JP2020053845A - Radio communication system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、伝送経路差による信号遅延補正を行う無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system that performs signal delay correction based on transmission path differences.
現在、光ファイバが多くの無線通信システムへ適用され、無線通信のみでは実現困難な高速大容量の通信や電波が到達しにくい通信環境へのサービス提供を可能としている。従来、漏洩同軸ケーブル(LCX:Leaky Coaxial Cable)による無線通信を行っていた無線通信システムもその例外ではなく、光ファイバ無線(RoF:Radio over Fiber)が適用されることで柔軟な無線通信システムが構築されてきた(例えば、特許文献1参照)。このようなシステムは、主に基地局、中継局、および移動局から構成され、基地局と移動局が中継局を介して通信する。 At present, optical fibers are applied to many wireless communication systems, and it is possible to provide services to high-speed, large-capacity communication, which is difficult to realize only by wireless communication, and to communication environments in which radio waves are difficult to reach. Conventionally, a wireless communication system that has performed wireless communication using a leaky coaxial cable (LCX: Leaky Coaxial Cable) is no exception, and a flexible wireless communication system can be realized by applying optical fiber wireless (RoF). It has been constructed (for example, see Patent Document 1). Such a system mainly includes a base station, a relay station, and a mobile station, and the base station and the mobile station communicate via the relay station.
LCXおよび光ファイバを介して基地局と移動局の通信を行う無線通信システムとしては、例えば特許文献2や特許文献3に示すものがある。このシステムでは、基地局がLCXおよび光ファイバとのインタフェースを有しており、各インタフェースが中継局に接続される。また、中継局は上部方LCX、下部方LCX、および光ファイバとのインタフェースを有しており、光ファイバは基地局と接続され、LCXは初段中継局を除く中継局同士で接続される。各中継局の設置場所は異なるため、基地局と各中継局までのLCXおよび光ファイバの長さはそれぞれ異なる。従って、基地局から各中継局へ信号を送信した場合には、各中継局が受信してLCXへ送信するまでの時間が異なる。さらに、基地局から特定中継局までの信号伝送経路には、特定中継局がLCXから受信してLCXへ送信する経路と、特定中継局が光ファイバから受信してLCXへ送信する経路がある。これらの伝送経路間で伝送時間が異なる場合、特定中継局を通過する移動局がLCXから受信する信号位相が伝送経路により異なり、基地局と移動局の通信が特定中継局のエリア境界を走行した際に瞬断する可能性がある。
As a wireless communication system for performing communication between a base station and a mobile station via an LCX and an optical fiber, there are, for example, those disclosed in
そこで特許文献2の無線通信システムでは、基地局に設置された遅延補正装置において光ファイバボビンを用いて光ファイバ長を調整することで、移動局がLCXから受信する信号の位相を合わせている。光ファイバ長の調整量は、移動局上で伝送経路差による信号遅延を測定した結果を光ファイバ長に換算することで算出される。なお、基地局と中継局の間を一心双方向通信の光ファイバ伝送路で接続することにより、光ファイバ長の調整量は、上り方向と下り方向で共通化される。
Therefore, in the wireless communication system of
また特許文献3は、特許文献2における測定精度上の課題解決のために、主信号とは異なる遅延調整用信号を生成し、移動局上に実装した遅延補正信号受信部にて検出した結果から、光ファイバ長の調整量を算出することについて開示している。
従来のLCXおよび光ファイバを介して基地局と移動局の通信を行う無線通信システムは、伝送経路差による信号遅延量の算出を移動局で実施しているため、光ファイバ長の補正量を知るためには移動局または信号遅延量検出機能を有する装置を現地に設置し、実際に測定することが必要であった。すなわち、遅延補正装置が基地局にあっても、補正量を知るためには現地での測定が必要になるという問題点があった。本発明は、測定員が現地に出向いて信号の測定を行わなくても、遅延補正を行うことができる無線通信システムの提供を目的とする。 In a conventional wireless communication system that performs communication between a base station and a mobile station via an LCX and an optical fiber, since the mobile station calculates a signal delay amount due to a transmission path difference, the correction amount of the optical fiber length is known. For this purpose, it was necessary to install a mobile station or a device having a signal delay amount detection function at the site, and actually measure it. In other words, there is a problem that even if the delay correction device is provided in the base station, on-site measurement is required to know the correction amount. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wireless communication system capable of performing delay correction without having to go to a site to measure a signal.
本発明の第1の無線通信システムは、基地局と、基地局と光ファイバにより1対1で接続されると共に、LCXにより数珠つなぎに接続された複数の中継局と、を備え、数珠つなぎの一端の中継局はLCXにより基地局と接続され、数珠つなぎの他端の中継局とLCXにより接続される終端中継局をさらに備え、基地局は、複数の中継局のうち少なくとも2つの中継局である対象中継局に光ファイバを介して試験信号を送信し、終端中継局は、対象中継局からLCXを介して試験信号を受信し、対象中継局から受信した試験信号の位相差を測定して基地局に送信し、基地局は、試験信号の位相差に基づき、対象中継局と基地局とを接続する光ファイバの遅延補正を行う。 A first wireless communication system according to the present invention includes a base station, and a plurality of relay stations connected one-to-one with the base station by an optical fiber and connected in a daisy chain by LCX. The relay station at one end is connected to the base station by LCX, and further includes a terminating relay station connected to the relay station at the other end of the cascade by LCX, wherein the base station is connected to at least two relay stations of the plurality of relay stations. A test signal is transmitted to a certain target relay station via an optical fiber, the terminal relay station receives the test signal from the target relay station via the LCX, and measures the phase difference of the test signal received from the target relay station. The signal is transmitted to the base station, and the base station corrects the delay of the optical fiber connecting the target relay station and the base station based on the phase difference of the test signal.
