JP2015097359A - Td-lte radio base station and synchronization method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は無線基地局に係り、特にTD-LTE無線システムに対応した無線基地局間の同期方法に関する。 The present invention relates to a radio base station, and more particularly to a synchronization method between radio base stations corresponding to a TD-LTE radio system.
無線基地局の同期をとる方法には、大別して、(1)衛星測位システム(GPS: Global Positioning System)の受信機を無線基地局に備え、GPS信号に同期させる方法、(2)IP等のパケットプロトコルネットワークに同期させる方法、および(3)他の隣接する同期化された無線基地局(以下、Donor基地局と呼ぶ。)に対し従属同期させる方法が、一般的に広く知られている。いずれの方法にも長短があり、GPS衛星を捕捉し難い地理的条件であったり、無線基地局が収容されるネットワーク条件によって同期精度が得にくい条件であったりするので、制約条件(システム構築条件)に応じた使い分けがなされる。(3)の無線基地局間で同期をとる方法は、このような制約条件が発生するときや、無線基地局間の同期のために特別な受信系回路を必要としないTDD(Time Division Duplex)方式の無線基地局では、有効な同期方法のひとつである。 Methods for synchronizing radio base stations can be broadly classified as follows: (1) A satellite positioning system (GPS: Global Positioning System) receiver equipped in a radio base station and synchronized with GPS signals, (2) IP, etc. A method of synchronizing with a packet protocol network and (3) a method of subordinate synchronization with other adjacent synchronized radio base stations (hereinafter referred to as Donor base stations) are generally well known. Each method has its pros and cons, and it is difficult to acquire GPS satellites, or it is difficult to obtain synchronization accuracy depending on the network conditions in which wireless base stations are accommodated. ) Is used properly according to. The method of synchronizing between radio base stations in (3) is TDD (Time Division Duplex) that does not require a special receiving system circuit when such constraints occur or for synchronization between radio base stations This is one of the effective synchronization methods in the system radio base station.
TDD方式の無線基地局間の同期に関しては、Donor基地局に対する初期同期捕捉後の同期維持方法が課題となる。無線基地局が有するクロック生成部の精度に応じて一定時間経過毎に同期を維持する必要があるが、TDD方式の無線基地局間の同期維持では、自無線基地局配下で通信中の移動端末に対する送信タイミングにおいて、何らかの方法にてDonor基地局からのリファレンス同期信号を参照し、それに同期状態を維持させなければならない。特に、TD-LTE無線システムでは、隣接する他の無線基地局との干渉影響の観点から、3GPP(Third Generation Partnership Project)にてタイミング同期精度(3us以内)の規定がなされており高い同期維持精度が求められる。 As for synchronization between TDD-type radio base stations, a method of maintaining synchronization after initial synchronization acquisition for the Donor base station becomes an issue. Although it is necessary to maintain synchronization at every elapse of a certain time according to the accuracy of the clock generation unit possessed by the radio base station, in maintaining synchronization between radio base stations of the TDD scheme, the mobile terminal communicating under its own radio base station The reference synchronization signal from the Donor base station must be referred to by some method at the transmission timing for the, and the synchronization state must be maintained. In particular, in the TD-LTE wireless system, timing synchronization accuracy (within 3us) is defined by 3GPP (Third Generation Partnership Project) from the viewpoint of interference effects with other adjacent radio base stations, and high synchronization maintenance accuracy Is required.
特許文献1によれば、TDD無線基地局間の同期方法として、無線基地局装置が、基地局間同期モードと通常通信モードの2モードを持つことにより、「端末との通信時に基地局間同期をとろうとすることに伴って発生する不具合を防止する」としている。すなわち、所定時間毎に、通常通信モードと基地局間同期モードとを切り替え、基地局間同期モードでDonor基地局からの同期信号に対してスライディング相関をとることによって、同期ずれ量を検出および補正する。その基地局間同期モードの間、無線基地局装置は端末へスリープモードを通知することで、端末側には異常状態であると認識させることなく、また、端末の消費電力を節約することができる。
According to
特許文献1によれば、端末側は不意に通信断に陥ったことにはならず、またスリープモードであるが故にその間の電力消費を低減できるメリットはあるが、Donor基地局との同期維持動作の際に、自無線基地局の配下で通信している端末に対し、意図的に無線基地局側よりスリープモードを通知するため、たとえ微小時間であっても端末の通信断は余儀なくされ、運用・サービスの継続という点で課題がある。
According to
開示するTD-LTE無線基地局は、同期化された他のTD-LTE無線基地局であるDonor基地局からの第1の下り同期信号を受信して基地局間同期を行うTD-LTE無線基地局である。TD-LTE無線基地局は、Donor基地局から受信した第1の下り同期信号を検波し、同期検波タイミング情報を出力する同期検波部、およびDonor基地局との同期確立後に、同期検波タイミング情報を参照して、Donor基地局との同期タイミング差分を検出し、同期タイミング差分の補正が必要なときに、Donor基地局からの第1の下り同期信号を参照するために、該TD-LTE無線基地局が送信する第2の下り同期信号の一部を送信停止する制御部を備える。 The disclosed TD-LTE radio base station receives a first downlink synchronization signal from a Donor base station that is another synchronized TD-LTE radio base station, and performs inter-base station synchronization. Station. The TD-LTE radio base station detects the first downlink synchronization signal received from the Donor base station, outputs the synchronous detection timing information, and after establishing synchronization with the Donor base station, provides the synchronous detection timing information. Referring to the TD-LTE radio base in order to detect the synchronization timing difference with the Donor base station and refer to the first downlink synchronization signal from the Donor base station when the synchronization timing difference needs to be corrected. A control unit that stops transmission of a part of the second downlink synchronization signal transmitted by the station is provided.
