JP2000013850A

JP2000013850A - 通信装置、基地局および通信方法

Info

Publication number: JP2000013850A
Application number: JP17316498A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sakai; 隆史酒井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2000-01-14
Anticipated expiration: 2018-06-19
Also published as: JP4031868B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一つの局と複数の通信装置とが局側で定められ
た基準タイミングに従って通信を行うときに、スロット
間の干渉を生じるのを防止し、品質の高い通信を行いつ
つ、通信距離をより長くすることができる通信システム
通信装置および通信方法を提供する。【解決手段】基地局群１０５は、時分割で複数の無線端
末と送受信を行う複数の基地局１０１，１０２および１
０３を備える。複数の基地局の各々は、送受信における
基準タイミングについて他の基地局と同期をとる同期手
段と、前記基準タイミングに基づき前記基地局ごとに異
なる受信すべきときを示す受信タイミングを設定する設
定手段と、前記基準タイミングに従って前記無線端末へ
の送信処理を行う送信処理手段と、前記設定手段に設定
された受信タイミングにしたがって受信処理を行う受信
処理手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、時分割複信通信方
法における通信システムに係わり、特に、一つの局に多
数の通信装置が時分割でアクセスする時分割多元接続通
信方法において、局と通信装置間の距離が長く、伝搬時
間が変動しやすいために、バースト信号間の干渉防止ガ
ード時間が一定でない場合に用いて好適な時分割複信通
信方法における通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一つの局に、多数の通信装置がアクセス
できる多元接続による通信方法のうちの一つに、時分割
多元接続通信方法（Time Division Multiple Acces
s、以下「ＴＤＭＡ通信方法」という）がある。このＴ
ＤＭＡ通信方式は、一つの局に送信する周波数は、同一
であるが、時間的に信号が重ならないようにに送信して
通信をおこなうものである。

【０００３】このＴＤＭＡ通信方式では、一定長の基本
周期（フレーム）を定め、一フレームで送信と受信を行
えるようにした時分割複信方法（Time Division Dupl
ex、以下、「ＴＤＤ通信方法」という。また時分割多元
接続時分割複信方法を、「ＴＤＭＡ−ＴＤＤ通信方法」
と表現する）がある。

【０００４】このＴＤＭＡ−ＴＤＤ通信方法では、一フ
レームを多数のスロットと呼ばれる単位に分割し、一ス
ロットに一回線を割り当てて、バースト信号により通信
を行う。

【０００５】このようにして通信をおこなうため、バー
スト信号どうしが干渉を起こさないようにするために各
スロットの間にガード時間と呼ばれる無信号領域を設け
る。

【０００６】このガード時間の設定には、通信によって
生じる伝搬遅延時間を考慮する必要が有る。

【０００７】この通信装置の伝播遅延時間を補償する方
式としては、特開平６−３３５０４５号公報に記載され
ている発明がある。この方式においては、通信装置、特
に、無線基地局を集中制御局で制御する場合に、遅延調
整回路を集中制御局に持たせることにより移動局と集中
制御局間、あるいは、無線基地局と集中制御局間の伝播
遅延時間を補償する方法が開示されている。

【０００８】一般に、通信の伝搬遅延時間は、通信距離
に比例して長くなるため、長距離通信をおこなう場合に
は、ガード時間が大きくなるため、通信時間のうちでガ
ード時間の占める割合が大きくなる。そのために、単位
時間におけるデータの送受信時間が減少し、伝送効率が
低下するという事態を生じる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記スロット間に、ガ
ード時間を設けるＴＤＭＡ−ＴＤＤ通信方式において
は、基準時間を設定する局と通信装置との通信距離が長
くなると、伝送遅延時間による同期ずれが大きくなる。
特に、ガード時間を越えるようになると、各スロット間
のバースト信号に干渉が生じ、正常な通信が不可能にな
り、通信品質が低下する事態になるという問題がある。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、一つの局と複数の通信装置
とが局側で定められた基準タイミングに従って通信を行
うときに、スロット間の干渉を生じるのを防止し、品質
の高い通信を行いつつ、通信距離をより長くすることが
できる通信装置および基地局を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明は、時分割で複数の無線端末と送受信を行う
複数の基地局を備える通信装置であって、前記複数の基
地局の各々は、送受信における基準タイミングについて
他の基地局と同期をとる同期手段と、前記基準タイミン
グに基づき前記基地局ごとに異なる受信すべきときを示
す受信タイミングを設定する設定手段と、前記基準タイ
ミングに従って前記無線端末への送信処理を行う送信処
理手段と、前記設定手段に設定された受信タイミングに
したがって受信処理を行う受信処理手段とを備える。ま
た、前記設定手段に設定する受信タイミングは、当該基
地局が許容する伝播遅延時間にしたがって決定される。
これにより、各基地局では、送信処理手段により基準タ
イミングに従って前記無線端末への送信処理を同時期に
行い、また、受信時には、各基地局受信する受信タイミ
ングが異なるので、すべての基地局で受信できる受信タ
イミングの範囲を広げることができるため、通信範囲を
長くすることができる。複数の基地局を備える通信装置
は基地局群に相当する。この場合、前記複数の基地局の
いずれか一つは、前記無線端末への制御チャネルを送信
する制御チャネル送信手段と、他の基地局に対して通信
チャネルを割り当てる割り当て手段をさらに備え、前記
他の基地局は、前記制御チャネル送信手段により送信さ
れた制御チャネルについての前記無線端末からの応答を
受信したときに前記割り当て手段に通知する通知手段
と、前記割り当て手段により割り当てられた通信チャネ
ルにしたがって前記無線端末と通信を行う通信手段とを
備えるようにしてもよい。