本発明の第2の無線通信システムは、基地局と、基地局と光ファイバにより1対1で接続されると共に、LCXにより数珠つなぎに接続された複数の中継局と、を備え、数珠つなぎの一端の中継局はLCXにより基地局と接続され、数珠つなぎの他端の中継局とLCXにより接続される終端中継局をさらに備え、基地局は、光ファイバを介して各中継局に第1試験信号を送信すると共に、中継局監視回線を介して各中継局における第1試験信号の受信時刻を取得し、LCXを介して各中継局に第2試験信号を送信すると共に、中継局監視回線を介して各中継局における第2試験信号の受信時刻を取得し、第1試験信号の送信時刻と各中継局における受信時刻との時間差を第1時間差として算出し、第2試験信号の送信時刻と各中継局における受信時刻との時間差を第2時間差として算出し、第1時間差と第2時間差の差に基づき、各中継局に接続された光ファイバによる伝送路の遅延補正を行う。 A second wireless communication system according to the present invention includes a base station, and a plurality of relay stations connected one-to-one with the base station by an optical fiber and connected in a daisy chain by LCX. The relay station at one end is connected to the base station by LCX, and further includes a terminal relay station connected to the relay station at the other end of the daisy chain by LCX, and the base station performs a first test on each relay station via an optical fiber. Signal, the reception time of the first test signal at each relay station is obtained via the relay station monitoring line, and the second test signal is transmitted to each relay station via the LCX. The reception time of the second test signal in each relay station is acquired via the relay station, the time difference between the transmission time of the first test signal and the reception time in each relay station is calculated as a first time difference, and the transmission time of the second test signal is calculated. At each relay station The time difference between the signal time calculated as the second time difference, based on the difference between the first time difference and the second time difference, performs the delay correction of the transmission path by an optical fiber connected to each relay station.
本発明の第1の無線通信システムでは、基地局が試験信号の位相差を終端中継局から取得するため、測定員が各中継局に出向いて信号の測定を行わなくても、遅延補正を行うことができる。 In the first wireless communication system of the present invention, since the base station acquires the phase difference of the test signal from the terminal relay station, the delay correction is performed without the measurement staff having to go to each relay station and measure the signal. be able to.
本発明の第2の無線通信システムでは、基地局が各中継局における第1試験信号と第2試験信号の受信時刻を取得するため、測定員が各中継局に出向いて信号の測定を行わなくても、遅延補正を行うことができる。 In the second wireless communication system of the present invention, since the base station obtains the reception time of the first test signal and the second test signal at each relay station, the measurement staff does not go to each relay station to measure the signal. However, delay correction can be performed.
<A.実施の形態1>
<A−1.構成>
図1は、実施の形態1の無線通信システム101の構成図である。無線通信システム101は、主信号の復調部を終端中継局6Aに配置し、伝送経路を切り替えることで各中継局5における伝送経路差を検出するものである。
<A. First Embodiment>
<A-1. Configuration>
FIG. 1 is a configuration diagram of the
無線通信システム101は、基地局1A、移動局(図示せず)、X個の中継局5および終端中継局6Aを備えている。なお、X個の中継局5はそれぞれ1からXのidを付して区別するものとする。X個の中継局5は、idの順にLCX2により数珠つなぎに接続されている。また、数珠つなぎの一端であるid=Xの中継局5は基地局1AとLCX2により接続され、数珠つなぎの他端であるid=1の中継局5は終端中継局6AとLCX2により接続されている。基地局1Aと各中継局5は、光ファイバ3により1対1に接続されている。基地局1Aと移動局は、伝送路であるLCX2および光ファイバ3を介して信号の送受信を行う。
The
基地局1Aは、制御部11、送受信部12および遅延補正装置13を備えている。制御部11は、基地局1Aの全体を制御する。送受信部12は、LCX2および光ファイバ3を用いて中継局5と信号の送受信を行う。遅延補正装置13は、制御部11の指示を受けて、各中継局5と接続されている光ファイバ3の遅延補正を行う。
The
中継局5は、切り替えスイッチ51と増幅部52を2組有している。図1において、中継局5内で上側に図示されているのが切り替えスイッチ51Uと増幅部52Uであり、下側に図示されているのが切り替えスイッチ51Dと増幅部52Dである。但し、以下の説明で特に区別する必要が無い場合には、切り替えスイッチ51または増幅部52と称する。切り替えスイッチ51は、中継局5が受信する伝送路を選択する。増幅部52は、中継局5を通過する信号を増幅する。いずれの組が動作するかは、移動局の進行方向による。移動局が図1において左から右へ進行する場合、切り替えスイッチ51Uと増幅部52Uが動作し、移動局が図1において右から左へ進行する場合、切り替えスイッチ51Dと増幅部52Dが動作する。
