JP4514938B2 - Mobile communication system and base station apparatus - Google Patents
Mobile communication system and base station apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4514938B2 JP4514938B2 JP2000359349A JP2000359349A JP4514938B2 JP 4514938 B2 JP4514938 B2 JP 4514938B2 JP 2000359349 A JP2000359349 A JP 2000359349A JP 2000359349 A JP2000359349 A JP 2000359349A JP 4514938 B2 JP4514938 B2 JP 4514938B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base station
- synchronization
- station
- timing
- monitoring process
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W56/00—Synchronisation arrangements
- H04W56/001—Synchronization between nodes
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、多数の基地局を有し、基地局が同期した送信タイミング及び受信タイミングで移動局と通信をしている移動通信システム及び基地局装置に関し、特に時分割多重接続(TDMA)方式の移動通信システムに適用して、基地局間のフレーム同期を確立すると好適な移動通信システム及び基地局装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯無線機等の移動通信システムでは、無線基地局と移動局との間に電波による通信回線を設定し、無線により音声、データ等を送受して通信を行うものであり、周波数利用効率の観点からTDMA方式やCDMA(符号分割多重接続)方式によるデジタル方式の携帯電話システムが広く用いられている。このTDMA方式の基地局及び移動局は、自局に割り当てられた受信スロットを受信し、自局に割り当てられた送信スロットにて送信をして、間欠的に送受信を繰り返すように動作している。また、CDMA方式の基地局及び移動局は、自局に割り当てられた拡散符号で変調したデジタル信号を送受信している。これらの、デジタル方式の移動通信システムにおいては、基地局と移動局とが同期して、同じタイミングで送受信しなければならない。
【0003】
TDMA方式において、基地局と移動局との同期をとるために、基地局からの信号を受信した移動局は、基地局からの信号に含まれる同期信号(同期ワード)に基づいて自局の送受信フレームの同期をとって、移動局からの送信を開始する。また、基地局と移動局間の距離等により生じるフレームタイミングのズレを吸収するために、各受信スロットの最初には送信スロットが侵入しても受信に影響が生じないガードタイムが設けられている。
【0004】
このような移動通信システムでは、基地局の立ち上げ時に、高精度の時間情報を有する(例えば、高精度の発振器を備えたり、GPS衛星からの時間情報を受信する等)基地局を中心に、フレームタイミングを同期させて階層化した同期群を形成して各基地局間のフレームタイミングを同期させることが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような移動通信システムでは、電源投入時に他の基地局との同期をとるので、時間の経過に応じてフレームタイミングにズレが生じてしまい、送信スロットと受信スロットとが干渉して、正常な受信ができなくなる。
【0006】
特に、時分割双方向伝送を行うTDMA−TDD方式では、同一周波数に基地局への上りの信号と、移動局への下りの信号とが混在しているので、送受信タイミングのズレにより、上りの信号と下りの信号とが衝突してしまう。
【0007】
具体的には、TDMA−TDD方式を採用するPHS方式(PersonalHandyphone System)では、図10に示すように、1TDD/TDMAフレーム中に4つの受信スロットと4つの送信スロットとが配置されており、5ミリ秒周期で送受信スロットが繰り返されている。このとき、基地局1と基地局2との送受信タイミング(フレームタイミング)がズレていると、基地局間で送信スロットと、受信スロットとが干渉してしまう。すなわち、移動局が基地局1への上りの信号を送信している間に(RX4)、基地局2が移動局への下りの信号を送信してしまい(TX1)、上りの信号(RX4)と下りの信号(TX1)とが衝突してしまう。移動局より基地局の方が送信出力が大きい場合が多く、基地局1では受信スロットRX4での上りの信号が受信できない。
【0008】
移動通信システムにおける基地局間のフレームタイミングの同期には様々な方法が提案されている。例えば、各基地局が周囲の基地局のうち最も電界強度の強い基地局に合わせて、自律的に同期を確立する方法がある。しかし、この方法では、同期の無限連鎖により基準局のフレームタイミングから大きくずれる基地局が発生してしまう。また、同期の基準となる基地局が複数存在して、複数の同期群が形成され、同期群間でフレームタイミングにズレが生じることから、同期群間で干渉が発生してしまう。
【0009】
また、各基地局は有線回線で接続されているので、この有線で基準信号を配信して同期を確立する方法もある。しかし、ISDN等の標準的なインターフェースでは基準信号の配信ができず、基準信号を配信するために特別なインターフェースが必要となることから、大規模な公衆ネットワークには適さない。また、複数の交換機にまたがって基地局間の同期をとることは、交換機による伝送遅延の影響を考慮すると困難である。
【0010】
また、各基地局は、通信ネットワークを統括的に制御するセンター設備により制御されているので、このセンター設備からの指示によりフレームタイミングを修正する方法もある。しかし、この方法では、運用者によるセンター設備からの指示が必要であり運用コストが発生する。また、基地局の増設時に再度同期指示をしなければならない等、複雑な処理が必要になる。
【0011】
