JP2518208B2 - 移動通信方式 - Google Patents

移動通信方式

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JP2518208B2
JP2518208B2 JP61103591A JP10359186A JP2518208B2 JP 2518208 B2 JP2518208 B2 JP 2518208B2 JP 61103591 A JP61103591 A JP 61103591A JP 10359186 A JP10359186 A JP 10359186A JP 2518208 B2 JP2518208 B2 JP 2518208B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は時分割多元接続の移動通信方式に係り、特に
移動局の送信信号の送出時間制御技術に関する。
(従来の技術) 本発明が対象とする時分割多元接続の移動通信方式
は、第5図に示す如く、1つの基地局100と、複数の移
動局101,同102,…とが時分割多重無線回線を介して接続
されるものであり、各移動局(101,102,…)は基地局10
0が定期的に送信する同期信号に同期して自局に割り当
てられた送信タイムスロット(時分割されたチャネルの
1つであり、以下これを単にタイムスロットTSと称す)
の時間位置を決定し、例えば移動局101はタイムスロッ
トTSnで、また移動局102はタイムスロットTSn+1でそれ
ぞれ基地局100と通信を行うようになっている。
ところで、この種の移動通信方式においては、基地局
は各移動局送信信号を対応するタイムスロットで受信す
るが、移動局送信信号には伝搬遅延があるので、隣接タ
イムスロットの重なりを防止するために、基地局の受信
タイムスロットは移動局の送信タイムスロットの時間幅
よりも幅広に設定するようにしている。例えば、第6図
に示す如く、基地局の受信タイムスロットTSnは移動局
が基地局のサービス範囲の限界地点にある時の最大伝搬
遅延時間を考慮したガードタイムTAと移動局の送信タイ
ムスロットの時間幅TBの和の時間幅に設定される。な
お、ガードタイムTAは固定的に設定される。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、従来のこのような移動通信方式にあっ
ては、基地局側においては基地局のサービス範囲に見合
った電波の最大遅延時間に相当するガードタイムが必要
となるため、フレーム内収容のチャンネル数の内で、ガ
ードタイムの占有率が高く情報の伝送効率を低下させる
という問題点がある。
即ち、例えば、基地局のサービス範囲を50kmとする
と、電波の最大遅延時間は T=50km/3×108(光速)=167μsecとなる。
この値は基地局と移動局間のデータ信号速度を1Mbit/
secとすると、167bitsに相当する。
そして、移動局が音声信号を送出するためにプリアン
ブル16bits,スタートコード16bits,音声信号128bits使
用したとすると、全体の使用ビット数は160bitsにな
る。従って、基地局側で、移動局送信信号を受信できる
時間は、 TO=TA+TB=167+160=327bits(327μsec)必要であ
る。つまり、基地局では、327μsecのタイムスロット
(受信可能時間)が必要なのに対して実際のデータ受信
時間は160μsecであるから通話用タイムスロットの使用
効率は160/327×100=49%しかなく、効率が悪い。
特に、実際のシステムでは、基地局と移動局とで通話
状態に達するまで信号の送受をするための制御用タイム
スロトを通話用タイムスロットとは別に設けることが多
いので、このタイムスロットを考慮すると上記情報の伝
送効率はさらに悪くなるのである。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたも
ので、その目的は基地局が移動局の送信タイミングを制
御できるようにすることによりガードタイムの低減を図
り、もって伝送効率の向上を図ることができる移動通信
方式を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 前記目的を達成するために本発明の移動通信方式は次
の如き構成を有する。
即ち、本発明の移動通信方式は、複数の移動局と1つ
の基地局とが基地局と移動局間の同期制御および発、着
呼制御を含む制御用に割り当てた1個の制御用タイムス
ロットと、この制御用タイムスロットに続くN個の通話
用タイムスロットとで時分割多重無線回線を介して接続
される移動通信方式において;前記基地局は、前記制御
用タイムスロット並びに通話用タイムスロットで受信し
た移動局からの発呼もしくは応答に基づく送信信号の受
信タイミングとその受信タイムスロットにおける基準値
とのずれ量を検出するずれ量検出手段と;検出した前記
