JP2674314B2 - Tdmaセルラ・システムにおける同期および等化 - Google Patents

Tdmaセルラ・システムにおける同期および等化

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JP2674314B2 JP2509617A JP50961790A JP2674314B2 JP 2674314 B2 JP2674314 B2 JP 2674314B2 JP 2509617 A JP2509617 A JP 2509617A JP 50961790 A JP50961790 A JP 50961790A JP 2674314 B2 JP2674314 B2 JP 2674314B2
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  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、同期および等化に関する。
さらに詳しくは、本発明は時分割多元接続(TDMA)セ
ルラ・システムにおけるシステム同期および等化に関す
る。
発明の背景 複数のセルからなる陸上移動時分割多元接続または多
重アクセス(TDMA)無線システムにおいては、加入者と
通信中のセルとの間で同期をとる必要がある。しかしな
がら、加入者の移動に起因して伝搬遅延量が加入者によ
り異なってしまうために、加入者送信の着信時間を進め
たり遅らせたりして、セルとの同期を確保しなければな
らない。そして、全ての送信を通信チャンネル時分割多
重(TDM)スロット構造に同期しかつ維持するため、加
入者に同期情報を与えなければならない。
一つの方法として、有効情報を加入者が送出する前に
十分なガード時間(guard time)を与えて、最も予定さ
れている伝送に対処する方法がある。その場合、この加
入者は自己のその後の伝送を進め、セルと同期するよう
に指示される。既知の同期シーケンスはすべての伝送に
重畳されており、セル同期を維持するために用いられ
る。
セルラTDMAシステムにおける問題点は、(加入者がセ
ル間を移動するため)隣接セルはハンドオフの候補につ
いて隣接セル内の加入者をモニタしなければならないこ
とである。そのため、第1図に示すように、加入者が自
己のホスト・セルに同期する(ただし、ホストからの各
自の距離を考慮して)と、加入者伝送は隣接セルの伝送
と同期しなくなる(なぜならば、隣接セル・サイトから
の各自の距離の関係が反対である可能性があるためであ
る。例えば、第1図に示す移動加入者M1およびM2はとも
にセルサイトAと通信しているが、セルサイトAから見
て加入者M2の方が加入者M1よりも30マイルだけ遠い位置
にいる。つまり、その分だけ伝搬遅延が大きいことにな
る。そこで、加入者M1から送信されセルサイトAが受信
した時間スロットM1の終端の直後に加入者M2からの時間
スロットM2が着信することを補償する(第2C図参照)た
め、加入者M2が予め自己の伝送を8ビット分だけ進めて
おく(第2B図)。48Kbpsの伝送速度における8ビット分
の時間間隔は、電磁波が大体30マイルを伝搬するのに要
する時間間隔と同じである。こうして、M2の伝送はM1の
終端に接するように進められる。
一方、隣接セルサイトBから見た場合、加入者M1はM2
よりも遠くかつM2の伝送が予め進められているので、時
間スロットM1の着信が遅れて時間スロットM2に重なって
しまい(第2D図の網目部で示される)、時間スロットM1
の最終部分と時間スロットM2の最初の部分が衝突してし
まう。もし同期情報その他隣接セルに必要な情報が時間
スロットの最初部分にあると、上記衝突の際に同期情報
が失われてしまう。
ワイヤレス伝送は、レシーバの途中にある多くの物体
および障害で反射する。その結果、送信される情報の個
々のビットを正しく検出するためには、等化器は受信す
るさまざまな時間的に分散したエコーを時間的に整合さ
せ、各ビットについて判定しなければならない。従っ
て、レシーバは、既知のシーケンスに対して各エコー内
に存在する同期シーケンスを相関させ、各エコーの相関
定数を得ることにより、これらの時間的に分散したエコ
ーを時間的に整合させて、等化のための時間分散係数を
求めることができる。相関定数および時間分散関数が得
られると、伝搬条件が変化し、時間分散特性を変えるま
で、後続の情報を検出すること(およびもし保存されて
いれば、遡及的に前の情報を検出すること)が可能であ
る。適当等化は演算集約的であるが、係数を適応して、
時間的に時間分散特性を追跡する。同期/等化シーケン
スの着信からの時間(ビット数によって測定される)が