本発明は、複数の基地局間で同期が確立した送信タイミング及び受信タイミングを、簡易かつ確実に維持する移動通信システムを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、複数の基地局を有し、移動局が一又は二以上の前記基地局と選択的に回線を接続して、所定のタイミングで送受信をして通信を行い、前記基地局のうち、高精度な送信タイミング及び受信タイミングを生成する基地局を基準局として階層の上位に設定して、他の基地局は、より上位の階層の基地局を選択して送信タイミング及び受信タイミングを決定し、前記基準局を中心に階層的に同期をする移動通信システムにおいて、前記基地局は、所定の時間間隔で同期相手の基地局との送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正する同期監視処理を行い、前記同期監視処理は、前記基地局の階層により複数の時間帯に分割して、上位の階層の前記基地局から順に実行される。
【0014】
第2の発明は、第1の発明において、前記同期監視処理は、自己の階層の前記同期監視処理を実行する時間帯において、前記基地局が各々決定した時間に実行されることを特徴とする。
【0015】
第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記同期監視処理には、周辺の基地局のうち同期相手として適切な基地局を捜索する処理を含むことを特徴とする。
【0016】
第4の発明は、第1の発明において、前記複数の基地局は、通信回線により交換機と接続され、前記基地局は、前記通信回線により送られてくるクロック信号に基づいて、自局の送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正し、さらに、所定の時間間隔で同期相手の基地局との送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正することを特徴とする。
【0017】
第5の発明は、第4の発明において、前記通信回線はデジタル方式の通信回線であり、前記クロック信号は前記通信回線でのデジタル伝送に用いられるクロック信号であることを特徴とする。
【0018】
第6の発明は、第1〜5の発明において、前記移動通信システムはTDMA方式で通信をするものであって、前記基地局は送信タイミング及び受信タイミングとしてフレームタイミングを決定することを特徴とする。
【0019】
第7の発明は、複数の基地局を有し、移動局が一又は二以上の前記基地局と選択的に回線を接続して、所定のタイミングで送受信をして通信を行い、前記基地局のうち、高精度な送信タイミング及び受信タイミングを生成する基地局を基準局として階層の上位に設定して、他の基地局は、自局より上位の階層の基地局を選択して送信タイミング及び受信タイミングを決定し、前記基準局を中心に階層的に同期をする移動通信システムの基地局装置において、前記基地局装置は、所定の時間間隔で同期相手の基地局との送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正する同期監視処理を行い、前記同期監視処理は、前記基地局の階層により複数の時間帯に分割して、上位の階層の前記基地局から順に実行される。
【0021】
第8の発明は、第7の発明において、前記同期監視処理は、自己の階層の前記同期監視処理を実行する時間帯において、前記基地局装置が各々決定した時間に実行されることを特徴とする。
【0022】
第9の発明は、第7又は第8の発明において、前記同期監視処理は、周辺の基地局のうち同期相手として適切な基地局を捜索する処理を含むことを特徴とする。
【0023】
第10の発明は、第7の発明において、前記複数の基地局は、通信回線に接続され、前記基地局は、前記通信回線により送られてくるクロック信号に基づいて、自局の送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正し、さらに、所定の時間間隔で同期相手の基地局との送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正することを特徴とする。
【0024】
第11の発明は、第10の発明において、前記通信回線はデジタル方式の通信回線であり、前記クロック信号は前記通信回線でのデジタル伝送に用いられるクロック信号であることを特徴とする。
【0025】
第12の発明は、第7〜第10の発明において、前記基地局装置はTDMA方式で通信をするものであって、前記基地局は送信タイミング及び受信タイミングとしてフレームタイミングを決定することを特徴とする。
【0026】
【発明の作用および効果】
第1の発明は、基地局が基準局を中心に階層的に同期をする移動通信システムにおいて、基地局は所定の時間間隔で同期相手の基地局との送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正する同期監視処理を行うようにしたので、高精度の同期を維持することができる。また、階層の上位の基地局から順に同期監視処理を実行するので、正確な同期を維持することができる。
【0027】
第7の発明は、基地局が基準局を中心に階層的に同期をしている移動通信システムの基地局装置において、基地局装置は、所定の時間間隔で同期相手の基地局との送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正する同期監視処理を行うようにしたので、高精度の同期を維持することができる。また、階層の上位の基地局から順に同期監視処理を実行するので、正確な同期を維持することができる。
【0029】
第2の発明及び第8の発明では、自己の階層の同期監視処理を実行する時間帯において、基地局が各々決定した時間に同期監視処理が実行されるので、複数の基地局において同期監視処理が同時に行われることがない。
【0030】
第3及び第9の発明では、同期監視処理は周辺の基地局のうち同期相手として適切な基地局を捜索する処理を含むので、現在の同期相手より階層が上位な基地局が近隣に設置されたときにも、自動的に上位(高精度)の基地局を相手として早期をすることができる。
【0031】
第4の発明及び第10の発明は、基地局は接続されている通信回線により送られてくるクロック信号に基づいて、自局の送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正するので、同一の交換機からのクロック信号に基づいて同期を維持するので、高精度の同期を維持することができる。
【0032】
第5の発明及び第11の発明は、通信回線はデジタル方式の通信回線(例えば、ISDN回線)であり、クロック信号には通信回線でのデジタル伝送に用いられるクロック信号(例えば、ISDNの基準クロック信号)を用いたので、同期時のための特別な装置(例えば、インターフェース装置)を必要とせずに、高精度の同期を維持することができる。
【0033】
第6の発明及び第12の発明は、基地局装置はTDMA方式で通信をするものであって、基地局は送信タイミング及び受信タイミングとしてフレームタイミングを決定するので、送信スロットと受信スロットとが衝突することがない。
