JP3539339B2 - Ｔｄｍａ送信タイミング設定方式 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access;時分割多元接続)送信タイミング設定方式に係り、詳しくは、子機から基地局への電波の送信時に送信タイミングを最適に設定するようにしたＴＤＭＡ送信タイミング設定方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電話機の回線接続において、基地局と加入者宅の電話機との間は従来からケーブルを用いた加入者線により個々に接続されているが、都市部における電話線工事の困難化や発展途上国における電話機積滞等の諸事情の解決策として、最近では加入者線の宅内側を無線で接続するようにした、いわゆるＷＬＬ(Wireless Local Loop)技術が広く適用されてきている。これによって、無線通信システムが構成されている。
【０００３】
図７は、上述のＷＬＬ技術を概略的に示すもので、複数の加入者宅５１Ａ〜５１Ｃにはそれぞれ子機５２Ａ〜５２Ｃが設置されて、各子機５２Ａ〜５２Ｃは無線５３により基地局５４に接続されている。ここで、各子機５２Ａ〜５２Ｃと基地局５４との間の距離はできるだけ延ばすことが要求される。このようなＷＬＬ技術では、ＴＤＭＡ方式が一般に用いられることが多い。
【０００４】
このようなＴＤＭＡ方式を用いたＷＬＬ技術では、送信電波電力を増加すれば電波到達距離が伸びるが、その一方で、電波遅延による距離限界が生ずる。この距離限界は、基地局に近い子機からの電波は早く基地局に到達するが、基地局から遠い子機からの電波は基地局に遅れて到達するという性質から生ずる。すなわち、基地局に対する複数の子機からの電波到達に時間差が発生することが原因で、距離限界が生ずる。
【０００５】
また、ＷＬＬ技術において、ＴＤＤ（Time Division Duplex;時分割多重)方式で、送信タイムスロットと受信タイムスロットとを時間軸上に配置する場合、基地局では送信タイムスロットを基準として、ある許容範囲の時間内に受信タイムスロットが到達することが必須条件となる。一般的に基地局では時間軸上にその許容範囲を表す検出時間窓を設定して、その時間内に子機から到達する電波を受信する。
すなわち、ＴＤＭＡ方式の基地局は、受信する電波に対してタイムスロットの読取り時間窓を設けていて、この時間内に到達する子機からの電波は正しく検出できるが、時間窓を外れて到達する電波は正しく検出できないように構成されている。そのため、子機から基地局へ電波を送信するときは、子機側で予め時間窓に対して最適となるような送信タイミングを設定して、電波を送信するようにしている。したがって、子機側では送信タイミングが最適となるように調整することが重要になる。
【０００６】
ここで、基地局から近い子機に合わせて検出時間窓を開くようにタイミングを設定すると、基地局から遠い子機に対しては検出時間窓の開くタイミングが早すぎることになるので、基地局は子機からの電波を正しく受信できなくなる。逆に、遠い子機に合わせて検出時間窓を開くようにタイミングを設定すると、近い子機に対しては検出時間窓の開くタイミングが遅くなるので、同様にして基地局は子機からの電波を正しく受信できなくなる。
【０００７】
それゆえ、前述したように子機を加入者宅内に設置する際には、従来から、基地局と各子機との間の距離を予め測定した後、この距離に基づいて各子機から基地局への電波の送信タイミングを手動で調整して、遠い子機ほど送信タイミングを早めるような調整が行われている。例えば、固定電話を子機に接続して使用する場合は、工事者が家屋、ビル等の子機が使用される場所まで出向き、地図で基地局と子機との距離を測定した後、手動で子機の送信タイミングを調整することにより設定している。また、引っ越し等で子機を移動させるような場合には、工事者が再調整に出向いて、同様な方法で送信タイミングを設定している。
【０００８】
しかしながら、前述したような手動により送信タイミングを設定する方式では、必要な都度工事者が出向かなければならないので、調整作業に手間や煩わしさが避けられないという欠点がある。その結果として、本来の子機の通信できるまでの調整時間に余分な時間が含まれてしまうことになる。
したがって、子機の送信タイミングを設定するにあたっては、必要な都度工事者が出向くことなしに、子機側で子機と基地局との距離を容易に測定して、送信タイミングを自動的に設定する方式の出現が望まれている。この場合、子機側で子機と基地局との距離に応じて変化する電波伝搬遅延時間の補正を正確に行うことが前提となる。
【０００９】
