JPH0654895B2 - 複局送信位相同期方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の無線ゾーンでサービスエリアを構成し
て、各無線ゾーンに基地局を配置し、該各基地局からサ
ービスエリア内で共通の無線チャネルによって同一信号
を同時送信する移動通信方式において、各基地局から送
信される信号間の位相ずれを測定し、位相ずれが存在す
る基地局は信号の送信タイミングの遅延量を調整するこ
とにより位相同期を確立する複局送信位相同期方式に関
するものである。

〔従来の技術〕

自動車電話等の複数の無線ゾーンによりサービスエリア
を構成する移動通信方式において移動局を呼び出す場合
には、各基地局から同じ周波数を用いて同一の呼出信号
を同時送信する方法が有利である。この場合、移動局は
無線ゾーンの重複している場所では複数の基地局の送信
信号を同時に受信するため、各基地局の送信タイミング
がずれていると移動局の受信する信号は位相のずれた波
形が重なったものとなり受信誤りの発生が多くなる。

従来、この送信信号の位相を一致させる方法としては、
第１図に示すように、回線制御局１から各下り回線５、
６により基地局２、３に同時に信号を送信し、基地局
２、３では異なる周波数の無線チャネル７、８を用いて
該信号を送信し、受信周波数を変えることのできる位相
同期用受信機４によって周波数を変えて順次受信し、上
り回線９を使って前記送信元の回線制御局１に送信し、
回線制御局１では各基地局２、３ごとに送信信号と受信
信号の遅延量を測定し、例えば基地局２の遅延量を基準
として基地局３の下り回線６の可変遅延回路１１を調整
して、基地局２と３の位相を同期させる方法が行なわれ
ている。

また、サービス中の位相同期の監視は回線制御局１から
送信した信号を各基地局で折り返して回線制御局１で受
信し、その送信から受信までの折り返し時間の変化を監
視することによって行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したような従来の技術では、サービス中の位相同期
の監視は回線制御局と基地局の間の折り返し時間に対し
てのみ行なわれるため、回線制御局と基地局の間の回線
が原因となる位相ずれに関しては有効な監視が行なわれ
るが、他の原因による位相ずれを検出できないという欠
点があった。

また、上記の監視によって位相ずれを検出し、無線区間
を含めた信号の送信タイミングを調整する場合には、各
基地局でサービスに用いている無線チャネルとは別に調
整用のチャネルを必要とするという欠点があった。

本発明はこのような従来の欠点に鑑み、位相同期調整の
ための特別な無線チャネルを設けることなく常時正確な
位相同期の監視と調整が可能な方式を提供することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明によれば、上述の目的は、前記特許請求の範囲に
記載した手段により達成される。

すなわち、本発明は複数の無線ゾーンによりサービスエ
リアを構成し、各基地局から共通の無線チャネルを用い
て同一の信号を複局同時送信する移動通信方式におい
て、無線チャネルに各基地局個別のタイムスロットを設
けて、各基地局は基準となる基地局と自局のタイムスロ
ット内の識別符号の時間差を測定し、該時間差から位相
ずれを算出することによって、送信信号の位相同期の監
視および調整を行なうことを特徴としている。

〔実施例〕

第２図は本発明の１実施例の構成を示す図であって、１
２は回線制御局、１３は位相同期をとる際の基準となる
基地局（基準局）、１４は位相同期をとる際に位相を調
整する基地局（調整局）、１５位相同期用受信機（以下
受信機という）、１６、１７は下り信号回線、１８は可
変遅延回路、１９、２０はそれぞれ基準局１３および調
整局１４から送信される同一周波数の無線チャネル、２
１は受信機１５で受信した信号を調整局１４へ転送する
回線、２２は無線ゾーンを表わしている。

第２図において、回線制御局１２から基地局１３、１４
に対し下り回線１６、１７によって送信された信号は、
基地局１３（基準局）、１４（調整局）から同一周波数
の無線チャネル１９、２０によって送信され、受信機１
５によって受信されて、回線２１により調整を行なう基
地局１４（調整局）に送信される。

このときの送信信号のタイムチャートの例を第３図に示
す。

第３図において(a₁)〜(a_n)は基地局１３、１４を始めと
するｎ個の基地局から同一周波数の無線チャネル１９、
２０によって送信される信号、(b)は受信機１５により
受信した信号を示しており、２３、２６は基地局１３、
１４から同時に同一信号を送信するタイムスロットであ
り、２３は例えばフレーム同期信号、２６は情報として
送信すべき有用な情報（例：着呼信号）である。また２
４−１〜２４−ｎは各基地局からのみ送信するタイムス
ロットであり、２４−１は基準となる基地局（基準局）
１３からのみ信号を送信するタイムスロット、２４−２
は調整を行なう基地局（調整局）１４からのみ信号を送
信するタイムスロットである。