【0034】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0035】
図1は、本発明が適用されるPHSシステム全体の構成図である。
【0036】
PHSシステムの移動局であるPHS端末機(PS)1は、基地局装置(CS)2との間で無線による回線を設定し、音声、データによる通信を行う。このPHS方式では、多元接続方式(マルチ・チャネル・アクセス方式)を使用しているので、端末機1と基地局装置2とは、制御チャネルにおいて通話チャネルを設定するために必要な情報のやりとり(ネゴシエーション)をし、通話チャネルを設定して、通話チャネルにおいて通信を始める。
【0037】
基地局装置2は加入者交換機3に接続されており、さらに加入者交換機3は中継交換機4を介してISDN網5に接続されている。また、基地局装置2は交換機3、4を介してセンター設備6に接続されており、センター設備6は基地局装置2の起動、停止、設定変更等を統括して制御している。
【0038】
また、加入者交換機3から基地局装置2に対しては、ISDN回線に含まれるクロック信号(160kbit/s相当)が送られてくる。よって、交換機3は基地局装置2に対して高精度な周波数源として作用する。
【0039】
図2は、本発明の実施の形態の基地局装置2のブロック図である。
【0040】
基地局装置2はISDN回線を介して交換機3と接続されている。交換機3から基地局装置2に入力された信号はインターフェース部(DSU)11にてレベル変換され、符号化・復号化部12によって符号化され、ベースバンド部13、無線部14で変調、逓倍、増幅等の処理がされて高周波信号となり、アンテナ15からPHS端末機1に対する下りの信号として送信される。
【0041】
一方、アンテナ15で受信されたPHS端末機1からの上りの信号は、無線部14にて周波数変換等の処理がされ、ベースバンド部13に送られ検波(復調)等のベースバンド処理がされる。符号化・復号化部12はベースバンド処理がされた信号を復号化しアナログ信号に変換する。復号化された信号は、DSU11にて、交換機3に入力可能なレベルに変換され、交換機3に送られる。
【0042】
CPU17は基地局装置2の各部を制御する。クロック部16はクロック信号を発生し、外部(CPU17)からの作用により発振周波数を制御できるように構成されている。CPU17はこのクロック信号に基づいて無線部14に送受信切替タイミングを指示する。記憶部18にはCPU17が基地局装置2を制御する制御プログラムや、CPU17が動作するために必要なデータが記憶されている。これらのクロック部16、CPU17、記憶部18等により基地局装置2の制御部が構成されている。
【0043】
DSU11から分岐した信号はクロック抽出部19に導入され、クロック抽出部19ではISDN回線にて送られてくるISDNクロック信号を抽出する。このISDNクロック信号は、交換機3にて、基地局装置2に備わったクロック部16より高精度の周波数源により生成されているので、正確なタイミング信号を生成することができる。
【0044】
クロック抽出部19で抽出されたISDNクロック信号はCPU17に送られ、現在クロック部16が生成しているタイミング信号とのズレを監視して、このズレが一定範囲内に収まるようにクロック部16の発振周波数を補正して、フレーム同期のタイミング信号を調整している。具体的には、160kbit/sのベースクロック信号を分周することにより所定の周波数に変換して用いる。
【0045】
また、一部の基地局装置2は、GPS受信機(図示省略)を備えており、GPS受信アンテナを介してGPS衛星からの信号を受信している。GPS衛星は原子時計を備えており正確な時間情報を送信している。GPS受信部を備えた基地局装置2では、クロック抽出部19においてGPS衛星からの信号から時間情報を抽出して、抽出された時間情報に従ってフレーム同期のタイミング信号を生成するので、極めて正確(±1マイクロ秒程度)で、狂いのないタイミング信号を生成することができることから、周囲の基地局の同期の基準となるマスター局となる。
【0046】
このGPS受信機、GPS受信アンテナは、GPSユニットを構成しており、基地局装置2から着脱可能に構成されている。このため、GPS非搭載局をGPS搭載局に変更して、マスター局を容易に増設することができる。
【0047】
図3は、本発明の実施の形態の識別符号(CSID)の構成図である。
【0048】
基地局装置2は、制御チャネルにおいて、自装置の識別符号(CSID)を一定の時間間隔(100ミリ秒間隔)で送信している。このCSIDには9ビットの事業者識別符号、一斉呼び出しエリア番号、付加IDの他に、3ビットの同期制御符号が含まれている。この同期制御符号は、各基地局の同期レベルの階層における地位を表し、他の基地局からみて同期相手となる基地局であるかを規定している。
【0049】
図4は、本発明の実施の形態の同期制御符号の内容を示す図表である。
【0050】
同期制御符号は3ビットの信号からなり、本実施の形態では5段階の同期レベルが設定されている。同期マスター局は最も高い同期レベル(同期レベル1)に設定され、”100”の同期制御符号で表される。
【0051】
「同期レベル2」は、同期レベル1のマスター局からの信号に基づいて自局のフレームタイミングの同期をした局であり、他の基地局から基準とされる優先度が同期レベル1の基地局の次に高く、”101”の同期制御符号で表される。
【0052】
「同期レベル3」は、同期レベル2の基地局からの信号に基づいて自局のフレームタイミングの同期をした局であり、他の基地局から基準とされる優先度が同期レベル1、2の基地局の次に高く、”110”の同期制御符号で表される。
【0053】
「同期レベル4」は、同期レベル3の基地局からの信号に基づいて自局のフレームタイミングの同期をした局であり、他の基地局から基準とされる優先度が最も低く、”111”の同期制御符号で表される。
【0054】
「非同期局」は、同期マスター局でもなく、他の基地局に同期をしていない基地局の同期レベルであり、”000”の同期制御符号で表される。また、同期レベル4の基地局からの信号に基づいてフレームタイミングの同期をした基地局も、「非同期局」の同期レベルに設定される。
【0055】
この同期レベルは、「同期レベル1」がフレームタイミングの精度が最も高いので、他局から見て同期の基準とする優先順位が最も高い。また、「同期レベル4」がフレームタイミングの精度が最も低いので、他局から見て同期の基準とする優先順位が最も低い。また、「非同期局」は同期レベル4の下位に設けられており、非同期局のフレームタイミングの誤差は大きいと推定されるので、他の基地局から同期の基準にされることはない。
