JPH11285060A - 移動無線通信システムの無線同期はずれ検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間に容易に無線フレーム同期はずれを検
出する。 【解決手段】 ＣＰＵ１８は、同期はずれ検出時刻にな
ると、不揮発性メモリ１９からスロット番号とチャネル
番号を読み出した後、該当スロットにおいてＵＷ検出器
１４がＵＷ（ユニークワード）を受信できたかをチェッ
クし、ＵＷ検出器１４がＵＷを検出すると、同期はずれ
検出器１７から受け取った位相ずれ情報に基づいて、自
局タイミングとのずれが許容範囲内かどうかを判断す
る。許容範囲外であった場合には、同期はずれと判断
し、再同期処理へと移行する。一方、許容範囲内であっ
た場合には、同期はずれでないと判断し、同期はずれ検
出動作を終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基地局間で無線同
期を必要とするＴＤＭＡ（Time Division Multiple Acc
ess）−ＴＤＤ（Time Division Duplex）移動無線通信
システムに関し、特にシステム運用中に基地局間で無線
フレーム再同期を自動的に行うための移動無線通信シス
テムの無線同期はずれ検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＨＳ（Personal Handyphone System）
においては、自律分散システムが基本となっており、無
線フレーム同期は必要ないシステムである。しかしなが
ら、現実には基地局数の増大や不感地対策のためのスポ
ット増設などによって、基地局が比較的密な状態に設置
されているため、無線干渉が発生している。

【０００３】そのために、無線フレーム同期を行うこと
で干渉を軽減させることが必要となっている。また、無
線資源の有効利用を図るためにも無線フレーム同期は必
要不可欠となっている。

【０００４】従来の基地局間同期方法の一例が、特開平
８−２８００５９号公報および特開平８−２８００６１
号公報に記載されているが、この内容によれば、周辺移
動機または周辺基地局から受信されるＵＷ（ユニークワ
ード）が送信フレームの先頭スロットと末尾スロットに
おいて同フレーム内で受信される場合、基地局の送受信
フレーム検出が行えるものである。

【０００５】また、別の一例として同期すべき相手基地
局（または専用のフレーム同期信号送出基地局）からの
受信信号を解析し、絶対スロット番号を割り出し、その
情報に基づいてフレームの先頭を算出し、無線フレーム
同期を実施するという方法もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のシステムでは、次のような問題がある。システ
ム運用中には、同期精度を確保するため、定期的に無線
フレーム同期はずれ検出を行う必要がある。しかしなが
ら、特開平８−２８００５９号公報および特開平８−２
８００６１号公報の方式は、周辺移動機または周辺基地
局から受信されるＵＷ（ユニークワード）が送信フレー
ムの先頭スロットと末尾スロットにおいて同フレーム内
で受信される場合、基地局の送受信フレーム検出が行え
るものであることから、同期はずれ検出動作時には上記
条件が達成されている必要があり、確実に検出できると
はいいがたい。

【０００７】さらに、前述した２つの従来技術とも、す
べてのスロットにおいて受信状態にする必要があり、そ
の間のシステム運用停止は避けられない。ところが、同
期精度を確保するため、同期はずれ検出をせず、無条件
に同期動作を実施した場合、基地局数の多い、また日々
基地局配置が変化する可能性のあるＰＨＳにおいては、
システムが収束せず不安定となる可能性が大であり、シ
ステム運用停止となりかねないため、同期はずれ検出が
必要不可欠である。

【０００８】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、予め同期していた相手基地局（または専用のフ
レーム同期信号送出基地局）から送出される基準信号
（制御チャネル等）のスロット位置を記憶しておき、定
期的にそのスロットのみ受信動作を行うことにより、Ｕ
Ｗ（ユニークワード）を検出することで、短時間に容易
に無線フレーム同期はずれを検出できる移動無線通信シ
ステムの無線同期はずれ検出方法を提供することを目的
としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項１記載の発明では、少なくとも、基地
局間で無線フレーム同期を必要とする無線基地局とから
なる移動無線通信システムの無線同期はずれ検出方法で
あって、前回同期完了した時に使用した相手スロットの
位置とその時のチャネル番号とでユニークワードを受信
するステップと、前記受信したユニークワードのスロッ
ト先頭タイミングに従ってフレームタイミングを生成す
るステップと、自局のフレームタイミングと前記生成し
たフレームタイミングとの位相を比較するステップと、
前記比較の結果、互いの位相差が許容範囲外である場
合、同期はずれであると判別するステップとを有するこ
とを特徴とする

