JP2001145155A - 無線同期方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御信号又は通信信号の送信位置を制御する
ことにより、干渉の頻度を低減する。 【解決手段】 非同期の移動無線システムが近接した環
境において、無線基地局Ｎは、これから新規に運用を開
始しようとしている状況にあり、周囲の電波の状況を検
索すると、干渉の影響のある区間（３０９、３１１）と
干渉の影響がない区間（３１０）を検出する。無干渉区
間が生じる周期を一定時間監視した結果後も干渉の影響
が無い時に、その干渉の無い区間の例えば、１／２の位
置を無線基地局Ｎの制御信号の送信位置（３１２）と決
定する。この無干渉区間の最初の位置と、自基地局の送
信位置との相対関係（３１５）を求めてメモリ部に記憶
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、無線同期方法に係
り、特に、無線通信システムが複数配置された場合に制
御信号又は通信信号の送出タイミングを定めることで電
波干渉の低減化を実現する無線同期方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、時分割多元接続(Time Division
Multiple Access ,TDMA)方式の移動通信システムでは
無線基地局と無線子機との間で呼制御を行うために、定
められた制御用信号を使用して通話用の周波数を割り当
て、呼の制御を行うようにしている。この制御方式は、
電波産業会(Association of Radio Industries and Bus
inesses ,ARIB)で標準規格が制定されている。

【０００３】この制御信号による制御用周波数は、同一
方式の移動通信システムにおいて共通であるため、電波
の干渉を回避する義務がある。そのため、自システム内
および他システムの無線基地局から報知される制御用周
波数で制御信号の送出位置が重ならないようにする必要
がある。

【０００４】このような干渉回避方法として、一般的に
は無線基地局の電源がオン状態にされた時、各無線基地
局が制御情報を報知するために、周囲の無線基地局が送
出する制御信号の位置を検索して重ならないように送出
位置を決定し、各々の無線基地局が報知する制御信号の
棲み分けを実施している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の方式では、自シ
ステム管理下の制御信号の棲み分けを行う場合は、例え
ば全ての無線基地の同期を確立して無線区間のスロット
の重なりをなくし、運用開始するときに無線基地局の制
御信号の送出位置のタイミングを決めることによって制
御信号による干渉を回避することができた。しかし、自
システム以外の同一方式による移動無線システム（例え
ば、同一周波数を制御信号として使用し、運用形態が異
なるデジタルコードレス電話システム等）が近接して運
用される場合などの非同期システムが後から設置された
場合（例えば、事業所用デジタルコードレス電話システ
ムを運用中の構内において、家庭用デジタルコードレス
電話の親機、さらには公衆−自営のリピーターが後から
設置される場合等）、他システムと自システムとの制御
信号の相互の干渉により、無線基地局が制御信号を送出
することができない場合や、干渉回避アルゴリズムを使
用して再度干渉無しの区間を検出しようとしても空き区
間が存在せず、無線基地局として動作できなくなり無線
エリアを構築することができなくなってしまう等の干渉
回避に限界があった。なお、この干渉回避の限界は、通
話用周波数についても同様であった。これは、例えば、
長期にわたる運用中に無線伝送フレームの位相がズレ始
め、無線基地局の近傍に他の無線基地局が設置されるこ
とにより、無線スロットが干渉することによって、無線
データの誤りが発生し、移動局から発信・着信が出来な
くなってしまうことによるものであった。

【０００６】本発明は、以上の点に鑑み、複数の移動無
線システムが近接することによって被る干渉波となり得
る制御信号又は通信信号の電波レベルと送信タイミング
位置並びにその位相情報を各々の無線基地局毎に記憶
し、制御信号又は通信信号の送信位置を制御することに
より、干渉の頻度を低減することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の解決手段
によると、無線基地局又は無線親機又はリピータと無線
子機とを備え、無線基地局又は無線親機又はリピータが
無線子機に対して呼の接続制御を行う無線通信システム
における無線同期方法であって、呼の接続制御を行う複
数の無線通信システムが近接設置する場合に、各々の他
無線通信システムから送信される制御信号又は通信信号
を監視して、電波の干渉区間を検出し、自無線通信シス
テムから送信される制御信号又は通信信号の送信位置
を、検出された干渉区間から時間的に離れた所定の無干
渉区間内の位置に制御するようにした無線同期方法を提
供する。