ここでタイムスロット２４−１〜２４−ｎの長さは第３
図に示すようにそれぞれＴである。また、各タイムスロ
ットの中に示してある矩形波はそれぞれ各基地局１３、
１４の識別符号を仮想的に表現したもので、これによ
り、識別符号の受信タイミングを示すことにする。

なお、第３図(b)のハッチングで示した部分は、各基地
局のタイムスロットの重畳する部分である。

回線制御局１２において、同時に送信された信号は基地
局１３（基準局）および１４（調整局）から送信する際
には、各基地局にいたるまでの回線遅延が異なるため
に、第３図(a₁)、(a₂)に示すような送信タイミングの差
Ｄを生じている。これらを受信機１５で受信すると第３
図(b)のように、複局同時送信されているタイムスロッ
ト部分は位相ずれのある信号が重畳され、波形歪によっ
て受信誤りを生ずる場合がある。しかし、各基地局が個
別に送信するタイムスロット２４−１〜２４−ｎはこの
ような位相ずれの影響を受けることなく受信でき、ま
た、タイムスロット２４−１〜２４−ｎは、このような
位相ずれの影響を受けることなく受信でき、また、タイ
ムスロット２４−１〜２４−ｎ内の識別符号の受信タイ
ミングの差Ｈを求めることにより、次式により位相ずれ
Ｄを求めることが可能である。

Ｄ＝Ｔ−Ｈ………………（１） このときＤがプラスであれば、調整局１４の位相がＤだ
け進んでいる場合である。逆にＤがマイナスであれば、
調整局１４の位相がＤだけ遅れている場合である。

また、各基地局からの信号の位相ずれがあると、有用な
情報２６が受信できないが、位相ずれをなくせばダイバ
ーシチ効果によって却って良好な特性で受信できる。

第４図は、調整局１４における位相同期監視・調整部の
構成の例を示すブロック図であって、２７は回線制御局
からの受信信号入力端子、２８は受信機１５からの受信
信号入力端子、２９は回線制御局から受信した信号に自
局の個別信号を加えた信号と送信機のＯＮ／ＯＦＦ信号
を生成する信号発生部、３０は基地局１３、１４の識別
符号の受信タイミングの差Ｈを測定する時間差測定部、
３１は送信信号とＯＮ／ＯＦＦ信号を遅延させる可変遅
延回路、３２は位相同期制御部、３３は送信機への送信
信号出力端子である。３４は送信機へのＯＮ／ＯＦＦ信
号出力端子を表わしている。

第５図は第４図に示した時間差測定部３０の構成の例を
示すブロック図であって、２８は位相同期用受信機１５
から受信信号入力端子、３５は基地局１３（基準局）の
識別符号の検出回路、３６は基地局１４（調整局）の識
別符号の検出回路、３７は３５の検出出力から３６の検
出出力までの時間を測定するタイマ、３８は位相同期制
御部３２への出力端子を表わしている。

以下に第３、４、５図によって調整局１４の位相同期監
視・調整部の動作を説明する。

第４図に示すように、回線制御局１から受信した信号は
端子２７より入力され、信号発生部２９で自局固有の信
号が付加されて第３図(a₂)のような信号が生成される。
また同時に送信機のＯＮ／ＯＦＦ信号も生成し、例え
ば、第３図(a₂)においてはタイムスロット２３、２５、
２６ではＯＮ、タイムスロット２４ではＯＦＦというよ
うな信号として出力する。

これらの信号は可変遅延回路３１を経て、端子３３、３
４から送信機へ出力され、送信機からは第３図(a₂)のよ
うな信号が送信されることになる。また基準局１３にお
いては信号発生部にて生成された信号とＯＮ／ＯＦＦ信
号が遅延調整されることなく、そのまま送信機に出力さ
れる。

一方、前述したように基準局１３および自局１４から送
信された第３図(a₁)、(a₂)に示す信号は、受信機１５で
受信され第３図(b)のような信号として、第４図の端子
２８から入力される。第５図に示すように、時間差測定
部３０は、端子２８から入力された信号から検出回路３
５によって基準局１３の識別符号を検出するとタイマ３
７をスタートし、次に検出回路３６によって自局１４の
識別符号を検出するとタイマ３７をストップして出力端
子３８に時間差Ｈを出力する。この基地局１３、１４の
識別符号の受信タイミングの差Ｈは、時間差測定部３０
によって繰り返し測定され、位相同期制御部３２に出力
される。位相同期制御部３２では前述の式（１）によ
り、ＨとＴから位相ずれＤを求め、位相ずれがある場合
は可変遅延回路３１をＤだけ調整する。