【００１０】また、請求項２記載の発明では、請求項１
記載の移動無線通信システムの無線同期はずれ検出方法
において、前記一連のステップは、予め設定された時刻
に、自動的に動作することを特徴とする。

【００１１】この発明では、無線基地局は、前回同期実
施時に基準としたスロット位置とチャネル番号を記憶す
るための不揮発性メモリを有しており、いつでも自分が
過去にどのスロット位置でフレームタイミングを決定し
たかを知ることができる。したがって、記憶しているス
ロット位置でのみ定期的にＵＷ（ユニークワード）受信
動作を実施するだけで、現在のフレームタイミングと基
準フレームタイミングがずれているか否かを判定するこ
とが可能となる。また、この場合、ある特定のスロット
位置でのみ受信動作を行えば良いため、システムの運用
停止を伴わないように自動的に実現することが可能とな
る。したがって、無線フレーム同期を必要とする移動無
線通信システムにおいて、無線フレーム同期はずれ検出
を、システム運用停止を伴わないよう容易に行い、必要
最小限の基地局のみ再同期動作を実施させることでシス
テム全体の無線フレーム同期精度を確保することが可能
となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。 Ａ．実施形態の構成 図１は、本発明の実施形態によるＰＨＳ通信のシステム
を示すブロック図である。図において、移動端末局１と
基地局装置２ａ〜２ｃは、各々無線回線によって接続さ
れている。また、基地局装置２ａ〜２ｃは、各々、交換
機３とディジタル有線回線によって接続されている。こ
こで、図４は、通常時のスロット使用方法を示す概念図
である。基地局送信スロットは、スロットＡ〜Ｄの４つ
のスロットからなり、スロットＡを送信用制御チャネ
ル、スロットＢ〜Ｄをそれぞれ移動機ＰＳ１、ＰＳ２、
ＰＳ３との通話チャネルに用いる。また、基地局受信ス
ロットは、スロットＡ'〜Ｄ'の４つのスロットからな
り、スロットＡ'を受信用制御チャネル、スロットＢ'〜
Ｄ'をそれぞれ移動機ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３との通話
チャネルに用いる。このシステムでは、基地局装置２ａ
〜２ｃ間の無線フレーム同期は、基準基地局４から送信
される基準信号に同期し実現するものである。ただし、
基準基地局４は、基地局装置２ａ〜２ｃのいずれかで置
き換えられてもよい。

【００１３】次に、図２は、基地局装置２ａ〜２ｃの動
作を説明するための基地局装置内部の構成を示すブロッ
ク図である。図２において、アンテナ１０は、電波を送
受信するために使用される。ＲＦスイッチ１１は、送受
信時に適宜切り替えられ、送信時には送信系へ接続さ
れ、受信時には受信機へ接続されるように無線制御部１
５により制御される。受信機１２は、アンテナ１０で受
信された信号を増幅し、フィルタリング処理を行い、復
調器１３に供給する。復調器１３は、受信機１２によっ
て受信され、増幅された信号を復調し、ディジタル信号
へ変換してＵＷ（ユニークワード）検出器１４に供給す
る。ＵＷ検出器１４は、受信データからＵＷ（ユニーク
ワード）を検出し、スロット先頭タイミングを生成し、
無線制御部１５およびフレーム先頭位置検出器１６に供
給する。無線制御部１５は、無線側（送信系、受信系）
の制御を実施するとともに、後述する有線制御部２１と
の間でデータ授受を行う。

【００１４】次に、ＵＷ（ユニークワード）検出信号切
替スイッチＳＷ１は、通常、ＯＦＦ状態となり、同期は
ずれ検出動作を実施する際のみに無線制御部１５によっ
てＯＮ状態に制御される。フレーム先頭位置検出器１６
は、ＵＷ検出器１４から受け取ったスロット先頭タイミ
ングからフレームタイミングを生成し、同期はずれ検出
器１７に供給する。同期はずれ検出器１７は、無線制御
部１５から受け取った自局のフレームタイミングとフレ
ーム先頭位置検出器１６から受け取ったフレームとの位
相ずれを検出し、ＣＰＵ１８に供給する。

