JP4108215B2

JP4108215B2 - 同期制御方式

Info

Publication number: JP4108215B2
Application number: JP01467299A
Authority: JP
Inventors: 正幸小笠原
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2019-01-22
Also published as: JP2000216850A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は同期制御方式、特にＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ＝時分割多元接続方式）通信方式の同期制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＤＭＡ通信方式は、複数の局が同一周波数を時分割で共有し、各局が割り当てられた時間帯でのみ信号を送出する方式である。各バースト信号が、無線回線上で重ならないようにシステム的なタイミングの制御が必要である。この為に、各局は、時間基準として基準局が送出する基準局同期信号を受信し、基準局までの距離差を考慮した送信タイミングの制御を行い、安定に送信同期を維持する必要がある。この為のタイミング制御方式としては、基準局が各一般局を集中管理し、各一般局は、基準局の指示に従うフィードバックループによる制御を行うのが一般的である。
【０００３】
従来、電源瞬断等に対するこの種の制御方式は、例えば特開平５−３３６０２１号公報の「ＴＤＭＡ通信同期制御回路」や特開平４−６５９２６号公報の「衛星通信用ＴＤＭＡ端局装置」等に開示されている。即ち、電源瞬断復帰後の同期確立や運行状態の迅速な復旧を意図している。これら従来技術につき、以下に簡単に説明する。
【０００４】
図４は、上述した従来技術のうち前者の公報に開示される「ＴＤＭＡ通信同期制御回路」のブロック図である。この同期制御回路は、受信電界レベル信号が入力される狭帯域フィルタ１００及びＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換機１０９、遅延回路１０１、ビット同期回路１０２、受信信号が入力される復調部１０３、信号識別部１０４、基準クロック発生部１０５、更に信号識別部１０４、基準クロック発生部１０５、ビット同期回路１０２及びＡ／Ｄ変換器１０９に接続される制御部１０６、電源を受けて制御部１０６に接続される瞬断検出回路１０７、１０８を有する。
【０００５】
基準局とデータ送受信を行う一般局において、受信電界レベル信号は、狭帯域フィルタ１００で帯域制限されて、遅延回路１０１に入力される。ビット同期回路１０２は、受信信号から抽出したクロック成分を基準クロック発生部１０５からの基準クロックＢで位相修正して再生クロックＣを信号識別部１０４に出力する。
【０００６】
また、受信信号は、復調部１０３で復調信号Ｄに復調され、信号識別部１０４で再生クロックＣにより再生データＥとして制御部１０６に入力される。制御部１０６は、瞬断時間を計測する第１瞬断検出回路１０７と、これで設定した時間より長い瞬断時間を計測する第２瞬断検出回路１０８とにより断状態を判断する。瞬断中は同期回路１０２に位相修正を中止させるフリーズ／制御信号Ａを制御部１０６がビット同期回路１０２へ送出する。
【０００７】
次に、図４に示す制御回路の動作について説明する。第１瞬断検出回路１０７には、同期確立状態からフリーランさせたときにビット同期が外れる時点までの時間幅を設定し、第２瞬断検出回路１０８には制御部１０６に内蔵されたＲＡＭの記憶内容が電源断状態でもメモリバックアップ可能な時間幅と等しく設定しておく。電源の瞬断が生じた場合、制御部１０６の同期確立を維持する部分とビット同期回路１０２及び基準クロック発生部１０５は、電池によってバックアップされる。更に、このとき、制御部１０６はビット同期回路１０２を基準クロック発生部１０５の自走クロックで動作させるためにフリーラン制御信号Ａを出力する。
【０００８】
