108は、オーバーフローする毎にオーバーフロー信号をスロットカウンター109とタイミング判別部107へ出力し、オーバーフローする毎にリセットする。
【0036】
スロットカウンター109は、ビットカウンター108からオーバーフロー信号が入力した場合には、1スロット毎に1を加算する。そして、スロットカウンター109は、1フレームでオーバーフローになり、オーバーフロー信号を移動局用タイミングレジスタ110へ出力する。
【0037】
送信手段である移動局用タイミングレジスタ110は、移動局との通信を開始する場合には、移動局との通信を開始する前のフレーム情報スロットの送信タイミングにて、上位局装置から通知された初期遅延情報(初期送信タイミングの情報)を含む送信データを送信バッファ111へ出力する。そして、移動局との通信を開始した後、移動局用タイミングレジスタ110は、タイミング判別部107から入力した遅延情報を記憶する。また、移動局用タイミングレジスタ110は、スロットカウンター109からオーバーフロー信号が入力することにより、遅延情報を送信するスロットになるまで待機し、遅延情報を送信するスロットのタイミングになった場合には記憶している遅延情報を送信バッファ111へ出力する。ここで、初期遅延情報とは、移動局との通信を開始する場合には、一般に、移動局はセルエッジに居る可能性が高いため、エルエッジの移動局から送信された信号を受信する受信タイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報である。
【0038】
送信バッファ111は、移動局用タイミングレジスタ110から入力した遅延情報を含む送信データを一時的に記憶し、フレーム情報スロットの送信タイミングにて遅延情報を含む送信データを変調部112へ出力する。
【0039】
変調部112は、送信バッファ111から入力した初期遅延情報または遅延情報を含む送信データを変調して送信部113へ出力する。
【0040】
送信部113は、変調部112から入力した初期遅延情報または遅延情報を含む送信データをベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等して切り替え部102へ出力する。
【0041】
次に、通信相手である移動局について、図2を用いて説明する。図2は、移動局200の構成を示すブロック図である。
【0042】
切り替え部202は、アンテナ201にて受信した受信信号を受信部203へ出力する処理と、送信部211から入力した送信信号をアンテナ201より送信する処理とを切り替える。
【0043】
受信部203は、切り替え部202から入力した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数へダウンコンバート等して復調部204へ出力する。
【0044】
復調部204は、受信部203から入力した受信信号を復調して遅延情報抽出部205へ出力する。
【0045】
遅延情報抽出部205は、復調部204から入力した受信信号に含まれている初期遅延情報または遅延情報を抽出して記憶部206へ出力するとともに、受信データを得る。
【0046】
記憶部206は、遅延情報抽出部205から入力した初期遅延情報または遅延情報を記憶する。そして、記憶部206は、送信指示信号が入力した場合には、記憶している初期遅延情報または遅延情報を送信タイミング生成部207へ出力する。
【0047】
送信タイミング設定手段である送信タイミング生成部207は、記憶部206から初期遅延情報または遅延情報が入力した場合には、初期遅延情報または遅延情報を参照することにより、基準送信タイミングよりも所定時間早く送信信号を送信するように送信タイミングを設定し、設定した送信タイミングにて送信されるように送信バッファ208を制御する。
【0048】
送信バッファ208は、送信タイミング生成部207の制御により所定のタイミング差を設けて送信データをUW付加器209へ出力する。
【0049】
UW付加器209は、送信バッファ208から入力した送信データに対して、UWを付加するタイミングであればUWを付加して変調部210へ出力し、UWを付加するタイミングでない場合にはUWを付加せずに変調部210へ出力する。
【0050】
変調部210は、UW付加器209から入力した送信データを変調して送信部211へ出力する。
【0051】
送信部211は、変調部210から入力した送信データをベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等して切り替え部202へ出力する。
【0052】
次に、基地局装置100の動作について、図3を用いて説明する。
【0053】