本発明によれば、端末との通信への影響を発生させることなく、基地局間の同期を維持することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to maintain the synchronization between base stations, without producing the influence on communication with a terminal.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施形態の無線システムの概要図である。本無線システムは、すでに同期化されているTD-LTE無線基地局200が構成する無線ネットワークの隣接局として、TD-LTE無線基地局300が導入され、TD-LTE無線基地局200から到来する下り同期信号400に対して、TD-LTE無線基地局300が同期および同期維持するケースを説明する。以下、TD-LTE無線基地局を、単に無線基地局と呼ぶ。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a wireless system according to this embodiment. In this radio system, a TD-LTE
本実施形態の概要を説明する。無線基地局300は、同期化された無線基地局200であるDonor基地局からの下り同期信号を受信して基地局間同期を行う無線基地局である。ここでの基地局間同期は、無線基地局200に無線基地局300を同期させることである。無線基地局300は、Donor基地局200から受信した下り同期信号を検波し、同期検波タイミング情報を出力する。無線基地局300は、Donor基地局200との同期確立後に、同期検波タイミング情報を参照して、Donor基地局200との同期タイミング差分を検出する。同期タイミング差分の補正が必要なときに、Donor基地局200からの第1の下り同期信号を参照するために、無線基地局300は、無線基地局300が送信すべき下り同期信号の一部を送信停止する。
An outline of the present embodiment will be described. The
図1を参照して、無線通信ネットワークの構築エリアを説明する。図1において、無線通信ネットワーク200−1および300−1のエリアは、それぞれ無線基地局200と300によって構築される。無線基地局200と無線基地局300の間の伝搬路損失は、基地局と端末のアンテナ利得差や、無線基地局の設置条件が端末位置に比べ高所であり、見通しの良い条件であることを考慮すると、エリア境界に存在する端末100との間の伝搬路損失と比しても少ない。伝搬路損失が少ないことを利用して、無線基地局300は、すでに同期化された、隣接の無線基地局200からの下り同期信号400を参照して同期を確立し、エリア300−1を構築する。
With reference to FIG. 1, the construction area of the wireless communication network will be described. In FIG. 1, the areas of the radio communication networks 200-1 and 300-1 are constructed by
図2は、無線基地局200からの下り同期信号400を参照する無線基地局300の構成である。無線基地局300は、RFスイッチ308、同期検波部301、基準周波数生成部303、制御部304、およびBB信号処理部305を有する。
FIG. 2 shows a configuration of the
RFスイッチ308は、無線基地局300において、TDD方式のための送受信信号経路を切替えるスイッチであり、BB信号処理部305から出力される制御信号501によって送受信信号経路を切替える。RFスイッチ308の初期状態、すなわち、無線基地局300が同期確立される前のSBY(スタンバイ)状態は、非同期状態であるため、制御信号501が指示する経路は受信経路となるように選択され、無線基地局(Donor基地局)200からの下り同期信号400を受信する。
The
同期検波部301は、RFスイッチ308を経由して受信した下り同期信号400であるPSS(Primary Synchronization Signal)ならびにSSS(Secondary Synchronization Signal)の同期検波を行う。同期検波部301によって検出された同期検波タイミング情報は、制御部304に出力され、制御部304は、無線基地局300自身の同期タイミングとの差分を検出し、同期タイミングの補正が必要か否かを判定する。制御部304による差分判定結果(差分と補正の要否)は、基準周波数生成部303に出力される。
The
基準周波数生成部303は、制御部304から入力する差分判定結果をもとに、無線基地局300が必要とするタイミング精度範囲内に収まるように、端末100との周波数同期維持範囲内で無線基地局300の基準周波数を微調整する。
Based on the difference determination result input from the
制御部304は、差分判定結果を基に、無線基地局300が送出する下り同期信号PSSおよびSSSを一定周期毎に送信停止させる(制御信号500を出力する)。この送信停止の周期は、制御部304の内部パラメータによって設定される。
Based on the difference determination result, the
図3は、BB信号処理部305の構成図である。BB信号処理部305は、制御部304から、一定周期毎に送信停止させる制御信号500を入力する
BB信号処理部305は、無線基地局300の送受信信号のディジタル信号処理(説明を省略する3GPPに規定される上りBB信号処理および下りBB信号処理)を担うブロックである。PSSおよびSSSの信号送信を、制御信号500によってNULL信号送信に切り替えるセレクタ306、セレクタ306で選択されたセレクタ出力信号をIFFT(高速逆フーリエ変換)処理するIFFT部307、およびRFスイッチ308の送受信経路を切替えるための制御信号501を出力するTx/Rx切替信号生成部309を含む。
FIG. 3 is a configuration diagram of the BB
以上のような構成において、無線基地局300が、無線基地局200との間で実行する基地局間同期捕捉および同期維持について説明する。同期捕捉とは同期を確立する(同期確立状態に遷移する)過程を意味し、同期維持とは同期確立状態を継続する意味で用いる。