上述のように、子機側で子機と基地局との距離に応じた電波遅延時間を測定する距離測定技術の一例として、例えば特開昭５９−１８３５３８号公報に「同期方式」が開示されている。同同期方式は、子機から基地局へ測距信号を送信し、基地局がそれに対して返送信号を子機へ送信して、子機が送信電波と受信電波との時間差から遅延時間を計算する方法と、基地局が子機から受信したタイムスロットを基準位置と比較し、ずれ情報を子機へ通知する方法とにより、基地局と子機との間の距離による遅延時間を測定するようにしている。
【００１０】
また、距離に応じた電波遅延時間測定技術の他の例として、例えば特開昭６２−６７９３９号公報に「ＴＤＭＡアクイジション方式」が開示されている。同ＴＤＭＡアクイジション方式は、子機から基地局へアクイジション信号と称されるバースト信号を送信し、基地局がこれを受信して予測位置からのずれ情報を子機に通知することにより、基地局と子機との間の距離に応じた電波遅延時間を測定するようにしている。
【００１１】
また、距離に応じた電波遅延時間測定技術のその他の例として、例えば特許第２９６２２７７号に「ＴＤＭＡ送信タイミング設定方式」が開示されている。同ＴＤＭＡ送信タイミング設定方式は、子機から基地局へ特定ビットパターンを含む試験信号を送信し、基地局がその試験信号をそのまま子機へ折り返し返送し、子機にて受信したビットパターンと送信したビットパターンとを照合することにより、照合結果に基づいて基地局と子機との間の距離に応じた電波遅延時間を測定するようにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の距離に応じた電波遅延時間測定技術では、それぞれに以下に説明するような問題が存在している。
まず、特開昭５９−１８３５３８号公報に記載されている「同期方式」及び特開昭６２−６７９３９号公報に記載されている「ＴＤＭＡアクイジション方式」では、いずれも送信電波と受信電波との時間差に基づいて距離測定を行う点で共通しているが、これらの方式では子機から送信する測距信号あるいはアクイジション信号を基地局が受信することが前提となっているので、この前提がくずれた場合には距離の測定が不可能になる、という第１の問題がある。
その理由としては、上述の測距信号あるいはアクイジション信号が送信タイミングが最適に設定される前に基地局に送信されるために、特に長距離の場合には、基地局が到達を想定している時間である検出時間窓よりも遅れて基地局に到達するようになるので、基地局で受信に失敗して、基地局から子機へのずれ情報の通知ができなくなることがあげられる。それゆえ、測距信号あるいはアクイジション信号が基地局に検出時間窓内に到達するように送信タイミングを最適に設定することが望まれている。
【００１３】
また、上述の「同期方式」及び「ＴＤＭＡアクイジション方式」では、子機での時間測定が不正確になる、という第２の問題がある。
その理由としては、基地局での電波受信から送信までの処理遅延が測定時間に含まれることがあげられる。
【００１４】
また、上述の「同期方式」及び「ＴＤＭＡアクイジション方式」では、基地局の装置の構成が複雑になる、という第３の問題がある。
その理由としては、基地局が、基準タイムスロットからのずれを測定する手段と、その測定結果を情報として子機に通知する手段とを必要としていることがあげられる。
【００１５】
次に、特許第２９６２２７７号に記載されている「ＴＤＭＡ送信タイミング設定方式」では、基地局が試験信号を正常に受信できなくともこの試験信号を子機に返送さえすれば問題はないが、特に長距離の場合には、基地局が試験信号の到達を検知できなくなるので、距離の測定が不可能になる、という問題がある。
その理由としては、基地局が試験信号の到達を検知できなくなるのに伴って、基地局から子機へ試験信号の返送ができなくなることがあげられる。
【００１６】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、子機と基地局との距離を子機側で測定しなくても、最適な送信タイミングを自動的に簡略に設定することにより、子機が通信できるまでの調整時間を短縮することができるようにしたＴＤＭＡ送信タイミング設定方式を提供することを目的としている。
また、この発明は、送信タイミングの調整が不十分な状態で、子機からの電波を基地局が受信できなくとも、最終的に最適な送信タイミングを設定することができるようにしたＴＤＭＡ送信タイミング設定方式を提供することを目的としている。