最初に、移動局用タイミングレジスタ110は、上位局から通知された初期遅延情報を取得して一時的に記憶する(ステップST301)。
【0054】
次に、移動局用タイミングレジスタ110は、移動局との通信を開始する前のフレーム情報スロットの送信タイミングにて初期遅延情報を出力し、送信部113はアンテナ101より移動局に対して初期遅延情報を送信する(ステップST302)。
【0055】
移動局との通信を開始した後、UW検出器106は、復調された受信信号よりUWを検出する(ステップST303)。
【0056】
次に、タイミング判別部107は、UWを検出したタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差を検出する(ステップST304)。
【0057】
次に、送信バッファ111は遅延情報を含む送信データを送信部113へ出力し、送信部113はアンテナ101より遅延情報を含む送信データを送信する(ステップST305)。
【0058】
そして、基地局装置100は、通信を終了するか否かを判定し(ステップST306)、通信を終了しない場合にはステップST303〜ST305の処理を繰り返す。このように、通信を終了するまで遅延情報が複数回移動局へ送信されるので、移動局は遅延情報を参照することによりその都度送信タイミングを調整することができる。
【0059】
図4は、制御局401にて制御された基地局装置100a、100bと複数の移動局200a、200b、200cとが通信を行う場合を示したものである。なお、基地局装置100bは、基地局装置100aと同様に、サービスエリア内の複数の移動局と通信を行うものであるが、図4においては省略する。また、基地局装置100a、100bは、図1の構成を有し、移動局200a、200b、200cは、図2の構成を有する。
【0060】
基地局装置100aは、図4に示すように、基地局装置100aが移動局200a、200b、200cに対してサービスを提供することができるサービスエリアであるセル半径rのセル内にて、複数の移動局200a、200b、200cと通信を行うものである。各移動局は、移動局200aが最もセルエッジから離れており、移動局200cが最もセルエッジの近くである。即ち、移動局200aが最も基地局装置100aの近くで基地局装置100aと通信するものであり、移動局100bが最も基地局装置100aから離れて基地局装置100aと通信するものである。図4の場合において、移動局200cが、ハンドオーバ元の基地局装置100bからハンドオーバ先の基地局装置100aに移動した場合には、制御局401は基地局装置100aに対してセルエッジの移動局200cの初期遅延情報を通知する。そして、基地局装置100aは、初期遅延情報を受け取った後に、移動局200cへ初期遅延情報を送信する。
【0061】
図5は、フレーム情報スロット#501を含む1フレームのフレーム構成を示したものである。なお、図5において、時間の経過とともに右方向へ進むものとする。
【0062】
図5に示すように、1フレームは、各移動局からの信号が時分割多重されている。1フレームは、フレーム情報スロット#501、移動局200aから送信されたデータ#502、移動局200bから送信されたデータ#503及び移動局200cから送信されたデータ#504の順に割り当てられている。また、フレーム情報スロット#501は、UW#505、移動局200aの遅延情報#506、移動局200bの遅延情報#507、移動局200cの遅延情報#509、その他のデータ#509及びCRC(Cyclic Redundancy Check)#510の順に割り当てられている。基地局装置100aと移動局200a、200b、200cとの実際の通信においては、図5のフレームが連続するものであり、フレーム情報スロット#501を送信するフレームとフレーム情報スロット#501を送信しないフレームとが存在する。また、フレーム情報スロット#501にて送信される遅延情報#506、#507、#508は、移動局200a、200b、200cと通信を開始する前においては、初期遅延情報である。
【0063】
次に、基地局装置100aから移動局200a、200b、200cに対して遅延情報を送信する場合としない場合の基地局装置100aの受信タイミングの相違について、図6〜図9を用いて説明する。
【0064】
最初に、基地局装置100aから移動局200a、200b、200cに対して遅延情報を送信しない場合の基地局装置100aの受信タイミングについて説明する。
【0065】
図6は、各スロットの送受信タイミングを示したものであり、図6(a)は、基地局装置100aにおける基準受信タイミングを示したものであり、図6(b)は、移動局200a、200b、200cの送信タイミングを示したものである。なお、図6において、時間の経過とともに右方向へ進むものとする。