Inter-base station synchronization acquisition and synchronization maintenance performed by the
図4は、同期捕捉ならびに同期維持に利用する、Donor基地局である無線基地局200からの下り同期信号400の例である。図4は、無線基地局300の同期検波部301で検波する下り同期信号400のフレーム構成と検出すべきPSS/SSSの信号を示す。同期捕捉ならびに同期維持の以下の説明では、無線基地局200からの下り同期信号400は、図4に示すように、3GPPで規定されるUL/DL Config設定値が4である。
FIG. 4 is an example of a
TD-LTEシステムの下り同期信号400は、1フレームを10msとした構成であり、1フレームに1msのサブフレーム10個(サブフレーム番号0〜9)を含む。UL/DL Config設定値が4のときの各サブフレームには、図示するD、UおよびSがそれぞれ割当され、D及びUのフレームを用いてDown Link信号及びUp Link信号が時分割複信(時分割による双方向通信)される。Sと表記するスペシャルサブフレームは、3GPPに規定されるSpecial subframe config設定値に従い、Down Link用、Up Link用、又はGuard用として利用される。TD-LTEシステムにおいては、図4に示すサブフレーム番号0と1のサブフレーム、およびサブフレーム番号5と6のサブフレームの2か所に、PSSとSSSが配置される。同期検波部301は、この信号(2か所のPSSとSSS)に対してスライディング相関をとることで同期検波する。
The
図5は、無線基地局300の状態遷移を示すシーケンス図である。図5を参照しながら、無線基地局300の同期捕捉手順を説明する。無線基地局300は、起動直後はSBY状態として制御部304で管理され(S550)、Donor基地局である無線基地局200からの下り同期信号400を検出し(S551)、その後、無線基地局200との間の伝搬遅延補正を行い、同期確立状態(ACT)に遷移する(S552)。同期確立状態(ACT)に遷移した後、同期維持制御を開始し(S553)、自身の無線基地局としての電波送出が可能となるが、SBY状態からACT状態への同期確立への遷移にあたっては、図5に示す同期手順Aの段階にて、無線基地局300の動作モードの確定(UL/DL Config情報取得)と、無線基地局200との間の伝搬遅延補正が必要となる。
FIG. 5 is a sequence diagram illustrating state transition of the
図6は、制御部304が実行する同期維持の制御手順を示すフローチャートである。まず、制御部304は、制御周期Tにより、同期維持の制御手順を繰り返し実行する。制御周期Tは、無線基地局300と通信する、無線基地局300配下の端末へのPSS/SSSの送信停止のための制御周期である。制御周期Tに従い、PSS/SSSの送信停止周期が定まる。制御周期Tは、無線基地局の電波環境や端末との無線データの送受信レベルに合わせて任意に設定する。
FIG. 6 is a flowchart showing a synchronization maintenance control procedure executed by the
制御部304は、図5に示す、制御部304で管理する、無線基地局300のシステム状態(ACT/SBY)を判別する(S601)。システム状態がSBYのときは、同期捕捉が完了していないので、制御部304は、処理を終了する。システム状態がACTのとき、制御部304は、図2に示した同期維持部302より入力する差分判定結果をもとに、タイミング差分補正が必要か否かを判定する(S602)。補正が必要なずれの時間を示す、判定するための閾値は、制御部304に設定したパラメータで任意に可変できる。タイミング差分補正が必要でない場合は、制御手順を終了する。
The
タイミング差分補正が必要な場合は、制御部304は、無線基地局300の所定のタイミング精度範囲内に収まるよう、端末との周波数同期維持範囲内で無線基地局300の基準周波数を、基準周波数生成部303に微調整させる(S603)。制御部304は、PSS/SSS送信停止を行うための制御信号500をBB信号処理部305に送信する(S604)。この制御信号500は、図4に示すサブフレーム番号0と1のPSS/SSSを限定的に送信停止するような制御信号であり、サブフレーム番号5と6のPSS/SSSの送信停止はしない。制御信号500は、BB信号処理部305の内部のTx/Rx切替信号生成部309へも入力され、Tx/Rx切替信号生成部309は、PSS/SSS送信停止のタイミング区間中に(Null出力中に)、無線基地局200からの下り同期信号を参照するためのRFスイッチ308用の制御信号501を生成する。たとえば、制御周期Tを40ms(4サブフレーム毎)と設定した場合、同期維持動作中の無線基地局300の下り送信信号、制御信号500及び制御信号501のタイミングチャートは図7のようになる。制御信号500の制御レベル“0”、“1”と、セレクタ306の“0”、“1”ポート番号とを連動させ、制御信号501は、“0”がRx mode、“1”がTx modeとして動作する。
When the timing difference correction is necessary, the
図6及び図7で説明した一連の動作を、制御部304に設定する制御周期T毎に繰り返し実行することで、端末との同期維持を継続しつつ、無線基地局200との同期維持を行うことができる。
By repeating the series of operations described in FIG. 6 and FIG. 7 for each control cycle T set in the
上述した実施例では、4サブフレーム毎の同期維持動作としているが、制御周期Tは無線基地局300にて可変できるので、無線基地局の基準周波数精度や、様々な設置環境に応じて適用可能である。
In the above-described embodiment, the synchronization maintaining operation is performed every four subframes. However, since the control cycle T can be changed in the