【００１２】また、時分割で複数の無線端末と送受信を
行う通信装置における通信方法としては、基準となる基
準タイミングに従って前記無線端末への送信処理を行
い、前記基準タイミングに基づき、異なる受信すべきと
きを示す受信タイミングを複数設定し、前記設定された
受信タイミングにしたがって複数の受信処理を行うこと
ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる各実施形態
を、図面を参照して説明する。

【００１４】本発明の実施形態は、複数の無線基地局を
用い各々の受信タイミングをずらして設定することによ
り、見かけ状受信タイミングの幅を広げ、伝搬遅延時間
の補償を可能とするものである。

【００１５】図１は本発明の実施形態の構成および概念
図を示している。

【００１６】図１において、１０１は無線基地局Ａ、１
０２は無線基地局Ｂ、１０３は無線基地局Ｃ、１０４は
共通制御線であり、基地局群１０５は、無線基地局Ａと
１０１無線基地局Ｂと１０２無線基地局Ｃ１０３と基地
局間通信回線１０４を備える。また、１０６は無線端末
ａ、１０７は無線端末ｂ、１０８は無線端末ｃであり、
各無線端末は、無線基地局を介して通信を行う。また、
１０９は基地局群１０５から無線端末ａ１０５、無線端
末ｂ１０６または無線端末ｃ１０７までの距離を示すた
めの座標軸であり、１１０は無線基地局Ａ１０１の通信
可能距離範囲ｒａ、１１１は無線基地局Ｂ１０２の通
信可能距離範囲ｒｂ、１１２は無線基地局Ｃ１０３の
通信可能距離範囲ｒｃを示している。無線基地局Ａ１０
１、無線基地局Ｂ１０２および無線基地局Ｃ１０３は、
各々一定の通信可能距離範囲を持ち、該通信可能距離範
囲の中で無線端末ａ１０６、無線端末ｂ１０７、無線端
末ｃ１０８と通信が行えるようになっている。本実施の
形態における通信システムは、携帯電話システム、ＰＨ
Ｓ（Personal HandyPhone System）、ＷＬＬ（Wirele
ss Local Loop）システムなどに適用することができ
る。本実施の形態では、前記無線基地局を複数集めて基
地局群として同一場所あるいは近接に配置し、基地局群
とすると共に、各々の基地局の受信タイミングをずらし
て設定し運用することにより、見かけ上の通信可能範囲
を広げる事を可能としている。図１を参照してさらに詳
しく説明する。

【００１７】基地局群１０５が、図１に示すｒ₀の場所
に配置されているとする。この時、無線端末ａ１０６、
無線端末ｂ１０７あるいは無線端末ｃ１０８が、ｒ₀か
らｒ₁の通信範囲ｒａ１１０にいる場合には、基地局Ａ
１０１と通信をおこなう。

【００１８】同様に、無線端末ａ１０６、無線端末ｂ１
０７あるいは無線端末ｃ１０８が、ｒ₂からｒ₃の通信範
囲ｒｂ１１１にいる場合には基地局Ｂ１０２と通信をお
こなう。

【００１９】さらに、無線端末ａ１０６、無線端末ｂ１
０７あるいは無線端末ｃ１０８がｒ₄からｒ₅の通信範囲
ｒｃ１１２にいる場合には基地局Ｃ１０２と通信をおこ
なう。

