JP2006325045A

JP2006325045A - 受信タイミング設定方法

Info

Publication number: JP2006325045A
Application number: JP2005147506A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Yamamoto; 和弘山本; Atsushi Ueda; 篤史植田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2006-11-30

Abstract

【課題】親子局間の無線回線の遅延時間を検出し、以後の子局からの送信に対する受信開始時点を自動的に設定する受信タイミング設定方法を提供する。
【解決手段】本発明の受信タイミング設定方法は、無線回線を利用してＦＳＫで変調された信号を親局と子局との間で送受信する無線通信システムの受信タイミング設定方法である。親局１００は、一定周期で送信した同期符号の送信時刻ｔ２と、その同期符号に対応して子局から返信される回線設定符号の受信開始時刻ｔ３との差分から、子局との間の無線回線による遅延時間Ｔ３を決定し、以降においては、同期符合に対応する送信符号を送出した時点から計時して遅延時間Ｔ３の経過した時点を子局からのデータの受信開始時点として設定する。親局側において受信開始タイミングを自動的に設定するので、子局側において従来のように、親局の動作に合わせて送信タイミングを調整することは不要となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、受信タイミング設定方法に関し、特に、無線回線を利用してＦＳＫで変調された信号を親局と子局との間で送受信する無線通信システムの受信タイミング設定方法に関する。

無線回線を利用してＦＳＫで変調された信号の送受信を行なう従来の無線通信システムの受信タイミングの設定方法としては、従来、親局は一定周期で同期符号を子局に対して送信し、子局は親局に対して送信したいデータがある場合には、親局からの同期符号受信から一定時間後にデータを送出することにより通信を成立させている。図３ないし図５は、上述の従来例の動作を説明するためのタイムチャートである。図３は、親局と子局との間の距離による遅延が無いと仮定した場合の子局の送信タイミング（親局の受信タイミング）の設定方法を示している。

図３によれば親局は、同期符号の送信を完了した後、所定時間Ａｍｓが経過しないと受信動作に入らない。そこで子局は、同期符号を受信し、所定時間Ａｍｓが経過した時点からデータを送信すればよい。しかし、実際には親局と子局との間の距離による遅延が有るので、図４に示されるように、その遅延時間Ｂｍｓを算出し、子局は遅延時間Ｂｍｓだけデータの送信を早めなければならない。この送信を早める作業は、子局において手動で行なわれているので、例えば、遅延時間Ｂｍｓだけデータの送信を早めるところを誤って（Ｂ＋α）ｍｓだけ早めた場合には、図５に示すように、親局側での受信時にαｍｓ分のデータが受信できず、通信が成立しないこととなる。

ここで、従来の無線通信システムにおいて使用されるプロトコルおよび符号について図６および図７を参照して簡単に説明する。以下の説明に出てくる送信符号（同期符号、回線設定符号、許可符号、再送符号）およびデータには誤り検出用ビットが付加されており、無線回線上で誤りが発生した場合には受信側でその誤りを検出できるようになっている。図６に示されるように、子局は、親局に対して送信したいデータ（＃１〜＃８）がある場合には、親局から一定周期で送られてくる同期符号ＳＹＮを受信し、親局が受信を開始する所定時間だけ待った後に（受信禁止から受信許可に変わった受信許可の範囲に合致するように）、連続した複数の回線設定符号ＬＮ１〜ＬＮ４を送信する。

親局は、子局からの回線設定符号ＬＮ１〜ＬＮ４の受信を認識できると、同期符号ＳＹＮに替えて許可符号ＡＤＭを子局に対して送信する。子局は、親局からの許可符号ＡＤＭの受信が認識できると、データを決められた個数（図４では４個のデータ）ずつに区切って親局に対して送信する。親局は、受信したデータ＃１〜＃４に誤りがない場合には再び許可符号ＡＤＭを子局に対して送信し、送信された許可符号ＡＤＭを受信した子局は次のデータ＃５〜＃８を親局に送信するという動作を繰り返す。