そして、この電源の瞬断が復帰すると、各瞬断検出回路１０７、１０８は、計測結果を制御部１０６に報知する。制御部１０６は、瞬断時間により以下のような処理を行う。瞬断時間が第１瞬断検出回路１０７の設定時間より短い場合には、ビット同期回路１０２に制御信号Ａの出力を停止してフリーラン動作を中止させ、再度ビット同期動作を開始させる。つまり、短時間の瞬断の場合には、瞬断直前のフレーム同期タイミングを保持しておき、ビット同期のみを確立する。
【０００９】
また、瞬断時間が第１瞬断検出回路１０７の設定時間より長いが、第２瞬断検出回路１０８の設定時間より短い場合は、同期外れとして、再びフレーム同期を取り始めると共に、ビット同期を行う。更に、第２瞬断検出回路１０８の設定時間より長い場合は、完全に電源断と判断して電源投入後の初期設定動作から始める。
【００１０】
次に、図５は、特開平０４−０６５９２６号公報の「衛星通信用ＴＤＭＡ端局装置」のブロック図である。入力電源の瞬断の発生及び復旧を検出する電源検出手段２００、ＴＤＭＡ運用に必要なプランデータを記憶するＡ記憶手段２０２、プランデータや運用状態データをバックアップするＢ記憶手段２０３、ＴＤＭＡの運用状態を監視する運用監視手段２０４、電源復旧時に読み出された運用状態データより瞬断前の運用状態に復帰させる運用状態制御手段２０５と、必要に応じてこれらへ書き込み、読み出しする書き込み／読み出し制御手段２０１から構成される。
【００１１】
この動作について説明する。電源検出手段２００は、電源の瞬断を検出すると、電源断検出信号を書き込み／読み出し制御手段２０１へ出力する。書き込み／読み出し制御手段２０１は、Ａ記憶手段２０２から読み出したプランデータと、運用監視手段２０４で監視する運用状態データをバッテリバックアップ付きのメモリを有するＢ記憶手段２０３に転送してバックアップする。電源検出手段２００の電源復旧検出信号により、書き込み／読み出し制御手段２０１はＢ記憶手段２０３でバックアップしているプランデータをＡ記憶手段２０２に、運用状態データを運用状態制御手段２０５に転送することにより、電源断以前の運用状態へ自動的に復帰できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、無線通信におけるフェージング等や、衛星通信での降雨減衰等、電源瞬断以外にも無線回線での同期制御の瞬断が生じる。回線品質の面で、これらへの対策も必要であり、上述の従来方式では次のような問題が生じる。
【００１３】
第１の問題点は、基準局で電源瞬断が生じるとシステム全断になるということである。特にシステム収容局数が多い場合、再接続による同期確立及び運用復旧に時間がかかるという欠点がある。その理由は、従来技術（１）は一般局についての電源瞬断の保護であり、基準局断での制御を対象としていない。つまり、基準局で瞬断が起こると復帰時にリセット状態となり、基準局同期信号を任意のタイミングで送出するので、各一般局は受信同期を取り直すことになり同期断になるためである。また、従来技術（２）は全断後に運用状態の自動的復旧を目的としたものであり、同期状態の保持を考慮していない。
【００１４】
第２の問題点は、無線通信におけるフェージングや、衛星通信での降雨減衰等、電源瞬断以外にも無線回線での同期制御に瞬断が生じることがあるが、これらは対象としていない。
【００１５】
尚、衛星通信の場合等で信頼性確保のため基準局をサイトダイバーシティとした二重化構成のシステムも考えられるが、無線通信における各中継局を二重化するのはシステムコストが増大することになる。
【００１６】
従って、本発明の目的は、運用中に基準局で電源瞬断または同期制御の瞬断等が生じた場合、各一般局は前状態のタイミングを保持したまま動作し、基準局は復旧時に、一般局が送信するタイミングを監視して基準局同期信号の送出タイミングを合わせ込むことにより、一般局の再接続の迅速化を図る同期制御方式を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明による同期制御回路は、次のような特徴的な構成を採用している。
【００１８】
（１）基準局と複数の一般局とで構成され、前記基準局が前記一般局に対して
同期制御を行うＴＤＭＡ通信システムの同期制御方式において、