従って、基準局１３と調整局１４から送信される信号に
位相ずれがあった場合、調整局１４の位相同期監視・調
整部によって検出され、位相ずれを修正して、位相同期
が維持される。

以上の説明においては、第３図の(a₁)と(a₂)の関係によ
って２基地局の場合について述べたが、３以上の基地局
によりサービスする場合においても、基準局の周辺に位
置する調整局が直接基準局の無線チャネルを受信できれ
ば、個々の調整局が上述の動作を行なうことにより、基
準局と位相同期がとれ、調整局相互の間でも位相の同期
が確立できる。

また、識別符号の受信タイミングの差Ｈを複数回測定
し、位相同期制御部３２ではそれらを平均した値ａｖ
（Ｈ）により、位相ずれＤを算出してもよい。

すなわち、 Ｄ＝Ｔ−ａｖ（Ｈ）………………（２） これによって、Ｈに含まれる受信波形のジッタによる誤
差を小さくすることができ、より正確な位相同期の監視
・調整が可能になる。

また、位相ずれの他の測定法として識別符号の受信タイ
ミングの差Ｈを複数回測定し、位相同期制御部３２では
それらの測定値をビット長単位に量子化してから処理す
る方法を採っても良い。

第６図に量子化した測定値の度数分布例を示す。同図に
おいては、真の位相ずれが０の場合について示してい
る。大多数の測定値は受信波形のジッタによる誤差があ
ったとしても±１８０°（±0.5ビット）の範囲に分布
する。少数の測定値が離れて分布しているのは他の基地
局の識別符号を誤受信したものであり、量子化した値の
間で多数決をとることにより、これらを区別して棄却す
ることができる。さらに誤受信の測定値を取り除いた後
でも平均化を行なうことにより、ジッタ成分の除去も可
能となる。

第７図は本発明の応用例を示す図であって、３９〜４２
は無線ゾーン、４３〜４６は基地局、４７は回線制御局
を表わしている。

ここでは、各基地局の位相同期用受信機が隣接する基地
局の送信する無線チャネルしか受信できないものとす
る。このとき基地局４３を基準局とし、他の４４〜４６
を調整局とすると、４５、４６は基準局４３の無線チャ
ネルを直接受信できない。

そこで、まず制御局４７の指示によって基準局４３に対
して調整局４４が前記実施例と同様に位相同期の調整を
行ない、基地局４３と４４の位相が一致した後、制御局
４７は基地局４４を基準局として、調整局４５を調整す
るように指示する。更に、基地局４４と４５の位相が一
致した後、制御局４７は基地局４５を基準局として、調
整局４５を調整するように指示する。

このようにして、本来の基準局の無線チャネルを直接受
信できない調整局に関しても、位相同期が確立した基地
局を順次基準局とみなすことによって、位相同期をとる
ことができる。

第８図は本発明のさらに別の応用例を示す図であって、
４８〜５０は無線ゾーン、５１〜５３は基地局を表わし
ている。

同図で基地局５１は基準局、基地局５２、５３は基地局
５１を基準局とする調整局である。また、基地局５２は
基地局５３の無線チャネルも受信可能とする。

このように基地局５１を基準とした位相同期がとられて
いる時に、基準局５１が故障して無線チャネルの送信が
停止したり、基地局５１から５２の間に新たに建築物が
できるなど、伝搬条件が変化して、基地局５２で５１の
無線チャネルが受信できなくなった場合について以下に
述べる。

上記の場合のように基地局５２において基準局５１の無
線チャネルが受信できなくなった場合には、識別符号が
検出できなくなることにより分かるので、基地局５２は
基準局を基地局５３に切り替える。これは検出する識別
符号を５３のものに設定しなおすことにより、容易に実
現可能である。

また、基地局５１が送信をとめた場合は、基地局５３も
基準局を受信できなくなり、基地局５３は自走状態にな
るが、基地局５２が基地局５３に対して位相を一致させ
るために、基地局５２と５３の位相同期は維持される。

このようにして、調整局において基準局の切り替えをす
ることにより、基準局の無線チャネルが調整局で受信で
きなくなった場合においても、各基地局間の位相同期を
保持することが可能である。

次に位相同期の調整ごさが大きい場合について述べる。
基準局に対して調整局が位相同期をとった時の誤差が±
σであるとする。

第８図において基地局５１を基準局とし、基地局５２、
５３をそれぞれ基準局５１に対する調整局とすると、最
悪の場合、基地局５２と５３の間の位相のずれは２σと
なる。

