JP2846273B2 - Ｔｄｍａ方式の無線通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＴＤＭＡ（Time Divis
ion Multiple Access：時分割多重化接続）方式を用い
た無線通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＤＭＡ方式の無線通信システムにおい
ては、移動無線局を基地局通信エリア内で使用する場合
には先ず無線装置のパワーオン時に受信部にて基地局か
ら送られてくるバースト信号を受信し、バースト信号中
のユニークワードを検出し、そのユニークワードが移動
無線局の希望のものと合致していれば、そのバースト信
号の情報を読み出して基地局を発見し、通信を始めるこ
とができる。ユニークワードはフレーム同期をとるため
に位置基準としての機能も有し、各タイムスロット毎に
少なくとも１６ビット、通常は３２ビット以上で構成さ
れている。受信側では各タイムスロット毎のユニークワ
ードを検出したときのタイミングを利用し、そのタイム
スロットでのフレーム同期を確立し、それによりフレー
ム内の各ビットの指定位置を検知して受信データを読み
取っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、１つのタイ
ムスロットは２００ビット程度で構成されており、これ
に例えば、３２ビットのユニークワードを使用するとす
れば、１６％の通信資源が通信に全く寄与せず無駄に使
用されていることになる。ユニークワードが６４ビット
の場合には更に通信資源が無駄に使用されることにな
る。しかしながら、ユニークワードを用いてフレーム同
期を正確にとらないと受信データのビットずれを起こ
し、正確なデータの読み取りが不可能となる。

【０００４】そこで、本発明の目的は、通信資源を無駄
にすることなくフレーム同期を正確にとって受信データ
を正確に読み取ることができるＴＤＭＡ方式を用いた無
線通信システムを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の無線通信システ
ムは、各フレーム中の所定のタイムスロットにおいて双
方の局が無線通信する時分割多重化接続方式を用い、相
手局から送信された無線信号を受信してその受信無線信
号中に含まれたユニークワードの受信タイミングに基づ
いてフレーム同期をとって受信無線信号からデータを読
み取るシステムであって、双方の局の少なくとも一方の
局は所定の規則に従ってユニークワードを間引いた無線
信号を送信することを特徴としている。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。図１に示した本発明の無線通信システム
を用いられた無線装置において、アンテナ１は送受信用
のアンテナであり、ＴＤＤ（Time Division Duplex）方
式が採用されている。アンテナ１の端子にはアンテナス
イッチ２を介して受信部３及び送信部４のいずれか一方
に接続される。アンテナスイッチ２は受信部３側の選択
が定常状態である。受信部３においては、アンテナスイ
ッチ２からの受信信号である高周波信号は帯域制限フィ
ルタ（ＢＰＦ）５によって帯域制限された後、高周波増
幅器６に供給される。高周波増幅器６によって増幅され
た信号は帯域制限フィルタ７を介してダウンコンバータ
８に供給される。ダウンコンバータ８は供給された高周
波信号にＶＣＯ９からの局部発振信号を混合して中間周
波信号を生成する。ダウンコンバータ８から出力された
中間周波信号はＡ／Ｄ変換器１０によってディジタル化
された後、ＤＳＰ（ディジタル信号プロセッサ）１１に
供給される。ＤＳＰ１１は供給されたディジタル化中間
周波信号を検波して受信信号に含まれる音声信号及び制
御信号等の情報信号を復調してチャンネルコーダ／デコ
ーダ１２に供給する。また、ＤＳＰ１１はチャンネルコ
ーダ／デコーダ１２から供給される送信されるべきディ
ジタル情報信号であるデータ信号に応じた変調動作を行
なってその変調結果を送信部４に供給する。

【０００７】送信部４においては、ＤＳＰ１１から出力
されたディジタル信号はＤ／Ａ変換器１３を介してアッ
プコンバータ１４に供給される。アップコンバータ１４
は変調された信号にＶＣＯ１５からの発振信号を混合し
て送信すべき周波数に周波数変換する。発振信号は前段
増幅器１６によって増幅され、更に電力増幅器１７によ
って増幅されて送信無線信号となる。この送信無線信号
はアンテナスイッチ２を介してアンテナ１に供給され
る。