【0066】
各移動局200a、200b、200cは、図6(a)に示す基準受信タイミングにて受信できるように、遅延等を考慮することなくあらかじめ設定されている理想送信時刻にて送信データを送信する。即ち、図6(b)に示すように、移動局200aは理想時刻t1に送信データの送信を開始し、移動局200bは移動局200aの送信データの送信が終了した理想時刻t2に送信データの送信を開始、移動局200cは移動局200bの送信データの送信が終了した理想時刻t3に送信データの送信を開始する。
【0067】
このように送信されたデータは、基地局装置100aにて図7に示す受信タイミングにて受信される。図7は、基地局装置100aにおける各スロットの受信タイミングを示したものであり、図7(a)は、基地局装置100aにおける基準受信タイミングを示したものであり、図7(b)は、図6(b)の送信タイミングにて各移動局200a、200b、200cから送信されたデータの基地局装置100aにおける受信タイミングを示したものである。なお、図7において、時間の経過とともに右方向へ進むものとする。
【0068】
図7(b)に示すように、移動局200aのデータは時刻t12に受信され、基準受信タイミングの時刻t11から(t12−t11)時間遅延して受信される。また、移動局200bのデータは時刻t14に受信され、基準受信タイミングの時刻t13から(t14−t13)時間遅延して受信される。また、移動局200cのデータは時刻t16に受信され、基準受信タイミングの時刻t15から(t16−t15)時間遅延して受信される。この場合、(t12−t11)<(t14−t13)<(t16−t15)となり、基地局装置100aからの距離が遠い移動局ほど遅延時間が大きくなる。この時、各遅延時間(t12−t11)、(t14−t13)、(t16−t15)が、UWを検出することができる所定時間よりも大きい場合には、UWを検出することができないために基地局装置100aは同期を保持することができなくなる。
【0069】
次に、基地局装置100aから移動局200a、200b、200cに対して遅延情報を送信する場合の基地局装置100aの受信タイミングについて説明する。
【0070】
図8は、各スロットの送信タイミングを示したものであり、図8(a)は、図6における各移動局200a、200b、200cの送信タイミングを示したものであり、図8(b)は、遅延情報を用いて調整した後の各移動局200a、200b、200cの送信タイミングを示したものである。なお、図8において、時間の経過とともに右方向へ進むものとする。
【0071】
図8より、移動局200aは理想送信時刻t1から(t1−t20)時間早めてデータの送信を開始する。また、移動局200bは理想送信時刻t2から(t2−t22)時間早めてデータの送信を開始する。移動局200cは理想送信時刻t3から(t3−t24)時間早めてデータの送信を開始する。
【0072】
このように送信されたデータは、基地局装置100aにて図9に示す受信タイミングにて受信される。図9は、各スロットの受信タイミングを示したものであり、図9(a)は、基地局装置100aにおける基準受信タイミングを示したものであり、図9(b)は、図8(b)の送信タイミングにて各移動局200a、200b、200cから送信されたデータの基地局装置100aにおける受信タイミングを示したものである。なお、図9において、時間の経過とともに右方向へ進むものとする。
【0073】
図9(b)に示すように、移動局200aのデータは基準受信タイミングの時刻t11に受信され、移動局200bのデータは基準受信タイミングの時刻t13に受信され、移動局200cのデータは基準受信タイミングの時刻t15に受信される。
【0074】
このように、本実施の形態1によれば、基地局装置は通信中に複数回数遅延情報を各移動局に送信し、移動局は遅延情報を受け取る毎に遅延情報を参照して送信タイミングを調整してデータを送信するので、受信側である基地局装置は移動局との距離に関わらずに確実に同期を保持することができ、時分割多重された信号を確実に復調することができる。また、基地局装置は、移動局がハンドオーバしてセルエッジにて通信を開始する前に、制御局より取得した初期遅延情報をセルエッジの移動局へ送信するので、セルエッジの移動局の受信信号であっても確実に同期を保持することができる。また、2回目以降にUWを検出する際に、タイミングずれを考慮してUW検出用の時間帯を設定することができるので、UW検出用に設定する時間帯を小さくすることができ、UWの誤検出を防ぐことができる。
【0075】
(実施の形態2)