The
切り替えスイッチ51は、伝送路であるLCX2と光ファイバ3の切り替えを行う。LCX2と光ファイバ3の間の影響は最小限に留める必要があるため、これらの伝送路のアイソレーションは30dB以上に設定されることが望ましいが、この範囲に限らない。なお、切り替えスイッチ51には機械式スイッチまたは半導体スイッチが想定されるが、これらに限らない。
The changeover switch 51 performs switching between the
増幅部52は、切り替えスイッチ51を通過した信号を増幅する。増幅部52による増幅後の信号はLCX2を介して次段の中継局5へ送信される。
The amplifier 52 amplifies the signal that has passed through the changeover switch 51. The signal amplified by the amplifier 52 is transmitted to the
なお、図1では、切り替えスイッチ51と増幅部52が中継局5の構成として示されているが、モニタ部、光電変換部、監視制御部等、他の構成が中継局5に付加されていても良い。また、図1では、2つの切り替えスイッチ51U,51Dと2つの増幅部52U,52Dを示したが、これらの数は冗長性または共通化を考慮して増減することが可能であり、上記の数量に限らない。
In FIG. 1, the changeover switch 51 and the amplifying unit 52 are shown as a configuration of the
終端中継局6Aは分配器61、復調部62および遅延比較部63を2組有している。図1において、終端中継局6A内で上側に図示されているのが分配器61U,復調部62Uおよび遅延比較部63Uであり、下側に図示されているのが分配器61D,復調部62Dおよび遅延比較部63Dである。但し、以下の説明で特に区別する必要が無い場合には、分配器61、復調部62または遅延比較部63と称する。いずれの組が動作するかは、移動局の進行方向による。移動局が図1において左から右へ進行する場合、分配器61U,復調部62Uおよび遅延比較部63Uが動作し、移動局が図1において右から左へ進行する場合、分配器61D,復調部62Dおよび遅延比較部63Dが動作する。
The terminal relay station 6A has two sets of a distributor 61, a demodulator 62 and a delay comparator 63. In FIG. 1, the
分配器61は、LCX2から受信する信号を分配する。分配器61は、後段の復調部62U,62Dへそれぞれ同等レベルの信号を送信できれば良いため、その分岐比は通常50%に設定されるが、この範囲に限らない。
Distributor 61 distributes a signal received from LCX2. Since the splitter 61 only needs to be able to transmit signals of the same level to the
復調部62は、分配器61による分配後の受信信号を復調する。この信号は、基地局1Aの送受信部12で任意の変調方式で変調されて送信され、LCX2または光ファイバ3を介して受信された信号である。この信号は、基本的に主となるデータの他、ヘッダ部、誤り訂正部、フレームチェックシーケンス部、およびガードタイム部等で構成されている。復調部62は送信信号の変調方式に基づいて適切な復調方式により受信信号を復調する。一般的に、復調部62は、復調時に受信信号のヘッダ部から周期的に配置された特定のビットパターンを検出することで、比較対象となる信号位相を検出する。そして、復調部62は検出した信号位相を後段の遅延比較部63へ送信する。
The demodulation unit 62 demodulates the received signal distributed by the distributor 61. This signal is a signal modulated and transmitted by the transmission /
復調部62が複数ある場合、一般的に受信信号は周波数多重された信号であることが多い。復調部62は、内部に局部発振器(Local Oscillator:LO)と低域通過フィルタ(Low Pass Filter:LPF)を実装しており、これらを用いて所望の周波数の信号を受信する。ただし、復調部62は信号位相を検出できれば良いので、復調部62の実装数、受信信号の内部フレーム構造、復調方式については上述の範囲に限らない。 When there are a plurality of demodulation units 62, generally, the received signal is often a frequency-multiplexed signal. The demodulation section 62 has a local oscillator (Local Oscillator: LO) and a low-pass filter (Low Pass Filter: LPF) mounted therein, and receives a signal of a desired frequency by using these. However, since the demodulation unit 62 only needs to detect the signal phase, the number of the demodulation units 62 mounted, the internal frame structure of the received signal, and the demodulation method are not limited to the above ranges.
遅延比較部63は、復調部62で検出された複数の信号の位相を比較することで信号位相差、すなわち補正量の算出を行う。算出された補正量は、終端中継局監視回線4を介して基地局1Aの制御部11へ送信される。
The delay comparing unit 63 calculates a signal phase difference, that is, a correction amount by comparing the phases of the plurality of signals detected by the demodulating unit 62. The calculated correction amount is transmitted to the
なお、図1では、終端中継局6Aの構成として分配器61、復調部62、および遅延比較部63を示しているが、モニタ部、監視制御部等、他の構成が終端中継局6Aに付加されていても良い。また、図1では、2つの復調部62U,62Dを示したが、これらの数は冗長性または共通化を考慮して増減することが可能であり、上記の数量に限らない。