【０００８】ＤＳＰ１１の変調及び復調動作はＣＰＵ
（中央処理装置）１９によって制御される。アンテナス
イッチ２の切換動作、ＶＣＯ９，１５の発振周波数及び
電力増幅器１７の増幅動作はＤＳＰ１１の動作状態によ
って制御される。ＣＰＵ１９はキーボード２０からの操
作に応じてＤＳＰ１１を制御すると共に、チャンネルコ
ーダ／デコーダ１２及びボイスＣＯＤＥＣ（コーデッ
ク）２１の各動作モードを制御する。チャンネルコーダ
／デコーダ１２はボイスＣＯＤＥＣ２１から供給される
ディジタル音声信号又はデータ入出力インタフェース２
２から供給されるディジタルデータ信号に対し予め定め
られた符号変換を施すコーダとしての動作を行ない、符
号変換後の信号をＤＳＰ１１に供給する。また、ＤＳＰ
１１から供給される復調後のディジタル信号に対して復
号をなすデコーダとしての動作を行なって復号したディ
ジタル信号をボイスＣＯＤＥＣ２１又はデータ入出力イ
ンタフェース２２に供給する。ボイスＣＯＤＥＣ２１は
マイクロホンアンプ２３からのアナログ音声信号を予め
定められたフォーマットのディジタル音声信号に変換
し、チャンネルコーダ／デコーダ１２からの復号された
ディジタル音声信号をアナログ信号に変化してスピーカ
アンプ２４に供給する。マイクロホンアンプ２３にはマ
イクロホン２５が接続され、スピーカアンプ２４にはス
ピーカ２６が接続されている。

【０００９】送信されるデータは先ずＣＰＵ１９からチ
ャンネルコーダ／デコーダ１２に供給され、ボイスＣＯ
ＤＥＣ２１又はデータ入出力インタフェース２２からの
通信データと共に動作モードに応じたデータフォマット
に変換された後、ＤＳＰ１１に供給される。なお、リン
クが確立するまでは通信データは含まれない。動作モー
ドとしては後述するように通常モードと間引きモードと
があるが、通信開始時には通常モードで動作するように
設定されている。ＤＳＰ１１は供給されたデータ信号に
変調動作によりデータ変換を施してＤ／Ａ変換器１３に
供給する。Ｄ／Ａ変換器１３でアナログ化されたデータ
信号はアップコンバータ１４によってＶＣＯ１５からの
発振信号に重畳される。データ信号を含む発振信号は前
段増幅器１６によって増幅され、更に電力増幅器１７に
よって増幅されて送信信号となってアンテナスイッチ２
を介してアンテナ１に供給される。一方、アンテナ１で
受信された信号はアンテナスイッチ２、帯域制限フィル
タ５、高周波増幅器６及び帯域制限フィルタ７を介して
ダウンコンバータ８に供給される。ダウンコンバータ８
は供給された信号はＶＣＯ９からの局部発振信号と混合
されて中間周波信号となり、それがＡ／Ｄ変換器１０に
よってディジタル化された後、ＤＳＰ１１に供給され
る。ＤＳＰ１１で復調された信号はチャンネルコーダ／
デコーダ１２に供給される。チャンネルコーダ／デコー
ダ１２は制御データをＣＰＵ１９に供給し、通信データ
をボイスＣＯＤＥＣ２１又はデータ入出力インタフェー
ス２２に供給する。すなわち、通信データが音声データ
ならばそれはボイスＣＯＤＥＣ２１に供給され、音声デ
ータ以外ならばそれはデータ入出力インタフェース２２
に供給される。