図10は、本実施の形態2に係る基地局装置1000の構成を示す図である。基地局装置1000は、図1に示す本実施の形態1に係る基地局装置100において、電界強度測定器1001及び遅延情報レジスタ1002を追加し、移動局用タイミングレジスタ110を削除するものである。なお、図1と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【0076】
受信バッファ105、UW検出器106、タイミング判別部107、ビットカウンター108、スロットカウンター109、電界強度測定器1001、遅延情報レジスタ1002及び送信バッファ111は、同期装置1003を構成している。
【0077】
電界強度測定手段である電界強度測定器1001は、スロットカウンター109からオーバーフロー信号が入力する毎に、UW検出器106から入力した受信信号より各移動局の電界強度を測定して、電界強度情報を遅延情報レジスタ1002へ出力する。
【0078】
記憶手段である遅延情報レジスタ1002は、電界強度と遅延情報とを対応付けたタイミング差設定用情報である参照テーブルを記憶しており、電界強度測定器1001から入力した電界強度情報を用いて参照テーブルを参照することにより遅延情報を選択する。そして、遅延情報レジスタ1002は、選択した遅延情報を送信バッファ111へ出力する。
【0079】
図11は、遅延情報レジスタ1002に記憶されている参照テーブルを示したものである。電界強度情報は弱電界、中電界及び強電界に区分けされており、弱電界の場合の遅延情報は送信タイミングを時間Td1早める情報であり、中電界の場合の遅延情報は送信タイミングを時間Td2早める情報であり、強電界の場合の遅延情報は送信タイミングを時間Td3早める情報である。一般に、弱電界の場合は移動局は離れており、強電界の場合は移動局は近くにいるため、Td1>Td2>Td3となる。
【0080】
次に、基地局装置1000の動作について、図12を用いて説明する。
【0081】
最初に、遅延情報レジスタ1002は、上位局から通知された初期遅延情報を取得して一時的に記憶する(ステップST1201)。
【0082】
次に、遅延情報レジスタ1002は、移動局との通信を開始する前のフレーム情報スロットの送信タイミングにて初期遅延情報を出力し、送信部113はアンテナ101より移動局に対して初期遅延情報を送信する(ステップST1202)。
【0083】
移動局との通信を開始した後、電界強度測定器1001は、受信信号より電界強度を測定する(ステップST1203)。
【0084】
次に、遅延情報レジスタ1002は、電界強度情報を用いて参照テーブルを参照し(ステップST1204)、遅延情報を選択する(ステップST1205)。
【0085】
次に、送信バッファ111は遅延情報を含む送信データを送信部113へ出力し、送信部113はアンテナ101より遅延情報を含む送信データを送信する(ステップST1206)。
【0086】
そして、基地局装置1000は、通信を終了するか否かを判定し(ステップST1207)、通信を終了しない場合にはステップST1203〜ST1206の処理を繰り返す。このように、通信を終了するまで遅延情報が移動局へ送信されるので、移動局は遅延情報を参照することにより送信タイミングを調整することができる。
【0087】
このように、本実施の形態2によれば、上記実施の形態1の効果に加えて、電界強度を測定して、測定した電界強度情報を用いて参照テーブルを参照することにより遅延情報を得ることができるので、参照テーブルを参照するだけの簡単な方法にて遅延情報を作成することができる。
【0088】
(実施の形態3)
図13は、本実施の形態3に係る基地局装置1300の構成を示す図である。基地局装置1300は、図1に示す本実施の形態1に係る基地局装置100において、電界強度測定器1301を追加するものである。なお、図1と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【0089】
受信バッファ105、UW検出器106、タイミング判別部107、ビットカウンター108、スロットカウンター109、移動局用タイミングレジスタ110、送信バッファ111及び電界強度測定器1301は、同期装置1302を構成している。
【0090】
電界強度測定器1301は、スロットカウンター109からオーバーフロー信号が入力する毎に、UW検出器106から入力した受信信号より各移動局の所定時間における電界強度を複数回測定し、測定する毎に測定した電界強度の情報である電界強度情報をタイミング判別部107へ出力する。
【0091】