Although FIG. 1 shows a distributor 61, a demodulator 62, and a delay comparator 63 as the configuration of the terminal relay station 6A, other components such as a monitor unit and a supervisory control unit are added to the terminal relay station 6A. It may be. Although two
制御部11は、終端中継局6Aから終端中継局監視回線4を介して補正量を受信し、これに基づき、遅延補正装置13にて調整する光ファイバ長を算出する。なお、遅延補正装置13は基地局1Aにおける遅延量を調整できれば良いので、遅延を補正する手段はアナログとデジタルを問わない。ここでは、光ファイバ長を調整するアナログ方式を採用するが、送信信号生成時のデジタル信号処理において遅延ブロックを付加する等のデジタル処理を採用しても良い。
The
<A−2.動作>
次に、無線通信システム101における伝送経路差の遅延補正処理について、図2のフローチャートに沿って説明する。まず、基地局1Aと接続される全ての中継局5は、切り替えスイッチ51をLCX2側へスイッチする。そして、基地局1Aの送受信部12が信号を送信する。この信号は、LCX2によりX個の中継局5を経て終端中継局6Aに受信される。終端中継局6Aは、復調部62により信号の位相を検出し、遅延比較部63に格納する。この信号の位相は、遅延補正処理に用いられる基準位相となる(ステップS101)。ちなみに、ここでは基地局1Aと接続される全ての中継局5をLCX2側へスイッチしたとき終端中継局6Aが検出する位相を基準位相としたが、LCX2および基地局1Aと各中継局5とをつなぐ光ファイバ3の敷設状況に応じて基準位相の検出経路は柔軟に変更可能である。例えば、基地局1Aから光ファイバ3を介して中継局5(id=1)へ送信され、その後LCX2を介して終端中継局6Aにて検出される位相を基準位相としても良い。
<A-2. Operation>
Next, the delay correction processing of the transmission path difference in the
次に、基地局1Aの制御部11は、遅延補正処理の完了判定に用いる閾値を設定する(ステップS102)。この閾値は、移動局(図示しない)が走行しても基地局1Aとの通信瞬断が発生しない程度の信号位相差として設定される。その値は基地局1Aと移動局(図示しない)に実装される送受信部12の同期検出精度に依存し、信号フォーマットまたは伝送速度等、適用先のシステム構成に応じた値が数値計算により求められる。信号位相差が閾値を下回るまで、遅延補正処理は継続する。
Next, the
次に、制御部11は、パラメータnに基地局1Aと接続される中継局数を設定し、ループカウンタiに初期値0を設定する(ステップS103)。そして、制御部11は遅延補正処理を中継局5(id=1)から実施するため、ループカウンタiにα(α=1)を加算する(ステップS104)。なお、基準位相の設定によりαの値は柔軟に変更可能である。
Next, the
次に、制御部11は、信号送信先の中継局5を決定するパラメータNを、ループカウンタiと等しい値に設定する(ステップS105)。パラメータNにより指定された中継局5(id=N)は、切り替えスイッチ51を光ファイバ3側へスイッチする。そして、基地局1Aの送受信部12が光ファイバ3を介して指定された中継局5(id=N)へ試験信号を送信する(ステップS106)。
Next, the
中継局5(id=N)は光ファイバ3を介して基地局1Aの送受信部12からの試験信号を受信すると、LCX2を介して数珠つなぎの次段の中継局5へ試験信号を送信し、これにより最終的に終端中継局6Aが試験信号を受信する。終端中継局6Aでは、復調部62が試験信号を復調する(ステップS107)と共に、得られた復調結果から受信時の信号位相を検出する。そして、遅延比較部63は、ステップ復調部62で検出した信号位相すなわち信号の受信タイミングを格納する(ステップS108)。
When the relay station 5 (id = N) receives the test signal from the transmission /
次に、制御部11は、信号送信先の中継局5を決定するパラメータNとループカウンタiの値を比較する(ステップS109)。制御部11は、ステップS105においてパラメータNとループカウンタiの値を同値としたため、1度目のステップS109の判定処理では、パラメータNの値がループカウンタiの値より大きくはならない。その場合、制御部11はパラメータNに1を加算し(ステップS110)、次の中継局5(id=N)へ試験信号を送信する(ステップS106)。2度目のステップS109の判定処理では、パラメータNがループカウンタiより必ず大きい値となっているため、Yesとなり処理はステップS111に移行する。
Next, the
次に、遅延比較部63は、ステップS108で格納した複数の試験信号の位相を比較し、相対信号位相差を算出する(ステップS111)。上記したように、ループカウンタiが1のとき、基地局1Aから光ファイバ3によって中継局5(id=1)に送信され、中継局5(id=1)からLCX2によって終端中継局6Aに送信された試験信号の位相が遅延比較部63に格納されている。また、ループカウンタiが2のとき、基地局1Aから光ファイバ3によって中継局5(id=2)に送信され、中継局5(id=2)からLCX2によって中継局5(id=1)を介して終端中継局6Aに受信された試験信号の位相が遅延比較部63に格納されている。このように、試験信号が送信された中継局5(id=1)と中継局5(id=2)を対象中継局とも称する。遅延比較部63は、これら2つの試験信号の位相を比較することにより、中継局5(id=1)と中継局5(id=2)の間での相対信号位相差を算出し、これを中継局5(id=2)に対する補正量とする。
Next, the delay comparing section 63 compares the phases of the plurality of test signals stored in step S108 and calculates a relative signal phase difference (step S111). As described above, when the loop counter i is 1, the signal is transmitted from the
次に、ステップS111で算出された中継局5(id=2)に対する補正量は、終端中継局6Aから終端中継局監視回線4により基地局1Aの制御部11へ送信される。制御部11は、中継局5(id=2)に対する補正量とステップS102で設定した閾値とを比較する(ステップS112)。中継局5(id=2)に対する補正量がステップS102で設定した閾値未満ではない場合、制御部11は中継局5(id=2)の伝送経路長の補正が必要と判定する。図1の場合、遅延補正装置13が、基地局1Aと中継局5(id=2)との間に接続されている光ファイバ3の長さを調整することで、遅延補正処理を行う(ステップS113)。その後、ステップS112において中継局5(id=2)に対する補正量がステップS102で設定した閾値未満となるまで、無線通信システム101はステップS105からステップS113の処理を繰り返す。
Next, the correction amount for relay station 5 (id = 2) calculated in step S111 is transmitted from terminal relay station 6A to control