長ければ長いほど、適応等化に対する必要性は高くな
る。適応等化についてのより広範な説明は、Shahid Qur
eshi,Adaptive Equalization,IEEE Communications Mag
azine,March1982,0163−6804/82/0300−0009,pp9−16に
おいてみることができる。
汎欧州デジタル・セルラ(Pan−European Digital Ce
llular)システムは、ミッドアンブル(mid−amble)を
用いるTDMAセルラ・システムであり、同期情報は時間ス
ロットの中間に現われる。そのデータ・レートおよびス
ロット長での固定等化は順時間方向および逆時間方向の
両方における確実な検出に十分であるので、このシステ
ムでは問題は生じなかった。しかし、米国におけるデー
タ・レートおよびスロット長では、逆時間方向における
確実な検出のためには適応等化が必要であり、等化器の
複雑さがかなり増加し、同期シーケンス以前の時間分散
エコーを保存するため膨大なメモリを必要とする。
本発明は、これらの欠点を克服し、以下の特定の利点
を実現することを目的とする。
発明の概要 時分割多元接続(TDMA)セルラ・システムにおいて、
同期/等化方式が提供される。この方式は、隣接セルに
おける同期情報の保全性を維持するため、TDMスロット
の開始から十分離れた同期情報を与え、かつ、十分確実
に回復するために同期情報の前の情報を適応等化する必
要があるほど、スロットの開始からそれほど離れていな
い該同期情報を与える段階によって構成される。
同期情報とスロットの終端との間のほぼ中間におい
て、追加情報を与え、その情報に基づき等化を再トレイ
ニング(retrain)することができることにより、等化
はさらに向上される。
従って、等化器は、同期情報以前の情報に対し遡及的
な非適応等化を行ない、該同期情報以降の情報に対し適
応等化を行ない、そしてTDM内の他の部分の既知のビッ
ト・シーケンスを利用して再トレイニングする。追加情
報は、特定のセルを識別する既知のビット・シーケンス
から成る。
図面の説明 本発明のさらなる目的,特長および利点は、添付の図
面と共に以下の詳細な説明からより明らかになり、本発
明の好適な実施例において実施するための最良の形態に
ついて理解されよう。ただし、この例はこれに限定され
るものではない。
第1図は、本発明によって解決される問題および本発
明の好適な実施例が動作する環境を示す。
第2A図ないし第2D図は、問題点および本発明の好適な
実施例によって提供される解決を示すタイミング図であ
る。
このような装置の典型的な実施例の一つは、本譲受人
であるMotorola社に譲渡された米国特許第4,829,543号B
orth et al.において示されており、読者の便宜を図る
ため、従来技術の図として本明細書に内包されている。
詳細な説明 本発明は、同期情報(S/S)をTDMスロットの開始から
十分離れて配置することにより、同期情報の保全性が維
持され、かつ前のスロットの終端と衝突しないことに着
目している。さらに、衝突を避ける範囲で同期をできる
だけ前に配置することにより、適応等化器ではなく固定
係数等化器によりデータの遡及的検出が可能になる。こ
の方法は、演算集約性がはるかに低減され、メモリ要件
を大幅に低減する(なぜならば、遡及的な処理用に情報
を保持する量が少なくてすむためである)。
本発明の好適な実施例では、時間スロットの開始から
16ビット(48Kbpsで30マイルの距離差の2倍)後に(す
なわち、第2D図の網目部の直後に)同期情報が与えら
れ、それにより隣接セルで必要な追加ガード時間を与え
る。そのため、遡及的な処理用に16ビットのみを保存す
るだけでよく(それによりメモリ要件を大幅に低減
し)、また、時間分散特性がこの16ビット期間中に大幅
に変化する可能性は極めて少ないので、遡及的な適応等
化の必要がなくなり(それにより等化の複雑度が大幅に
低減される)。制御情報(隣接セルには重要でない情
報)は、スロットの最初の16ビットで送出される。
さらなる改善として、すべての送信の必須の一部とし
て定期的に交換される、ホスト・セルを識別する既知の
ビット・シーケンス(CC:“color code"またはデジタル
監視音声トーン(Digital Supervisory Audio Tone):D
SAT)は、スロット内の若干後で(ただし、第2D図の網
目部を避けて)送出することができ、それによりこのシ
ーケンスは隣接セルに対しても利用可能になる。このよ
うに配置されると、シーケンス上で相関するので、適応
等化器を再トレイニングするために利用可能となる。こ