ずれ量をその移動局へ通信開始時には前記制御用タイム
スロットで通信確保後は対応する前記通話用タイムスロ
ットで送信するずれ量送信手段と;を備え、かつ前記移
動局は、受信検出した前記ずれ量に基づき自局の送信タ
イミングを隣接する通話タイムスロットとの重畳を回避
するように移動に対応して常時調整するタイミング調整
手段と;を備えることを特徴とする。
(作用) 次に、前記の如く構成される本発明の移動通信方式の
作用を説明する。
基地局は、移動局からの送信信号の受信タイミングと
その受信タイムスロットにおける基準値とのずれ量(例
えば遅延量)を検出し(ずれ量検出手段)、斯く検出し
た前記ずれ量をその移動局へ対応する送信タイムスロッ
トで送信する(ずれ量送信手段)。一方、移動局は、受
信検出した前記ずれ量に基づき自局の送信タイミングを
調整し(タイミング調整手段)、斯く調整した送信タイ
ミング送信動作を行うことになる。
その結果、基地局では、受信タイムスロットとして移
動局送信信号の伝搬遅延時間を考慮して設定すべきガー
トタイムの時間幅を従来よりも大幅に低減でき、従って
情報の伝送効率の向上が図れるという効果がある。
(実 施 例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
1図は本発明の一実施例に係る移動局の構成を示す。第
1図において、1はアンテナ、2は無線機である。無線
機2には並列に同期信号検出回路3、制御信号検出回路
4、応答信号送出回路5、遅延信号検出回路6、符号・
復号回路7が接続されている。同期信号検出回路3には
タイミング調整回路8が接続され、タイミング調整回路
8には、制御信号検出回路4、応答信号送出回路5、遅
延信号検出回路6、符号・復号回路7がそれぞれ接続さ
れている。又電話機9は符号・復号回路7に接続されて
いる。
第2図は本発明の一実施例に係る基地局の構成を示
す。第2図において、10はアンテナ、11は無線機であ
る。無線機11には並列に応答信号受信回路13、制御信号
送出回路15、同期信号送出回路16、遅延信号送出回路22
−1、符号・復号回路20−1、遅延信号送出回路22−
N、符号・復号回路20−Nが接続されている。
遅延量検出回路12は、入力端が応答信号受信回路13
に、出力端が制御信号送出回路15にそれぞれ接続してお
り、タイミング回路14は応答信号受信回路13、制御信号
送出回路15、同期信号送出回路16、符号・復号回路20−
1、同20−Nにそれぞれ接続している。
電話機30−1は符号・復号回路20−1に、電話機30−
Nは符号・復号回路20−Nにそれぞれ接続されている。
遅延量検出回路21−1は出力端が遅延信号送出回路22−
1に、入力端が符号・復号回路20−1にそれぞれ接続さ
れ、また遅延量検出回路21−Nは出力端が遅延信号送出
回路22−Nに、入力端が符号・復号回路20−Nにそれぞ
れ接続されている。ここに、符号・復号回路、遅延量検
出回路、遅延信号送出回路はそれぞれ20−N、21−N、
22−Nと示し、上記各回路が通話用タイムスロットと同
じ数Nだけ設けてあることを示す。
次に、動作を説明する。この実施例に係る移動通信方
式では、1個の制御用タイムスロット(TS0)とN個の
通話用タイムスロット(TS1〜TSN)が設けてあり、制御
用タイムスロット(TS0)は基地局と移動局間の同期制
御および発呼着呼制御等のために使用される。
まず、タイムスロットTS0における各局の動作を説明
する。このタイムスロットTS0においては、基地局から
移動局への送信信号のフレーム構成は第4図(1)に示
す如くになり、また移動局から基地局への送信信号は第
4図(2)に示す如くになる。第4図(1)に示す同期
信号(プリアンブル+同期信号)は、同期信号送出回路
16がタイミング回路14からのタイミング信号を受けて定
期的(例えば4ms毎)に形成し、それが無線機2、アン
テナ1を介して各移動局へ放送される。各移動局では、
アンテナ1、無線機2を介して同期信号検出回路3にお
いて4ms毎に同期信号を検出し、その検出信号を受けた
タイミング調整回路8で移動局から基地局へ送信する送
信信号(第4図(2))の送信タイミングおよび自局に
割り当てられた送信タイムスロット(TS1〜TSN)の設定
がなされることになる。
今、基地局の最大サービス範囲(例えば前述と同様に
50km)の地点に居る移動局において、電話機9がオフフ
ックすると、応答信号送出回路5において第4図(2)
に示す如き発呼信号(着呼に対する応答信号も同一構成
である)が形成され、これが無線機2、アンテナ1を介
して基地局へ送信されるので、基地局ではアンテナ10、
無線機11を介した応答信号受信回路13で発呼信号が受信
される。
この発呼信号のタイムスロットTS0における受信タイ
ミングは第3図に示す如くになる。
第3図において、タイムスロットTS0の時間幅T0は、
最大伝搬遅延時間Tdと発呼信号の時間幅THの和からなる
が、最大伝搬遅延時間Tdは前述の通り167μsecであり、