ステップS112において中継局5(id=2)に対する補正量がステップS102で設定した閾値未満になると、制御部11は、ループカウンタiが基地局1Aと接続される中継局数を表すパラメータnから1を減算した値に等しいか判定する(ステップS114)。ループカウンタiが基地局1Aと接続される中継局数を表すパラメータnから1を減算した値に等しくない場合、基地局1Aと接続される全ての中継局5に対して遅延補正処理が完了していないことになるため、制御部11はループカウンタiを更新して(ステップS104)、無線通信システム101はステップS105からステップS114の処理を繰り返す。この繰り返しにより、上記で記載した中継局5(id=1)と中継局5(id=2)間の遅延補正処理だけでなく、中継局5(id=2)と中継局5(id=3)間の遅延補正処理、中継局5(id=3)と中継局5(id=4)間の遅延補正処理が行われ、最終的には中継局5(id=X−1)と中継局5(id=X)間の遅延補正処理が行われる。言い換えれば、基地局1Aは対象中継局を中継局5(id=1)と中継局5(id=2)から、中継局5(id=2)と中継局5(id=3)、さらには中継局5(id=3)と中継局5(id=4)というように変更しながら、対象中継局への試験信号の送信を繰り返すことにより、全ての中継局5に対して遅延補正処理を行うことができる。中継局5(id=X−1)と中継局5(id=X)間の遅延補正処理が完了すると、ステップS114においてループカウンタiが基地局1Aと接続される中継局数を表すパラメータnから1を減算した値と等しくなり、このループを抜けて無線通信システム101の伝送経路差による遅延補正処理が終了する。
When the correction amount for the relay station 5 (id = 2) becomes smaller than the threshold set in step S102 in step S112, the
上記の遅延補正処理では、中継局5(id=1)と中継局5(id=2)というように、無線通信エリアが隣接する2つの中継局5が対象中継局となり、これらの中継局5間の信号位相差が逐次補正された。しかし、終端中継局6Aは任意の2つ以上の中継局5間の相対信号位相差を取得出来れば、基地局1Aは当該2つ以上の中継局5間の遅延補正処理を行うことができる。従って、対象中継局は任意の2つ以上の中継局5であれば良い。例えば、終端中継局6Aで3つ以上の中継局5間の信号位相差を取得した後、基地局1Aはこれら3つ以上の中継局についてまとめて遅延補正処理を行っても良い。
In the delay correction processing described above, two
<A−3.効果>
実施の形態1の無線通信システム101は、基地局1Aと、基地局1Aと光ファイバ3により1対1で接続されると共に、LCX2により数珠つなぎに接続された複数の中継局と、を備え、数珠つなぎの一端の中継局5(id=X)はLCX2により基地局1Aと接続され、数珠つなぎの他端の中継局5(id=1)とLCX2により接続される終端中継局6をさらに備え、基地局1Aは、複数の中継局5のうち少なくとも2つの中継局である対象中継局に光ファイバ3を介して試験信号を送信し、終端中継局6Aは、対象中継局からLCX2を介して試験信号を受信し、対象中継局から受信した試験信号の位相差を測定して基地局1Aに送信し、基地局1Aは、試験信号の位相差に基づき、対象中継局と基地局1Aとを接続する光ファイバ3の遅延補正を行う。従って、無線通信システム101によれば、測定員が各中継局5に出向いて信号の測定を行うことなく、中継局5の境界における信号位相差が閾値未満となるように遅延補正を行うことができる。従って、遅延補正に要する時間と費用を削減することが可能である。
<A-3. Effect>
The
なお、送受信部12および遅延補正装置13は、デジタル変復調処理部およびデジタル遅延補正ブロックであっても良い。
Note that the transmission /
<B.実施の形態2>
<B−1.構成>
図3は、実施の形態2の無線通信システム102の構成図である。図3において、図1と同様の構成には同一の符号を付している。無線通信システム102は、実施の形態1の無線通信システム101と比較すると、基地局1Aに代えて基地局1Bを備えた構成である。基地局1Bは、基地局1Aの構成に加えて時刻同期プロトコル14を備えている。また、基地局1Bと中継局5(id=X)、隣接する中継局5間、および中継局5(id=1)と終端中継局6A間には、中継局監視回線7が接続されている。
<B. Second Embodiment>
<B-1. Configuration>
FIG. 3 is a configuration diagram of the
中継局監視回線7は、基地局1Bの制御部11からの状態通知要求を各中継局5および終端中継局6Aに送信するための回線である。中継局監視回線7は、基地局1Bと各中継局5および終端中継局6Aを接続出来れば良いため、接続態様は図3に示すような数珠つなぎ接続に限らず、スター接続であっても良い。
The relay station monitoring line 7 is a line for transmitting a status notification request from the
時刻同期プロトコル14は、上位装置(図示しない)と基地局1Bのインタフェースを介して上位装置と基地局1Bの時刻同期を行う。上位装置としては例えばネットワークタイムプロトコル(Network Time Protocol:NTP)サーバーがある。時刻同期プロトコル14は、コマンドの送受信により、基地局1Bに実装されるリアルタイムクロック(Real Time Clock:RTC)が刻む時刻情報を協定世界時(UTC)へ同期するよう補正することができる。基地局1Bが時刻情報を受信できれば良いので、時刻同期プロトコル14による時刻校正の仕組みは上述の内容に限らない。
The
上述のようにして時刻校正された基地局1Bの時刻情報は、中継局監視回線7を介して各中継局5に配信される。これにより、無線通信システム102全体での時刻同期が可能となる。
The time information of the
<B−2.動作>
次に、無線通信システム102における伝送経路差の遅延補正処理について、図4のフローチャートに沿って説明する。まず、基地局1Bの制御部11は、遅延補正処理の完了判定に用いる閾値を設定する(ステップS201)。この閾値は、制御部11が光ファイバ3およびLCX2を介して受信した伝送経路間時間差情報をパラメータとして設定される。
<B-2. Operation>
Next, the delay correction processing of the transmission path difference in the
次に、全ての中継局5は、切り替えスイッチ51を光ファイバ3側へスイッチする。そして、基地局1Bの送受信部12は各中継局5に対して光ファイバ3を介して一斉に信号を送信する(ステップS202)。この信号を第1試験信号と称する。このとき、制御部11は、送受信部12からの第1試験信号の送信時刻t0を格納する。第1試験信号は、各中継局5において受信される(ステップS203)。
Next, all the
