JP2009232226A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】各無線通信基地局に高安定な基準発振器を設けることなく、フレームタイミングの同期をとりつつ各無線通信基地局のキャリア周波数を正確な値にすることができる無線通信システムを提供すること。
【解決手段】移動局２、３と音声やデータを送受信する無線通信基地局として、第１の無線通信基地局４と、第２の無線通信基地局５とを備えた無線通信システムにおいて、第２の無線通信基地局５は、第１の無線通信基地局４から移動局２、３に制御用チャネルを介して送信される信号に基づいて、第１の無線通信基地局４と同期をとる同期処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に、移動局と音声やデータを送受信する無線通信基地局間で同期をとる無線通信システムに関する。

従来、この種の無線通信システムとしては、各無線通信基地局にＩＰネットワークを介してメッセージを送信し、そのメッセージに対する応答が得られた応答時間を各無線通信基地局に対する伝送遅延時間として統計的に算出し、算出した伝送遅延時間を含むフレーム同期メッセージを送出し、このフレーム同期メッセージに基づいて各無線通信基地局がフレームタイミングを生成するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３２４５３５号公報

しかしながら、上述したような従来の技術では、フレームタイミングの同期をとることはできるものの、内部クロックまでは同期をとることができないため、この内部クロックに基づいて生成するキャリア信号の周波数（キャリア周波数）を正確な値にするために各無線通信基地局に高安定な基準発振器が必要になるといった課題があった。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたもので、各無線通信基地局に高安定な基準発振器を設けることなく、フレームタイミングの同期をとりつつ各無線通信基地局のキャリア周波数を正確な値にすることができる無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明の無線通信システムは、移動局と音声やデータを送受信する無線通信基地局として、第１の無線通信基地局と、少なくとも１つの第２の無線通信基地局とを備えた無線通信システムにおいて、前記第２の無線通信基地局が、前記第１の無線通信基地局から前記移動局に制御用チャネルを介して送信される信号に基づいて、前記第１の無線通信基地局と同期をとる同期処理を行うように構成されている。

この構成により、本発明の無線通信システムは、第２の無線通信基地局の内部クロックも第１の無線通信基地局の内部クロックに同期させることができるため、第２の無線通信基地局に高安定な基準発振器を設けることなく、第２の無線通信基地局のフレームタイミングの同期をとりつつキャリア周波数を正確な値にすることができる。

なお、前記第２の無線通信基地局は、起動時から前記第１の無線通信基地局と同期がとれるまでは、前記制御用チャネルを介して送信される信号を常に受信することによって前記同期処理を行うようにしてもよい。

この構成により、本発明の無線通信システムは、第２の無線通信基地局が起動してから第１の無線通信基地局と同期がとれるまでは、チャネルの切り換えを行わずに同期処理を行うことができる。

また、前記第２の無線通信基地局は、前記第１の無線通信基地局と同期がとれた後には、前記制御用チャネルを介して送信される信号を定期的に受信することによって前記同期処理を行うようにしてもよい。

この構成により、本発明の無線通信システムは、第２の無線通信基地局が第１の無線通信基地局と同期がとれた後には、定期的にチャネルを切り換えて第１の無線通信基地局との同期を維持することができる。

また、本発明の無線通信基地局は、移動局と音声やデータを送受信する無線通信基地局において、前記移動局と音声やデータを送受信する他の無線通信基地局から前記移動局に制御用チャネルを介して送信される信号に基づいて、前記他の無線通信基地局と同期をとる同期処理を行う構成を有している。

この構成により、本発明の無線通信基地局は、内部クロックも第１の無線通信基地局の内部クロックに同期させることができるため、高安定な基準発振器を設けることなく、フレームタイミングの同期をとりつつキャリア周波数を正確な値にすることができる。

また、本発明の無線通信基地局の同期方法は、移動局と音声やデータを送受信する無線通信基地局として、第１の無線通信基地局と、少なくとも１つの第２の無線通信基地局とを備えた無線通信システムのなかで、前記第１の無線通信基地局と、前記第２の無線通信基地局との同期をとる無線通信基地局の同期方法において、前記第２の無線通信基地局に、前記第１の無線通信基地局から前記移動局に制御用チャネルを介して送信される信号に基づいて、前記第１の無線通信基地局と同期をとる同期処理を行わせる。

したがって、本発明の無線通信基地局の同期方法は、第２の無線通信基地局の内部クロックも第１の無線通信基地局の内部クロックに同期させることができるため、第２の無線通信基地局に高安定な基準発振器を設けることなく、フレームタイミングの同期をとりつつ第２の無線通信基地局のキャリア周波数を正確な値にすることができる。

本発明は、各無線通信基地局に高安定な基準発振器を設けることなく、フレームタイミングの同期をとりつつ各無線通信基地局のキャリア周波数を正確な値にすることができる無線通信システムを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