【００１５】ＣＰＵ１８は、基地局全体の制御を実施す
る。特に、ＣＰＵ１８は、予めプログラム（または任意
に変更可能なパラメータ）により設定されている時刻に
同期はずれ検出動作を開始し、同期はずれ検出を実施す
る契機を各部へ指示するとともに、同期はずれ検出器１
７で行われる、該自局のフレームタイミングとフレーム
先頭位置検出器１６から供給されるフレームタイミング
との位相比較によって得られる位相ずれが許容範囲であ
るか否かを判定する。なお、該同期はずれ検出動作につ
いては後述する。

【００１６】不揮発性メモリ１９は、予め同期した基準
基地局から送信された信号がどのスロット位置であった
か、チャネル番号はいくつであったかを記憶する。不揮
発性メモリ１９には、あらかじめ、基地局起動時または
再同期完了時に、基準基地局より受信した時の相手のス
ロット位置と受信したチャネル番号が記憶される。送信
系２０は、無線制御部１５から供給される送信データを
変調後増幅し、ＲＦスイッチ１１を介してアンテナ１０
から送信する。有線系制御部２１は、有線側の制御を実
施するとともに、無線制御部１５とのデータ授受を行
う。ＤＳＵ２２は、交換機３との物理インタフェースを
終端する。

【００１７】Ｂ．実施例の動作 次に、本実施例の動作について詳細に説明する。図３
は、基本動作を説明するためのフローチャートである。
まず、通常、運用中においては、ステップＳ１で、リト
ライカウンタｔ＝０とする。リトライカウンタｔは、Ｕ
Ｗを検出できなかった場合における同期はずれ検出動作
の繰り返し動作回数である。次に，ステップＳ２で、定
期的に再同期実施時刻が到来したかどうかをチェックす
る。ここで、再同期実施時刻が到来したことを検出した
場合には、同期はずれ検出動作を開始するために、ステ
ップＳ３へ移行する。ステップＳ３では、ＣＰＵ１８が
不揮発性メモリ１９からスロット番号とチャネル番号を
読み出す。その後、ステップＳ４へ移行し、無線制御部
１５と有線回線制御部２１へ同期はずれ検出動作を行う
旨を通知する。

【００１８】次に、ステップＳ５で、該当スロットにお
いてＵＷを受信できたかをチェックする。ここで、同期
はずれ検出時のスロットの使用状況の一例を図５に示
す。図５では、基地局送信スロットのスロットＢの位置
で同期検出している。そして、ＵＷ検出器１４がＵＷ
（ユニークワード）を検出できなかった場合には、ステ
ップＳ６へ進み、ｔ＝ｓであるか、すなわち、リトライ
カウンタｔが予め設定されている許容リトライ回数ｓに
達したか否かを判断し、達していなければ、ステップＳ
７で、リトライカウンタｔを「１」だけインクリメント
した後、ステップＳ４へ戻る。以下、予め設定されてい
る許容リトライ回数ｓまでは、該当スロットでの受信動
作リトライを繰り返す。これは、フェージングなどの影
響により一瞬受信不可能となった場合を考慮し、救済す
ることが目的である。そして、リトライアウトした場合
は、同期はずれと判断し、ステップＳ１０へ進み、再同
期処理へと移行する。

【００１９】一方、許容リトライ回数ｓ以内にＵＷ検出
器１４がＵＷを検出できた場合には、ステップＳ８へ進
み、同期はずれ検出器１７から受け取った位相ずれ情報
に基づいて、ＣＰＵ１８が自局タイミングとのずれが許
容範囲内かどうかを判断する。このとき、許容範囲外で
あった場合には、同期はずれと判断し、ステップＳ１０
へ進み、再同期処理へと移行する。ここで、同期はずれ
が発生している場合のタイミングチャートを図６に示
す。また、許容範囲内であった場合には、同期はずれで
ないと判断し、ステップＳ９へ進む。ここで、同期はず
れが発生していない場合のタイミングチャートを図７に
示す。ステップＳ９では、無線制御部１５と有線回線制
御部２１へ同期はずれ検出動作を終了した旨を通知し、
リトライカウンタｔをリセットした後、ステップＳ１に
戻り、上述したステップＳ１〜Ｓ１０を基本動作として
継続する。

【００２０】さらに詳細を以下に説明する。上述したス
テップＳ４では、ＣＰＵ１８が同期はずれ検出を実施す
る時刻を認識した場合、不揮発性メモリ１９から前回同
期完了した時に使用した相手スロットの位置とその時の
チャネル番号とを読み出し、該当スロットでのみ読み出
したチャネル番号で受信動作できるよう、無線制御部１
５と有線制御部２１へ通知する。したがって、該当スロ
ットタイミングになった場合、無線制御部１５はＵＷ検
出信号切替スイッチＳＷ１をＯＮにし、フレーム先頭位
置検出器１６へスロット先頭タイミングを与える。その
後、フレーム先頭位置検出器１６はＵＷ検出器１４から
受け取ったスロット先頭タイミングに従ってフレームタ
イミングを生成し、同期はずれ検出器１７へタイミング
を供給する。