次に、各中継局5は、基地局1Bからの第1試験信号の受信時刻t1,t2,…tXを検出する(ステップS204)。この受信時刻は、各中継局5が基地局1Bから第1試験信号を受信し、第1試験信号をLCX2を介して数珠つなぎの次段の中継局5に送信する直前の時刻である。ここで、t1は中継局5(id=1)の受信時刻であり、t2は中継局5(id=2)の受信時刻であり、tXは中継局5(id=X)の受信時刻である。各中継局5は、基地局1Bからの状態通知要求を中継局監視回線7を介して受信すると、ステップS204で得た受信時刻を中継局監視回線7を介して送信する(ステップS205)。具体的には、中継局5(id=X)から中継局5(id=X−1)へ中継局監視回線7を介して、中継局5(id=X)の受信時刻tXが送信される。そして、中継局5(id=X−1)から中継局5(id=X−2)へ中継局監視回線7を介して、中継局5(id=X)の受信時刻tXと中継局5(id=X−1)の受信時刻t(X−1)が送信される。このように、各中継局5は前段の中継局5から取得した受信時刻に、自身の受信時刻を含めて次段の中継局5へ送信する。そして、中継局5(id=1)が終端中継局6Aへ、全ての中継局5の受信時刻t1,t2,…tXを送信し、全ての中継局5の受信時刻t1,t2,…tXが終端中継局監視回線4を介して終端中継局6Aから基地局1Bの制御部11に送信される。
Next, each
次に、全ての中継局5は、切り替えスイッチ51をLCX2側へスイッチする。そして、基地局1Bの送受信部12は中継局5(id=X)に対してLCX2を介して信号を送信する(ステップS206)。この信号を第2試験信号と称する。このとき、制御部11は、送受信部12からの第2試験信号の送信時刻t´0を格納する。送受信部12からの第2試験信号は、id=Xの中継局5からid=1の中継局5まで順番に受信される(ステップS207)。
Next, all the
次に、各中継局5は、基地局1Bからの第2試験信号の受信時刻t´1,t´2,…t´Xを検出する(ステップS208)。この受信時刻は、各中継局5が基地局1Bから第2試験信号を受信し、第2試験信号をLCX2を介して数珠つなぎの次段の中継局5に送信する直前の時刻である。ここで、t´1は中継局5(id=1)の受信時刻であり、t´2は中継局5(id=2)の受信時刻であり、t´Xは中継局5(id=X)の受信時刻である。各中継局5は、基地局1Bからの状態通知要求を中継局監視回線7を介して受信すると、ステップS208で得た受信時刻を中継局監視回線7を介してステップS205と同様に送信する(ステップS209)。
Next, each
なお、基地局1Bが各中継局5における受信時刻を取得出来れば良いため、ステップS205およびステップS209における受信時刻の送信は、基地局1Bからの状態通知要求をトリガとしなくても良い。
Since the
次に、基地局1Bの制御部11は、光ファイバ3経由の第1試験信号の受信時刻t1,t2,…tXと、LCX2経由の第2試験信号の受信時刻t´1,t´2,…t´Xから、経路間時間差を補正量として算出する(ステップS210)。具体的には、制御部11は、光ファイバ3経由の信号の基地局1Bにおける送信時刻t0と、各中継局5における受信時刻t1,t2,…tXとの差から、各中継局5の送信端までの時間差R1,R2,…RXを算出する。また、制御部11は、LCX2経由の第2試験信号の基地局1Bにおける送信時刻t´0と、各中継局5における受信時刻t´1,t´2,…t´Xとの差から、各中継局5の送信端までの時間差R´1,R´2,…R´Xを算出する。そして、制御部11は、各中継局5について、光ファイバ3経由の第1試験信号の時間差R1,R2,…RXと、LCX2経由の第2試験信号の時間差R´1,R´2,…R´Xの差から、経路間時間差T1,T2,…TXを補正量として算出する。ここで、中継局5(id=1)における経路間時間差T1は、(R1−R´1)であり、中継局5(id=2)における経路間時間差T2は、(R2−R´2)であり、中継局5(id=X)における経路間時間差TXは、(RX−R´X)である。
Next, the
次に、制御部11は、補正量である経路間時間差T1,T2,…TXを閾値と比較する(ステップS211)。経路間時間差T1,T2,…TXの中に閾値未満でないものがあれば、対応する中継局5の送信端までの光ファイバ3とLCX2の伝送経路長に、補正が必要な程度の伝送経路差があることを意味する。従って、遅延補正装置13は、経路間時間差が閾値を超える中継局5について、基地局1Bと当該中継局5とを接続する光ファイバ3の長さを調整することで、遅延補正処理を行う(ステップS212)。その後、ステップS211において、全ての中継局5についての経路間時間差T1,T2,…TXが閾値未満となるまで、無線通信システム101はステップS202からステップS212の処理を繰り返す。
Next, the
ステップS211において全ての中継局5について補正量である経路間時間差T1,T2,…TXが閾値未満となると、無線通信システム102による遅延補正処理は終了する。
When the inter-path time differences T1, T2,... TX that are the correction amounts for all the
<B−3.効果>
実施の形態2の無線通信システム102は、基地局1Bと、基地局1Bと光ファイバ3により1対1で接続されると共に、LCX2により数珠つなぎに接続された複数の中継局5と、を備え、数珠つなぎの一端の中継局5(id=X)はLCX2により基地局1Bと接続され、数珠つなぎの他端の中継局5(id=1)とLCX2により接続される終端中継局6をさらに備え、基地局1Bは、光ファイバ3を介して各中継局5に第1試験信号を送信すると共に、中継局監視回線7を介して各中継局5における第1試験信号の受信時刻を取得し、LCX2を介して各中継局5に第2試験信号を送信すると共に、中継局監視回線7を介して各中継局5における第2試験信号の受信時刻を取得し、第1試験信号の送信時刻と各中継局5における受信時刻との時間差を第1時間差として算出し、第2試験信号の送信時刻と各中継局5における受信時刻との時間差を第2時間差として算出し、第1時間差と第2時間差の差に基づき、各中継局5に接続された光ファイバ3による伝送路の遅延補正を行う。このように、無線通信システム102では、基地局1Bが中継局監視回線7によって各中継局5における第1試験信号と第2試験信号の受信時刻を一斉に取得することが出来るため、遅延補正を容易に行うことができる。また、無線通信システム102によれば、測定員が各中継局5に出向いて信号の測定を行うことなく、隣接する中継局5の境界において基地局1Bと移動局の信号送受信が瞬断しないよう、遅延補正を行うことができる。従って、遅延補正に要する時間と費用を削減することが可能である。
<B-3. Effect>
The
<C.実施の形態3>
<C−1.構成>
図5および図6は、実施の形態3の無線通信システム103の構成図である。無線通信システム103の構成図をB−B線で2図に分割したものの左図が図5、右図が図6である。無線通信システム103は、実施の形態1の無線通信システム101が終端中継局6Bを共通に使用して複数連結された構成である。図5および図6において、図1および図3と同一の構成には同一の符号を付している。なお、ここでは無線通信システム103を複数の無線通信システム101が連結された構成として説明している。しかし、無線通信システム103は、複数の無線通信システム102が連結された構成であっても良いし、少なくとも1つの無線通信システム101と少なくとも1つの無線通信システム102が連結された構成であっても良い。
<C. Third Embodiment>
<C-1. Configuration>
FIGS. 5 and 6 are configuration diagrams of the
図5および図6に示す無線通信システム103は、実施の形態1の無線通信システム101を2つ連結した構成である。従って、無線通信システム103は、終端中継局6Bを中心として左右対称な構成を有している。図5には、無線通信システム103の左半分の構成、すなわち基地局1Aと、これに接続された複数の中継局5と、終端中継局6Bとを示している。これらの構成は、終端中継局6Bを除いて図1に示した実施の形態1の無線通信システム101と同様であり、第1無線通信システムとも称する。