【００２０】次に、図２を用いて、本実施の形態の基地
局と端末間との通信タイミングに関して説明する。

【００２１】図２はＴＤＭＡ−ＴＤＤのタイミングと伝
搬遅延時間との関係を示した図である。

【００２２】本実施形態に係わる通信システムでは、Ｔ
ＤＭＡ通信方法によって、無線基地局と無線端末との間
で通信がおこなわれるものとする。ＴＤＭＡ通信方法
は、一つの局と多数の通信装置が、同一の搬送周波数
で、時間的に信号が重ならないように送信し、相互に通
信を行えるようにした方法である。このＴＤＭＡ通信方
法では、信号の送受信の基本周期となるフレームを定
め、フレーム内を幾つかの時間（スロット）に割り当て
て、相互に通信をおこなえるようにしている。

【００２３】さらに、本実施形態では、一つのフレーム
のなかに、送信の信号と受信の信号がともに割り当てら
れる、いわゆるＴＤＤ通信方法によって通信をおこなう
ものとする。

【００２４】図２（１）に示されているように、本実施
形態では、１フレームのなかに送信４スロット、受信４
スロットの合計８スロットで構成されているものとす
る。また、通信をおこなう複数の無線端末間では、各々
時間の同期を取っておらず、無線基地局からの送信信号
の受信タイミングを基準として、無線端末側でタイミン
グを決定するものとする。

【００２５】図２（１）に無線基地局Ａ１０１のスロッ
トタイミングを示す。図２(１)において、フレーム周期
をＴｆとし、送信と受信とは、１／２Ｔｆごとに、４フ
レームずつ繰り返しておこなわれる。また、図２（２）
に無線端末ａ１０６におけるスロットタイミングを示
す。図２（３）に無線基地局Ｂ１０２のスロットタイミ
ングを示す。

【００２６】ここで、無線基地局Ａ１０１と無線端末ａ
１０６との通信において、通信距離等の要因により伝搬
遅延時間が生じる。これをｄｔであらわすものとする。
このとき、送信スロットタイミング２０１で基地局から
バースト送信された信号は、無線端末ａ１０６では、伝
搬遅延時間ｄｔ分だけ遅れて図２（２）に示される受信
スロットタイミング２０２で受信される。このバースト
信号を受信した無線端末ａ１０６は、１／２Ｔｆ時間後
に、送信スロットタイミング２０５で信号を無線基地局
Ａ１０１へ送信する。

【００２７】無線基地局Ａ１０１では、伝搬遅延時間ｄ
ｔ分だけ遅れて、図２（２）に示される受信スロットタ
イミング２０６で、無線端末ａ１０６からの信号を受信
することになる。

【００２８】従って、無線基地局Ａ１０１で受信する無
線端末ａ１０６からの信号は、伝搬遅延時間が全く生じ
ないときの図２（１）に示す受信スロットタイミング２
０４に比べて、２ｄｔ分の遅延が生じることになる。

【００２９】ところで、一般に、ＴＤＭＡ通信方法によ
る通信では、各スロットでの信号が干渉を起こさないよ
うに、図２（１）に示されるガード時間Ｔｇが設けられ
ている。

【００３０】このときに、遅延時間２ｄｔが、ガード時
間Ｔｇより等しいかもしくは大きくなった場合、すなわ
ち、数１に示す式が成り立つときに、スロット間で信号
の干渉が発生し、正常な通信ができなくなる恐れが有
る。

【００３１】

【数１】２ｄｔ ≧ Ｔｇ従って、本実施の形態では、遅延時間２ｄｔが、ガード
時間Ｔｇより等しいかもしくは大きくなった場合にも、
通信が行えるように基地局に具備されている受信系の受
信タイミングを伝搬遅延時間に応じてずらして設定し、
見かけ上受信タイミングの範囲を広げ、距離に応じた受
信タイミングで無線端末からの信号を同期ずれをおこす
ことなく受信できるようにするものである。

【００３２】この場合、本実施の形態では、図２（３）
に示されているようなタイミングで無線基地局Ｂ１０２
のスロットを構成し、送信タイミングは、無線基地局A
と同じタイミングとし、受信タイミングを無線基地局A
より２ｄｔ遅らせる。なお、受信タイミングをガード時
間Ｔｇ以上遅らせると、次の送信スロットタイミング２
０８に衝突する、この為無線基地局Ｂ１０２のスロット
数は、１つ減らして３としている。

【００３３】前述のように送信スロットタイミング２０
３で無線基地局Bからバースト送信された信号は、無線
端末ａ１０６では、同様にｄｔ分だけ遅れて、図２
（２）に示される受信スロットタイミング２０２で受信
される。