しかし、図７に示されるように、親局が受信したデータ＃１〜＃４に誤りがあったような場合には、親局は子局に対して再送符号ＲＳＮを送信し、誤りがあったデータ＃１〜＃４を再度送信するように要求し、子局はそのデータ＃１〜＃４を親局に対して再度送信する。なお、類似の技術を開示している資料としては下記の特許文献１がある。この特許文献１においては、無線リンクの伝搬遅延量を計測し、その結果に基づいて下位の無線ノードの送信タイミングの補正を行い、上位の無線ノードの送信タイミングへの同期を確立しようとしている。
特開２００３−３２４４１２号公報

上述の従来の無線通信システムの受信タイミング設定方法では、親局から送信される送信指示符号（同期符号、許可符号、再送符号）の送信完了後の決められた時間以降でなければ、親局は受信しない方法を採っているので、簡単な構造で無線通信システムの親局を構築できるが、子局側ではデータの送信タイミングを調整しなければならないという不便さがある。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、親局と子局との間の無線回線による遅延時間については、親局が子局との初期の無線通信から自動的に検出し、検出した遅延時間に基づき、以後に子局から送信されるデータに対する受信開始時点を自動的に設定する受信タイミング設定方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る受信タイミング設定方法は、無線回線を利用してＦＳＫで変調された信号を親局と子局との間で送受信する無線通信システムの受信タイミング設定方法において、親局は、一定周期で送信した同期符号の送信時刻と、その同期符号に対応して子局から返信される回線設定符号の受信時刻との差分から、子局との間の無線回線による遅延時間を決定し、その後の送信符号を送出した時点から計時開始して遅延時間の経過した時点を送信符号に応答する子局からのデータの受信開始時点として設定する。

このような構成によれば、親局から同期符号を送信した送信時刻と、その同期符号に対応して子局からの返信されてくる回線設定符号を受信した受信時刻との差分に基づいて、親局は無線回線による遅延時間を決定することができる。そこで、親局は、同期符合を送出した時点から計時開始して遅延時間の経過した時点をそれ以降における子局からのデータの受信開始時点として設定することができる。

以上に詳述したように本発明によれば、親局は、同期符号を送信した送信時刻と、その同期符号に対応して子局からの返信されてくる回線設定符号を受信した受信時刻との差分から無線回線による遅延時間が算出できる。そこで、親局は、同期符合を送出した時点から計時開始して遅延時間の経過した時点を子局からのデータの受信開始時点として設定することができる。したがって、従来のように、親局の受信可能なタイミングに合わせて、子局側で送信タイミングを調整しなければならないといった煩わしい作業が無くなる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、この発明の受信タイミング設定方法が適用された無線通信システムを示すブロック図、図２は、図１の無線通信システムにおいて実行されるこの発明の受信タイミング設定方法の実施の形態を説明するためのタイムチャートである。図１の無線データ通信システムの親局１００は、送信符号作成部１１と、変調部１２と、復調部１３と、符号解析部１４とから構成されている。

図１の親局１００において、送信符号作成部１１は、送信符号指示ＳＡに従って送信する送信符号ＳＢ（同期符号、許可符号、再送符号）を作成し、変調部１２に引き渡す。変調部１２は、引き渡された送信符号ＳＢを構成する“０”，“１”に従って周波数を変更して変調波ＳＦＯを作成（ＦＳＫの変調方式で作成）し、子局（不図示）に向けて送信する。この変調波ＳＦＯの送信を完了する毎に、変調部１２は、送信符号ＳＢの送信が完了した旨の通知である符号送信完了通知ＳＣを復調部１３に伝達する。