【００１７】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、無線通信システムの時分割多元接続方式における子機の送信タイミングを設定するＴＤＭＡ送信タイミング設定方式に係り、試験信号を発生する試験信号発生回路と、上記試験信号を入力として試験フレームを組立てて、上記送信タイミングに基づいて出力するフレーム組立回路と、該フレーム組立回路の出力に変調を施して送受信兼用アンテナから基地局へ送信する変調回路とを含み、上記子機から上記基地局へ上記試験信号を予め設定された上記送信タイミングにしたがって送信する試験信号送信手段と、上記送受信兼用アンテナから受信された入力に復調を施す復調回路と、該復調回路の出力から上記試験フレームを復元するフレーム検出回路と、上記試験フレームの内容を基に上記試験フレームが正常か否かを判定する結果判定回路とを含み、上記基地局から上記子機へ上記試験信号に基づいて送信された試験応答信号を受信し、受信内容が正常か否かを判定する試験応答信号受信手段と、上記結果判定回路の出力を基に上記送信タイミングを調整する制御信号を作成する送信タイミング調整回路から成り、上記試験応答信号の受信内容が正常でないと判定された場合は、上記送信タイミングを調整する送信タイミング調整手段とを含むことを特徴としている。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のＴＤＭＡ送信タイミング設定方式に係り、上記基地局において、受信フレームと送信フレームとがＴＤＭＡフレーム長の１／２だけ隔たったタイミングを予め基準の送信タイミングとして設定し、上記送信タイミング調整回路が、上記子機と上記基地局との距離が離れるにしたがって、上記送信タイミングを上記基準の送信タイミングよりも短くなるように制御することを特徴としている。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のＴＤＭＡ送信タイミング設定方式に係り、上記結果判定回路により上記試験フレームが正常であると判定されたときは、上記送信タイミング調整回路で予め設定されている上記送信タイミングに固定して送信することを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
図１は、この発明の一実施例であるＴＤＭＡ送信タイミング設定方式に用いられる子機の構成を示すブロック図である。
この例のＴＤＭＡ送信タイミング設定方式に用いられる子機は、図１に示すように、試験信号を発生する試験信号発生回路１と、試験信号を入力として試験フレーム（ＴＤＭＡフレーム）を組立てて、予め設定された送信タイミングに基づいて出力するフレーム組立回路２と、フレーム組立回路２の出力に変調を施して送受信兼用アンテナ４から基地局へ試験フレームを送信する変調回路３と、送受信兼用アンテナ４と、送受信兼用アンテナ４から受信された入力に復調を施す復調回路５と、復調回路５の出力から試験フレームを復元するフレーム検出回路６と、試験フレームの内容を基に試験フレームが正常か否かを判定する結果判定回路７と、結果判定回路７の出力を基に送信タイミングＴｄを調整する制御信号を作成する送信タイミング調整回路８とから構成されている。
【００２５】
ここで、試験信号発生回路１と、フレーム組立回路２と、変調回路３とは、試験信号送信手段９を構成している。また、復調回路５、フレーム検出回路６及び結果判定回路７は試験応答信号受信手段１０を構成している。また、送信タイミング調整回路８自身は、送信タイミング調整手段を構成している。
【００２６】
上述の試験信号発生回路１から発生される試験信号には、例えば、試験信号毎に異なるシーケンス番号が識別子として含まれている。識別子としてはこの他にタイムスタンプでもよい。また、試験信号の時間間隔が十分広い場合には、基地局からの試験応答信号である試験応答フレームと、子機からの試験信号である試験フレームとの対応が容易につくので識別子は必要ない。
フレーム組立回路２は、試験信号を入力し、同期信号、ＣＲＣ（リダンダンスイ・サイクリック・チェックビット）等の無線リンク確立に必要な要素を付加して試験フレーム（ＴＤＭＡフレーム）に組立てる。次に、この試験フレームを、送信タイミング調整手段８からの制御信号に応じた送信タイミングＴｄの時間だけ、フレーム受信時刻から遅延させた後、変調回路３に送り変調して、送受信兼用アンテナ４から試験フレームを試験信号として基地局（図示せず）へ送信する。
【００２７】
基地局では、子機からの試験信号である試験フレームを受信した場合、試験応答信号として試験応答フレームを作成して、検出結果を子機へ通知する。通知内容としては試験信号の間隔が十分広く、試験応答信号との対応が容易にとれる場合には、同期引込みが成功したかどうかの情報を通知するだけでも十分である。
【００２８】