タイミング判別部107は、UW検出器106から入力したUWの検出タイミングの情報と図示しない制御部から入力したあらかじめ設定されている基準受信タイミング情報とを比較し、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差(第2タイミング差)の情報を得る。そして、タイミング判別部107は、電界強度測定器1301から入力した異なる時刻における電界強度情報を用いて、各移動局が接近しているのかまたは遠ざかっているのか等の移動状況に応じたタイミング差(第1タイミング差)を求め、UWの検出タイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報を補正することにより遅延情報を作成して移動局用タイミングレジスタ110へ出力する。なお、各移動局の移動状況に応じたタイミング差は、上記実施の形態2の図11のような参照テーブルを参照して求める方法、または電界強度とタイミング差を関係づけた所定の計算式を用いて計算により求める方法等の任意の方法を選択することができる。
【0092】
タイミング判別部107は、電界強度測定器1301から入力した各移動局における複数の電界強度情報より、時間の経過とともに電界強度が大きくなっている場合には移動局が近づいているものと判断し、時間の経過とともに電界強度が小さくなっている場合には移動局は遠ざかっているものと判断し、時間が経過しても電界強度が変化しない場合には移動局は静止しているものと判断し、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報としての時間情報から電界強度の変化量に応じた所定時間を減算または加算して遅延情報を作成する。なお、遅延情報を作成する方法の詳細については後述する。
【0093】
次に、基地局装置1300の動作について、図14を用いて説明する。
【0094】
最初に、移動局用タイミングレジスタ110は、上位局から通知された初期遅延情報を取得して一時的に記憶する(ステップST1401)。
【0095】
次に、移動局用タイミングレジスタ110は、移動局との通信を開始する前のフレーム情報スロットの送信タイミングにて初期遅延情報を出力し、送信部113はアンテナ101より移動局に対して初期遅延情報を送信する(ステップST1402)。
【0096】
移動局との通信を開始した後、UW検出器106は、復調された受信信号よりUWを検出する(ステップST1403)。
【0097】
次に、タイミング判別部107は、UWを検出したタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差を検出する(ステップST1404)。
【0098】
次に、電界強度測定器1301は、受信信号より電界強度を測定する(ステップST1405)。
【0099】
次に、タイミング判別部107は、複数の電界強度の測定結果より電界強度が大きくなっているか否かを判定する(ステップST1406)。
【0100】
電界強度が大きくなっている場合には、タイミング判別部107は、移動局が近づいているものと判断して遅延情報αを作成する(ステップST1407)。遅延情報αは、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報としての時間情報から電界強度の変化量に応じた所定時間を減算したものである。
【0101】
電界強度が大きくなっていない場合には、タイミング判別部107は、電界強度が小さくなっているか否かを判定する(ステップST1408)。
【0102】
電界強度が小さくなっている場合には、タイミング判別部107は、移動局が遠ざかっているものと判断して遅延情報βを作成する(ステップST1409)。遅延情報βは、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報としての時間情報から電界強度の変化量に応じた所定時間を加算したものである。
【0103】
電界強度が小さくなっていない場合には、タイミング判別部107は、移動局が移動していないものと判断して遅延情報γを作成する(ステップST1410)。遅延情報γは、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報としての時間情報のみからなる情報である。
【0104】
次に、送信バッファ111は遅延情報を含む送信データを送信部113へ出力し、送信部113はアンテナ101より遅延情報を含む送信データを送信する(ステップST1411)。
【0105】
そして、基地局装置1300は、通信を終了するか否かを判定し(ステップST1412)、通信を終了しない場合にはステップST1403〜ST1411の処理を繰り返す。このように、通信を終了するまで遅延情報が移動局へ送信されるので、移動局は遅延情報を参照することにより送信タイミングを調整することができる。