の目的のため、同期シーケンスとスロット終端との間の
中間が最適である。
このような分離セル識別フィールドの付随する利点
は、送信の別の部分(例えば、デジタル化音声メッセー
ジまたは誤り訂正情報)を解読せずに、このフィールド
は容易に検出できることである。そのため、このフィー
ルドは基本的な音声に対応していない走査型レシーバに
よっても(ハンドオフ用の加入者候補の確認のために)
利用でき、その結果、ハードウェアおよび処理が大幅に
簡略化される。さらに、このフィールドは時間スロット
内で有利な位置にあるためそのまま受信されるので、他
のセルから音声メッセージを不適切に復元する際に生じ
る(異なる「color code」との)同一チャンネル干渉
(co−channel interference)を能動的にミューティン
グ(音声ミューティング)するために容易に利用でき
る。
本発明の付随する利点には、遡及的な適応等化(およ
びそれに付随する演算上の犠牲)を除去することがで
き、メモリ要件を大幅に低減することがある。
時分割多元接続(TDMA)セルラ・システムにおいて、
同期/等化方式が提供され、この方式は、隣接セルにお
ける同期情報の保全性を維持するため、TDMスロットの
開始から十分離れた同期情報を与え、かつ、十分確実に
回復するために同期情報の前の情報を適応等化する必要
がないように、スロットの開始からそれほど離れていな
い該同期情報を与える段階によって構成される。
同期情報とスロットの終端との間のほぼ中間におい
て、追加情報を与え、その情報に基づき等化を再トレイ
ニング(retrain)することができることにより、等化
はさらに向上される。
従って、等化器は、同期情報以前の情報に対し遡及的
な非適応等化を行ない、該同期情報以降の情報に対し適
応等化を行ない、そしてTDMスロット内の他の部分の既
知のビット・シーケンスを利用して再トレイニングす
る。追加情報は、特定のセルを識別する既知のビット・
シーケンスから成る。
上記の説明は、隣接セルにおいてのみ関係があるの
で、加入者/システム間通信に対してのみ意義がある。
上記の発明を実施するための手段は容易に構築でき、
当業者には明らかである。このような装置の典型的な実
施例の一つは、本譲受人であるMotorola社に譲渡された
米国特許第4,829,543号Borth et al.において示されて
おり、読者の便宜を図るため、従来技術の図として本明
細書に内包されている。本発明の好適な実施例について
説明してきたが、本発明の他の変形および修正は可能で
あることは当業者に明らかである。これらおよびその他
の変形例および適応例は、添付のクレームの範囲内にあ
るものとする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04Q 7/26 7/30 7/38 (72)発明者 グーデ,スティーブン・ハワード アメリカ合衆国イリノイ州パラティン、 ナンバー314・ウェスト・ウッド140 (56)参考文献 特開 昭57−206141(JP,A) 特開 昭62−260436(JP,A) 特開 平1−149623(JP,A) 特開 平1−300721(JP,A) 特開 昭63−292838(JP,A)

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報の受信に続く該情報の処理に際し適応
    等化を利用する時分割多重アクセス(TDMA)セルラシス
    テムにおいて同期および等化を可能にするために、TDM
    スロット内に同期情報を与える方法であって: 隣接セルでの同期情報の衝突を避けるようにTDMスロッ
    トの開始端から時間的に離れたところに同期情報を与え
    る段階であって、 該同期情報の受信に続き、該同期情報に先行する情報の
    非適応等化を行えるほどTDMスロットの開始端に十分近
    いところに該同期情報を与える段階; によって構成されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】隣接セルにおいて衝突を受けない後続の追
    加情報を与え、該追加情報に基づき等化の再トレイニン
    グが可能である追加情報を与える段階; をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項1記
    載の方法。
  3. 【請求項3】前記同期情報とスロット終端との間に追加
    情報が与えられることを特徴とする請求項2記載の方
    法。
  4. 【請求項4】前記追加情報が、セルを識別するビット・