子機では、基地局からの試験応答信号である試験応答フレームを送受信兼用アンテナ４で受信する。復調回路５は、試験応答フレームを入力して復調した後、フレーム検出回路６へ導き、同期検出し、試験応答フレームとして復元し、必要に応じてＣＲＣチェック等の処置を施す。結果判定回路７は、この試験応答フレーム内に記述されている基地局での受信結果を判定する。そして、結果判定回路７は、判定結果が正常であった場合には、そのときの送信タイミングを最適と判断し、送信タイミング調整回路８がそのとき保持している送信タイミングＴｄを最適調整値として保存（固定）し、以降は固定されたその調整値に基づく送信タイミングＴｄで送信する。
【００２９】
結果判定回路７は、判定結果が正常でなかった場合は、予め設定されている送信タイミングが不適切であると判断し、送信タイミング調整回路８に送信タイミングを調整するように指示を出す。この指示は、例えば、送信タイミングを１ビット相当時間△だけ早めるような内容で行われる。送信タイミング調整回路８は、その指示に基づいて新たな送信タイミングＴｄを指示する制御信号をフレーム組立回路２へ出力する。この結果、子機からは前回の送信タイミングよりも、１ビット相当時間△だけ到達が早められるように設定し直された新たな送信タイミングに基づいて試験フレームが基地局へ送信される。以降、同じように結果判定を行い、送信タイミングを調整した結果の試験信号である試験フレームが基地局にて正常に受信され、子機にてそれが確認されるまで、送信タイミングを調整し続ける。
【００３０】
次に、図２を参照して、この例のＴＤＭＡ送信タイミング設定方式における、基地局と子機とのタイミング関係を説明する。同図から明らかなように、一例として基地局（ＣＳ）の送信タイムスロットをＴ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４で示し、基地局の受信タイムスロットをＲ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４で示し、各タイムスロットは１つのフレームを含んでいる。そして、これら４個の送信タイムスロットＴ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４と、４個の受信タイムスロットＲ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４との、合計８個のタイムスロットでＴＤＭＡフレームを構成している例で示している。ＴＤＭＡフレーム長はＴｆに設定されている。ここで、基地局において、受信フレームと送信フレームとがＴＤＭＡフレーム長Ｔｆの１／２だけ隔たったタイミングが最適であるとして、予め基準の送信タイミングに設定されているものとする。
【００３１】
基地局では、ある子機（ＳＵ）に対して、送信タイムスロットと受信タイムスロットとを固定して使用する。例えば、Ｔ１とＲ１というように対応した番号を割り当てる。基地局にて、Ｔ１とＲ１との時間差が丁度Ｔｆ／２のときが最適タイミングとなる。子機が基地局から長距離離れると電波遅延τが増大し、その結果、子機から送信されて基地局へ到達するＲ１のタイミングが遅れることとなる。その遅れが許容範囲（検出時間窓）を越える場合、基地局にて正常な受信ができなくなる。
【００３２】
図２では、基地局がタイムスロットＴ１を用い、子機へフレームを送信する場合を示している。このフレームは、電波遅延τ後に基地局から子機へ到達する。子機ではこの受信タイミングを基準とし、調整された送信タイミングＴｄの後に送信フレームをタイムスロットＲ１に挿入して基地局へ送信する。このフレームは、一般に同一伝播路を経由するため同一の電波遅延τ後に基地局へ到達する。このようにして、半二重通信が行われる。なお、電波遅延τが両方向で異なっていてもなんら差し支えない。
【００３３】
次に、図３を参照して、この例のＴＤＭＡ送信タイミング設定方式における、送信タイミングの調整方法を説明する。
同図は、子機の電源を投入した直後にあたり、送信タイミングが不適切である例の場合を示している。
子機は基地局からの報知電波を受信（図示せず）し、Ｔｆ／２だけ隔たったタイミングで、試験信号をフレームＦ１に乗せて試験フレームとなして送信している。そのため、試験信号の周期Ｔは、Ｎ・Ｔｆとなる（Ｎは整数）。フレームＦ１に乗せた試験信号が基地局へ到達する時刻（時刻０少し過ぎ）が遅すぎるので基地局は検出できず、試験信号の到来に気づかず、試験応答信号を子機へ送信しない。子機では所定の時間が経過しても試験応答信号が到達しないので、ＮＧ（不良）と判定する。子機からの送信タイミングが適切でない場合は、基地局にて受信した試験信号にビット誤りが発生することもある。その場合は、基地局は試験応答信号にビット誤りがあったことを示して送信する。