また、基地局５１に対して基地局５３を調整局とし、基
地局５３に対して基地局５２を調整局とした場合にも、
基地局５１と５２の間の位相のずれはやはり最悪２σで
ある。

ところが、基地局５２において基地局５１と５３の両方
を基準局とした場合、即ち、両基地局に対する位相ずれ
を測定して、それらの平均によって位相同期の調整を行
なう場合には、基地局５１と５３の間における位相ずれ
が最大σあった場合においても、基地局５１と５２の間
あるいは基地局５２と５３の間における誤差は最悪でも
1.5σとなり、２基地局を基準局として平均をとったほ
うが有利であることが分かる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、無線チャネルが
サービス状態のままで、基準局と自局の位相同期状態を
監視し、位相ずれがある場合には調整を行なうことがで
きるので、位相同期のために無線チャネルを別に用意す
る必要がないという利点がある。

また、無線区間の送信信号を直接比較して位相ずれを監
視・調整するため、従来方式に比べて正確な位相同期を
とることができる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の複局送信位相同期方式の構成を示す図、
第２図は本発明の１実施例の構成を示す図、第３図は送
信信号のタイムチャート例を示す図、第４図は本発明の
１実施例の調整局における位相同期監視・調整部の構成
の例を示すブロック図、第５図は本発明の１実施例の位
相同期監視・調整部における時間差測定部の構成の例を
示すブロック図、第６図は量子化した位相ずれ測定値の
度数分布の例を示す図、第７図は本発明の応用例の無線
ゾーン配置を示す図、第８図は本発明の他の応用例の無
線ゾーン配置を示す図である。 １，１２，４７……回線制御局、２，１３……位相同期
時に基準となる基地局（基準局）、３，１４……位相同
期時に調整する基地局（調整局）、４，１５……位相同
期用受信機、５，６，１６，１７……下り回線、７，１
９……基準局より送信される無線チャネル、８，２０…
…調整局より送信される無線チャネル、９……受信機４
の上り回線、１０，２２，３９〜４２，４８〜５０……
無線ゾーン、１１，１８……可変遅延回路、２１……受
信機１５で受信した信号を調整局１４に転送する回線、
２３，２６……各基地局が同時に送信するタイムスロッ
ト、２４−１……基準局が送信するタイムスロット、２
４−２〜２４−ｎ……調整局が送信するタイムスロッ
ト、２７……回線制御局からの信号の入力端子、２８…
…受信機からの受信信号入力端子、２９……信号発生
部、３０……時間差測定部、３１……可変遅延回路、３
２……位相同期制御部、３３……送信機への送信信号出
力端子、３４……送信機へのＯＮ／ＯＦＦ信号出力端
子、３５……基準局の識別符号の検出回路、３６……調
整局の識別符号の検出回路、３７……タイマ、３８……
位相同期制御部への出力端子、４３〜４６，５１〜５３
……基地局

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の無線ゾーンでサービスエリアを構成
   し、該各無線ゾーンに基地局を配置し、該各基地局から
   はサービスエリア内で共通の無線チャネルによって同一
   信号を同時送信する移動通信の系において、該無線チャ
   ネルに各基地局が個別に時分割で使用するタイムスロッ
   トを設け、該タイムスロットによって各基地局の識別符
   号を送信する手段を設けると共に、該複数の基地局のう
   ちの１つを位相同期の基準局とし、他の局を該基準局の
   位相に同期させる調整局として、該調整局には、基準局
   および自局の送信する無線チャネルを受信する手段と、
   基準局と自局の識別符号の受信タイミングの差を測定す
   る手段と、自局の信号送信タイミングの遅延量を調整す
   る手段とを設け、該調整局は、基準となる基地局と自局
   の識別符号の受信タイミングの差から位相ずれを算出
   し、位相ずれが存在する場合は自局の信号送信タイミン
   グの遅延量を調整することによって、各基地局が複局同
   時送信する信号の位相同期を監視・調整することを特徴
   とする複局送信位相同期方式。
2. 【請求項２】各調整局において基準局と自局の識別符号
   の受信タイミングの差を複数回測定し、それらの測定値
   の平均値から位相ずれを算出する特許請求の範囲第(1)
   項記載の複局送信位相同期方式。
3. 【請求項３】各調整局において基準局と自局の識別符号
   の受信タイミングの差を複数回測定し、それらの測定値
   をビット長単位に量子化した値の間で多数決をとり、該
   多数決で得た量子化値についてのみ元の測定値の平均を
   とって位相ずれを算出する特許請求の範囲第(1)項記載
   の複局送信位相同期方式。