【0106】
図15は、制御局401にて制御された基地局装置1300a、1300bと複数の移動局200a、200b、200cとが通信を行う場合を示したものである。なお、基地局装置1300bは、基地局装置1300aと同様に、セル半径r内の複数の移動局と通信を行うものであるが、図15においては省略する。また、基地局装置1300a、1300bは、図13の構成を有し、移動局200a、200b、200cは、図2の構成を有する。また、基地局装置1300a、1300b及び移動局200a、200b、200cの動作は、図4と同一であるためその説明は省略する。
【0107】
移動局200aは、静止して基地局装置1300aと通信している。移動局200bは、基地局装置1300aに近づきながら基地局装置1300aと通信している。移動局200cは、基地局装置1300aから遠ざかりながら基地局装置1300aと通信している。
【0108】
次に、各移動局200a、200b、200cの送信タイミングについて、図16を用いて説明する。
【0109】
図16は、各移動局200a、200b、200cの送信タイミングを示したものであり、図16(a)は、各移動局200a、200b、200cにおける遅延情報を考慮しない場合の送信タイミングを示したものであり、図16(b)は、各移動局200a、200b、200cにおける遅延情報を考慮した場合の送信タイミングを示したものである。なお、図16において、時間の経過とともに右方向へ進むものとする。
【0110】
移動局200aは静止しているので、タイミング判別部107は、UW検出器106にて検出したUWの受信タイミングのみにて移動局200aへ送信する遅延情報γを作成する。そして、基地局装置1300aは、移動局200aへ作成した遅延情報γを送信する。したがって、移動局200aは、遅延情報γを参照することにより、理想送信時刻t31から受信タイミングが遅延した分の(t31−t30)時間早めてデータの送信を開始する。
【0111】
また、移動局200bは基地局装置1300aに次第に接近しているので、タイミング判別部107は、電界強度測定器1301にて測定した電界強度より電界強度の変化量に応じた遅延時間α1を求め、求めた遅延時間α1をUW検出器106にて検出したUWの受信タイミングより求めた遅延時間α2から減算して遅延情報α(α=α2−α1)を作成する。そして、基地局装置1300aは、移動局200bへ作成した遅延情報αを送信する。したがって、移動局200bは、遅延情報αを参照することにより、理想送信時刻t33から(t33−t32)時間早めてデータの送信を開始する。
【0112】
また、移動局200cは基地局装置1300aから次第に遠ざかっているので、タイミング判別部107は、電界強度測定器1301にて測定した電界強度より電界強度の変化量に応じた遅延時間β1を求め、求めた遅延時間β1をUW検出器106にて検出したUWの受信タイミングより求めた遅延時間β2に加算して遅延情報β(β=β1+β2)を作成する。そして、基地局装置1300aは、移動局200cへ作成した遅延情報βを送信する。したがって、移動局200cは、遅延情報βを参照することにより、理想送信時刻t35から(t35−t34)時間早めてデータの送信を開始する。
【0113】
このように送信されたデータは、図9(a)に示すように、基地局装置1300aにて移動局200a、200b、200cの受信信号が時間的に順次連続した状態にて受信される。即ち、基地局装置1300aは、各移動局200a、200b、200cの受信信号をあらかじめ設定されている基準受信タイミングにて受信することができる。
【0114】
このように、本実施の形態3によれば、上記実施の形態1の効果に加えて、電界強度より求めた移動局の移動状況を考慮して、UWの検出タイミングより求めた受信タイミングより遅延情報を作成するので、移動局が移動しながら通信を行っている場合において正確な遅延情報を作成することができる。
【0115】
(実施の形態4)
図17は、本実施の形態4に係る基地局装置1700の構成を示す図である。基地局装置1700は、図1に示す本実施の形態1に係る基地局装置100において、ビットカウンター108の代わりに基準ビットカウンター1701を有するものである。なお、図1と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【0116】
受信バッファ105、UW検出器106、タイミング判別部107、基準ビットカウンター1701、スロットカウンター109、移動局用タイミングレジスタ110及び送信バッファ111は、同期装置1702を構成している。