【００２１】同時に、同期はずれ検出器１７は、無線制
御部１５から自局のフレームタイミングを受け取り、該
自局のフレームタイミングとフレーム先頭位置検出器１
６から供給されるフレームタイミングとの位相比較を行
う。この位相ずれをＣＰＵ１８へ引き渡し、この位相ず
れが許容範囲内であるか否かを判定する。つまり、ここ
で位相ずれが許容値以上であった場合、同期はずれが発
生していると判断し、再同期処理を実施する。

【００２２】このように、上記実施例では、前回同期し
たスロット位置を記憶しておき、該当スロットのみで受
信動作を行うため、他スロットで通信中の呼を継続させ
ながら同期はずれ検出を行うことが可能となっている。
また、本実施例では再同期実施時刻を予め設定しておく
だけで、自動的に実施されるため、常に無線フレーム同
期状態を保つことが可能となっている。さらに、同期は
ずれ検出時刻は、任意に設定可能なため、再同期方法に
よって時間がかかる場合には、トラフィックの少ない真
夜中（たとえばＡＭ３：００〜ＡＭ５：００頃）に実施
するよう設定することが可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下に示す効果が得られる。 （１）過去に同期した相手のスロット位置を記憶してい
るので、該当スロットのみ受信動作を行って、ＵＷ検出
することで、通信中の呼を継続させたまま無線同期はず
れ検出を行うことができるという利点が得られる。 （２）無条件にすべての基地局において再同期処理を実
施させず、本発明による無線同期はずれ検出により、必
要な基地局のみ再同期処理を実施させることができ、不
必要な再同期によるシステム運用停止が発生しないよう
にすることができるという利点が得られる。 （３）同期はずれ検出時には、相手スロットでのＵＷを
検出するだけで同期はずれの有無を判定可能であるた
め、ソフトウェアおよびハードウェアの規模を縮小で
き、基地局コスト軽減につながるという利点が得られ
る。 （４）同期はずれ検出動作の開始契機を、各々の基地局
に開始時刻を設定することによって自動的にできるの
で、比較的基地局数の多いＰＨＳにおいても自動的に実
施でき、このため、運用上の負荷が軽減できるという利
点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ＰＨＳにおけるシステム構成例を示すブロッ
ク図である。

【図２】 ＰＨＳ基地局装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】 無線同期はずれ検出アルゴリズムを説明する
ためのフローチャートである。

【図４】 通常のスロット使用方法の一例を示す概念図
である。

【図５】 Ｂスロットの位置で同期検出する一例を示す
概念図である。

【図６】 同期ずれが発生していない場合の一例を示す
タイミングチャートである。

【図７】 同期ずれが発生している場合の一例を示すタ
イミングチャートである。

【符号の説明】

１ 移動機 ２ａ〜２ｃ 基地局 ３ 交換機 ４ 基準基地局 １０ アンテナ １１ スイッチ １２ 受信機 １３ 復調器 １４ ＵＷ検出器 １６ フレームヘッダ検出器 １７ 同期ずれ検出器 １５ 無線制御部 ＳＷ１ 切替スイッチ １８ ＣＰＵ １９ 不揮発性メモリ ２０ 送信系 ２１ 有線制御部 ２２ ＤＳＵ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、基地局間で無線フレーム同
   期を必要とする無線基地局とからなる移動無線通信シス
   テムの無線同期はずれ検出方法であって、 前回同期完了した時に使用した相手スロットの位置とそ
   の時のチャネル番号とでユニークワードを受信するステ
   ップと、 前記受信したユニークワードのスロット先頭タイミング
   に従ってフレームタイミングを生成するステップと、 自局のフレームタイミングと前記生成したフレームタイ
   ミングとの位相を比較するステップと、 前記比較の結果、互いの位相差が許容範囲外である場
   合、同期はずれであると判別するステップとを有するこ
   とを特徴とする移動無線通信システムの無線同期はずれ
   検出方法。
2. 【請求項２】 前記一連のステップは、予め設定された
   時刻に、自動的に動作することを特徴とする請求項１記
   載の移動無線通信システムの無線同期はずれ検出方法。