本発明の一実施の形態の無線通信システムを図１に示す。

図１に示すように、無線通信システムは、制御局１と、移動局２、３と、第１の無線通信基地局４と、第２の無線通信基地局５とを備えている。なお、図１において、１つの制御局１と、２つの移動局２、３と、１つの第２の無線通信基地局５とが示されているが、本発明の無線通信システムを構成する制御局、第２の無線通信基地局および移動局の数を限定するものではない。

制御局１は、移動局２、３との音声の送受信、および、各移動局２、３の位置や状態を表すデータの送受信等を行うための少なくとも１つのコンピュータ装置によって構成されている。

図２に示すように、各移動局２、３は、例えば、タクシーの車両等の移動体に搭載され、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機３０と、表示装置３１と、音声入出力装置３２と、当該車両の状態（例えば、空車、迎車、賃走、回送および観光等）が設定される設定装置３３と、第１および第２の無線通信基地局４、５と通信するための無線機３４とを備えている。

図１において、第１の無線通信基地局４は、キャリア周波数がそれぞれ異なる制御用チャネルと、少なくとも１つの通信用チャネルとを介して各移動局２、３と通信するようになっている。具体的には、第１の無線通信基地局４は、制御用チャネルを介して、移動局２、３からの通信用のチャネルの割り当ての要求を表す情報の受信、移動局２、３に割り当てた通信用のチャネルを表す情報の送信、および、移動局２、３に対するフレーム同期用の信号の送信等を行うようになっている。

ここで、第１の無線通信基地局４は、図３に示すように、各チャネルをフレームで区切り、このフレームを複数のスロットに分割したＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式に準拠して各移動局２、３と通信するようになっている。

図１において、第１の無線通信基地局４は、有線または無線で制御局１と通信するようになっている。このように、第１の無線通信基地局４は、制御局１と移動局２、３との間、または、移動局２、３間の音声やデータの送受信を行うようになっている。

なお、本実施の形態において、第１の無線通信基地局４は、制御局１と移動局２、３との間、または、移動局２、３間で、音声を送受信するものとする。

第２の無線通信基地局５は、第１の無線通信基地局４と同様に、キャリア周波数がそれぞれ異なる制御用チャネルと、少なくとも１つの通信用チャネルとを介して各移動局２、３と通信するようになっている。ここで、第２の無線通信基地局５は、第１の無線通信基地局４と同じＴＤＭＡ方式に準拠して各移動局２、３と通信するようになっている。

一方で、第２の無線通信基地局５は、有線または無線で制御局１と通信するようになっている。このように、第２の無線通信基地局５は、制御局１と移動局２、３との間、または、移動局２、３間の音声やデータの送受信を行うようになっている。

なお、本実施の形態において、第２の無線通信基地局５は、制御局１と移動局２、３との間で、制御局１から移動局２、３に指示される情報（例えば、配車情報）、移動局２、３から制御局１に送信される各移動局２、３の位置情報、および、移動局２、３から制御局１に送信される各移動局２、３の状態情報（例えば、車両の状態）等を表すデータを送受信するものとする。

図４に示すように、第２の無線通信基地局５は、アンテナ１０と、アンテナ共有器１１と、複数のチャネルユニット１２ａ乃至１２ｈと、チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈにバス１３を介して接続されたＣＰＵ１４と、制御局１と通信するための通信インターフェイス１５とを備えている。

各チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈは、図５に示すように、受信機２０と、送信機２１と、チャネル制御回路２２とを備えている。受信機２０は、該当する受信チャネルを介して伝送されるデータを受信し、チャネル制御回路２２に出力するようになっている。また、送信機２１は、チャネル制御回路２２によって出力されたデータを該当する送信チャネルを介してアンテナ１０から送出するようになっている。

また、受信機２０および送信機２１は、該当チャネルを介してデータを送受信する一方で、チャネルユニットが起動したときに、第１の無線通信基地局４の制御用チャネルを介して送信される信号を受信し、該当チャネルのフレームタイミング、スロット番号、スロットバウンダリおよび内部クロックを第１の無線通信基地局４の制御用チャネルのものと同期させる同期処理を行うようになっている。

また、受信機２０および送信機２１は、該当チャネルのフレームタイミング、スロット番号、スロットバウンダリおよび内部クロックを第１の無線通信基地局４の制御用チャネルのものと同期させた後に、定期的に同期処理を行うようになっている。第１の無線通信基地局４の制御用チャネルを介して送信される信号を受信するフレームを以下、単に「制御フレーム」という。

チャネル制御回路２２は、受信機２０および送信機２１と、バス１３を介して接続されたＣＰＵ１４との間のデータの送受信を行うようになっている。また、チャネル制御回路２２は、受信機２０にデータが正常に受信された場合には、予め定められたスロット分の時刻が経過したときに、データが正常に受信されたことを表すＡＣＫ信号を送信機２１に送信させるようになっている。

以上のように構成された無線通信システムの第２の無線通信基地局５における各チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈの同期動作について図６を用いて説明する。

まず、各チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈが起動されると、各チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈの受信機２０および送信機２１は、第１の無線通信基地局４の制御用チャネルを介して送信される信号に基づいて同期処理を行う（Ｓ１）。この同期処理が完了すると、各チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈの受信機２０および送信機２１は、該当チャネルを介した通信を行う（Ｓ２）。