【0117】
基準ビットカウンター1701は、入力した基準信号より、ビット単位にて定期的に基準信号と同期を取り、オーバーフローした際にはオーバーフロー信号をタイミング判別部107とスロットカウンター109へ出力する。基準ビットカウンター1701は、オーバーフローする毎に次のフレームになったことを通知するものである。ここで、基準信号とは、標準電波(日本国内では40kHzまたは60kHzで発信されている電波)またはGPS衛星からの測位用電波(GPS)等に基づく信号である。
【0118】
タイミング判別部107は、基準ビットカウンター1701からオーバーフロー信号が入力した場合には、UW検出器106から入力したUW検出のタイミング情報と図示しない制御部から入力したあらかじめ設定されている基準受信タイミング情報とを比較し、UW検出のタイミングと基準受信タイミングとのタイミング差の情報である遅延情報を移動局用タイミングレジスタ110及びUW検出器106へ出力する。なお、基地局装置1700の動作は、図3と同一であるので説明は省略する。
【0119】
このように、本実施の形態4によれば、上記実施の形態1の効果に加えて、基準信号に基づいて遅延情報を作成して送信することができるので、基地局装置と移動局との双方で高精度な発振器を持つ必要がなく、基地局装置と移動局を簡単な構成にすることができて製造容易であるとともに安価に製造することができる。
【0120】
(実施の形態5)
図18は、本実施の形態5に係る基地局装置1800の構成を示す図である。基地局装置1800は、図1に示す本実施の形態1に係る基地局装置100において、双方向バス1801及び制御コンピュータ1802を追加するものである。なお、図1と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【0121】
受信バッファ105、UW検出器106、タイミング判別部107、ビットカウンター108、スロットカウンター109、移動局用タイミングレジスタ110及び送信バッファ111は、同期装置1803を構成している。
【0122】
双方向バス1801は、受信バッファ105、送信バッファ111及び制御コンピュータ1802を接続するものであり、受信バッファ105から制御コンピュータ1802へ受信信号を伝送するとともに、制御コンピュータ1802から送信バッファ111へ送信信号を伝送する。
【0123】
制御コンピュータ1802は、受信バッファ105から双方向バス1801を経由して入力した受信信号を処理するとともに、各移動局等へ送信する送信信号を双方向バス1801を経由して送信バッファ111へ出力する。また、制御コンピュータ1802は、移動局との通信を開始する前の初期遅延情報を双方向バス1801を介して送信バッファ111へ出力する。なお、基地局装置1800の動作は、図3と同一であるので、その説明は省略する。
【0124】
このように、本実施の形態5によれば、上記実施の形態1の効果に加えて、制御コンピュータ等の双方向バスに接続される機器は、各移動局とのタイミング調整を意識することなく信号の送受信を行うことができるので、制御コンピュータ等の双方向バスに接続されている機器の付加を軽減することができるとともに、制御コンピュータ等の双方向バスに接続されている機器を低消費電力にすることができる。
【0125】
なお、上記実施の形態1〜5においては、基地局装置と移動局との間にて通信する場合について説明したが、これに限らず、固定局と通信端末装置との間にて通信するものであれば適用することができる。
【0126】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送信側は、通信中に受信側から所定の周期で受け取る情報に基づいて、同期のずれ幅が大きくならないようにタイミングを調整しながら送信を行うので、受信側にて確実に同期を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の実施の形態1に係る移動局の構成を示すブロック図
【図3】本発明の実施の形態1に係る基地局装置の動作を示すフロー図
【図4】本発明の実施の形態1に係る基地局装置と移動局との通信方法を示す模式図
【図5】本発明の実施の形態1に係る送信信号のフレーム構成を示す図
【図6】本発明の実施の形態1に係る移動局から送信される送信信号の送受信タイミングを示す図
【図7】本発明の実施の形態1に係る基地局装置における受信信号の受信タイミングを示す図
【図8】本発明の実施の形態1に係る移動局から送信される送信信号の送信タイミングを示す図
【図9】本発明の実施の形態1に係る基地局装置における受信信号の受信タイミングを示す図