データ信号速度を1Mb/secとすると、 Td=167μsec=167bitsとなる。
そこで、発呼信号はプリアンブルが16bits,スタート
信号が16bits,ID信号(移動局識別信号)が16bitsでそ
れぞれ構成されるとすると、時間幅THはTH=48bits=48
μsecとなるから、T0=215bits=215μsecとなる。
応答信号受信回路13で発呼信号が検出されると、その
検出タイミング信号が遅延量検出回路12へ送出されるの
で、遅延量検出回路12では発呼信号の受信タイミングの
基準値T0/2からのずれ量、図示例では遅延量tを検出す
る。
従って、遅延量検出回路12はタイムスロットTS0にお
けるずれ量検出手段を構成している。
なお、基準値T0/2はこのタイミングで発呼信号(応答
信号)が受信でき、かつ発呼信号(応答信号)の時間幅
TH/2が基準値T0/2のタイミングとなるときが安定的に発
呼信号(応答信号)を受信できることに鑑み設定された
ものであり、この考えは通話用タイムスロット(TS1〜T
SN)においても適用される。
この検出した遅延量tは制御信号送出回路15へ送出さ
れる。制御信号送出回路15は、第4図(1)に示す如
く、同期信号に後続する制御信号を形成する。この制御
信号は、「ID信号」と「TS信号」(通話チャネル指定信
号)と「遅延信号」からなり、発呼した移動局へ通話チ
ャネルを指定する際に、遅延信号として前記遅延量tを
例えば8bitsに符号化して送信するのである。
従って、制御信号送出回路15はタイムスロットTS0
おけるずれ量送出手段を構成している。
なお、移動局が着呼の場合には、制御信号によって呼
び出された移動局が応答信号を送信するので、その応答
信号に対するずれ量が検出され、その検出したずれ量が
同様に制御信号に付加されて移動局へ伝達される。
このような制御信号は、移動局における制御信号検出
回路4において検出され、通話用タイムスロットと遅延
量が識別される。そして、遅延量はタイミング調整回路
8へ入力し、移動局から基地局へ送出するタイムスロッ
トの送出タイミングがタイミング調整回路8において正
しいタイミングに調整される。従って、タイミング調整
回路8はタイムスロットTS0におけるタイミング調整手
段を構成している。
次に、タイムスロットTS0〜TSNにおける各局の動作を
説明する。前述の如くして通話チャネルの指定を受けた
移動局では、その指定されたタイムスロット電話機9か
らの音声信号を符号・復号回路7、無線機4、アンテナ
1を介して基地局へ送信する。このときの送信信号は、
第4図(4)に示す如く、「プリアンブル」と「スター
ト信号」と「音声データ」からなる。
基地局では、アンテナ10、無線機11を介して、例えば
符号・復号回路20−1にて移動局からの音声データが復
号化されて音声信号となり、それが電話機30−1と遅延
量検出回路21−1とへ送出される。遅延量検出回路21−
1で受信した音声信号の基準値からのずれ量、例えば遅
延量を検出する。即ち、移動局においては、前述の如く
して、タイムスロットTS0における基地局から制御信号
を受信した時点で、基地局へ送出するタイムスロットの
時間を決定するが、その後移動局が移動すると、基地局
と移動局間の電波の伝搬時間、あるいは、マルチパスに
より電波の伝搬時間が変化するので、これに基づく受信
タイミングのずれを遅延量検出回路21−1にて検出する
のである。
遅延量検出回路21−1における遅延量検出は次の如く
して行われる。第3図には移動局がタイムスロットTS2
で基地局へ送信した場合の基地局の受信タイミングを示
してある。
第3図において、前述した如く、基地局ではタイムス
ロットの中央において移動局の送信信号を受信するのを
理想としているから、タイムスロットTS2の時間幅T
2は、図示する如く、 T2=T11(ガードタイム)+TS(受信信号)+T11とな
る。
そこで、前述と同様にして、受信信号の受信開始時点
からT2/2に至る時間t(理想的にはt=TS/2)を求め、
これと基準値とを比較して受信信号がタイムスロットTS
2中央の理想的受信位置からのずれ量を検出するのであ
る。
従って、遅延量検出回路(21−1〜21−N)は通話用
タイムスロットにおけるずれ量検出手段を構成してい
る。
次いで、基地局では、電話機30−1からの音声信号が
符号・復号回路20−1で符号化され、それがタイムスロ
ットTS2の送信信号として無線機2へ入力する。同時に
無線機2には遅延信号送出回路22−1の出力が入力す
る。
遅延信号送出回路22−1は遅延量検出回路21−1の検
出信号を受けてこれを例えば2bitsデータに変換し、無
線機2へ出力するのである。
この2bitsデータは無線機2において符号・復号回路2
0−1の出力信号に後置にされ、アンテナ1を介して移
動局へ送信信号の一部として送出される。従って、遅延
信号送出回路(22−1〜22−N)、無線機2、アンテナ