【0056】
本実施の形態では同期制御符号を3ビットで表現しているが、同期制御符号のビット数を増加して、より多階層の同期レベルを設定してもよい。この場合、同期の際に遅延により同期がずれて、回線が接続できなくならない程度の階層とすることが望ましい。
【0057】
図5は、本発明の実施の形態の基地局装置2の電源投入時の動作を示すフローチャートである。
【0058】
新たに運用を開始する又はリセット信号等により再起動される基地局装置2は、電源が投入されると諸定数が初期化され、各回路(ベースバンド部13、無線部14等)が初期化される(S101)。制御部のCPU17は、基地局装置2がマスター局であるか(GPS受信機が備わっているか)を検出して(S102)、マスター局であれば、GPS衛星からの信号からクロック信号を抽出して、この時間情報に自局のフレームタイミングを同期させる(S103)。その後、自局の同期レベルを”1”に設定して(S104)、制御チャネルでの送信を開始する(S109)。この制御チャネルで送信される識別符号(CSID)に含まれる同期制御符号により、自局がマスター局であることを他の基地局に対して通知する。
【0059】
一方、基地局装置2がマスター局でなければ(S102)、制御チャネルを受信して、周囲の基地局からのCSIDを受信する(S105)。このCSIDには同期制御符号が含まれている。周囲の基地局からの識別符号(CSID)を受信した基地局装置2は、同期相手を選択する(S106)。このステップS105〜S106の動作は図8にて後に詳細に説明する。
【0060】
そして、相手局の同期信号(同期ワード)に同期させて、自局の同期クロックを生成して、自局のフレームタイミングを相手局のフレームタイミングに同期させる(S107)。
【0061】
その後、フレーム同期の基準となった相手局の同期レベルに1を加えて、自局の同期レベルを基準とし基地局の同期レベルの下位に設定する(S108)。そして、制御チャネルでのCSIDの送信を開始して(S109)、自局の同期レベルを他の基地局に対して通知する。
【0062】
また、自局の同期レベルが決定した旨を有線回線でセンター設備6に通知する(S110)。このとき、本実施の形態のように同期後に無条件にセンター設備6に通知するのではなく、非同期局となった場合にのみセンター設備6に通知するように構成してもよい。このように構成すると、センター設備6では異常が生じた基地局のみを把握することができる。
【0063】
図6は、本発明の実施の形態により同期した基地局の階層を示す図である。
【0064】
図に丸印(黒丸、白丸)で示したものが、配置された基地局である。また、図の中心に黒い丸印で示した基地局(CS1)がマスター局であり、図示した基地局の同期群の中心となっている基地局である。
【0065】
CS1はマスター局であり同期レベルは1である。CS2、CS3はCS1のフレームタイミングに同期して自局のフレームタイミング生成しており、CS2、CS3の同期レベルはCS1の同期レベルより1ランク低い”2”に設定される。また、CS4はCS3のフレームタイミングに同期し、CS5はCS2のフレームタイミングに同期して自局のフレームタイミング生成しているので、CS4、CS5の同期レベルはCS2、CS3の同期レベルより1ランク低い”3”に設定される。
【0066】
このマスター局は周囲の基地局の次数が低位に(同期レベルが大きく)なって、周囲に同期の基準となる基地局が存在しなくならないように、適宜設置される。このため、センター設備6では基地局の同期レベルを監視しており、マスター局を多く配置しなくてもよいので、システムに柔軟性があり、安価にシステムを構成することができる。
【0067】
なお、このように複数の基地局を階層化すると、広域に基地局が配置された場合には複数の同期群が形成されるが、基準となる基地局がマスター局がGPS衛星からの時間情報を基準としているので、同期群間の誤差が小さく、異なる同期群が接する場所でもガードタイムを超えるフレームタイミングのズレが生じることはない。
【0068】
本実施の形態では、加入者交換機3から基地局装置2に対してISDN回線上を送られてくるクロック信号により、基地局装置2は他の基地局装置2との同期を維持している。しかし、この交換機(周波数源)3からの周波数も変動することがあり、回線の状態や、経路長、経路中に設置されている機器により生じるジッタやノイズの影響により正確なクロック信号が基地局装置2に届かなくなる可能性がある。そこで、定期的に基地局装置2のフレームタイミングのズレを検出して、この補正をする同期監視処理が必要となる。
【0069】
図7は、本発明の実施の形態の基地局の同期監視処理を示すフローチャートである。
【0070】
この同期監視処理は所定の時間間隔で実行されるものである(図9参照)。
【0071】
基地局装置2は所定の時間になったら、制御チャネルで同期相手の基地局からの信号を受信し、相手局からの信号に基づいて、相手局のフレームタイミングと自局のフレームタイミングとのズレを検出する。このズレが許容範囲内であれば(S111)、自局のフレームタイミングを変更することなく(S112〜S118の処理を行わずに)、運用を再開する。
【0072】
一方、相手局のフレームタイミングと自局のフレームタイミングとの間に許容範囲を超えたズレを検出すると(S111)、自局のフレームタイミングの修正処理を実行する(S112〜S118)。
【0073】
具体的には、自局のフレームタイミングにて、同期相手の基地局の信号を受信して、正常に受信できたならば同期相手局とのフレームタイミングのズレはないと判断し、正常に受信できなければ同期相手局とのフレームタイミングがズレていると判断する。また、正常に受信できた場合でも、より正確に同期をするために、自局のフレームタイミングを変更する処理(S112〜S118)を行ってもよい。
【0074】
まず、基地局装置2は制御チャネルを受信して、周囲の基地局からの識別符号(CSID)を受信する(S112)。このCSIDには同期制御符号が含まれている。周囲の基地局からのCSIDを受信した基地局装置2は、同期相手を選択する(S113)。このS112〜S113の動作は図8にて後に詳細に説明する。
【0075】
そして、相手局からの信号に含まれる同期信号に同期するように自局の同期クロックを生成して、自局のフレームタイミングを相手局のフレームタイミングに同期させる(S114)。この基地局間の同期は、相手局からの信号に含まれる同期信号(同期ワード)に基づいて、自局のフレームタイミングの同期をする。
【0076】
その後、フレーム同期の基準となった相手局の同期レベルに1を加えて、自局の同期レベルを基準となった基地局の同期レベルの下位に設定する(S115)。そして、制御チャネルでのCSIDの送信を再開して(S116)、自局の同期レベルを他の基地局に対して通知する。