The
図6には、無線通信システム103の右半分の構成を示しており、これを第2無線通信システムとも称する。第2無線通信システムは、図5に示した第1無線通信システムを左右対称に配置したものである。但し、図6では、基地局を基地局1A1とする他、中継局5a等のように構成要素の参照符号にaを付すことによって、第1無線通信システムの構成と第2無線通信システムの構成を区別している。
FIG. 6 shows the configuration of the right half of the
基地局1Aを中心とする第1無線通信システムと、基地局1A1を中心とする第2無線通信システムとは、終端中継局6Bを共用し、終端中継局6Bにおいて連結される。第1無線通信システムにおいて、終端中継局6Bは、基地局1Aと終端中継局監視回線4を介して接続され、中継局5(id=1)とLCX2を介して接続されている。また、第2無線通信システムにおいて、終端中継局6Bは、基地局1A1と終端中継局監視回線4aを介して接続され、中継局5a(id=1)とLCX2aを介して接続されている。
The first wireless communication system centered on the
従って、終端中継局6Bは、実施の形態1の無線通信システム101における終端中継局6Aに比べて、2倍の数の分配器61、復調部62、遅延比較部63を有している。但し、これらの構成は機能を集約することも可能であるため、構成要素の数は上記に限らない。
Therefore, the
また、終端中継局6Bは、基地局間遅延比較部64を備えている。基地局間遅延比較部64は、基地局1A側の復調部62Dと、基地局1A1側の復調部62Dとに接続され、これら復調部62Dで復調された信号の位相を比較し、位相差を基地局間位相差として検出する。基地局間位相差は、終端中継局6Bから終端中継局監視回線4aを介して基地局1Aへ送信される。
The
<C−2.動作>
次に、無線通信システム103における伝送経路差の遅延補正処理について、図7のフローチャートに沿って説明する。まず、無線通信システム103は、第1無線通信システム、すなわち基地局1A側の遅延補正処理を行う(ステップS301)。本ステップは、図2のステップS102からステップS114と同様である。この処理により、図5の中継局5(id=1)から中継局5(id=X)まで遅延補正処理が完了する。
<C-2. Operation>
Next, the delay correction processing of the transmission path difference in the
次に、基地局1Aの送受信部12は、LCX2を介して試験信号を中継局5(id=X)に送信する(ステップS302)。この試験信号を第3試験信号と称する。第3試験信号は、LCX2により中継局5(id=X)から数珠つなぎの後段の中継局5に受け渡され、最終的に終端中継局6Bに受信される(ステップS303)。
Next, the transmission /
また、基地局1A1の送受信部12は、LCX2を介して試験信号を中継局5a(id=X)に送信する(ステップS304)。この試験信号を第4試験信号と称する。第4試験信号は、LCX2により中継局5a(id=X)から数珠つなぎの後段の中継局5aに受け渡され、最終的に終端中継局6Bに受信される(ステップS305)。
Further, the transmitting / receiving
終端中継局6Bにおいて、復調部62Dは、第3試験信号と第4試験信号を復調し、それらの信号の位相を基地局間遅延比較部64に出力する。基地局間遅延比較部64は、第3試験信号と第4試験信号の位相差を基地局間位相差として検出する(ステップS306)。その後、終端中継局6Bは終端中継局監視回線4aを介して基地局1A側へ基地局間位相差を送信する(ステップS307)。
In
基地局1A1の制御部11aは、終端中継局監視回線4aを介して基地局間位相差を受信する。そして、制御部11aは、基地局間位相差が閾値未満となるように、送受信部12aから送信する信号の位相を補正する(ステップS308)。なお、信号の位相補正は、基地局1A1の制御部11aにて生成される試験信号1フレーム(プリアンブル+位相調整用ポストビットを含む任意の信号)のポストビット長を増減することにより行う。但し、試験信号のフレーム構造は、信号位相を調整し得るものであれば他の構造であっても良い。
The control unit 11a of the base station 1A1 receives the inter-base-station phase difference via the terminal relay
その後、無線通信システム103は、第2無線通信システム、すなわち基地局1A1側の遅延補正処理を行う(ステップS309)。本ステップは、図2のステップS102からステップS114と同様である。この処理により、図6の中継局5a(id=1)から中継局5a(id=X)まで遅延補正処理が完了する。
Thereafter, the
以上の説明では、無線通信システム103を、実施の形態1の無線通信システム101を2つ連結した構成としたため、ステップS301とステップS309では、実施の形態1の手法で遅延補正が行われた。しかし、無線通信システム103が実施の形態2の無線通信システム102を含む構成である場合、ステップS301またはステップS309において、無線通信システム102については実施の形態2の手法で遅延補正が行われる。
In the above description, since the
なお、図5および図6において、無線通信システム103は、実施の形態1の無線通信システム101を2つ連結した構成であるが、3つ以上の無線通信システムが連結された構成であっても良い。この場合、図7で説明した処理が、基地局1A1の後段以降の基地局について順次行われることにより、各基地局間の位相補正が行われる。
5 and 6, the
<C−3.効果>
実施の形態3の無線通信システム103は、実施の形態1または実施の形態2の無線通信システムである第1無線通信システムと第2無線通信システムが、終端中継局6Bを共通に使用して連結された無線通信システムである。無線通信システム103において、第1無線通信システムの基地局1Aは、光ファイバ3を介して一つの中継局5に第3試験信号を送信し、第2無線通信システムの基地局1A1は、光ファイバ3aを介して一つの中継局5aに第4試験信号を送信し、終端中継局6Bは、LCX2,2aを介して第3試験信号と第4試験信号を受信し、第3試験信号と第4試験信号の位相差を基地局間位相差として測定し、基地局間位相差を第2無線通信システムの基地局1A1へ送信し、第2無線通信システムの基地局1A1は、基地局間位相差に基づき、各中継局5aに送信する信号の位相を補正する。従って、無線通信システム103によれば、実施の形態1,2の効果に加えて、基地局1Aと基地局1A1の信号位相差を小さくすることによって、両基地局の通信エリアの境界における信号送受信の瞬断を抑制することが可能である。
<C-3. Effect>
In the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。 In the present invention, each embodiment can be freely combined, or each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.