【００３４】
いずれにせよ、子機側で試験応答信号が受信できなかったか、又は受信できても、内容に異常があったことを判定した場合には、試験信号の送信間隔をそれまでのＴからＴ−△に縮めて、次の試験信号をフレームＦ２に乗せて前回よりは早めに送信する。こうすると試験信号の基地局に到達する時刻が前回よりは△だけ早まるが、図３から明らかなように、まだ検出時間窓には入らないので、検出できない（時刻Ｔ少し過ぎ）。したがって、基地局はその結果を子機へ通知する。
【００３５】
次に、子機が前回送信した試験信号との間隔を再度Ｔ−△とし、次の試験信号をフレームＦ３に乗せて送信すると、試験信号は基地局にさらに△だけ早く着くが、図３から明らかなように、ようやく検出時間窓の後部分にかかるに過ぎず、前半部分は失われているので、やはり基地局は検出できない（時刻２Ｔ少し過ぎ）。子機はこの結果を受け、次に、前回送信した試験信号との間隔をさらにＴ−△として、次の試験信号をフレームＦ４に乗せて送信する。この試験信号はさらに△だけ早く基地局に到達し、図３から明らかなように、やっと正常に受信される（時刻３Ｔ）。したがって、基地局から子機へ正常であることが通知される。
【００３６】
子機はこの後、試験信号の送信間隔をＴＤＭＡフレーム長Ｔｆの整数倍であるＴに戻す。さらに、念のため次の試験信号をフレームＦ５に乗せて送信することも可能である。この場合、基地局では前回のフレームＦ４の試験信号の受信時刻から時間Ｔ後にフレームＦ５の試験信号が到達するため、これも正常に受信される。フレームＦ５に乗せる新たな試験信号は念のための再確認であるから必ずしも送信する必要がない。
上述したように、基地局からの応答に基づき、子機にて自動的に送信タイミングを調整することにより、結果として最適な送信タイミングが得られる。
【００３７】
ここで、送信タイミングの調整方法は、最初の立ち上げ時、近距離を想定し、前述したように送信タイミングＴｄ＝Ｔｆ／２としておく。ごく近距離の場合を除き、判定結果はＮＧとなるので、ごく近距離でないと判断し、Ｔｄ＝Ｔｆ／２−△と△だけ短くする。この結果もＮＧの場合は、さらにＴｄ＝Ｔｆ／２−２△とさらに△だけ、合計２△だけ短くする。この毎回△だけ短縮する操作を続ければ、試験信号が基地局へ到達する時刻は、基準時刻（時刻ｎ・Ｔ）（ｎ＝０，１，２，３，…）に対して、毎回△ずつ早まっていくこととなる。したがって、いつか必ず、基準時刻に試験信号が到達することとなる。
【００３８】
図２を参照すると、最終的に、Ｔｄ＝Ｔｆ／２−２τとなったときがそれにあたる。基地局にて受信に成功したこの時点で、送信タイミングＴｄをその値に固定する。このように、最適な送信タイミングの調整は単純な操作で行うことができる。さらに、送信タイミングにマージンを持たすなら、基地局で受信に成功した後も、送信タイミングを△ずつ早めていき、受信結果が早まり過ぎのため再度ＮＧとなる送信タイミングまで続ける。このとき成功した送信タイミングが例えば３通りであったとすると、これらの３つの送信タイミングの中から最小と最大を捨て、中心の送信タイミングを選択するようにすれば電波伝送路の変動に対してマージンを持たせることができるので、フレキシビリティのある動作を行わせることができる。ここで、例にあげた３という数字に特別の意味はなく、幾つであっても、安全な中心付近の値を選択することに変わりはない。
【００３９】
次に、図４のフレームタイミングチャートを参照して、送信タイミングの調整方法をさらに詳細に説明する。
子機は電源投入により立ち上がると、基地局からの電波をモニタし、報知信号を検出する（ここで、基地局からは、不特定多数の子機に対し、常時、基地局の存在や基地局ＩＤを知らせるための報知信号電波が発射されている。しかし、報知信号には時刻情報は含まれていない）。その受信時刻を基準に、Ｔｆ／２送れたタイミングで最初の試験信号をフレームＦ１に乗せて基地局へ送信する。送信タイミングＴｄの初期値をごく近距離に合わせてあるので、基地局ではこの試験信号を検出できない。なぜなら、基地局が待ち受けている検出時間窓から遅れて到達するためである。したがって、基地局ではフレームＦ１の試験信号の全ビットを取り込めないので試験応答信号を送信しない。子機から見ると、フレームＦ１の試験信号に対応する試験応答信号が予め定めておいた時間内に到達しないと知ると基地局での受信失敗と判断する。
【００４０】