【0077】
また、自局の同期レベルが変更されたなら(S117)、その旨を有線回線でセンター設備6に通知する(S118)。このとき、本実施の形態のように同期レベルが変更されたときにセンター設備6に通知するのではなく、同期後に無条件にセンター設備6に通知するように構成してもよい。また、非同期局となった場合にのみセンター設備6に通知するように構成してもよい。このように構成すると、センター設備6で異常が生じた基地局のみを把握することができる。
【0078】
さらに、この同期監視処理は、所定の時間間隔の他に、通信回線(有線回線)のクロック信号に異常が生じたときや、無線回線で干渉が検出したときに実行することもできる。
【0079】
具体的には、本実施の形態では、基地局のフレームタイミングはISDN回線のクロック信号に基づいて補正されているので、このISDN回線のクロック信号に異常が生じると、送受信のフレームタイミングに異常が生じてしまう。例えば、ISDN回線からのクロック信号が途切れた場合や、ISDN回線からのクロック信号の周波数が大きく変化した場合などには、クロック信号に異常が生じたものと判断して、同期監視処理を実行して、自局のフレームタイミングを周囲の基地局のフレームタイミングに同期(一致)させる。
【0080】
また、自局のフレームタイミングと周囲の局のフレームタイミングとの間でズレが生じていると、スロットが干渉して、他の局からの妨害波を受けてしまう、例えば、RSSIがよいのにFERが悪い場合に、自局のフレームタイミングがずれている判断して、同期監視処理を実行して、自局のフレームタイミングを周囲の基地局のフレームタイミングに同期(一致)させる。
【0081】
図8は、本発明の実施の形態の基地局で自局のフレームタイミングを同期する相手の基地局を選択する動作の詳細を示すフローチャートであり、図5におけるステップS105〜S106、及び、図7におけるステップS112〜S113の周囲の基地局の受信から同期相手局の選択までの動作の詳細を示す。
【0082】
基地局の制御部のCPU17は、制御チャネルを受信するための時間として、100ミリ秒のタイマをセットして、100ミリ秒の計時を開始する(S121)。その後、タイマがタイムアップして100ミリ秒が経過するまでの間(S122)、制御チャネルを連続的に受信する(S123)。PHS方式では、各基地局は制御チャネルにおいて、100ミリ秒間隔でCSIDを送信しているので、100ミリ秒連続して制御チャネルを受信すれば、自局が受信可能な全ての基地局からのCSIDを受信することができる。
【0083】
基地局装置2は、100ミリ秒の間で、いずれかのタイムスロットで、他の基地局が受信できたなら(S124)、受信した基地局のCSID、同期制御符号、受信電界強度(RSSI、ビットエラーレート等)を記憶する(S125)。一方、他の基地局が受信できなかったら(S124)、タイマがタイムアップして所定の時間(100ミリ秒)が経過するまで、制御チャネルの受信を継続して(S122〜S125)、他の近くの基地局を捜索する。
【0084】
制御チャネルの所定時間(100ミリ秒)の連続受信が終了したら、受信した周辺の基地局から同期相手の基地局を選択する。制御部のCPU17は、記憶部18に記憶された近隣の基地局のデータから、最も同期レベルが小さい(階層が高く、同期の優先度が高い)基地局を選択する(S126)。このとき同じ同期レベルの基地局が複数受信できていたら(S127)、同じ同期レベルを有する基地局のうち、受信レベルが最大の基地局を選択する(S128)。
【0085】
ここで、図6を参照すると、このとき、CS5はCS4に同期していたが、同期監視処理でCS2とCS4との双方の基地局を受信することができた。このCS2とCS4とは、CS2の方が同期レベルが高位なので(CS2は同期レベル2、CS4は同期レベル3)、より高位の基地局であるCS2を選択して、CS2のフレームタイミングに同期し直して自局のフレーム同期クロック信号を生成する。
【0086】
また、CS4はCS2に同期していたが、同期監視処理で同レベルを有するCS2とCS3とを受信することができた。このCS2とCS3とは、CS2よりCS3の方が近い距離にあり、受信電界強度が強いので、CS4はCS3を選択して、CS3のフレームタイミングに同期をし直す。
【0087】
図9は、本発明の実施の形態の基地局の同期監視処理のタイミングを表す図である。
【0088】
本実施の形態では、複数の基地局が階層化して同期群を形成しているので、階層の上位の基地局から順に、同期ズレの修正をする必要がある。
【0089】
まず、階層の上位にあり、他の基地局に同期して自局のフレームタイミングを形成している同期レベル2の2次局の同期ズレを修正する。同期レベル2の基地局は2時から2時55分の間で図7で説明した同期監視処理を実行して、同期ズレを修正する。
【0090】
次に、同期レベル2の下の階層に位置する同期レベル3の基地局(3次局)について、自局のフレームタイミングが同期している同期レベル2の局の同期ズレを修正する。同期レベル2の基地局は3時から3時55分の間で図7で説明した同期監視処理を実行して、同期レベル3の基地局からの同期ズレを修正する。
【0091】
次に、同期レベル3の下の階層に位置する同期レベル4の基地局(4次局)について、自局のフレームタイミングが同期している同期レベル3の局の同期ズレを修正する。同期レベル2の基地局は4時から4時55分の間で図7で説明した同期監視処理を実行して、同期レベル4の基地局からの同期ズレを修正する。
【0092】
次に、同期レベル最下層に位置する非同期局が、5時から5時55分の間で図7で説明した同期監視処理を実行して、同期可能な基地局を捜索し他の基地局との同期ズレを修正する。
【0093】
この同期監視処理中は、フレームタイミングが変化するので、その基地局を介して通信サービスを提供することができない。多数の基地局が同時に同期監視処理を行うと、その基地局が設置されているサービスエリア内で通信ができない区域(空白域)が生じてしまったり、通信可能な周辺の基地局にトラフィックが集中してしまうことがある。そこで、所定の時間帯(同期レベル2の局は2時から2時55分)の中で、同じ同期レベルを有する基地局が同時に同期監視処理を始めることがないように、所定の時間帯の中で同期監視処理を始める時間帯をずらすようにしている。
【0094】
具体的には、基地局装置に固有の番号であるCSID(各桁の数字の和、最終桁の数字等)によって、同期監視処理を開始する時間を定める方法や、基地局装置にて乱数を発生させ、その乱数値によって同期監視処理を開始する時間を定める方法がある。
【0095】
