JP2001515298A - 同期装置およびそのための方法 - Google Patents

同期装置およびそのための方法

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JP2001515298A JP2000509172A JP2000509172A JP2001515298A JP 2001515298 A JP2001515298 A JP 2001515298A JP 2000509172 A JP2000509172 A JP 2000509172A JP 2000509172 A JP2000509172 A JP 2000509172A JP 2001515298 A JP2001515298 A JP 2001515298A
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Abstract

(57)【要約】 本発明による通信システムには、第１データ・バーストを第１セル内の第１基地局に伝送することが可能な第１遠隔端末と監視要素を有する。この監視要素は、第２端末からの電磁干渉を前記第１セル内で監視し、この監視された電磁干渉に基づいて前記第１データ・バーストのトレーニング・シーケンスを伝送するのに最適な時間を調べる。

Description

【発明の詳細な説明】
（発明の属する技術分野） 本発明は、時分割セルラ電話システムで使用される同期装置およびそのための
方法に関し、このようなシステムにはＧＳＭシステム（移動通信用グローバル・ システム）のようなＴＤＭＡ（時分割多元アクセス）システム等がある。
【０００１】 （背景技術） ＴＤＭＡに基づくセルラ電話システムでは、所与のユーザ端末と基地局との間
で信号がバーストで伝送される。このようなバーストは当該技術分野ではＴＤＭ
Ａバーストとして知られており、このバーストには所与のユーザ端末と基地局と
の間の特定の信号伝送に対応する所望のＴＤＭＡバーストが含まれる。さらに、
所望のＴＤＭＡバーストと部分的または実質的に同時に、基地局と他のユーザ端
末との間の他のＴＤＭＡバーストも伝送される。例えば周波数計画(frequency p
lanning)に起因して信号の直交性が達成されていない場合、他のＴＤＭＡバース
トの全部または一部が所望のＴＤＭＡバーストに重複してしまい問題となる。
【０００２】 第１の問題としては、所望のＴＤＭＡバーストを受信すると、所望のＴＤＭＡ
バーストのミッドアンブル(midamble)が高い干渉レベルに委ねられ、他のＴＤＭ
Ａバーストとの全部または一部の重複を招く。
【０００３】 第２に、適応アンテナを利用するシステムにおいて、所望のバーストの伝送中
に、他のＴＤＭＡバーストによる干渉特性が各ＴＤＭＡバーストの部分的重複に
起因して変化し、基地局で別のアンテナ重みの設定をしなければならなくなる。
【０００４】 したがって本発明は、ＴＤＭＡバーストに関連する上記の問題点を克服するこ
とを目的とする。
【０００５】 （発明の開示） 本発明の第１態様によれば、第１データ・バーストを第１セル内の第１基地局 に伝送することが可能な第１遠隔端末と、監視要素より成る通信システムが提供
され、この監視要素は、第２端末からの電磁干渉を前記第１セル内で監視し、こ
の監視された電磁干渉に基づいて前記第１データ・バーストのトレーニング・シー
ケンスを伝送するのに最適な時間を調べる。
【０００６】 本発明の第２態様によれば、第１遠隔端末からの第１データ・バーストを受信 することが可能な基地局が提供され、この基地局は監視要素を備え、この監視要
素は、第２端末からの電磁干渉を前記第１セル内で監視し、この監視された電磁
干渉に基づいて前記第１データ・バーストのトレーニング・シーケンスを伝送する
のに最適な時間を調べる。
【０００７】 本発明の第３態様によれば、第１データ・バーストを第１セル内の第１基地局 に伝送することが可能な第１遠隔端末が提供される。第１セル内には監視要素が
備えられ、この監視要素は、第２端末からの電磁干渉を前記第１セル内で監視し
、この監視された電磁干渉に基づいて前記第１データ・バーストのトレーニング・
シーケンスを伝送するのに最適な時間を調べる。
【０００８】 本発明の第４態様によれば、第１遠隔端末から第１セル内の第１基地局に第１
データ・バーストを伝送する方法が提供される。この方法は、第２端末からの電 磁干渉を前記第１セル内で監視し、監視された前記電磁干渉に基づいて前記第１
データ・バーストのトレーニング・シーケンスを伝送するのに最適な時間を調べる
。