【００１０】かかる構成の無線装置は基地局及び移動局
の両局において使用され、その無線装置において、チャ
ンネルコーダ／デコーダ１２には同期誤差測定回路が構
成されている。同期誤差測定回路においては、図２に示
すようにＤＳＰ１１からのデータ信号が供給されるシフ
トレジスタ３１が設けられている。シフトレジスタ３１
は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路からなるクロッ
ク発生回路３０から発生されるマスタクロックパルスに
同期してｎビット分のデータを保持しつつシフトし、そ
のｎビット分の保持出力はディジタル比較回路３２に供
給される。ディジタル比較回路３２には所定のユニーク
ワードが予め記憶されたメモリ３３が接続され、更にマ
スタクロックパルスを分周比１／１００で分周する分周
器３４の出力が接続されている。比較回路３２は分周器
３４から出力された分周クロックパルスに同期してシフ
トレジスタ３１の保持出力データとメモリ３３に記憶さ
れた所定のユニークワードとを比較し、それらが一致し
たとき一致パルスを発生する。この一致パルスはクロッ
クパルス発生回路３０に供給され、基準発振器（図示せ
ず）から発生される基準クロックと位相比較されマスタ
クロックパルスの発生タイミングが調整される。これに
よりフレーム同期が調整される。すなわち、マスタクロ
ックパルスに同期してＤＳＰ１１及びチャンネルコーダ
／デコーダ１２が動作するので、受信データのビット単
位の読み取りタイミングが補償されることになる。

【００１１】また、分周器３４の出力にはカウンタ３５
が接続されており、カウンタ３５はマスタクロックパル
スの計数によって定まる所定のタイムスロットの開始を
示すリセットパルスがＣＰＵ１９から供給される毎に、
分周クロックパルスを初期値から計数してその計数値を
フリップフロップ３６に出力する。フリップフロップ３
６は一致パルスが発生したときのカウンタ３５の計数値
を保持しその保持した値を同期誤差として示す同期誤差
信号を出力する。同期誤差信号はＣＰＵ１９に供給され
る。

【００１２】かかる構成の無線装置を用いた無線通信シ
ステムにおいては、基地局から割り当てられた所定のタ
イムスロットにおいて例えば、図３に示す波形のように
送信部４の電力増幅器（パワーアンプ）１７の出力を定
められたタイミングで増加させ規定時間後に減少させる
ことが行なわれる。図４は４重のＴＤＭＡ方式の場合に
おける基地局と１つの移動局との間の無線通信で使用さ
れるタイムスロットの割り当てを示しており、スロット
番号が等しい各位置（図４ではスロット番号１）にて基
地局と同一の移動局との間における無線通信がされる。
上り期間は移動局から基地局への通信期間であり、下り
期間は基地局から移動局への通信期間である。１フレー
ムとは１下り期間とそれに続く１上り期間とからなる。
なお、隣合うスロットの間にはガードタイムが置かれて
いる。

【００１３】スロットデータのフォーマットとして制御
チャンネルにおけるデータフォーマットは例えば、図５
に示すように、スロット先頭から順に過渡応答用ランプ
タイム（Ｒ）、同期用プリアンプル（ＰＲ）、ユニーク
ワード（ＵＷ）、相手局の呼出符号である着識別符号
（ＤＡ）、自局の呼出符号である発識別符号（ＯＡ）、
リンクチャンネル割り当て等の制御データ、そして誤り
検出用付加情報（ＣＲＣ）からなる。また、同様にスロ
ットデータのフォーマットとして通信チャンネルにおけ
るフォーマットは図６に示すように、スロット先頭から
順に過渡応答用ランプタイム（Ｒ）、同期用プリアンプ
ル（ＰＲ）、ユニークワード（ＵＷ）、通信データ、そ
して誤り検出用付加情報（ＣＲＣ）からなる。

【００１４】図７は通信が行われるまでの動作を示して
いる。着呼時又は発呼時には移動局においてキーボード
２０の操作によりリンク確立要求の制御データを含む送
信信号がアンテナ１から発信されることになる。制御チ
ャンネルにおいて移動局からの基地局へのリンクチャン
ネル確立要求に応じて基地局はリンクチャンネル割り当
てを移動局に対して行なうべくリンク確立応答の制御デ
ータを含む送信信号をアンテナ１から発信することが行
なわれる。リンク確立応答により通信チャンネルに移行
した後において動作は、移動局から基地局への同期バー
ストの供給、基地局から移動局への同期バーストの供
給、移動局から基地局への通信モード設定要求の供給、
基地局からの通信モード設定に対する応答、移動局から
基地局への呼設定要求の供給、基地局からの呼設定に対
する応答、基地局から移動局への機能・認証要求の供
給、移動局からの機能・認証要求に対する応答、基地局
から移動局への呼出、そして応答と経て、通話となる。
これらはスロット内のデータとして送信される。