【０００８】本発明の第２の解決手段によると、無線基
地局又は無線親機又はリピータと無線子機とを備え、無
線基地局又は無線親機又はリピータが無線子機に対して
呼の接続制御を行う無線通信システムにおける無線同期
方法であって、周囲の他無線基地局又は無線親機又はリ
ピータから送信される制御信号又は通信信号を監視し、
監視結果により他無線基地局又は無線親機又はリピータ
からの電波干渉が無い無干渉区間を検出し、無干渉区間
内の所定時間を、自無線基地局又は無線親機又はリピー
タの制御信号又は通信信号の送出位置に割り当て、割り
当てた送出位置と先の送出位置との差を補正するように
自送信位置をシフトし、割り当てた送信位置が周期的に
送出可能である場合、当該送信位置で制御信号又は通信
信号を送信するようにした無線同期方法を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に示
す。図１に、近接した非同期の無線通信システムの構成
図を示す。図１は、一例として、オフィスや工場等の構
内に、複数の無線通信システムとして事業所用デジタル
コードレス電話システムと、家庭用のデジタルコードレ
ス電話の親機並びにリピータ装置が配置されている構成
例を示す。事業所用デジタルコードレス電話システム
は、構内交換機（１０１）と、これに接続される無線基
地局（１０２〜１０４）、事業所用デジタルコードレス
電話機（１１１）を備える。また、構内交換機（１０
１）の内線電話機として家庭用親機（１０５〜１０７）
が接続される。家庭用親機（１０５〜１０７）には、各
々子機（１１２〜１１３）が対となる構成である。同図
は、さらに、公衆ＰＨＳ用の電波中継器（リピータ）
（１０８〜１１０）が同一の構内エリア（１１５）に設
置されていることを示す。また、本発明の対象となる無
線通信システムは、他の構内交換機と、これに接続され
る無線基地局、親機、リピータ等を含むものでもよい。

【００１０】事業所用デジタルコードレス電話システム
用の無線基地局（１０２〜１０４）は、構内エリア（１
１５）内が全てサービスエリアとなるように配置される
ため、本システム用移動局（１１１）は構内エリア（１
１５）内を移動しても、通信が可能となる。事業所用デ
ジタルコードレス電話システムの無線基地局（１０２〜
１０４）と家庭用デジタルコードレス電話の親機（１０
５〜１０７）並びにリピータ（１０８〜１１０）は、例
えば、各々の移動局または子機との無線通信の方式が同
一である場合、同一の制御用周波数を時分割方式にて使
用する。各々の無線基地局（１０２〜１０４）および親
機（１０５〜１０７）等は自己のタイミングにより、無
線通信の呼制御を行う制御信号を送出するタイミングを
決定している。通常は、そのタイミングが他システムと
電波干渉しないように、干渉回避する機能を有してお
り、周囲の装置の制御信号の送出タイミングを検出し
て、影響のないタイミングにて自システムの制御信号を
送出するタイミングを決定するため、少数の設置であれ
ば、影響は少ない。

【００１１】但し、構内エリア（１１５）のように、異
システムの無線基地局（１０２〜１０４）および親機
（１０５〜１０７）等が近接して配置されている場合
は、各々の無線区間が非同期のため、配置台数が多くな
ると、各々の制御信号の送出タイミングを決定するまで
の時間や制御信号の送出位置が重複する場合が発生す
る。そこで、その処理時間を短縮する方法、並びに異シ
ステムの電波干渉を低減することができる具体的な手順
を、以下に示す。