    シーケンスであることを特徴とする請求項2記載の方
    法。
  5. 【請求項5】ビット・シーケンスを用いて、ハンドオフ
    候補を確認することを特徴とする請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】ビット・シーケンスを用いて、音声ミュー
    ティングを行なうことを特徴とする請求項4記載の方
    法。
  7. 【請求項7】情報の受信に続く該情報の処理に際し適応
    等化を利用する時分割多重アクセス(TDMA)セルラシス
    テムにおいて同期および等化を可能にするために、TDM
    スロット内に同期情報を与える方法であって: 隣接セルでの同期情報の衝突を避けるようにTDMスロッ
    トの開始端から時間的に離れたところに同期情報を与え
    る段階であって、 該同期情報の受信に続き、該同期情報に先行する情報の
    非適応等化を行えるほどTDMスロットの開始端に十分近
    いところに該同期情報を与える段階;および 隣接セルにおいて衝突を受けない後続の追加情報を与
    え、該追加情報に基づき等化の再トレイニングが可能で
    ある追加情報を与える段階; によって構成されることを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】情報の受信に続く該情報の処理に際し適応
    等化を利用する時分割多重多重アクセス(TDMA)セルラ
    システムにおいて同期および等化を可能にするために、
    TDMスロット内に同期情報を与える方法であって: 隣接セルでの同期情報の衝突を避けるようにTDMスロッ
    トの開始端から時間的に離れたところに同期情報を与え
    る段階であって、 該同期情報の受信に続き、該同期情報に先行する情報の
    非適応等化を行えるほどTDMスロットの開始端に十分近
    いところに該同期情報を与える段階;および 同期情報位置とスロット終端との間に、等化の再トレイ
    ニングを可能とする追加情報を与える段階; によって構成されることを特徴とする方法。
  9. 【請求項9】情報の受信に続く該情報の処理に際し適応
    等化を利用する時分割多重接続(TDMA)セルラ・システ
    ムにおける同期および等化方法であって: 受信したTDMスロット内の同期情報に先行する情報に対
    して、遡及的な非適応等化を行なう段階;および 該同期情報以降の情報に対して、適応等化を行なう段
    階; によって構成されることを特徴とする方法。
  10. 【請求項10】既知のビット・シーケンスを利用して適
    応等化を再トレイニングする段階; をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項9記
    載の方法。
  11. 【請求項11】既知のビット・シーケンスが、セルを識
    別するシーケンスであることを特徴とする請求項10記載
    の方法。
  12. 【請求項12】情報の受信に続く該情報の処理に際し適
    応等化を利用する時分割多重接続(TDMA)セルラ・シス
    テムにおける同期および等化方法であって: 同期情報の受信後に、該同期情報に先行する情報に対し
    非適応等化を行なう段階; 該同期情報以降の情報に対し適応等化を行なう段階;お
    よび TDMスロット内の他の部分の既知のビット・シーケンス
    を利用して適応等化を再トレイニングする段階; によって構成されることを特徴とする方法。
  13. 【請求項13】情報の受信に続く該情報の処理に際し適
    応等化を利用する時分割多重接続(TDMA)セルラ・シス
    テムにおける同期および等化装置であって: 同期情報の受信後に、該同期情報に先行する情報に対し
    非適応等化を行なう手段;および 前記手段に結合され、該同期情報以降の情報に対し適応
    等化を行なう手段; によって構成されることを特徴とする装置。
  14. 【請求項14】前記の適応等化手段に結合され、TDMス
    ロット内の他の部分の既知のビット・シーケンスを利用
    して、適応等化を再トレイニングする手段; をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項13記
    載の装置。
  15. 【請求項15】既知のビット・シーケンスが、セルを識
    別するビット・シーケンスであることを特徴とする請求
    項14記載の装置。
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