なお、マスター局はGPS衛星からの信号を受信して、フレーム同期タイミングを修正しているので、定期的に同期ズレの修正をする必要はないが、所定の時間間隔(1日/1回)でGPS衛星からの信号を受信してフレームタイミングを修正するように構成することもできる。なお、この場合にはマスター局は2次局の同期監視処理が実行される時間帯より前に同期監視処理を行う必要がある。
【0096】
さらに、この同期監視処理により同期レベルが下位になった場合には、変更された同期レベルで割り当てられた同期監視処理の時間帯において、再度同期監視処理を行う。
【0097】
具体的にはマスター局に同期している2次局は、2時から2時55分の間に同期監視処理を行うが、同期相手の局が検出できなかったときには、制御チャネルを100ミリ秒間連続して受信する。この制御チャネルの受信によって同レベルの他の局(マスター局)が検出できなかったときは、この制御チャネルの連続受信により受信できた2次局を探して、この2次局に同期をとる。よって、この2次局に同期をした基地局は3次局になる。しかし、2次局の同期監視処理は2時から2時55分に行われるので、この新たに同期相手となった2次局が既に同期監視処理を行って、正確なフレームタイミングに補正されているかは分からない。よって、この2次局に同期をした基地局は、同期相手の2次局の同期監視処理が終了した時間、すなわち、3次局が同期監視処理を行う時間帯(3時から3時55分の間)に再度同期監視処理を行い、フレームタイミングのズレを修正した2次局に再度同期をする。
【0098】
このように、マスター局でない基地局は、高精度のクロック源を有するマスター局を中心として、マスター局を階層の上位に設定して、他の基地局は、各基地局が送信する同期制御符号により、自局より上位の階層の基地局を選択してフレームタイミングを決定して、マスター局を中心に、各基地局が自律的に階層を形成して同期をするので、高い精度(マスター局同士が±1μ秒程度)で送受信タイミングの同期をすることができる。
【0099】
さらに、マスター局が分散して配置されているので、一つのマスター局が故障しても、このマスター局に同期していた基地局は他の周辺の基地局に同期すればよいことから、移動通信システムの運用が停止することがなく、故障に対する耐性が強い。
【0100】
その後、基地局装置が接続されているISDN回線のクロック信号に基づいて自局のフレームタイミングを修正しているので、一度マスター局を中心として同期をとったフレームタイミングがずれることがない。
【0101】
さらに、1日に1回、同期相手となった基地局とのフレームタイミングのズレを修正する同期監視処理を実行するので、ズレによる影響が大きくならないうちに修正をして、正確な同期を維持することができる。
【0102】
さらに、この同期監視処理は、階層の上位の基地局から順に実行されるので、上位の階層に位置する基地局から順にフレームタイミングのズレが修正されることから、より精度のよい基地局に基づいてフレームタイミングの同期をすることができる。すなわち、階層と関係なく同期監視処理を実行したならば、下位の基地局が上位の基地局との同期関係を修正した後に、この基準となった上位の基地局にフレームタイミングのズレが検出され、上位の基地局がフレームタイミングを修正すると、この下位の基地局のフレームタイミングは、このズレを含む誤ったものとなってしまう。
【0103】
また、基地局装置に固有の番号(CSID)によって、同期監視処理を開始する時間を定めるので、同一階層の基地局が同期監視処理を行う時間帯において、一斉に多数の基地局において同期監視処理が行われて、通信サービスが停止することがない。
【0104】
さらに、同期監視処理では現在の同期相手より高次の同期レベルの基地局装置を捜索するので、現在よりも精度が高い基地局に同期して、高精度のフレームタイミングを生成することができる。
【0105】
さらに、同じ階層の他の基地局のうち信号強度が強い基地局を選択して、フレームタイミングを同期するので、確実に同期をすることができる。
【0106】
さらに、他の基地局に同期をして、自局の同期レベルが決定すると、自局の同期レベルが決定した旨を有線回線でセンター設備に通知するので、センター設備で各基地局の同期階層内の地位を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用されるPHSシステム全体の構成図である。
【図2】 本発明の実施の形態の基地局装置のブロック図である。
【図3】 本発明の実施の形態のCSIDの構成図である。
【図4】 本発明の実施の形態の同期制御ビットの内容を示す図表である。
【図5】 本発明の実施の形態の基地局の電源投入時の動作を示すフローチャートである。
【図6】 本発明の実施の形態により同期した基地局の階層を示す図である。
【図7】 本発明の実施の形態の基地局の同期監視処理を示すフローチャートである。
【図8】 本発明の実施の形態の基地局で同期相手を選択する動作の詳細を示すフローチャートである。
【図9】 本発明の実施の形態の基地局の同期監視処理のタイミングを表す図である。
【図10】 従来の基地局装置の送受信タイミングを示す図である。
【符号の説明】
1 PHS端末機(PS)
2 基地局装置(CS)
3 加入者交換機
4 中継交換機
5 ISDN網
6 センター設備
11 インターフェース部(DSU)
12 符号化・復号化部(CODEC)
13 ベースバンド部(B/B)
14 無線部(TRX)
15 アンテナ
16 クロック部(CLK)
17 CPU
18 記憶部(RAM/ROM)
19 クロック抽出部[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a mobile communication system and a base station apparatus that have a large number of base stations and communicate with mobile stations at transmission timings and reception timings in which the base stations are synchronized, and more particularly to time division multiple access (TDMA) systems. The present invention relates to a mobile communication system and a base station apparatus that are suitable when applied to a mobile communication system to establish frame synchronization between base stations.