【００１５】ＣＰＵ１９は、制御チャンネル又は通信チ
ャンネルにおいて、図８に示すように一定期間（例え
ば、１秒）に亘って同期誤差測定回路によって測定され
た同期誤差信号から同期誤差を得て（ステップＳ１）、
同期誤差からユニークワードを必要とする頻度を算出す
る（ステップＳ２）。例えば、同期誤差が所定値より大
であれば、頻度は１フレームに１度、同期誤差が所定値
以下であれば、頻度は２フレームに１度という具合に頻
度算出するのである。ＣＰＵ１９は、算出した頻度を制
御データに含んだ無線信号を送出する（ステップＳ
３）。これにより、相手局にユニークワードの送信頻度
が伝達されることになる。そして、次のフレームから算
出した頻度でユニークワードを送信する間引きモードに
変更するためにチャンネルコーダ／デコーダ１２に指令
する（ステップＳ４）。間引きモードでは算出した頻度
が２フレームに１度である場合には、チャンネルコーダ
／デコーダ１２は２フレーム毎に１度、すなわち１フレ
ーム置きにデータフォーマット（図５又は図６）にユニ
ークワードを構成するのである。ユニークワードを構成
しないデータフォーマットではユニークワードの部分を
通信データ又は制御データに置き換えるのである。

【００１６】相手局ではＣＰＵ１９が伝達されたユニー
クワードの送信頻度を確認すると、その頻度の間引きモ
ードにてデータフォーマットにユニークワードを構成す
るようにチャンネルコーダ／デコーダ１２に指令する。
ユニークワードはマスタクロックパルスによる各ビット
毎の受信データ読み取りタイミングを定めるために存在
し、上記したように、ユニークワードの受信タイミング
で発生される一致パルスに応じてクロック発生回路３０
から発せられるマスタクロックパルスの発生タイミング
が調整されている。よって、ユニークワードを間引きし
て所定のデータスロットにて無線信号が送信されたこと
により、受信したタイムスロットの信号中にユニークワ
ードが存在しないフレームではクロック発生回路３０に
おいては前フレームで調整されたマスタクロックパルス
の発生タイミングがそのまま維持されることになる。

【００１７】なお、同期誤差は通信中の基地局及び移動
局のいずれか一方の局により測定されれば良く、また、
その一方の局が相手局にユニークワードの送信頻度を伝
達し、相手局はユニークワードの送信頻度を確認したこ
とを送信した後、実際に間引きモードに移行してユニー
クワードを間引くようにしても良い。また、複数フレー
ムに１度の頻度でユニークワードを送信するモード時に
同期誤差が所定値より大となった場合には相手局にユニ
ークワードの送信頻度を通常のモードに変更することを
伝達した後、ユニークワードを各フレームに挿入するよ
うにしても良い。

【００１８】更に、上記した実施例においては、通信を
開始する際には各フレームでユニークワードを送信する
通常のモードであるが、通信する双方の局間において互
いに間引きモードを用いることが予め分かっていれば通
信の開始から間引きモードを用いることも可能である。
また、ユニークワードの送信頻度は３フレームに１度の
ように複数のフレームに１度に限らず、３フレームに２
度（１フレーム置きに２フレーム）のように複数の奇数
フレームｍに複数の偶数回ｎ（ｍ＞ｎ）の割合でも良
い。

【００１９】更に、無線通信する双方の局が共に、所定
のフレーム数置きに少なくとも１フレームだけユニーク
ワードを含まない無線信号を送信する必要はなく、一方
の局だけがそのようなユニークワードを含まない無線信
号を送信するようにしても良い。

【００２０】

【発明の効果】以上の如く、本発明の無線通信システム
においては、無線通信を行なう双方の局の少なくとも一
方の局が所定の規則に従ってユニークワードを間引いた
無線信号を送信するので、その無線信号にはユニークワ
ードに代わって制御データや通信データを更に挿入する
ことができる。また、マスタクロックの精度が例えば、
０．５ppm のように高ければ、例えば、１０フレーム毎
に１フレームだけにユニークワードを含む無線信号が送
信され、各フレーム毎に受信データの読み取りタイミン
グの調整を行わない場合でも充分に高精度でフレーム同
期を維持することができる。よって、本発明によれば、
通信資源を無駄にすることなく受信データを正確に読み
取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した無線装置を示すブロック図で
ある。