【００１２】図２に、無線区間のＴＤＭＡ−ＴＤＤフレ
ームの概念図を示す。図２（Ａ）は、事業所用デジタル
コードレス電話システム用無線基地局が構成する無線区
間のＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームの概念図である。本処理
は、一例として、ＡＲＩＢで標準化された第二世代コー
ドレス電話システム標準規格の無線区間のスロット構成
で、この最小単位である１スロットは６２５μｓで、８
スロットで１フレーム（２０１）として構成される。

【００１３】図２（Ｂ）に示すように、各無線基地局は
高精度のタイミングクロックを使用しており、その安定
度は前述した標準規格で範囲が規定されているものの、
各無線基地局毎の精度は使用されるハードウェアによっ
て、規格の範囲内であってもズレが生じる場合がある。
以下に、図２（Ｂ）の概念図を用いて、無線基地局Ａの
ＴＤＭＡ−ＴＤＤフレーム（２０２）と無線基地局Ｂの
ＴＤＭＡ−ＴＤＤフレーム（２０３）がある場合、ある
タイミングでその先頭のスロットを時間軸上一致した場
合、時間の経過とともにタイミングがズレて行く様子を
説明する。無線基地局Ａと無線基地局ＢのＴＤＭＡ−Ｔ
ＤＤフレームのスロット１どうしが一致している場合、
短期間では位相ズレ（２０４）が少ないが、長時間・長
期間にわたると位相ズレ２０５および２０６のようなズ
レが生じることになる。このため、最初にスロット間の
干渉が無いスロットを使用していた無線基地局Ａおよび
Ｂは、長時間運用されると１フレーム毎のズレ（２０
４）単位が蓄積された干渉が生じてしまう。そのため、
事業所用デジタルコードレス電話システムのような構内
交換機配下の全無線基地局のＴＤＭＡフレーム先頭を一
致させる手段を持つシステム内であれば影響は少ない
が、これに併せて、図１のように非同期システムが近接
設置されている環境下においては、どうしても影響の低
減を図ることが難しくなる。そこで、これらの電波の影
響を回避するための具体的な手法を以下に述べる。

【００１４】図３に、電波干渉による影響の低減方法に
ついての説明図を示す。図３は、図１のように非同期の
移動無線システムが近接した環境で、無線基地局Ａはタ
イミング（３０１）および（３０２）の周期で、家庭用
親機Ａはタイミング（３０３）および（３０４）の周期
で、家庭用親機Ｂはタイミング（３０５）および（３０
６）の周期で、リピータＡはタイミング（３０７）およ
び（３０８）の周期で、各々制御信号を送信しており、
それぞれの制御信号どうしが干渉のない状態で運用して
いることを示している。また、無線基地局Ｎは、これか
ら新規に運用を開始しようとしている状況で、周囲の電
波の状況を検索すると、干渉の影響のある区間（３０
９、３１１）と干渉の影響がない区間（３１０）を検出
する。ここで、この干渉の無い区間（３１０）の最初の
位置（３１３）と最後の位置（３１４）を無線基地局Ｎ
が内部のメモリ部に記憶する。さらにこの無干渉区間が
生じる周期を一定時間監視した結果後も干渉の影響が無
い時に、その干渉の無い区間の例えば、１／２の位置を
無線基地局Ｎの制御信号の送信位置（３１２）と決定す
る。この無干渉区間の最初の位置と、自基地局の送信位
置の相対関係（３１５）を求めて上記の位置としてメモ
リ部に記憶する。送信位置を無干渉区間の１／２の位置
にすることにより、図２で示したように、長期的な運用
により各々の制御信号の位置がズレて干渉の影響が発生
するまでの時間を延長することができる。ただし、この
手段だけでは長期運用中に生じる位相のズレによる制御
信号の干渉および干渉回避処理を根本的に対策すること
はできない場合がある。なお、ここでは、一例として、
送信位置を無干渉区間の１／２の位置にする場合を説明
したが１／２に限らず、１／３、２／３、１／４、３／
４等適宜の位置に設置することができる。送信スロット
の半分も可。