前記基準局が電源瞬断を検出したとき、基準局同期バーストを一時的に中断して前記一般局の同期制御を停止し、
前記一般局は、前記基準局同期バーストの断を検出すると、前記基準局が正常時の制御タイミングを保持して通信を継続する同期制御方式。
【００１９】
（２）前記基準局の前記電源瞬断が復旧すると、前記一般局が送出するバースト信号を受信して送信タイミングを監視し、該タイミングに合わせて前記基準局同期バーストを送出することにより同期を継続する上記（１）の同期制御方式。
【００２０】
（３）前記基準局で同期制御に異常が検出されたとき、前記基準局同期バーストを一時的に中断する上記（１）又は（２）の同期制御方式。
【００２１】
（４）前記基準局及び前記一般局には夫々ＲＦ回路を備え、無線回線を用いて同期制御を行う上記（１）、（２）又は（３）の同期制御方式。
【００２２】
（５）前記基準局及び前記一般局は、通信衛星等回線を介して同期制御を行う上記（１）、（２）、（３）又は（４）の同期制御方式。
【００２３】
（６）前記基準局には、衛星のドプラー変動を補正する衛星変動測定部を有する上記（５）の同期制御方式。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による同期制御方式の好適実施形態例の構成及び動作を添付図１乃至図３を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の同期制御方式の第１実施形態例のブロック図である。この同期制御方式は、基準局１０と一般局２０とより構成される（尚、一般局は、複数局のうちの１局のみを図示する）。基準局１０は、基準フレームカウンタ１１、基準局同期バースト発生回路１２、送信停止回路１３、瞬断検出回路１４、バースト監視回路１５、位相誤差測定回路１６及び一般局遅延情報回路１７で構成される。また、一般局２０は、断検出回路２１、遅延量制御回路２２、位置補正回路２３、加算回路２４及び固定遅延回路２５で構成される。
【００２６】
次に、図１に示す同期制御方式の動作を説明する。
基準局１０は、システムの時間基準として、基準フレームカウンタ１１で生成するＴＤＭＡフレーム周期の基準局同期バースト１２を常に送信する。一般局２０は、基準局同期バースト中のユニークワードを検出して受信フレーム同期を確立する。そして、基準局１０の同期バースト１２に含まれる遅延情報を取り込み、遅延制御量２２として位置誤差補正２３のために、設置される局固有の固定遅延２５と加算器２４で加算された後、送信タイミングとして制御され、このタイミングで一般局バーストが送信される。
【００２７】
基準局１０では、バースト監視１５で一般局バーストを監視し、位置誤差測定１６を行う。そして、位置誤差を各局毎に平均化し、正規位置になるように一般局遅延情報１７を基準局同期バースト１２で送信して、送信バースト同期を確立させる。基準局１０で電源瞬断または同期制御異常を瞬断検出１４で検出した場合、異常動作で各一般局２０が追随しないように一時的に基準局同期バーストを送信停止１３する。このとき、一般局２０は断検出２１で基準局同期バーストの断を検出して位置補正２３をホールドし、送信タイミング及びシステムクロック同期を保持する。
【００２８】
すなわち、クロックはフリーラン状態となり、システム構成及びクロックの安定度にも依るが、分オーダーでシステム保持は可能である。その間に基準局１０で瞬断が復旧したとき、基準局１０は一般局バーストの送信タイミングを基に基準局同期バーストのタイミングを補正する。つまり、独自のタイミングで送出するのではなく、瞬断前に一般局２０に送出していたタイミングに合わせ込んだ形で基準局同期バーストを送出する。これにより、従来のシステム全断を回避することができる。尚、復旧に時間を要する場合など、無制御状態は好ましくないのでタイマーを設けて基準局同期バースト内のメッセージで各一般局の送信停止を行う。
【００２９】
次に、図２を参照して、本発明の同期制御方式の第２実施形態例を説明する。この形態例は、図１の同期制御方式と類似するので、対応する構成素子には類似参照符号を使用する。図２の同期制御方式は、無線回線を介して基準局１０’と複数の一般局２０’とが接続されている点を特徴とする。その為に、基準局１０’と一般局２０’とに夫々無線回路（送受信回路）であるＲＦ１９、２９を有する点で、図１の同期制御方式と相違する。他は同じであるので、詳細説明は省略する。