【０００９】 本発明によれば、データ・バーストの重複を減少させ、干渉を抑制する同期装 置及び方法が提供される。
【００１０】 （発明を実施するための最良の形態） 以下の説明は主にＧＳＭシステムに関連するものである。しかしながら、これ
は、本発明がそのようなシステムに限定されることを意図するものではない。本
発明は他の時分割システムにも応用することが可能である。
【００１１】 ＴＤＭＡシステム１００(図１)は、第１セル１０２および第２セル１０４を有
し、各セルは第１基地局１０６および第２基地局１０８をそれぞれ有する。監視
要素１０５は第１基地局１０６に結合される。第１移動端末またはハンドセット
１１０が第１セル１０２内に位置しており、第２移動端末またはハンドセット１
１２が第２セル１０４内に位置している。
【００１２】 第１および第２基地局１０６，１０８は、任意の適切な時分割システムで良く
知られているもので構成することが可能であり、例えばMotorola, Limitedによ り製造される一組のMセル基地局がある。
【００１３】 第１および第２ハンドセット１１０，１１２はも同様に周知のセルラ電話ハン
ドセットで構成することが可能であり、例えばMotorola GmbHにより製造されるS
TARTAC（商標）GSMセルラ電話がある。
【００１４】 図２を参照する。第１ハンドセット１１０は、一連の各タイムスロットS0, S1 , S2,..., S7内に含まれる一連のデータ・バーストH1B0, H1B1, H1B2,...,H1B7の
第１の繰返系列（以下、「第１系列」という。）を伝送することが可能である。
第1データ・バーストH1B0は５７７μs継続し、２６ビットのミッドアンブル３０ ０より成り（図３）、このミッドアンブル３００は第１データ・バーストH1B0の 中央に位置する。データ・バーストH1B1, H1B2,..., H1B7も同様なミッドアンブ ルを有する。良く知られているように、第１データ・バースト３００のミッドア ンブルは既知のビットの所定の系列より成る。
【００１５】 第２ハンドセットも一連の各タイムスロットS0, S1, S2,..., S7内に含まれる
一連のデータ・バーストH2B0, H2B1, H2B2,...,H2B7の第２の繰返系列（以下、「
第２系列」という。）を伝送することが可能である。第１系列のタイムスロット
S0, S1, S2,..., S7の組は、第２系列のタイムスロットS0, S1, S2,..., S7の組
と同期することが可能であるが、必須の要件ではない。伝播遅延に起因して、同
期するタイムスロットを採用するシステムでさえも、例えば第１基地局１０６に
おけるデータ・バーストの到着時刻が異なる場合がある。このデータ・バーストは
第１データ・バーストH1B0に関連して述べたようなものと同一構造を有する。
【００１６】 次に、本発明の実施例による動作を説明する。
【００１７】 図４を参照すると、第１ハンドセット１１０は第１系列H1B1,..., H1B7を第１
基地局１０６に伝送する。同様に第２ハンドセット１１２は第２系列H2B1,...,
H2B7を第２基地局１０８に伝送する。
【００１８】 無線周波数（ＲＦ）信号の伝播特性に起因して、第１基地局１０６は、第２ハ
ンドセット１１２により伝送された第２系列H2B1,..., H2B7を受信することが可
能である。
【００１９】 こんため、第１基地局での第１系列H1B1,..., H1B7の受信は、第１基地局で余
計な第２系列H2B1,..., H2B7を受信することにより障害を受けてしまう。すなわ
ち、干渉が生じる。
【００２０】 第１ハンドセット１１０から伝送された第１データ・バーストH1B0および.第２
ハンドセット１１２により伝送されたH2B0に関連して、更に説明する。ただし、
この例は、説明の便宜上および明確化のためのものであり、本発明が第１および
第２データ・バーストH1B0, H2B0の間の干渉に限定されることを意図するもので はない。実際のところ干渉は、第１系列H1B0,..., H1B7より成るデータ・バース ト中の任意のものと、第２系列H2B0,..., H2B7より成るデータ・バースト中の任 意のものとの間で生じ得る。
【００２１】 図５に示されているように、第１ハンドセット１１０からの第１データ・バー ストH1B0は、第２ハンドセット１１２からの第２データ・バーストH2B0と一時的 に（部分的に）重複する。第１ハンドセット１１０からの第１データ・バーストH 1 B0の部分的な重複は、第２ハンドセット１１２からのデータ・バーストH2B0,...