【００３４】このバースト信号を受信した無線端末ａ１
０６は、１／２Ｔｆ時間後に、送信スロットタイミング
２０５で信号を無線基地局Ｂ１０２へ送信する。

【００３５】無線基地局Ｂ１０２では、伝搬遅延時間ｄ
ｔ分だけ遅れて、図２（３）に示される受信スロットタ
イミング２０７で、無線端末ａ１０６からの信号を受信
することになる。

【００３６】無線基地局Ｂ１０２で伝搬遅延時間２ｄｔ
分だけ受信スロットのタイミングを遅らせることによ
り、図２（３）に示す受信スロットタイミング２０７で
受信することが可能となる。

【００３７】この為、無線基地局Ａ１０１と無線基地局
Ｂ１０２とを基地局群１０５として同位置に配置し、無
線基地局Ｂ１０２の受信スロットタイミング２０７を２
ｄｔ≦Ｔｇだけ遅らせると、見かけ上４ｄｔ分の伝搬遅
延時間が補償できる。つまり、往復の伝搬遅延時間が２
ｄｔ未満となるような距離で該基地局群と通信をおこな
う端末は無線基地局Ａ１０１と接続され、往復の伝搬遅
延時間２ｄｔ以上４ｄｔ未満となるような距離で該基地
局群と通信をおこなう端末は無線基地局Ｂ１０２との接
続が可能となる。同様に、無線基地局C１０３も基地局
群１０５として同位置に配置し、無線基地局C１０３の
受信スロットタイミングを、無線基地局Ｂ１０２の受信
スロットタイミングから２ｄｔだけさらに遅らせると、
見かけ上６ｄｔ分の伝搬遅延時間が補償できる。

【００３８】次に、図３を用いて受信タイミングの詳細
を説明する。

【００３９】図３は、（１）無線基地局Ａ１０１、
（２）無線基地局Ｂ１０２および（３）無線基地局Ｃ１
０３の、受信スロットの時間幅の関係を示している。

【００４０】無線基地局群１０５のうち、無線基地局Ａ
１０１の無線部及び信号処理部の受信タイミングを基準
として、図３（１）に示すように、時分割されたスロッ
トの送出時間Ｔｓ及びスロット間のガード時間をＴｇと
する。また、無線基地局群１０５から片道の伝搬遅延時
間をｄｔ₀とし、以下の数２を満たすような場合を許容
する。また、端末ａ１０６との信号のやりとりを可能と
する無線基地局Ａ１０１における１つの受信スロットの
時間幅Ｗ₀３０１をＴｓ＋２ｄｔ₀とする。

【００４１】

【数２】｜２ｄｔ₀｜＜Ｔｇ無線基地局Ａ１０１から送信されるバースト信号に対す
る端末ａ１０６のバースト信号の遅延時間が往復で２ｄ
ｔ₀までの範囲であれば無線基地局Ａ１０１で受信可能
となるような、無線基地局Ａ１０１の受信スロットの時
間幅をＷ₀とする。

【００４２】同様に、無線基地局群１０５のうち、無線
基地局Ｂ１０２の無線部及び信号処理部の受信タイミン
グを基準として、図３（２）に示すように、時分割され
たスロットの送出時間Ｔｓ及びスロット間のガード時間
をＴｇとする。また、無線基地局群１０５から片道の伝
搬遅延時間をｄｔ₁とし、以下の数２を満たすような場
合を許容する。また、端末ａ１０６との信号のやりとり
を可能とする無線基地局B１０２における１つの受信ス
ロットの時間幅Ｗ₁３０２をＴｓ＋２ｄｔ₁とする。

【００４３】

【数３】｜２ｄｔ₁｜＜Ｔｇさらに、無線基地局Ｂ１０２は数４で定められるｔ₁だ
けＷ₁３０２をＷ₀３０１より後にずらして設定し受信す
るようにする。

【００４４】

【数４】０＜ｔ₁≦２ｄｔ₀ 同様に無線基地局群１０５のうち、無線基地局Ｃ１０３
の無線部及び信号処理部の受信タイミングを基準とし
て、図３（３）に示すように時分割されたスロットの送
出時間Ｔｓ及びスロット間のガード時間をＴｇとする。
また、無線基地局群１０５から片道の伝搬遅延時間をｄ
ｔ₂とし、以下の数５を満たすような場合を許容する。
また、端末ａ１０６との信号のやりとりを可能とする無
線基地局C１０３における１つの受信スロットの時間幅
Ｗ₂３０３をＴｓ＋２ｄｔ₂とする。