復調部１３は、子局から送られてくる変調波ＳＦＮの復調を常時行なっており、その復調結果ＤＭＡを記憶部１３１に蓄積するとともに符号解析部１４にも伝達する。復調部１３は、具備するカウンタ部１３２により、変調部１２から符号送信完了通知ＳＣを受け取った時から経過する時間を計測（クロック信号のカウントなどによる）する。また、復調部１３は、復調結果ＤＭＡが回線設定符合あるいは通信データと一致するか否かを判断し、回線設定符合あるいは通信データと一致するタイミング毎に符号一致通知ＤＭＴを符号解析部１４に伝達する。

符号解析部１４は、復調部１３から送られてくる復調結果ＤＭＡを記憶部１４１に格納し、符号一致通知ＤＭＴを受け取るタイミング毎に、回線設定符号の場合には、同じ回線設定符号が回線設定符号長間隔でいくつ存在するか記憶部１４１を検索し、符号一致数ＥＲＮを復調部１３に通知する。また、符号解析部１４は、記憶部１４１に蓄積された復調結果ＤＭＡ（例えば、受信符号）に従って、送信符号作成部１１に対し、次に子局へ送信する送信符号の指示である送信符号指示ＳＡを伝達する。

復調部１３は、符号解析部１４からの符号一致数ＥＲＮの通知による最大の一致数と、回線設定符号の符号長とに基づいて、連続する回線設定符号の連続回線設定符号送信時間Ｔ２、すなわち、Ｔ２＝最大の一致数×回線設定符号の送信に要する時間を算出する。また、カウンタ部１３２が符号送信完了通知ＳＣを受け取った時から、最大の一致数に対応する回線設定符号の符号一致通知ＤＭＴを受け取るまでに計測した時間である遅延含有送信時間Ｔ１を検出する。これらの送信時間Ｔ１，Ｔ２から無線回線の遅延等に起因する遅延時間Ｔ３が下記の式（１）に基づいて求められる。
Ｔ３＝Ｔ１−Ｔ２・・・（１）

上述したように親局の復調部１３は、変調部１２が送出した同期信号に対応して子局から最初に送られてくる回線設定符号に基づき、親局と子局との間に存在する無線回線による遅延時間Ｔ３を算出することができる。したがって、復調部１３は、変調部１２が当該の子局に対して同期符号（あるいは、許可符号、再送符号）の送信を完了し、符号送信完了通知ＳＣを送出した時点から遅延時間Ｔ３だけ経過した時を受信開始時点（受信開始タイミングＲＶＳ）であるとして符号解析部１４に伝達する。すなわち、親局は符号送信完了通知ＳＣを送出した時点から遅延時間Ｔ３だけ経過した時点を受信開始タイミングＲＶＳとして以降の受信を開始する。

上述のような親局側の動作から明らかなように、子局側において親局の動作に合わせて従来のように送信タイミングを調整することは不要となる。なお、上述の例では、最後の回線設定符号の特定のために最大の一致数を用いたが、送られてくる回線設定符号の数が予め決められているならば、その数の回線設定符号を検出した時点を最大の一致数の回線設定符号の検出時としてもよい。また、余裕をもたせるために親局の受信開始タイミングを算出されたものよりも若干早めにすることはかまわない。

上述の親局の動作について図２のタイムチャートを参照しつつ、より具体的な例を挙げて説明する。図２の時刻ｔ１〜ｔ２で示されるタイミングで、変調部１２から同期符号が子局に向けて送信され、その送信の完了時刻ｔ２に符号送信完了通知ＳＣが変調部１２から復調部１３に渡される。復調部１３は、符号送信完了通知ＳＣを受け取ると、カウンタ部１３２を作動させて符号送信完了通知ＳＣを受け取った時からの経過時間の計測を開始する。他方、子局は、無線回線による一定の遅延をもってこの同期符号を受け取り、送信したいデータがあるので、回線設定符号を親局に向けて連続して（この例では４個）送信する。これらの回線設定符号は、親局の同期符号の送信完了時刻ｔ２から無線回線の往復路に要する一定の遅延が加わった時刻ｔ３に親局に到達する。