, H2B7の内の任意のものとの間で生じ得る。また、隣接セル（図示せず）中のデ
ータ・バーストを伝送する他のハンドセットからのものに対しても生じ得る。
【００２２】 第１系列H1B0,..., H1B7と第２系列H2B0,..., H2B7との間の干渉を避けるため
には、第１ハンドセット１１０からの第１データ・バーストH1B0のミッドアンブ ル３００が、第２ハンドセット１１２からの第１データ・バーストH2B0と部分的 に干渉／重複しないことを保証することで足りる。ミッドアンブル同士の部分的
重複を避けることにより、例えば空間フィルタリング(spatial filtering)のよ うな既存の信号処理手法を利用して、重複しているデータ・バーストの残りの部 分（重複していない部分）を抽出することが可能である。
【００２３】 ミッドアンブルの部分的重複を回避するためには、第１データ・バーストH1B0 を伝送する最適時間を決定し、第１ハンドセット１１０からの第１データ・バー ストH1B0の伝送において、そのデータ・バーストのミッドアンブルが第２ハンド セット１１２からの第１データ・バーストH2B0のミッドアンブル３００と部分的 に重複しないようにする必要がある。
【００２４】 図６,７を参照する。第１データ・バーストH1B0を伝送するための最適時間を調
べるため、監視要素１０５により干渉の電力特性６００が生成される（ステップ
７００）。例えばこの電力特性は、当該技術分野で既知の振幅測定手法を利用し
て発呼が設定される前または音声／データの非連続伝送(DTX: Discontinuous Tr
ansmission)のような非伝送期間中に、生成することが可能である。あるいは、 他の端末により発せられた干渉信号と、第１データ・バーストH1B0のような伝送 されるべきデータ・バーストのミッドアンブルとの間の相互相関により、電力特 性６００を生成することも可能である。このような相互相関または振幅測定によ
り、干渉信号のバースト遅延特性が得られる。マルチパス・フェージングによる バースト遅延特性上の変動を抑制するために、いくつかのバーストにわたってバ
ースト遅延特性の時間平均をとることも可能である。
【００２５】 電力特性を監視し（ステップ７０２）、第１データ・バーストH1B0を伝送する のに最適な時間を検出する（ステップ７０４）。
【００２６】 本発明に対して必須のことではないが、バースト遅延特性は、必要とされる最
少伝送電力の良好な指標を与え、アンテナ重みの良好な収束性を得るために充分
なゲイン調整を行うことも可能である。
【００２７】 この必要とされる最少伝送電力(Settingminreq)は、以下の式により計算され る。
【００２８】 Settingminreq=InterferLevabs+PathLossest+Marginreq ここで、InterferLevabsは最適伝送期間における干渉レベルの絶対値であり、
PathLossestは基地局からの移動機の距離に基づいて推定された経路損失であり 、Marginreqは良好な重み収束性を得るために必要とされるマージンである。
【００２９】 最少の干渉性を与える最適時間および第１データ・バーストH1B0の伝送用の最 少条件を設定する必要最少伝送電力が決定されると（ステップ７０４）、第１デ
ータ・バーストH1B0の伝送に関連する先行タイミングを変化させて、第１データ・
バーストH1B0のミッドアンブル３００が図８に示されるような最適位置で伝送さ
れることが可能になる。このため、第１ハンドセット１１０からの第１データ・ バーストH1B0のミッドアンブル３００は、他のデータ・バーストのミッドアンブ ルと一時的に部分的に重複することなく、干渉を除去または抑制することが可能