その後、送信タイミングを早めて、次の試験信号をフレームＦ２に乗せて送信するが、以後同様に基地局での受信失敗のため試験応答信号が子機に到達しない。基地局は次の試験信号を乗せたフレームＦ３に対しては、時間窓から外れた後部ビットを取こぼすことになる。基地局では同期引込みするため、検出時間窓が開いている時間に入力した電波をフレームとみなして復元するので、復元されたフレームには、先頭部分の（実際に）信号フレームが存在していないビットは不確定となり、その後に試験フレームが続く。しかしフレーム長として規定されている長さ（ビット数）より後のフレーム部分は打ち切られて読み捨てられる。この復元されたフレームを基に、予め同期パターンが存在しているはずの位置を探索するが、受信したフレームが遅れていることにより同期パターンを検出できない。なぜなら同期パターンは検索範囲内に収まっておらず、検出範囲より後部にも一部が存在しているからである。同期検索範囲は一般にフレーム長より短いため、この様なことが起る。短く制限する理由は、同期パターン以外の情報ビット部分も検索すると、偶然、同期パターンと一致するデータが存在することがあり、それによって誤って同期すること（擬似同期）を防止するためである。そのために基地局は同期検出に失敗し、フレームＦ３の試験信号の内容を読み取ることができず破棄する。さらに、子機ＩＤ（識別子）も検出できないため、子機に対して試験応答信号を返送できない。
【００４１】
次に、フレームＦ４に乗せた試験信号を送信したときは、図３にも示したように、この試験信号は基地局にて正常に受信されるので、同期検出が成功し、基地局はそのフレームＦ４の試験信号の内容を読み取ることができる。基地局は受信したフレームのチャネル種別を調べて、本フレームが試験フレームであることを知り、試験応答信号を子機に送信する。子機はこの試験応答信号を受信すると、フレームに復元した後、結果判定回路７に送る。結果判定回路７は、フレーム内の試験結果が記述されている情報フィールドを調べて、自身の子機ＩＤが書かれていることを検出する。また、同時に、試験信号のシーケンス番号も知り、いかなる送信タイミングで送信したフレームが正常に受信されたかを知る。つまり、そのときの送信タイミングが最適であったと知ることができる。以降のフレーム送信はこの最適な送信タイミングに固定して行う。これ以降の通信もこの最適送信タイミングで行うので、基地局にて正常に受信されることが保証される。
【００４２】
図５は、この例のＴＤＭＡ送信タイミング設定方式に用いられるフレーム構成図の一例である。図５（ａ）は、子機から基地局へ送信する試験フレームを示すフレーム構成図、図５（ｂ）は、基地局から子機へ送信する試験応答フレームを示すフレーム構成図である。これら試験フレーム及び試験応答フレームは、それぞれ１タイムスロットに収まっている。したがって、この場合には試験信号と試験フレームとは同義である。試験応答信号と試験応答フレームもまた同義である。試験フレームには先頭部から順に、ランプ１１、スタートシンボル１２、プリアンブル１３、同期パターン１４、チャネル種別１５、基地局ＩＤ（識別子）１６、子機ＩＤ１７、識別子（シーケンス番号等）１８、ＣＲＣ１９が含まれて、識別子（シーケンス番号等）１８は情報フィールド２０を構成している。
【００４３】
同様にして、試験応答フレームには、先頭部から順に、ランプ２１、スタートシンボル２２、プリアンブル２３、同期パターン２４、チャネル種別２５、基地局ＩＤ（識別子）２６、子機ＩＤ２７、識別子（シーケンス番号）２８、ＣＲＣ２９が含まれて、子機ＩＤ２７及び識別子（シーケンス番号）２８は情報フィールド３０を構成している。これら試験フレームと試験応答フレームとは、情報フィールド２０、３０の構成を除いて同じになっている。
【００４４】
試験信号発生回路１は、情報フィールド２０にフレーム識別のためのフレーム識別子１８を書き込み、結果判定回路７は、試験応答フレームの情報フィールド３０を解析し、子機ＩＤ２７、フレーム識別子２８を判定する。フレーム識別子２８としては、いつ送信したフレームかを識別するためのフレームシーケンス番号や送信時刻を示すタイムスタンプでもよい。フレーム内のチャネル種別１５に、本フレームが試験信号であることを記述する。
【００４５】
基地局は、試験フレームを受信した結果を情報フィールド３０に記述して返送する。基地局が同期確立に成功し受信に成功した場合は、子機ＩＤ１７、フレームシーケンス番号等の識別子１８の内容を読み取ることができるので、この結果を、試験応答フレームの情報フィールド３０に子機ＩＤ２７と共に、識別子２８を書き込んで基地局から子機宛てに送信する。基地局が、同期パターンの検出に失敗したり、子機ＩＤ１７の読み取りに失敗したり、ＣＲＣ１９にエラーを検出したりして、試験フレームを正常に受信できなかった場合は、情報フィールド３０に失敗原因を書き込んで返送するか、または受信を知らず、返送自体を行わない。子機ＩＤ１７の読み取り失敗の場合は、子機ＩＤフィールド２７には何も書かれていないか、誤ったＩＤが書かれていることとなる。