【００４５】

【数５】｜２ｄｔ₂｜＜Ｔｇさらに無線基地局Ｃ１０３は数６で定められるｔ₂だけ
Ｗ₂３０３をＷ₀３０１より後にずらして設定し受信する
ようにする。

【００４６】

【数６】ｔ₁＜ｔ₂≦ ｔ₁＋２ｄｔ₁ このように、無線基地局Ｂ１０２の受信タイミングをｔ
₁だけずらして配置することにより、伝搬遅延時間２ｄ
ｔ’＝ｔ₁＋２ｄｔ₁の補償が可能となる。さらに無線基
地局Ｃ１０３の受信タイミングをｔ₂だけずらして配置
することにより、伝搬遅延時間２ｄｔ”＝ｔ₂＋２ｄｔ₂
の補償が可能となる。

【００４７】つぎに、無線基地局の構成を説明する。図
６に、無線基地局Ａ１０１の構成を示す。無線基地局Ｂ
１０２及び無線基地局Ｃ１０３の構成も図６に示す構成
と同様の構成となる。

【００４８】図６において、無線基地局Ａ１０１の回線
インターフェース６０２は、接続装置５０３と接続され
ている回線６０１のインターフェース処理をおこなう。
音声符号化部６０３は、ＰＣＭ信号データをＡＤＰＣＭ
等やＶＣＥＬＰ方式等の音声圧縮技術により、回線網５
０１からのデータを圧縮する。チャネルコーデック部６
０４は、デジタルデータをバースト送信するためのフレ
ームの組立や、受信したバーストフレームからデータ抽
出をおこなう。上述した受信のタイミングは、このチャ
ネルコーデック部６０４で制御される。この構成につい
ては後述する。変調部６０５は、フレームのデータを所
定の信号方式で変調をおこなう。信号方式は例えばＰＨ
Ｓではπ／４シフトＱＰＳＫ方法等である。復調部６０
６は、復調部の逆で受信信号からデータを再生する。変
調部で変調された信号はＲＦ（高周波）部６０７で、措
定の周波数に変換され、アンテナ６０８から電波として
送信される。制御部６１０は、記憶部６１１に記憶され
たデータおよびプログラムに従って、無線基地局Ａ１０
１の各部を制御する。基地局間通信回線インターフェー
ス６１２は、基地局群１０５に属する他の基地局との信
号のやりとりを、無線基地局間通信線１０４を介して行
う。図６に示すように、制御部６１０、記憶部６１１、
チャネルコーデック部６０４、ＲＦ部６０７および基地
局間通信回線インターフェース６１２は、バス６０９に
よって必要な情報の受け渡しを相互に行う。

【００４９】つぎに、図６に示すチャネルコーデック部
６０４におけるタイミング制御について説明する。図７
に、チャネルコーデック部６０４のタイミング制御部の
構成を示し、図８にタイミング設定の説明図を示す。

【００５０】送信時、チャネルコーデック部６０４の送
信信号はRF(高周波)部での処理時間のため、チャネルコ
ーデック内の時間（タイミング）と実際のエアー（空
間）でのスロットのタイミングは異なっている。同様に
受信時においても、RF部６０７の処理を行った後の受信
信号は、エアーのタイミングより遅れてチャネルコーデ
ックに入力する。スロットのタイミング形成に用いられ
るチャネルコーデック内のタイミング制御部の構成は、
図７に示すように、クロックである基準タイミングを生
成する基準ビットカウンタ７０１と、送信時間をカウン
トする送信カウンタ７０６と、受信時間をカウント受信
カウンタ７０７と、送信カウンタの起動を指示するため
の送信スタートレジスタ７０２と、受信カウンタの起動
を指示するための受信スタートレジスタ７０３と、比較
器７０４・７０５および他の基地局と基準タイミングの
同期を取る同期部７０９を備える。

【００５１】送信スタートレジスタ７０２には、送信開
始を指示するためにあらかじめ定められた値が設定され
ており、この値は、基地局群のすべて無線基地局で同じ
値が設定される。また、受信スタートレジスタ７０３
は、上述した受信タイミングで受信を行うように、各無
線基地局で異なる値が設定される設定手段である。受信
スタートレジスタ値は、基地局群内の各基地局での設定
値を前述の数式の範囲に設定することにより行う。受信
タイミングは、受信カウンタによりその位置が指示され
る。また、同期部７０９は、同期信号７０８を介して他
の基地局と同期を取るため同期信号を送受信する。例え
ば、基地局の開局時に、いずれか一つの基地局から、同
期信号７０８を介して同時にすべての基地局の基準ビッ
トカウンタ７０１を起動させたり、もしくは、同期信号
７０８により、すべての基地局の基準ビットカウンタ７
０１を定期的にリセットさせるようにすることができ
る。