親局の復調部１３は、子局から送られてくる回線設定符号の受信確認を行なう時刻ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７にそれぞれ符号一致通知ＤＭＴを符号解析部１４に伝達する。符号一致通知ＤＭＴを受ける度に符号解析部１４は、連続した符号一致数を復調部１３に通知する。復調部１３は、時刻ｔ７に通知された一致数（符号数）の４が最大であることを認識すると、Ｔ２＝符号数×回線設定符号の符号長＝４×符号長を算出し、符号送信完了通知ＳＣを受け取った時からの経過時間Ｔ１からＴ２を減算し、遅延時間Ｔ３を算出する。即ち、同期符号を送り出した送信時刻ｔ２と、その同期符号に対応して子局から返信される回線設定符号の受信時刻ｔ３との差分から、子局との間の無線回線による遅延時間Ｔ３を決定している。

上述のように遅延時間Ｔ３を算出した後において、復調部１３は符号送信完了通知ＳＣから遅延時間Ｔ３が経過した時点が受信開始タイミングＲＶＳである旨を符号解析部１４に伝達する。例えば、親局の変調部１２が時刻ｔ１１〜ｔ１２に子局に対して許可符号の送信を完了し、時刻ｔ１２に符号送信完了通知ＳＣを復調部１３に伝達すると、符号一致通知によりその旨を通知された符号解析部１４は、時刻ｔ１２から遅延時間Ｔ３だけ経過した時刻１３を受信開始タイミングＲＶＳとして時刻ｔ１３から送られてくるデータの受信を開始する。

上述の例では、符号送信完了通知ＳＣが出力された時刻ｔ２を同期符号の送信時刻と考えてＴ１の計時を開始しているが、同期符号の符号長が分かっている場合には、同期符号が出力される時刻ｔ１からＴ１の計時を開始してもよい。このことは、回線設定符号や許可符号の検出時、許可符号に基づく受信開始タイミングの設定に関しても同じである。すなわち、符号のどこを基準にしても、無線回線による遅延時間Ｔ３を十分に正確に決定できれば、適切な受信開始タイミングＲＶＳを親局側で決定できるということである。このように親局側において受信開始タイミングを自動的に設定するので、子局側において親局の動作に合わせて従来のように送信タイミングを調整することは不要となる。

この発明の受信タイミング設定方法が適用された無線通信システムを示すブロック図である。図１の無線通信システムにおいて実行されるこの発明の受信タイミング設定方法の実施の形態を説明するためのタイムチャートである。親局と子局との間の距離による遅延が無いと仮定した場合の子局の送信タイミングの設定方法を示すタイムチャートである。親局と子局との間の距離による遅延がある場合の子局の送信タイミングの設定方法を示すタイムチャートである。図４のような場合に、子局の送信タイミングが早すぎる場合の問題を説明するためのタイムチャートである。従来の無線通信システムにおいて使用されるプロトコルと符号とを説明するためのタイムチャートである。図６で示されるような動作中にデータ伝送に誤りが発生した場合を説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

１１送信符号作成部、１２変調部、１３復調部、１４符号解析部、１３１，１４１記憶部、１３２カウンタ部、１００親局、ＳＡ送信符号指示、ＳＢ送信符号、ＳＣ符号送信完了通知、ＳＦＯ，ＳＦＮ変調波、ＤＭＡ復調結果、ＤＭＴ符合一致通知、ＲＶＳ受信開始タイミング、ＥＲＮ符号一致数。

Claims

無線回線を利用してＦＳＫで変調された信号を親局と子局との間で送受信する無線通信システムの受信タイミング設定方法において、
親局は、一定周期で送信した同期符号の送信時刻と、その同期符号に対応して子局から返信される回線設定符号の受信時刻との差分から、子局との間の無線回線による遅延時間を決定し、その後の送信符号を送出した時点から計時開始して遅延時間の経過した時点を送信符号に応答する子局からのデータの受信開始時点として設定することを特徴とする受信タイミング設定方法。