【００４６】
子機では、受信した試験応答フレームの情報フィールド３０の内容を判定し、自身の子機ＩＤ２７が記述されており、情報フィールド３０に送信した識別子２８がコピーされており、それ以外に異常を示す記述がなければ、試験信号が正しく受信されたと判断する。識別子２８を調べることにより、対応する試験フレームが、どの送信タイミングで送信したものかを知ることができる。したがって、そのとき設定した送信タイミングが基地局の受信できる受信タイミングであったことを知ることができる。
【００４７】
上述したように、この例によれば、基地局からの応答に基づき、子機にて自動的に送信タイミングを調整するので最適な送信タイミングが得られることにより、子機を加入者宅内に設置する際、例えば、固定電話を子機に接続して使用するような場合は、従来のように、工事者が家屋、ビル等の子機が使用される場所まで出向き、地図で基地局と子機との距離を測定し、手動で子機の送信タイミングを設定していたような手間や煩わしさを不要にすることができる。また、引っ越し等で子機を移動させる場合でも、自動的に新距離に応じ送信タイミングを設定するので、工事者が再調整に出向く必要がなくなる。
【００４８】
図６は、この例のＴＤＭＡ送信タイミング設定方式が適用されるネットワークシステムの構成を概略的に示す図である。ネットワークシステムは同図に示すように、ネットワーク３１に接続されている基地局（ＣＳ）と、子機（ＳＵ）とが各送受信兼用アンテナ３３、３４を介して、ＴＤＭＡ方式により無線接続されており、子機（ＳＵ）にはさらに電話等の端末３５が接続されている。
子機（ＳＵ）には図１で示した試験信号送受信機能以外に、端末３５と通信するのに必要な機能が実装されている。端末３５が屋内やビルに固定的に設置されている固定電話や固定ＦＡＸ（ファクシミリ）等の場合には、子機は移動の必要がないため、送信タイミングは子機の電源立ち上げ時に一度設定するだけでよい。
【００４９】
上述したように、この例のＴＤＭＡ送信タイミング設定方式によれば、試験信号を発生する試験信号発生回路１と、試験信号を入力として試験フレームを組立てて、予め設定された送信タイミングに基づいて出力するフレーム組立回路２と、フレーム組立回路２の出力に変調を施して送受信兼用アンテナ４から基地局へ送信する変調回路３とにより試験信号送信手段９を構成し、送受信兼用アンテナ４から受信された入力に復調を施す復調回路５と、復調回路５の出力から試験フレームを復元するフレーム検出回路６と、試験フレームの内容を基に試験フレームが正常か否かを判定する結果判定回路７とにより試験応答信号受信手段１０を構成し、さらに結果判定回路７の出力を基に送信タイミングを調整する制御信号を作成する送信タイミング調整回路８により送信タイミング調整手段を構成したので、基地局の装置の構成を複雑にすることなく送信タイミングを設定できる。したがって、子機と基地局との距離を子機側で測定しなくても、最適な送信タイミングを自動的かつ簡略に設定することで、子機が通信できるまでの調整時間を短縮できる。また、基地局では、送信タイミングの調整が不十分な状態の下で、子機からの電波を受信できなくとも、最終的に最適な送信タイミングに自動調整され、この結果、子機からの電波を受信できる。
【００５０】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあってもこの発明に含まれる。例えば実施例においては、ＴＤＭＡフレームを４個の送信タイムスロットＴ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４と、４個の受信タイムスロットＲ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４との、合計８個のタイムスロットで構成する例で説明したが、これは一例を示したものであり、目的、用途等に応じて任意に変更することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のＴＤＭＡ送信タイミング設定方式によれば、試験信号を発生する試験信号発生回路と、試験信号を入力として試験フレームを組立てて、送信タイミングに基づいて出力するフレーム組立回路と、フレーム組立回路の出力に変調を施して送受信兼用アンテナから基地局へ送信する変調回路とを含み、子機から基地局へ試験信号を予め設定された送信タイミングにしたがって送信する試験信号送信手段と、送受信兼用アンテナから受信された入力に復調を施す復調回路と、復調回路の出力から試験フレームを復元するフレーム検出回路と、試験フレームの内容を基に試験フレームが正常か否かを判定する結果判定回路とを含み、基地局から子機へ試験信号に基づいて送信された試験応答信号を受信し、受信内容が正常か否かを判定する試験応答信号受信手段と、結果判定回路の出力を基に送信タイミングを調整する制御信号を作成する送信タイミング調整回路から成り、試験応答信号の受信内容が正常でないと判定された場合は、予め設定された送信タイミングを調整する送信タイミング調整手段とを含むように構成したので、基地局の装置の構成を複雑にすることなく送信タイミングを設定できる。