になる。その後第１データ・バーストH1B0は伝送され（ステップ７０６）、次に 伝送されるべきデータ・バーストのために上記のプロセスが繰り返される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 隣接セルの一対を示す概略図である。
【図２】 データ・フレーム構造の概略図である。
【図３】 あるタイム・スロットにおけるデータ・バーストの概略図である。
【図４】 図１に対する概略側面図である。
【図５】 データ・バーストの重複の様子を示す概略図である。
【図６】 本発明の実施例に関するデータ・バーストに対する電力と時間との関係を表わ すグラフである。
【図７】 図５のデータ・バーストを伝送するためのフロー・チャートである。
【図８】 本発明の実施例によるデータ・バーストの様子を示す概略図である。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１データ・バーストを第１セル内の第１基地局に伝送するこ とが可能な第１遠隔端末と、監視要素より成る通信システムであって、この監視
    要素は、第２端末からの電磁干渉を前記第１セル内で監視し、この監視された電
    磁干渉に基づいて前記第１データ・バーストのトレーニング・シーケンスを伝送す
    るのに最適な時間を調べることを特徴とする通信システム。
  2. 【請求項２】 さらに第２基地局を有する第２セルを有する請求項１記載の通
    信システムであって、前記第２端末は、前記第２セル内に位置し、第２データ・ バーストを前記第２基地局に伝送することが可能であり、前記第２端末からの電
    磁干渉は前記第２データ・バーストに対応する電磁エネルギを含むことを特徴と する請求項１記載の通信システム。
  3. 【請求項３】 前記トレーニング・シーケンスがミッドアンブルであり、前記 第１データ・バーストを伝送するための最適時間が前記第１データ・バーストの前
    記ミッドアンブルを伝送するのに最適な時間であることを特徴とする請求項１記
    載の通信システム。
  4. 【請求項４】 前記監視要素が、前記第１データ・バーストの前記ミッドアン ブルと、前記第２端末からの前記電磁エネルギとの相互相関をとることを特徴と
    する請求項１記載の通信システム。
  5. 【請求項５】 前記第１セルが、前記第１基地局に更なるデータ・バーストを 伝送することが可能な遠隔端末を有し、前記電磁干渉は前記更なるデータ・バー ストに対応する電磁エネルギを含むことを特徴とする請求項１記載の通信システ
    ム。
  6. 【請求項６】 第１遠隔端末からの第１データ・バーストを受信することが可 能な第１セルのための基地局であって、第２端末からの電磁干渉を前記第１セル
    内で監視し、監視された前記電磁干渉に基づいて前記第１データ・バーストのト レーニング・シーケンスを伝送するのに最適な時間を調べる監視要素を備えるこ とを特徴とする基地局。
  7. 【請求項７】 第２基地局を有する第２セルを有する請求項６記載の基地局で
    あって、前記第２端末は、第２データ・バーストを前記第２基地局に伝送するこ とが可能であり、前記第２端末からの電磁干渉は前記第２データ・バーストに対 応する電磁エネルギを含むことを特徴とする請求項６記載の基地局。
  8. 【請求項８】 前記トレーニング・シーケンスがミッドアンブルであり、前記 第１データ・バーストを伝送するための最適時間が前記第１データ・バーストの前
    記ミッドアンブルを伝送するのに最適な時間であることを特徴とする請求項６記
    載の基地局。
  9. 【請求項９】 前記監視要素が、前記第１データ・バーストの前記ミッドアン ブルと、前記第２端末からの前記電磁エネルギとの相互相関をとることを特徴と
    する請求項６記載の基地局。