【００１５】図４に、制御信号の位相ズレ校正について
の説明図を示す。図４は、長期運用中に発生する制御信
号の位相のズレを校正するための手段である。ここで
は、長期運用中において、自無線基地局の制御信号の送
信タイミングと周囲の電波状況を監視したときに、初期
運用時に記憶したタイミング（３１５）との相関関係の
ズレ（４０２）が一定の値以上に生じた場合は、その位
相のズレの方向とは逆方向に自無線基地局の制御信号の
送信位置をシフト（４０３）する。この手段を使用する
と常時、前述した通りに初期運用時の送信タイミングを
保持することができるので、周囲の非同期システムの無
線基地局に対応した干渉回避を行うことが可能となる。
また、運用中に制御信号の位相ズレの校正を実施する契
機として、電源投入時、移動局との呼接続処理の終了
時、スリーピング状態からの立ち上がり時又は予め決め
られた立ち上がり回数毎、又は、運用動作中の所定タイ
ミング毎・一定時間毎に行うことで、各無線基地局が自
立的に、制御信号の干渉の影響を低減することが可能と
なる。

【００１６】図５に、無線基地局のハードウェアの構成
図を示す。ここでは、無線基地局を例に説明するが、親
機、リピータ等についても同様の構成を採用することが
できる。無線基地局は、電波を送受信する為のアンテナ
（６０１）、２本のアンテナの切替部（６０２）、送信
部（６０３）、受信部（６０５）、周波数を作り出すシ
ンセサイザ部（６０４）、変復調するためのモデム部
（６０６）、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ処理部（６０７）、回線
インタフェース部（６０８）、メモリ部（５１３）、Ｃ
ＰＵ（６１０）、電源部（６１１）を備える。本発明で
は、無線基地局に各々搭載されているメモリ部（５１
３）に各々のデータを記憶することにより実現できるた
め、本発明の処理を個々の無線基地局、親機、リピータ
に搭載可能なため、各々の無線基地局自身が電波の干渉
の頻度を低減することが可能となる。

【００１７】図６に、メモリ部に記憶されるデータの構
成図の一例を示す。この例では、メモリ部（５１３）
は、無線基地局、親機、リピータ等の種別に対して、基
地局のＩＤ番号、電界強度レベル、終了位置、開始位
置、周期等を記憶する。さらに、メモリ部（５１３）
は、自局送信位置を記憶する。無線基地局は、図５の電
波干渉の低減化フロー処理における他基地局類の位相情
報を配列的に保持する。他の無線基地局のＩＤ番号と電
界強度レベル、送出されている電波の終了位置と開始位
置を保持することで、各々の基地局による干渉波の位相
の周期を演算して格納することにより、自無線基地局の
送出タイミング位置のズレの補正や干渉区間または無干
渉区間の演算をリアルタイムに更新することが可能とな
る。

【００１８】図７に、電波干渉による影響の低減化処理
についてのフローチャートを示す。無線基地局の電源が
投入された後、まず周囲の無線基地局及び必要に応じて
家庭用親機の制御信号を時間的に連続で受信処理を行い
（５０２）、メモリ部（５１３）に記憶する。その後、
この受信処理による検出結果により他の無線基地局等か
らの電波干渉が無い区間があるかどうかを判断し（５０
３）、存在した場合には破線で示された一連の手順（５
１６）を行う。

【００１９】本発明に関する一連の手順（５１６）とし
て、まずメモリ部（５１３）に記憶したデータから干渉
がないタイミングの位相（位置と周期）を演算し（５０
９）、そのタイミングの１／２の時間を自無線基地局の
制御信号送出位置と仮に割り当てる（５１０）。なお、
１／２に限らず、１／３、１／４、３／４等適宜のタイ
ミングとすることもできる。このとき、自無線基地局の
前回の送出位置とのズレがあるかどうかを比較して（５
１１）、ズレがある場合そのズレの差分を補正する（５
１２）。このズレの補正方法は前述した通りである。そ
の後、割り当てた送信位置が周期的に送出可能かどうか
を検出（５０５）する。送出可能な場合には、当該位置
で制御チャネルを送出し、その送出時の位相（始点と終
点の位置と周期）をメモリ部（５１３）に記憶する。記
憶する際、メモリ部（５１３）に前回の送出時の位相情
報がある場合にはデータを更新（５１４）し、常に最新
の情報を保持し、運用動作（５０８）となる。これによ
り、運用中に位相のズレを生じた場合でも、次に選定す
る制御信号の送出位置が再び電波の干渉を受けるまでの
時間が長くとれるため、二次的、三次的に起こり得る電
波の干渉の頻度を低減することが可能となる。