1A,1A1,1B 基地局、2,2a LCX、3,3a 光ファイバ、4,4a 終端中継局監視回線、5 中継局、6A,6B 終端中継局、7 中継局監視回線、11,11a 制御部、12,12a 送受信部、13,13a 遅延補正装置、14 時刻同期プロトコル、51D,51U 切り替えスイッチ、52D,52U 増幅部、61D,61U 分配器、62D,62U 復調部、63D,63U 遅延比較部、64 基地局間遅延比較部。 1A, 1A1, 1B base station, 2, 2a LCX, 3, 3a optical fiber, 4, 4a terminal relay station monitoring line, 5 relay station, 6A, 6B terminal relay station, 7 relay station monitoring line, 11, 11a control unit , 12, 12a transmission / reception section, 13, 13a delay correction device, 14 time synchronization protocol, 51D, 51U changeover switch, 52D, 52U amplification section, 61D, 61U distributor, 62D, 62U demodulation section, 63D, 63U delay comparison section, 64 Delay comparison unit between base stations.
Claims (7)
前記基地局と光ファイバにより1対1で接続されると共に、LCXにより数珠つなぎに接続された複数の中継局と、を備え、
前記数珠つなぎの一端の前記中継局はLCXにより前記基地局と接続され、
前記数珠つなぎの他端の前記中継局とLCXにより接続される終端中継局をさらに備え、
前記基地局は、前記複数の中継局のうち少なくとも2つの中継局である対象中継局に光ファイバを介して試験信号を送信し、
前記終端中継局は、前記対象中継局からLCXを介して前記試験信号を受信し、前記対象中継局から受信した前記試験信号の位相差を測定して前記基地局に送信し、
前記基地局は、前記試験信号の位相差に基づき、前記対象中継局と前記基地局とを接続する光ファイバの遅延補正を行う、
無線通信システム。 A base station,
A plurality of relay stations connected one-to-one with the base station by an optical fiber and connected in a daisy chain by LCX;
The relay station at one end of the daisy chain is connected to the base station by LCX,
Further comprising a terminal relay station connected by LCX to the relay station at the other end of the daisy chain,
The base station transmits a test signal via an optical fiber to a target relay station that is at least two of the plurality of relay stations,
The terminal relay station receives the test signal from the target relay station via the LCX, measures the phase difference of the test signal received from the target relay station, and transmits the test signal to the base station.
The base station performs a delay correction of an optical fiber connecting the target relay station and the base station based on a phase difference of the test signal,
Wireless communication system.
請求項1に記載の無線通信システム。 The base station repeats the transmission of the test signal by changing the target relay station,
The wireless communication system according to claim 1.
請求項1又は2に記載の無線通信システム。 The target relay station is a plurality of relay stations adjacent to a wireless communication area,
The wireless communication system according to claim 1.
前記基地局と光ファイバにより1対1で接続されると共に、LCXにより数珠つなぎに接続された複数の中継局と、を備え、
前記数珠つなぎの一端の前記中継局はLCXにより前記基地局と接続され、
前記数珠つなぎの他端の前記中継局とLCXにより接続される終端中継局をさらに備え、
前記基地局は、
光ファイバを介して各前記中継局に第1試験信号を送信すると共に、中継局監視回線を介して各前記中継局における前記第1試験信号の受信時刻を取得し、
LCXを介して各前記中継局に第2試験信号を送信すると共に、中継局監視回線を介して各前記中継局における前記第2試験信号の受信時刻を取得し、
前記第1試験信号の送信時刻と各前記中継局における受信時刻との時間差を第1時間差として算出し、
前記第2試験信号の送信時刻と各前記中継局における受信時刻との時間差を第2時間差として算出し、
前記第1時間差と前記第2時間差の差に基づき、各前記中継局に接続された光ファイバによる伝送路の遅延補正を行う、
無線通信システム。 A base station,
A plurality of relay stations connected one-to-one with the base station by an optical fiber and connected in a daisy chain by LCX;
The relay station at one end of the daisy chain is connected to the base station by LCX,
Further comprising a terminal relay station connected by LCX to the relay station at the other end of the daisy chain,
The base station comprises:
Transmitting a first test signal to each of the relay stations via an optical fiber, and obtaining a reception time of the first test signal at each of the relay stations via a relay station monitoring line;
Transmitting a second test signal to each of the relay stations via the LCX, and acquiring a reception time of the second test signal at each of the relay stations via a relay station monitoring line;
Calculating the time difference between the transmission time of the first test signal and the reception time at each relay station as a first time difference;
Calculating the time difference between the transmission time of the second test signal and the reception time at each of the relay stations as a second time difference;
Based on a difference between the first time difference and the second time difference, perform delay correction of a transmission path by an optical fiber connected to each of the relay stations;
Wireless communication system.
請求項4に記載の無線通信システム。 The base station transmits time information to each of the relay stations to synchronize the time of the base station and each of the relay stations,
The wireless communication system according to claim 4.
前記第1無線通信システムの前記基地局は、光ファイバを介して一つの前記中継局に第3試験信号を送信し、
前記第2無線通信システムの前記基地局は、光ファイバを介して一つの前記中継局に第4試験信号を送信し、
前記終端中継局は、LCXを介して前記第3試験信号と前記第4試験信号を受信し、前記第3試験信号と前記第4試験信号の位相差を基地局間位相差として測定し、前記基地局間位相差を前記第2無線通信システムの前記基地局へ送信し、
前記第2無線通信システムの前記基地局は、前記基地局間位相差に基づき、各前記中継局に送信する信号の位相を補正する、
無線通信システム。 A wireless communication system wherein the first wireless communication system and the second wireless communication system, which are the wireless communication systems according to any one of claims 1 to 5, are connected using the terminal relay station in common. ,
The base station of the first wireless communication system transmits a third test signal to one of the relay stations via an optical fiber,
The base station of the second wireless communication system transmits a fourth test signal to one of the relay stations via an optical fiber,
The terminal relay station receives the third test signal and the fourth test signal via an LCX, measures a phase difference between the third test signal and the fourth test signal as a phase difference between base stations, Transmitting a phase difference between base stations to the base station of the second wireless communication system,
The base station of the second wireless communication system corrects a phase of a signal to be transmitted to each of the relay stations based on the phase difference between the base stations,
Wireless communication system.
請求項1から6のいずれか1項に記載の無線通信システム。 The base station performs the delay correction by adjusting the length of the optical fiber,
The wireless communication system according to claim 1.
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