【００５２】図７において、送信カウンタ７０６は、基
準ビットカウンタで作成される基準ビットカウンタ７０
１のカウント値と、送信スタートレジスタ内に予め記憶
されている値とを比較器７０４で比較されて両者が一致
するときに起動され、図６に示すチャネルコーデック
部、変調部６０５およびRF部６０７による送信処理を指
示する。

【００５３】同様に受信カウンタは、基準ビットカウン
タ７０１で作成されるカウント値と、受信スタートレジ
スタ内に予め記憶されている値とが比較器７０５で比較
されて、両者が一致するときに起動され、図６に示すチ
ャネルコーデック部、復調部６０６およびRF部６０７に
よる受信処理を指示する。

【００５４】図８を参照して具体的に説明する。図８に
おいて、１スロットを２４０ビットで構成する場合を例
にする。この為、基準ビットカウンタ７０１は２４０ビ
ットの周期でカウントを繰り返している。送信カウンタ
及び受信カウンタも同様に、２４０ビットの周期でカウ
ントを繰り返している。

【００５５】図８では、送信スタートレジスタ７０２に
「１２」が設定されている場合を例にしている。この場
合、基準ビットカウンタ７０１の値が「１２」の時に送
信カウンタが起動される。１スロットのチャネルコーデ
ック出力は、送信カウンタ７０６が「８」（基準ビット
カウンタ値「２０」）で立ちあがる。実際のエアーで
は、RF部の処理時間（この場合は１２ビット後を想定し
ているが、実際は無線部の作りにより変動する）だけ遅
延する。そのため、エアーでの信号の立ち上がりは基準
ビットカウンタ７０１が「３２」のときとなる。

【００５６】本実施の形態では、送信部分については基
地局群内の全ての基地局で同タイミングとなるように各
基地局を設定する。このため、各基地局間は、同期信号
７０８が送受信され、これにより基準ビットカウンタの
同期が取られる。同期信号７０８は図１に示す無線基地
局間通信線１０４に含まれている。

【００５７】受信タイミングは、基準エアーでのスロッ
トタイミングを基にRF部での処置時間を考慮して、この
例では、基地局Ａでは基準ビットカウンタ７０１が「２
８」で受信カウンタを起動して受信スロットタイミング
を調整する。伝搬遅延時間を考慮して、基地局Ｂでは受
信カウンタの起動位置を基準ビットカウンタ７０１の
「３５」、基地局Ｃでは受信カウンタの起動位置を基準
ビットカウンタ７０１の「４２」に設定している。この
例では基準の基地局Ａのタイミングに比べて７ビットず
つシフトしているが、実際には距離に応じる遅延時間に
相当するビット数分をシフトすることにより、無線基地
局と無線端末間の距離を延ばすことが可能となる。

【００５８】次に、本実施の形態の通信網について説明
する。

【００５９】図５は、本実施の形態における通信システ
ムの構成を示している。通信システムの構成は、無線基
地局Ａ１０１、無線基地局Ｂ１０２、無線基地局間通信
回線１０４、無線端末ａ１０６、回線網５０１、交換機
５０２および接続装置５０３を備える。回線網５０１
は、電話回線網などの通信回線網である。接続装置５０
３は、無線基地局１０１および１０２と交換機５０２と
を接続させる装置である。

【００６０】また、無線基地局Ａの通信範囲は１１０で
示し、無線基地局Ｂの通信範囲は１１１で示す。この場
合、無線基地局群１０５のサービスエリアは、無線基地
局Ａの通信範囲１１０と無線基地局Ｂの通信範囲１１１
とを合わせたエリアとなる。

【００６１】つぎに、図５に示す通信システムにおい
て、端末と基地局との接続手順について説明する。いず
れの基地局と通信を行うのかを決定するために、端末と
やり取りする制御チャネルを基地局群の基地局がそれぞ
れ個別に送受信する場合をまず説明する。

【００６２】端末が固定である（移動しない）場合、あ
らかじめ、接続基地局の識別番号を端末に設定してお
く。例えば、加入者無線システムでの本実施の形態を適
用する場合には無線端末装置を各家庭に設置して使用す
ることが前提となる為、端末の設置場所は固定であり、
あらかじめ把握することができる。

【００６３】この場合、基地局の設置場所からの距離も
算出可能となり、基地局群の中で最適なタイミングで受
信可能な基地局を事前に把握可能となる。加入時にこの
基地局の識別番号をあらかじめ端末のメモリ（記憶部）
に登録させておき、該当する基地局とのみ通信する方法
を取ることができる。

【００６４】また、無線端末が移動する場合には、位置
登録により通信を行う基地局を判断する。この場合、Ｐ
ＨＳで通常行われている方法をそのまま適用することが
できる。