[0002]
[Prior art]
In a mobile communication system such as a portable wireless device, a communication line using radio waves is set between a wireless base station and a mobile station, and communication is performed by transmitting and receiving voice, data, etc. wirelessly. Since then, digital cellular phone systems based on TDMA and CDMA (Code Division Multiple Access) have been widely used. The base station and mobile station of this TDMA system operate so as to receive a reception slot assigned to the own station, transmit in the transmission slot assigned to the own station, and repeat transmission / reception intermittently. . In addition, CDMA base stations and mobile stations transmit and receive digital signals modulated by spreading codes assigned to the CDMA system. In these digital mobile communication systems, base stations and mobile stations must synchronize and transmit and receive at the same timing.
[0003]
In the TDMA scheme, in order to synchronize the base station and the mobile station, the mobile station that has received the signal from the base station transmits / receives its own station based on the synchronization signal (synchronization word) included in the signal from the base station. Synchronize the frames and start transmission from the mobile station. In addition, in order to absorb the frame timing shift caused by the distance between the base station and the mobile station, a guard time is provided at the beginning of each reception slot so that reception is not affected even if a transmission slot enters. .
[0004]
In such a mobile communication system, at the time of start-up of a base station, it has high-accuracy time information (for example, a high-accuracy oscillator is provided or time information from a GPS satellite is received). It has been proposed to synchronize the frame timing between base stations by forming a hierarchical synchronization group by synchronizing the frame timing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a mobile communication system, since synchronization with other base stations is taken when the power is turned on, the frame timing shifts as time passes, and the transmission slot and the reception slot interfere with each other. Normal reception is not possible.
[0006]
In particular, in the TDMA-TDD system that performs time-division bidirectional transmission, an uplink signal to the base station and a downlink signal to the mobile station are mixed at the same frequency. The signal and the downstream signal collide.
[0007]
Specifically, in the PHS system (Personal Handyphone System) that employs the TDMA-TDD system, as shown in FIG. 10, four reception slots and four transmission slots are arranged in one TDD / TDMA frame. The transmission / reception slots are repeated with a millisecond cycle. At this time, if the transmission / reception timing (frame timing) between the
[0008]
Various methods have been proposed for synchronizing frame timing between base stations in a mobile communication system. For example, there is a method in which each base station autonomously establishes synchronization in accordance with a base station having the strongest electric field strength among surrounding base stations. However, in this method, a base station is generated that deviates greatly from the frame timing of the reference station due to an infinite chain of synchronization. In addition, there are a plurality of base stations serving as a reference for synchronization, a plurality of synchronization groups are formed, and frame timing is shifted between the synchronization groups, so that interference occurs between the synchronization groups.
[0009]
In addition, since each base station is connected by a wired line, there is a method of establishing synchronization by distributing a reference signal via this wired line. However, since a standard interface such as ISDN cannot distribute a reference signal, and a special interface is required to distribute the reference signal, it is not suitable for a large-scale public network. In addition, it is difficult to synchronize base stations across a plurality of exchanges in consideration of the effect of transmission delay caused by the exchanges.
[0010]
Further, since each base station is controlled by a center facility that comprehensively controls the communication network, there is a method of correcting the frame timing according to an instruction from the center facility. However, this method requires an instruction from the center facility by the operator, resulting in an operation cost. In addition, complicated processing is required, for example, the synchronization instruction must be given again when adding base stations.
[0011]
An object of the present invention is to provide a mobile communication system that easily and reliably maintains transmission timing and reception timing in which synchronization is established among a plurality of base stations.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A first invention has a plurality of base stations, and a mobile station selectively connects a line with one or more base stations, performs communication by transmitting and receiving at a predetermined timing, and the base station Among them, a base station that generates high-accuracy transmission timing and reception timing is set as a reference station at the upper level of the hierarchy, and other base stations select a higher-level base station and set transmission timing and reception timing. In a mobile communication system that determines and hierarchically synchronizes with the reference station as a center, the base station performs a synchronization monitoring process for correcting a deviation in transmission timing and reception timing with a base station of a synchronization partner at a predetermined time interval. lineIn addition, the synchronization monitoring process is performed in order from the base station in the higher hierarchy by dividing into a plurality of time zones according to the base station hierarchy.
[0014]
The second invention isIn the first invention, the synchronization monitoring process is executed at a time determined by the base station in a time zone in which the synchronization monitoring process of its own hierarchy is executed.
[0015]
According to a third invention, in the first or second invention,The synchronization monitoring process includes a process of searching for an appropriate base station as a synchronization partner among neighboring base stations.
[0016]
In a fourth aspect based on the first aspect, the plurality of base stations are connected to an exchange through a communication line,The base station corrects the difference between its own transmission timing and reception timing based on the clock signal sent through the communication line.In addition, the transmission timing and reception timing deviations with the synchronization partner base station are corrected at predetermined time intervals.It is characterized by doing.
[0017]
A fifth invention is the fourth invention,The communication line is a digital communication line, and the clock signal is a clock signal used for digital transmission on the communication line.
[0018]
A sixth invention is the first to fifth inventions,The mobile communication system communicates with a TDMA system, and the base station determines frame timing as transmission timing and reception timing.
[0019]
The seventh inventionHaving a plurality of base stations, a mobile station selectively connects to one or more base stations and performs communication by transmitting and receiving at a predetermined timing. The base station that generates the transmission timing and the reception timing is set as a reference station at the upper level of the hierarchy, the other base stations select the base station of the hierarchy higher than the own station, determine the transmission timing and the reception timing, In a base station apparatus of a mobile communication system that hierarchically synchronizes with a reference station as a center, the base station apparatus corrects a deviation in transmission timing and reception timing with a synchronization partner base station at a predetermined time interval. The lineThe synchronization monitoring process is divided into a plurality of time zones according to the base station hierarchy, and is executed in order from the base station in the higher hierarchy..