したがって、子機と基地局との距離を子機側で測定しなくとも、最適な送信タイミングを自動的に簡略に設定することにより、子機が通信できるまでの調整時間を短縮できる。また、基地局では、送信タイミングの調整が不十分な状態の下で、子機からの電波を受信できなくとも、最終的に最適な送信タイミングに自動調整され、この結果、子機からの電波を受信できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例であるＴＤＭＡ送信タイミング設定方式に用いられる子機の構成を示すフロック図である。
【図２】同ＴＤＭＡ送信タイミング設定方式における、基地局と子機とのタイミング関係を説明する図である。
【図３】同ＴＤＭＡ送信タイミング設定方式における、送信タイミングの調整方法を説明する図である。
【図４】同ＴＤＭＡ送信タイミング設定方式における、送信タイミングの調整方法を説明する図である。
【図５】同ＴＤＭＡ送信タイミング設定方式に用いられるフレーム構成図である。
【図６】同ＴＤＭＡ送信タイミング設定方式が適用されるネットワークシステムの構成を概略的に示す図である。
【図７】従来の無線通信システムにおけるＷＬＬ技術を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１ 試験信号発生回路
２ フレーム組立回路
３ 変調回路
４、３３、３４ 送受信兼用アンテナ
５ 復調回路
６ フレーム検出回路
７ 結果判定回路
８ 送信タイミング調整回路
９ 試験信号送信手段
１０ 試験応答信号受信手段
１１、２１ ランプ
１２、２２ シンボル
１３、２３ プリアンブル
１４、２４ 同期パターン
１５、２５ チャネル種別
１６、２６ 基地局ＩＤ（識別子）
１７、２７ 子機ＩＤ
１８、２８ 識別子（シーケンス番号）
１９、２９ ＣＲＣ
２０、３０ 情報フィールド
３１ ネットワーク
３５ 端末
ＣＳ 基地局
ＳＵ 子機

Claims (3)

1. 無線通信システムの時分割多元接続方式における子機の送信タイミングを設定するＴＤＭＡ送信タイミング設定方式であって、
   試験信号を発生する試験信号発生回路と、前記試験信号を入力として試験フレームを組立てて、前記送信タイミングに基づいて出力するフレーム組立回路と、該フレーム組立回路の出力に変調を施して送受信兼用アンテナから基地局へ送信する変調回路とを含み、前記子機から前記基地局へ前記試験信号を予め設定された前記送信タイミングにしたがって送信する試験信号送信手段と、
   前記送受信兼用アンテナから受信された入力に復調を施す復調回路と、該復調回路の出力から前記試験フレームを復元するフレーム検出回路と、前記試験フレームの内容を基に前記試験フレームが正常か否かを判定する結果判定回路とを含み、前記基地局から前記子機へ前記試験信号に基づいて送信された試験応答信号を受信し、受信内容が正常か否かを判定する試験応答信号受信手段と、
   前記結果判定回路の出力を基に前記送信タイミングを調整する制御信号を作成する送信タイミング調整回路から成り、前記試験応答信号の受信内容が正常でないと判定された場合は、前記送信タイミングを調整する送信タイミング調整手段とを含むことを特徴とするＴＤＭＡ送信タイミング設定方式。
2. 前記基地局において、受信フレームと送信フレームとがＴＤＭＡフレーム長の１／２だけ隔たったタイミングを予め基準の送信タイミングとして設定し、前記送信タイミング調整回路が、前記子機と前記基地局との距離が離れるにしたがって、前記送信タイミングを前記基準の送信タイミングよりも短くなるように制御することを特徴とする請求項１記載のＴＤＭＡ送信タイミング設定方式。
3. 前記結果判定回路により前記試験フレームが正常であると判定されたときは、前記送信タイミング調整回路で予め設定されている前記送信タイミングに固定して送信することを特徴とする請求項１又は２記載のＴＤＭＡ送信タイミング設定方式。

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