ここで、各チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈの受信機２０および送信機２１は、制御フレーム期間になったか否かを判断する（Ｓ３）。

ここで、制御フレーム期間になったと判断した場合には、各チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈの受信機２０および送信機２１は、第１の無線通信基地局４の制御用チャネルを介して送信される信号に基づいて同期処理を行い（Ｓ４）、各チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈの動作は、ステップＳ２に戻る。

一方、各チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈの受信機２０および送信機２１が、制御フレーム期間になっていないと判断した場合には、各チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈの動作は、ステップＳ２に戻る。

このような本発明の一実施の形態の無線通信システムは、第２の無線通信基地局５を第１の無線通信基地局４に高精度に同期させることができるため、第２の無線通信基地局５に高安定な基準発振器を設けることなく、フレームタイミングの同期をとりつつ第２の無線通信基地局５のキャリア周波数を正確な値にすることができる。

また、本発明の一実施の形態の無線通信システムは、ＩＰネットワークを介して無線通信基地局の同期をとる従来の無線通信システムに対して、ＩＰネットワークの切断により無線通信基地局の同期がとれなくなったり、ＩＰネットワークの伝送遅延のバラつきによって無線通信基地局の同期ずれが生じたりすることを防止することができる。

また、本発明の一実施の形態の無線通信システムは、従来の無線通信システムに対して、第２の無線通信基地局５を増設したときに、全ての無線通信基地局を同期させるまでの時間を短縮することができる。

また、本発明の一実施の形態の無線通信システムは、従来の無線通信システムに対して、第１の無線通信基地局４と第２の無線通信基地局５とを有線で接続する必要がないため、第１の無線通信基地局４の制御チャネルを介して送信される信号が受信できる場所であれば、有線設備のない山岳部等に第２の無線通信基地局５を増設することができる。

また、本発明の一実施の形態の無線通信システムは、従来の無線通信システムに対して、公衆回線網を使用した場合のランニングコスト、または、独自の回線を使用する場合の初期費用を削減することができる。

本発明にかかる無線通信システムは、運輸・物流業務、バス運行業務、タクシーの配車業務等の陸上移動通信分野で用いられる無線通信システムとして利用することができる。

本発明の一実施の形態の無線通信システムのブロック図である。 本発明の一実施の形態の無線通信システムを構成する移動局のブロック図である。 本発明の一実施の形態の無線通信システムを構成する第１の無線通信基地局が準拠するＴＤＭＡ方式のフレームの一例を示す概念図である。 本発明の一実施の形態の無線通信システムを構成する第２の無線通信基地局のブロック図である。 本発明の一実施の形態の無線通信システムを構成する第２の無線通信基地局におけるチャネルユニットのブロック図である。 本発明の一実施の形態の無線通信システムを構成する第２の無線通信基地局における各チャネルユニットの同期動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 制御局
２、３ 移動局
４ 第１の無線通信基地局
５ 第２の無線通信基地局
１０ アンテナ
１１ アンテナ共有器
１２ａ〜１２ｈ チャネルユニット
１３ バス
１４ ＣＰＵ
１５ 通信インターフェイス
２０ 受信機
２１ 送信機
２２ チャネル制御回路
３０ ＧＰＳ受信機
３１ 表示装置
３２ 音声入出力装置
３３ 設定装置
３４ 無線機

Claims (5)

1. 移動局と音声やデータを送受信する無線通信基地局として、第１の無線通信基地局と、少なくとも１つの第２の無線通信基地局とを備えた無線通信システムにおいて、
   前記第２の無線通信基地局が、前記第１の無線通信基地局から前記移動局に制御用チャネルを介して送信される信号に基づいて、前記第１の無線通信基地局と同期をとる同期処理を行うことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第２の無線通信基地局が、起動時から前記第１の無線通信基地局と同期がとれるまでは、前記制御用チャネルを介して送信される信号を常に受信することによって前記同期処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記第２の無線通信基地局が、前記第１の無線通信基地局と同期がとれた後には、前記制御用チャネルを介して送信される信号を定期的に受信することによって前記同期処理を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
4. 移動局と音声やデータを送受信する無線通信基地局において、
   前記移動局と音声やデータを送受信する他の無線通信基地局から前記移動局に制御用チャネルを介して送信される信号に基づいて、前記他の無線通信基地局と同期をとる同期処理を行うことを特徴とする無線通信基地局。
5. 移動局と音声やデータを送受信する無線通信基地局として、第１の無線通信基地局と、少なくとも１つの第２の無線通信基地局とを備えた無線通信システムのなかで、前記第１の無線通信基地局と、前記第２の無線通信基地局との同期をとる無線通信基地局の同期方法において、
   前記第２の無線通信基地局に、前記第１の無線通信基地局から前記移動局に制御用チャネルを介して送信される信号に基づいて、前記第１の無線通信基地局と同期をとる同期処理を行わせることを特徴とする無線通信基地局の同期方法。

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