【００６５】基地局からの制御情報をもとに、端末が位
置登録を実施する。端末からの制御情報を基地局におい
て、タイミングがずれて受信できない場合は、別の基地
局の制御チャネルをつかみ再度位置登録動作を実施す
る。例えば、基地局Ａからの制御信号を端末が受信し、
位置登録動作を実施する。このとき端末は基地局Aに向
けて位置登録情報を送信する。この情報を基地局Ａでは
遅延のためタイミングが合わず受信不能の場合、端末は
位置登録を完了することができない。この為、別の基地
局（例えば基地局Ｂ）の制御チャネルを探して、再度位
置登録を実施する。基地局Ｂにおいて、受信タイミング
が合い、位置登録情報を受信することができた場合に
は、基地局Ｂは位置登録完了のメッセージを端末に送信
する。さらに端末がこの完了メッセージを受信すること
により、基地局Ｂの配下に登録され、待ち受け状態に入
る。着信が合った場合には、基地局Ｂからページングが
あり、また発信する場合には基地局Ｂと通信を行う。

【００６６】また、ハンドオーバーは再発呼型（ＲＣＲ
ＳＴＤ−２８で規格化済）を用いることにより実施す
ることができる。

【００６７】この場合、ハンドオーバー時に、通話中の
基地局との通信を切断し、新たに別の基地局の制御チャ
ネルを受信し、通常の呼処理を行う。このときの手順は
上記基地局の認識方法と同様に実施することができる。

【００６８】つぎに、本実施の形態において、いずれの
基地局と通信を行うのかを決定するために、端末とやり
取りする制御チャネルを基地局群のある特定基地局が送
信する場合について説明する。例えば、基地局群の共通
制御チャネルを基地局Ａで送信している場合を考える。

【００６９】この場合、無線端末が基地局Ａの通信範囲
内であれば基地局Ａで通常の呼処理を行い通信を実施す
る。また、端末が、基地局Ａの通信範囲外（端末からの
信号が基地局Ａでの受信タイミングでは受信不可能であ
る場合）であって、基地局Ｂの通信範囲に存在する場合
には、制御信号に対する端末からの応答信号は、基地局
Ｂで受信される。基地局Ｂで受信した情報を直ちに基地
局間通信回線を介して基地局Ａで処理を行う。つまり、
基地局群の基地局Ａが制御チャネルの送信を担当し、通
信範囲内の基地局Ｂは受信を担当する。そのデータのや
りとりを基地局Ａと基地局Ｂとを結ぶ基地局間通信回線
で行うことができる。制御チャネルの通信に引き続き、
通話に入る場合には、基地局Ａが基地局Ｂに通話チャネ
ルで使用する周波数とスロットを割り当てる。通話チャ
ネルの送受信は基地局Ｂで行われる。無線端末が基地局
Cとの通信範囲内であれば、同様に、基地局Ａが基地局C
に通話チャネルで使用する周波数とスロットを割り当て
る。

【００７０】この場合、共通制御チャネルを送信する基
地局（無線基地局Ａ）では、同じ基地局群に属する各基
地局へ、通話チャネルで使用する周波数、スロット等の
情報を送信する。従属基地局（無線基地局Ｂ、Ｃ）で
は、共通制御信号に対する応答信号を基地局Ａに送信し
て各基地局間でやり取りを行う。

【００７１】これらの各処理により、いずれの基地局を
介して通信を行うのかが決定される。

【００７２】次に、図４を参照して各無線基地局の通信
範囲について説明する。図４に、基地局群の通信範囲を
示す。

【００７３】図４において、無線基地局群１０５は図４
に示す円の中心ｒ₀に配置される。無線基地局Ａ１０１
の通信範囲ｒａ１１０は電波の伝わる速度をｓ、前記伝
搬遅延時間ｄｔ₀とすると数７で定められる。

【００７４】

【数７】０≦ｒａ≦ ｒ₁＝ｓ×ｄｔ₀ 同様に、無線基地局Ｂ１０２の通信範囲ｒｂ１１１は電
波の伝わる速度をｓ、前記伝搬遅延時間ｄｔ₁、無線基
地局Ｂ１０２の受信タイミングのオフセットｔ₁により
数８で定められる。

【００７５】

【数８】ｒ₂＝ｓ×０．５×ｔ₁≦ ｒ₃＝ｓ×（ｄｔ₁＋
０．５×ｔ₁）ｒｂ＝ｒ₃−ｒ₂ 同様に、無線基地局Ｃ１０３の通信範囲ｒｃ１１２は電
波の伝わる速度をｓ、前記伝搬遅延時間ｄｔ₂、無線基
地局Ｃ１０３の受信タイミングのオフセットｔ₂により
数９で定められる。