【００２０】また、運用動作中に上述したような適宜の
時間毎又は適宜の状態毎に無干渉区間を検出し、タイミ
ングにズレがあると（５１５）、ステップ５０２に移行
して、一連の手順を実行する。なお、メモリ部（５１
６）には、あらかじめ干渉波の位相情報を記憶している
ので、運用中に過去の送信位置との比較により位相を逆
方向にシフトするための処理が容易に演算できるため
に、送出位置の選定時間の短縮化を図ることが可能とな
る。

【００２１】一方、ステップ５０５で干渉が検出され送
出不可能な場合、ステップ５０２からの再検索処理をＮ
回繰り返す（５０４）。Ｎ回実行しても適当な送出位置
が検出されない場合、論理制御チャネル送出不可と判断
する（５０７）。また、ステップ５０６で制御チャネル
を送出した後、運用動作に移る（５０８）。さらに、制
御チャネルの送出タイミングが干渉は位相検出タイミン
グであるか否か判断し（５１５）、そのタイミングであ
ればステップ５０２からの処理を実行する。

【００２２】なお、以上の説明では、主に制御信号の干
渉について説明したが、本発明は、制御信号のみでな
く、各種情報・データを伝送する通信信号についても適
用することができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によると、以上のように、複数の
移動無線システムが近接することによって被る干渉波と
なり得る制御信号又は通信信号の電波レベルと送信タイ
ミング位置並びにその位相情報を各々の無線基地局毎に
記憶し、制御信号又は通信信号の送信位置を制御するこ
とにより、干渉の頻度を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】近接した非同期の移動通信システムの構成図。

【図２】無線区間のＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームの概念
図。

【図３】電波干渉による影響の低減化についての説明
図。

【図４】制御信号の位相ズレ校正についての説明図。

【図５】無線基地局のハードウェアの構成図。

【図６】メモリ部に記憶されるデータの構成図。

【図７】電波干渉による影響の低減化処理についてのフ
ローチャート。

【符号の説明】

（１０１） 事業所用デジタルコードレス
電話システム用構内交換機 （１０２）〜（１０４） 事業所用デジタルコードレス
電話システム用無線基地局 （１０５）〜（１０７） 家庭用デジタルコードレス電
話の親機 （１０８）〜（１１０） 電波中継器 （１１１） 事業所用デジタルコードレス
電話システム用移動局 （１１２）〜（１１４） 家庭用デジタルコードレス電
話の子機 （１１５） 構内エリア （２０１） ＴＤＭＡ−ＴＤＤフレーム構
成 （２０２） 無線基地局ＡのＴＤＭＡ−Ｔ
ＤＤフレーム構成 （２０３） 無線基地局ＢのＴＤＭＡ−Ｔ
ＤＤフレーム構成 （２０４）、（２０５）、 （２０６） 無線基地局Ａと無線基地局Ｂ
のフレーム単位のズレ （３０１）〜（３０２） 無線基地局Ａの制御信号の送
信スロット位置 （３０３）〜（３０４） 家庭用親機Ａの制御信号の送
信スロット位置 （３０５）〜（３０６） 家庭用親機Ｂの制御信号の送
信スロット位置 （３０７）〜（３０８） リピータＡの制御信号の送信
スロット位置 （３０９）、（３１１） 周囲の制御信号どうしの干渉
区間 （３１０） 周囲の制御信号どうしとの干
渉がない区間 （３１２） 無線基地局Ｎの制御信号の送
信スロット位置 （３１３） 干渉区間の終点 （３１４） 干渉区間の始点 （３１５） 干渉波と無線基地局Ｎの送信
位置との相関関係 （４０１） 無線基地局ＮのＮ秒後の制御
信号送信スロット位置 （４０２） 初期運用時−Ｎ秒後間の送信
スロットの位相ズレ （４０３） 送信スロットの位相シフト （６０１） 無線基地局のアンテナ （６０２） 無線基地局のアンテナ切替部 （６０３） 無線基地局の送信部 （６０４） 無線基地局のシンセサイザ部 （６０５） 無線基地局の受信部 （６０６） 無線基地局のモデム部 （６０７） 無線基地局のＴＤＭＡ−ＴＤ
Ｄ処理部 （６０８） 無線基地局の回線インタフェ
ース部 （６０９） 無線基地局のメモリ部 （６１０） 無線基地局のＣＰＵ （６１１） 無線基地局の電源部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K028 AA01 BB06 CC05 DD01 DD02 HH00 NN43 5K067 AA03 BB04 BB08 BB44 CC05 CC06 EE02 EE06 EE10 EE59 EE71 EE72 FF02 HH23 KK15