【図10】本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図11】本発明の実施の形態2に係る参照テーブルを示す図
【図12】本発明の実施の形態2に係る基地局装置の動作を示すフロー図
【図13】本発明の実施の形態3に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図14】本発明の実施の形態3に係る基地局装置の動作を示すフロー図
【図15】本発明の実施の形態3に係る基地局装置と移動局との通信方法を示す模式図
【図16】本発明の実施の形態3に係る基地局装置における送信信号の送信タイミングを示す図
【図17】本発明の実施の形態4に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図18】本発明の実施の形態5に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図19】従来の基地局装置と移動局との通信方法を示す模式図
【図20】従来のTDMAのスロット割り当て及び基地局装置における受信タイミングを示す図
【図21】従来の基地局装置の構成を示す図
【符号の説明】
100 基地局装置
106 UW検出器
107 タイミング判別部
108 ビットカウンター
109 スロットカウンター
110 移動局用タイミングレジスタ
114 同期装置
Claims (9)
- 時分割多重された複数の通信相手の各受信信号の受信タイミングとあらかじめ設定された基準受信タイミングとのタイミング差を複数回検出するタイミング判別手段と、前記タイミング判別手段にて前記タイミング差を検出する毎に前記タイミング差の情報を前記通信相手へ送信する送信手段と、を具備することを特徴とする通信装置。
- 受信信号に含まれる既知信号を検出する既知信号検出手段を具備し、前記タイミング判別手段は、前記既知信号検出手段により検出された前記既知信号の検出タイミングと前記基準受信タイミングとの差を前記タイミング差として検出することを特徴とする請求項1記載の通信装置。
- 受信信号の電界強度を測定する電界強度測定手段と、電界強度と前記タイミング差とが関連付けられたタイミング差設定用情報を記憶する記憶手段とを具備し、前記タイミング判別手段は、前記電界強度測定手段にて測定された電界強度を用いて、前記記憶手段にて記憶されている前記タイミング差設定用情報を参照することにより前記タイミング差を検出することを特徴とする請求項1記載の通信装置。
- 受信信号に含まれる既知信号を検出する既知信号検出手段を具備し、前記タイミング判別手段は、前記既知信号検出手段により検出された前記既知信号の検出タイミングと前記基準受信タイミングとの第1タイミング差を求めるとともに、前記第1タイミング差と前記記憶手段にて記憶されている前記タイミング差設定用情報を参照することにより検出した第2タイミング差より、前記タイミング差を検出することを特徴とする請求項3記載の通信装置。
- 前記送信手段は、各通信相手が最初に送信する際の各通信相手の初期送信タイミングの情報を上位局より取得し、通信相手が送信を開始する前に取得した前記初期送信タイミングの情報を前記通信相手へ送信することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の通信装置。
- 前記基準受信タイミングは、標準電波または測位用電波と同期させたものであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の通信装置。
- 請求項1から請求項6のいずれかに記載の通信装置と通信を行う通信相手であって、前記通信相手は、受信信号に含まれる前記タイミング差の情報に基づいて、基準送信タイミングよりも前記タイミング差分早く送信信号を送信するように送信タイミングを設定する送信タイミング設定手段と、前記送信タイミング設定手段にて設定された送信タイミングにて送信信号を送信する送信手段と、を具備することを特徴とする通信相手。
- 請求項1から請求項6のいずれかに記載の通信装置を具備することを特徴とする基地局装置。
- 時分割多重された複数の通信相手の各既知信号より受信タイミングを複数回検出するステップと、検出した前記受信タイミングとあらかじめ設定されている基準受信タイミングとのタイミング差を検出するステップと、前記タイミング差を検出する毎に前記タイミング差の情報を前記通信相手へ送信するステップと、前記タイミング差の情報を受信した前記通信相手が前記タイミング差を設けて信号を送信するステップと、を具備することを特徴とする同期方法。
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