【００３０】
図３は、（静止）衛星通信に本発明の同期制御方式を適用する場合の実施形態例である。この場合にも、基準局１０”と一般局２０”とを有する。一般局２０”は、図２の一般局２０’と同様構成である。しかし、基準局１０”は、衛星３０のドプラー変動が加わる為に、衛星変動測定回路１８Ａと加算回路１８Ｂとを設け、基準局同期バーストを自局で折返して衛星変動測定回路１８Ａで衛星変動測定を行い、衛星変動分を加算回路１８Ｂで一般局遅延情報１７に加算して基準局バースト１２を制御するよう構成している。衛星の場合も、低レートで短時間（例えば数１０秒程度）であればシステム保持は十分可能である。
【００３１】
以上、本発明の同期制御方式のいくつかの実施形態例を詳述した。しかし、本発明は斯る特定実施形態例のみに限定するべきではなく、種々の変形変更が可能であることが当業者には容易に理解できよう。
【００３２】
【発明の効果】
上述した本発明によれば、次のような顕著な効果が得られる。すなわち、従来であればシステム全断に至る電源瞬断等が基準局で発生した場合でもこれを回避でき、回線を継続してシステムの信頼性を向上できるということである。その理由は、基準局で瞬断が生じたとき基準局同期バーストを一時的に停止して一般局の制御を中断し、一般局は基準局同期バーストの断を検出して前状態のままでタイミングを保持して通信を継続する。基準局ではさらに瞬断復旧時に、各一般局が送出するバースト信号を受信して送信タイミングを監視し、そのシステムタイミングに合わせて基準局同期バーストを送出するからである。結果的に、瞬断前にシステムタイミングを一般局に指示しておき、瞬断復旧後に一般局からそのタイミングを引き継ぐものである。ある程度の瞬断時間であれば十分な効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による同期制御方式の第１実施形態例を示すブロック図である。
【図２】本発明による同期制御方式の第２実施形態例を示すブロック図である。
【図３】本発明による同期制御方式の第３実施形態例を示すブロック図である。
【図４】従来のＴＤＭＡ通信における一般局の同期制御回路のブロック図である。
【図５】従来の衛星通信用ＴＤＭＡ端局装置のブロック図である。
【符号の説明】
１０、１０’、１０” 基準局
１２基準局バースト発生回路
１３バースト送信停止回路
１５バースト監視回路
１８Ａ衛星変動測定回路
１９、２９ＲＦ回路
２０、２０’、２０” 一般局
２１バースト断検出回路
３０信衛星

Claims

基準局と複数の一般局とで構成され、前記基準局が前記一般局に対して同期制御を行うＴＤＭＡ通信システムの同期制御方式において、
前記基準局が電源瞬断を検出したとき、基準局同期バーストを一時的に中断して前記一般局の同期制御を停止し、
前記一般局は、前記基準局同期バーストの断を検出すると、前記基準局が正常時の制御タイミングを保持して通信を継続することを特徴とする同期制御方式。
前記基準局の前記電源瞬断が復旧すると、前記一般局が送出するバースト信号を受信して送信タイミングを監視し、該タイミングに合わせて前記基準局同期バーストを送出することにより同期を継続することを特徴とする請求項１に記載の同期制御方式。
前記基準局で同期制御に異常が検出されたとき、前記基準局同期バーストを一時的に中断することを特徴とする請求項１又は２に記載の同期制御方式。
前記基準局及び前記一般局には夫々ＲＦ回路を備え、無線回線を用いて同期制御を行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の同期制御方式。
前記基準局及び前記一般局は、通信衛星等回線を介して同期制御を行うことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の同期制御方式。
前記基準局には、衛星のドプラー変動を補正する衛星変動測定部を有することを特徴とする請求項５に記載の同期制御方式。