1は全体としてずれ量送信手段を構成し、移動局へタイ
ムスロットTS2で伝達される送信信号は、第4図(3)
に示す如く、「プリアンブル」ト「スタート信号」と
「音声データ」と「遅延信号」とからなる。
なお、遅延信号の2bitsデータは、移動局に対し、“1
0"であれば1bitだけ信号送出時間を遅らせることを指示
し、“01"であれば1bitだけ信号送出時間を進ませるこ
とを指示し、また“11"あるいは“00"であれば変更不要
を指示するようになっている。
移動局では、このようにして基地局から音声信号に付
加して送信されてくる遅延信号が、遅延信号検出回路6
で検出され、タイミング調整回路8へ送出される。タイ
ミング調整回路8は入力した遅延信号の内容に基づき、
符号・復号回路7から送出する音声データの送出タイミ
ングを調整する。
従って、タイミング調整回路8は通話用チャネルにお
けるタイミング調整手段を構成している。
以上のようにして、移動局から送出されるタイムスロ
ット信号の送出時間は、移動局が基地局と通信している
間絶えず調整されるので、タイムスロットの重なり、す
なわち隣接するタイムスロットに対する妨害は発生しな
いようにすることができる。
なお、基地局のタイミング回路14は、基地局から移動
局へ送出する信号の送出時間を決定する回路で、その値
は基地局と移動局との電波の伝搬時間等に依存しなく固
定されたものである。
ここで、以上説明した本発明の移動通信方式によって
伝送効率がどの程度改善されたかを説明する。伝送効率
は、Nを通話用タイムスロット数とすると、第3図で用
いた符号を使用して、 となる。
前述した数値例によれば、T0=215bits=215μsec、T
S=160μsecである。また、T2=2T11+TSであるが、T11
=8bits(=8μsec)程度で足りるので、T2=176μse
c。
そこで、N=15とすると、伝送効率は84%となり、従
来の2倍程度に改善できるのである。
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明の移動通信方式によれ
ば、基地局は移動局からの送信信号を受信する際に、受
信タイミングの基準値からのずれ量を検出し、それに基
づき移動局に送出タイミングを調整させるようにしたの
で、基地局では、受信タイムスロットとして移動局送信
信号の伝搬遅延時間を考慮して設定すべきガードタイム
の時間幅を従来よりも大幅に低減でき、従って情報の伝
送効率の向上が図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る移動局の構成ブロック
図、第2図は本発明の一実施例に係る基地局の構成ブロ
ック図、第3図は本発明の基地局受信タイミングを示す
図、第4図は本発明の信号のフレーム構成を示す図、第
5図は本発明が対象とする移動通信方式のシステム構成
図、第6図は従来の基地局受信タイミングを示す図であ
る。 1……アンテナ、2……無線機、3……同期信号検出回
路、4……制御信号検出回路、5……応答信号送出回
路、6……遅延信号検出回路、7……符号・復号回路、
8……タイミング調整回路、9……電話機、10……アン
テナ、11……無線機、12……遅延量検出回路、13……応
答信号受信回路、14……タイミング回路、15……制御信
号送出回路、16……同期信号送出回路、20(20−1〜20
−N)……符号・復号回路、21(21−1〜21−N)……
遅延量検出回路、22(22−1〜22−N)……遅延信号送
出回路、 30(30−1〜30−N)……電話機、 100……基地局、101,102……移動局。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の移動局と1つの基地局とが基地局と
    移動局間の同期制御および発、着呼制御を含む制御用に
    割り当てた1個の制御用タイムスロットと、この制御用
    タイムスロットに続くN個の通話用タイムスロットとで
    時分割多重無線回線を介して接続される移動通信方式に
    おいて;前記基地局は、前記制御用タイムスロット並び
    に通話用タイムスロットで受信した移動局からの発呼も
    しくは応答に基づく送信信号の受信タイミングとその受
    信タイムスロットにおける基準値とのずれ量を検出する
    ずれ量検出手段と;検出した前記ずれ量をその移動局へ
    通信開始時には前記制御用タイムスロットで通信確保後
    は対応する前記通話用タイムスロットで送信するずれ量
    送信手段と;を備え、かつ前記移動局は、受信検出した
    前記ずれ量に基づき自局の送信タイミングを隣接する通
    話タイムスロットとの重畳を回避するように移動に対応
    して常時調整するタイミング調整手段と;を備えること
    を特徴とする移動通信方式。
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