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無線基地局又は無線親機又はリピータと無
   線子機とを備え、無線基地局又は無線親機又はリピータ
   が無線子機に対して呼の接続制御を行う無線通信システ
   ムにおける無線同期方法であって、 呼の接続制御を行う複数の無線通信システムが近接設置
   する場合に、各々の他無線通信システムから送信される
   制御信号又は通信信号を監視して、電波の干渉区間を検
   出し、 自無線通信システムから送信される制御信号又は通信信
   号の送信位置を、検出された干渉区間から時間的に離れ
   た所定の無干渉区間内の位置に制御するようにした無線
   同期方法。
2. 【請求項２】無線基地局又は無線親機又はリピータと無
   線子機とを備え、無線基地局又は無線親機又はリピータ
   が無線子機に対して呼の接続制御を行う無線通信システ
   ムにおける無線同期方法であって、 周囲の他無線基地局又は無線親機又はリピータから送信
   される制御信号又は通信信号を監視し、 監視結果により他無線基地局又は無線親機又はリピータ
   からの電波干渉が無い無干渉区間を検出し、 無干渉区間内の所定時間を、自無線基地局又は無線親機
   又はリピータの制御信号又は通信信号の送出位置に割り
   当て、 割り当てた送出位置と先の送出位置との差を補正するよ
   うに自送信位置をシフトし、 割り当てた送信位置が周期的に送出可能である場合、当
   該送信位置で制御信号又は通信信号を送信するようにし
   た無線同期方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の無線同期方法にお
   いて、 各々の他無線基地局又は無線親機又はリピータからの制
   御信号又は通信信号の開始位置、終了位置及び周期を含
   む送信位置情報と、自無線基地局又は無線親機又はリピ
   ータの制御信号又は通信信号の送信位置情報を記憶及び
   更新することを特徴とする無線同期方法。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の無線同
   期方法において、 無線基地局又は無線親機又はリピータが送出する制御信
   号又は通信信号の開始位置又は終了位置を、無干渉区間
   の１／２又は略１／２の位置に決定することにより、電
   波の干渉を低減することを特徴とする無線同期方法。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の無線同
   期方法において、 無線通信システムの無線基地局又は無線親機又はリピー
   タが、周囲の電波の干渉波と自分の制御信号又は通信信
   号の位相差を監視して、その位相差が予め定められた所
   定値以上の場合に、該位相差と逆方向に送信位置をシフ
   トするように制御することを特徴とする無線同期方法。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の無線同
   期方法において、 電源投入時、スリーピング状態からの立ち上がり時又は
   予め決められた立ち上がり回数毎、又は、運用動作中の
   所定タイミング毎に、他無線システムの干渉波と自送信
   位置との差を監視し、差がある一定の値以上の場合に、
   再び差と反対の方向に制御信号又は通信信号の送信位置
   を変化させる処理を実行することを特徴する無線同期方
   法。