  10. 【請求項１０】 前記第１セルが、前記第１基地局に更なるデータ・バースト を伝送することが可能な遠隔端末を有し、前記電磁干渉は前記更なるデータ・バ ーストに対応する電磁エネルギを含むことを特徴とする請求項６記載の基地局。
  11. 【請求項１１】 第１データ・バースト第１セル内の第１基地局に伝送するこ とが可能な遠隔端末であって、前記第１基地局は、第２端末からの電磁干渉を前
    記第１セル内で監視し、監視された前記電磁干渉に基づいて前記第１データ・バ ーストのトレーニング・シーケンスを伝送するのに最適な時間を調べる監視要素 を備えることを特徴とする遠隔端末。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の遠隔端末であって、第２セル内に第２基地
    局が設けられ、前記第２基地局は第２データ・バーストを前記第２基地局に伝送 することが可能であり、前記第２端末からの電磁干渉は前記第２データ・バース トに対応する電磁エネルギを含むことを特徴とする請求項１１記載の遠隔端末。
  13. 【請求項１３】 前記トレーニング・シーケンスがミッドアンブルであり、前 記第１データ・バーストを伝送するための最適時間が前記第１データ・バーストの
    前記ミッドアンブルを伝送するのに最適な時間であることを特徴とする請求項１
    １記載の遠隔端末。
  14. 【請求項１４】 前記監視要素が、前記第１データ・バーストの前記ミッドア ンブルと、前記第２端末からの前記電磁エネルギとの相互相関をとることを特徴
    とする請求項１１記載の遠隔端末。
  15. 【請求項１５】 前記第１セルが、前記第１基地局に更なるデータ・バースト を伝送することが可能な遠隔端末を有し、前記電磁干渉は前記更なるデータ・バ ーストに対応する電磁エネルギを含むことを特徴とする請求項１１記載の遠隔端
    末。
  16. 【請求項１６】 前記第１データ・バーストを伝送するのに最適な時間の前記 第１基地局による決定に応答して、前記第１データ・バーストを伝送する送信機 を更に備えることを特徴とする請求項１１記載の遠隔装置。
  17. 【請求項１７】 第１遠隔端末から第１セル内の第１基地局に第１データ・バ ーストを伝送する方法であって、当該方法は： 第２端末からの電磁干渉を前記第１セル内で監視する段階；および 監視された前記電磁干渉に基づいて前記第１データ・バーストのトレーニング・
    シーケンスを伝送するのに最適な時間を調べる段階； より成ることを特徴とする方法。
  18. 【請求項１８】 さらに第２基地局を有する第２セルが備えられており、第２
    端末から前記第２セル内の前記第２基地局に第２データ・バーストを伝送し、前 記第２端末からの電磁干渉は前記第２データ・バーストに対応する電磁エネルギ を含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記トレーニング・シーケンスがミッドアンブルであり、前 記第１データ・バーストを伝送するための最適時間が前記第１データ・バーストの
    前記ミッドアンブルを伝送するのに最適な時間であることを特徴とする請求項１
    ７記載の方法。
  20. 【請求項２０】 さらに、前記第１データ・バーストの前記ミッドアンブルと 、前記第２端末からの前記電磁エネルギとの相互相関をとる段階より成ることを
    特徴とする請求項１７記載の方法。
  21. 【請求項２１】 さらに、前記第１セル内の更なる遠隔端末から前記第１基地
    局に更なるデータ・バーストを伝送する段階より成り、前記電磁干渉は前記更な るデータ・バーストに対応する電磁エネルギを含むことを特徴とする請求項１７ 記載の方法。
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