【００７６】

【数９】ｒ₄＝ｓ×０．５×ｔ₂≦ ｒ₅＝ｓ×（ｄｔ₂＋
０．５×ｔ₂）ｒｃ＝ｒ₅−ｒ₄ このように、従来一つの無線基地局の通信範囲は半径ｒ
₁であったが、本実施の形態によれば、複数の基地局の
送信タイミングを伝搬遅延時間に応じてずらして設定
し、見かけ上の受信タイミングの範囲を広げ、距離に応
じた受信タイミングで通信することにより、無線基地局
の通信範囲をｒ₅に広げることが可能となる。

【００７７】本実施の形態によれば、受信タイミングを
ずらした基地局を複数用いて同一箇所に配置することに
より、個々の無線端末の送信タイミング制御を行うこと
なく、簡易な通信装置の構成で、局と通信装置との間が
長距離であっても、スロット間の干渉を生じるのを防止
し、品質の高い通信がおこなえる通信システムを提供す
ることができる。

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、一つの局と複数の通信
装置とが局側で定められた基準タイミングに従って通信
を行うときに、スロット間の干渉を生じるのを防止し、
品質の高い通信を行いつつ、通信距離をより長くするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の構成および概念図である。

【図２】ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方法のタイミングと伝搬遅延
時間を説明するためのタイミング図である。

【図３】受信タイミングの詳細を示す説明図である。

【図４】各無線基地局の通信範囲を示す説明図である。

【図５】実施の形態における通信システムの構成を示す
説明図である。

【図６】実施の形態における基地局の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】実施の形態におけるタイミング制御部の構成を
示すブロック図である。

【図８】受信タイミングの詳細を示す説明図である。

【符号の説明】

１０１…無線基地局Ａ１０２…無線基地局Ｂ１０３…無線基地局Ｂ１０５…無線基地局群１１０…無線基地局Ａの通信範囲１１１…無線基地局Ｂの通信範囲１１２…無線基地局Ｃの通信範囲２０１…基地局バースト送信スロットタイミング２０２…端末バースト受信スロットタイミング２０３…端末バースト送信信スロットタイミング２０４…基地局バースト受信スロットタイミングａ２０５…基地局バースト受信スロットタイミングｂ２０６…基地局バースト受信スロットタイミングｃ３０１…受信スロットの時間幅Ｗ₀ ３０２…受信スロットの時間幅Ｗ₁ ３０３…受信スロットの時間幅Ｗ₂。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時分割で複数の無線端末と送受信を行う複
数の基地局を備える通信装置であって、前記複数の基地局の各々は、送受信における基準タイミ
ングについて他の基地局と同期をとる同期手段と、前記
基準タイミングに基づき前記基地局ごとに異なる受信す
べきときを示す受信タイミングを設定する設定手段と、
前記基準タイミングに従って前記無線端末への送信処理
を行う送信処理手段と、前記設定手段に設定された受信
タイミングに従って受信処理を行う受信処理手段とを備
えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】請求項１に記載の通信装置において、前記
設定手段に設定する受信タイミングは、当該基地局が許
容する伝播遅延時間にしたがって決定されることを特徴
とする通信装置。
【請求項３】請求項１に記載の通信装置において、前記
複数の基地局のいずれか一つは、前記無線端末への制御
チャネルを送信する制御チャネル送信手段と、他の基地
局に対して通信チャネルを割り当てる割り当て手段をさ
らに備え、前記他の基地局は、前記制御チャネル送信手
段により送信された制御チャネルについての前記無線端
末からの応答を受信したときに前記割り当て手段に通知
する通知手段と、前記割り当て手段により割り当てられ
た通信チャネルにしたがって前記無線端末と通信を行う
通信手段とを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項４】時分割で複数の無線端末と送受信を行う複
数の基地局を備える通信装置における基地局であって、
送受信における基準タイミングについて他の基地局と同
期をとる同期手段と、前記基準タイミングに基づき前記
基地局ごとに異なる受信すべきときを示す受信タイミン
グを設定する設定手段と、前記基準タイミングに従って
前記無線端末への送信処理を行う送信処理手段と、前記
設定手段に設定された受信タイミングにしたがって受信
処理を行う受信処理手段とを備えることを特徴とする基
地局。
【請求項５】時分割で複数の無線端末と送受信を行う通
信装置における通信方法であって、基準となる基準タイ
ミングに従って前記無線端末への送信処理を行い、前記
基準タイミングに基づき、異なる受信すべきときを示す
受信タイミングを複数設定し、前記設定された受信タイ
ミングにしたがって複数の受信処理を行うことを特徴と
する通信方法。