【図２】同期誤差測定回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】タイムスロットにおける送信パワーの変化を示
す図である。

【図４】４重のＴＤＭＡ方式の場合のタイムスロットの
割り当てを示す図である。

【図５】制御チャンネルにおける無線信号のデータフォ
ーマットを示す図である。

【図６】通信チャンネルにおける無線信号のデータフォ
ーマットを示す図である。

【図７】通話が行われるまでの制御シーケンスを示す図
である。

【図８】図１の装置中のＣＰＵの動作を示すフローチャ
ートである。

【主要部分の符号の説明】

１ アンテナ ３ 受信部 ４ 送信部 １１ ＤＳＰ １２ チャンネルコーダ／デコーダ １９ ＣＰＵ ２１ ボイスＣＯＤＥＣ ２２ データ入出力インタフェース

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各フレーム中の所定のタイムスロット内
   において双方の局が無線通信する時分割多重化接続方式
   を用い、相手局から送信された無線信号を受信してその
   受信無線信号中に含まれたユニークワードの受信タイミ
   ングに基づいてフレーム同期をとって前記受信無線信号
   からデータを読み取る無線通信システムであって、 前記双方の局の少なくとも一方の局は所定の規則に従っ
   て前記ユニークワードを間引いた無線信号を送信するこ
   とを特徴とする無線通信システム。
2. 【請求項２】 各フレーム毎に前記ユニークワードが無
   線信号に含まれる場合の前記ユニークワードの受信タイ
   ミングからフレーム同期誤差を測定し、測定した同期誤
   差に応じて前記ユニークワードの送信頻度を設定するこ
   とを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 【請求項３】 マスタクロックパルスを発生するクロッ
   ク発生手段と、前記マスタクロックパルスに同期して前
   記受信無線信号中のデータを順次保持する複数ビットの
   シフトレジスタと、予め前記ユニークワードを記憶した
   メモリと、前記シフトレジスタの保持データが前記メモ
   リに記憶された前記ユニークワードと一致したとき一致
   パルスを発生する比較手段と、前記所定のタイムスロッ
   トの開始時点を示すリセットパルスを発生する手段と、
   前記マスタクロックパルスを分周する分周手段と、前記
   リセットパルスに応答してリセットされ前記分周手段か
   ら出力される分周クロックパルスを計数するカウンタ
   と、前記一致パルスの発生時における前記カウンタの計
   数値を同期誤差として保持する保持手段とを含むことを
   特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
4. 【請求項４】 設定した前記ユニークワードの送信頻度
   をデータとして含む無線信号を相手局に対し送信するこ
   とを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
5. 【請求項５】 前記ユニークワードを含む無線信号のデ
   ータフォーマットは制御チャンネルでは送信立ち上がり
   のランプ、プリアンブル、前記ユニークワード、相手局
   の呼出符号である着識別符号、自局の呼出符号である発
   識別符号、制御データ、そして誤り検出用付加情報制御
   データの順となっており、通信チャンネルでは送信立ち
   上がりのランプ、プリアンブル、前記ユニークワード、
   通信データ、そして誤り検出用付加情報制御データの順
   となっていることを特徴とする請求項１記載の無線通信
   システム。
6. 【請求項６】 前記ユニークワードを間引いた無線信号
   には前記ユニークワードに代わって他のデータが挿入さ
   れることを特徴とする請求項１記載の無線通信システ
   ム。
7. 【請求項７】 他のデータは制御データ又は通信データ
   であることを特徴とする請求項６記載の無線通信システ
   ム。
8. 【請求項８】 各フレーム中の所定のタイムスロット内
   において双方の局が無線通信する時分割多重化接続方式
   を用い、相手局から送信された無線信号を受信してその
   受信無線信号中に含まれたユニークワードの受信タイミ
   ングに基づいてフレーム同期をとって前記受信無線信号
   からデータを読み取る無線装置であって、 前記双方の局の少なくとも一方の局は所定の規則に従っ
   て前記ユニークワードを間引いた無線信号を送信するこ
   とを特徴とする無線装置。