100…端末、200…Donor基地局、300…無線基地局、301…同期検波部、303…基準周波数生成部、304…制御部、305…BB信号処理部、306…セレクタ、307…IFFT部、308…RFスイッチ、309…Tx/Rx切替信号生成部、400…Donor基地局からの下り同期信号、500…PSS/SSS送信用制御信号、501…RFスイッチ切替用制御信号。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記Donor基地局から受信した前記第1の下り同期信号を検波し、同期検波タイミング情報を出力する同期検波部、および
前記Donor基地局との同期確立後に、前記同期検波タイミング情報を参照して、前記Donor基地局との同期タイミング差分を検出し、前記同期タイミング差分の補正が必要なときに、前記Donor基地局からの前記第1の下り同期信号を参照するために、該TD-LTE無線基地局が送信する第2の下り同期信号の一部を送信停止する制御部を備えることを特徴とするTD-LTE無線基地局。 A TD-LTE radio base station that receives a first downlink synchronization signal from a Donor base station that is another synchronized TD-LTE radio base station and performs inter-base station synchronization,
Detecting the first downlink synchronization signal received from the Donor base station, and outputting the synchronous detection timing information, and after establishing synchronization with the Donor base station, refer to the synchronous detection timing information, The TD-LTE radio base station detects a synchronization timing difference with the Donor base station and refers to the first downlink synchronization signal from the Donor base station when the synchronization timing difference needs to be corrected. A TD-LTE radio base station comprising a control unit that stops transmission of a part of a second downlink synchronization signal transmitted by a station.
前記Donor基地局から受信した前記第1の下り同期信号を検波し、同期検波タイミング情報を出力し、
前記Donor基地局との同期確立後に、前記同期検波タイミング情報を参照して、前記Donor基地局との同期タイミング差分を検出し、
前記同期タイミング差分の補正が必要なときに、前記Donor基地局からの前記第1の下り同期信号を参照するために、該TD-LTE無線基地局が送信する第2の下り同期信号の一部を送信停止することを特徴とするTD-LTE無線基地局の基地局間同期方法。 A synchronization method between base stations of a TD-LTE radio base station that receives a first downlink synchronization signal from a Donor base station that is another synchronized TD-LTE radio base station, the TD-LTE radio base The station
Detecting the first downlink synchronization signal received from the Donor base station, and outputting synchronous detection timing information;
After establishing synchronization with the Donor base station, with reference to the synchronous detection timing information, detect a synchronization timing difference with the Donor base station,
Part of the second downlink synchronization signal transmitted by the TD-LTE radio base station to refer to the first downlink synchronization signal from the Donor base station when the synchronization timing difference needs to be corrected TD-LTE radio base station synchronization method between base stations, characterized in that the transmission is stopped.
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JP2020523821A (en) * | 2017-06-08 | 2020-08-06 | クアルコム,インコーポレイテッド | Techniques and apparatus for configuring resources for synchronization in a wireless backhaul network |
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2013
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