[0021]
In an eighth aspect based on the seventh aspect,The synchronization monitoring process is executed at a time determined by the base station apparatus in a time zone in which the synchronization monitoring process of its own hierarchy is executed.
[0022]
A ninth invention is the seventh or eighth invention, whereinThe synchronization monitoring process includes a process of searching for an appropriate base station as a synchronization partner among neighboring base stations.
[0023]
In a tenth aspect based on the seventh aspect, the plurality of base stations are connected to a communication line.The base station corrects the difference between its own transmission timing and reception timing based on the clock signal sent through the communication line.In addition, the transmission timing and reception timing deviations with the synchronization partner base station are corrected at predetermined time intervals.It is characterized by doing.
[0024]
In an eleventh aspect based on the tenth aspect,The communication line is a digital communication line, and the clock signal is a clock signal used for digital transmission on the communication line.
[0025]
In a twelfth invention according to the seventh to tenth inventions,The base station apparatus communicates with a TDMA system, and the base station determines frame timing as transmission timing and reception timing.
[0026]
Operation and effect of the invention
In a mobile communication system in which a base station synchronizes hierarchically with a reference station as a center, the base station performs synchronization for correcting a shift in transmission timing and reception timing with a synchronization-target base station at predetermined time intervals. Since the monitoring process is performed, high-precision synchronization can be maintained.In addition, since the synchronization monitoring process is executed in order from the base station higher in the hierarchy, accurate synchronization can be maintained.
[0027]
The seventh inventionIn a base station apparatus of a mobile communication system in which the base station is hierarchically synchronized with the reference station as the center, the base station apparatus corrects a deviation in transmission timing and reception timing with the synchronization partner base station at a predetermined time interval. Since the synchronization monitoring process is performed, highly accurate synchronization can be maintained.In addition, since the synchronization monitoring process is executed in order from the base station higher in the hierarchy, accurate synchronization can be maintained.
[0029]
In the second invention and the eighth invention,Since the synchronization monitoring process is executed at the time determined by each base station in the time zone in which the synchronization monitoring process of the own hierarchy is executed, the synchronization monitoring process is not performed simultaneously in a plurality of base stations.
[0030]
In the third and ninth inventions,The synchronization monitoring process includes a process of searching for a suitable base station as a synchronization partner among neighboring base stations. Therefore, even when a base station higher in hierarchy than the current synchronization partner is installed in the vicinity, it automatically The (high accuracy) base station can be used early.
[0031]
4th invention and 10th invention are:Since the base station corrects the deviation of the transmission timing and reception timing of its own station based on the clock signal sent by the connected communication line, it maintains synchronization based on the clock signal from the same exchange High precision synchronization can be maintained.
[0032]
The fifth invention and the eleventh invention are:The communication line is a digital communication line (for example, ISDN line), and the clock signal used for digital transmission on the communication line (for example, ISDN reference clock signal) is used as the clock signal. High precision synchronization can be maintained without the need for a special device (for example, an interface device).
[0033]
The sixth invention and the twelfth invention areThe base station apparatus communicates by the TDMA method, and the base station determines the frame timing as the transmission timing and the reception timing, so that the transmission slot and the reception slot do not collide.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0035]
FIG. 1 is a configuration diagram of an entire PHS system to which the present invention is applied.
[0036]
A PHS terminal (PS) 1, which is a mobile station of the PHS system, establishes a wireless line with the base station apparatus (CS) 2 and performs voice and data communication. Since this PHS method uses a multiple access method (multi-channel access method), the
[0037]
The
[0038]
Further, a clock signal (corresponding to 160 kbit / s) included in the ISDN line is sent from the
[0039]
FIG. 2 is a block diagram of the
[0040]
The
[0041]
On the other hand, the upstream signal received from the
[0042]
The
[0043]
The signal branched from the DSU 11 is introduced into the
[0044]
The ISDN clock signal extracted by the
[0045]
Some
[0046]
The GPS receiver and the GPS receiving antenna constitute a GPS unit and are configured to be detachable from the
[0047]
FIG. 3 is a configuration diagram of an identification code (CSID) according to the embodiment of the present invention.
[0048]
The
[0049]
FIG. 4 is a table showing the contents of the synchronization control code according to the embodiment of the present invention.
[0050]
The synchronization control code is composed of a 3-bit signal, and in this embodiment, five levels of synchronization are set. The synchronization master station is set to the highest synchronization level (synchronization level 1) and is represented by a synchronization control code of “100”.
[0051]
“
[0052]
“
[0053]
“
[0054]
The “asynchronous station” is a synchronization level of a base station that is not a synchronization master station and is not synchronized with another base station, and is represented by a synchronization control code of “000”. A base station that has synchronized frame timing based on a signal from a base station at
[0055]
This synchronization level has the highest priority as a reference for synchronization as viewed from other stations because “
[0056]
In the present embodiment, the synchronization control code is represented by 3 bits, but the number of bits of the synchronization control code may be increased to set a higher-level synchronization level. In this case, it is desirable to set the hierarchy so that the synchronization is lost due to the delay and the line cannot be connected.
[0057]
FIG. 5 is a flowchart showing an operation at power-on of the
[0058]
When the
[0059]
On the other hand, if the
[0060]
Then, in synchronization with the synchronization signal (synchronization word) of the partner station, a synchronization clock of the station is generated, and the frame timing of the station is synchronized with the frame timing of the partner station (S107).
[0061]
Thereafter, 1 is added to the synchronization level of the partner station that is the reference for frame synchronization, and the synchronization level of the own station is set as a reference and set to a lower level of the synchronization level of the base station (S108). Then, transmission of the CSID on the control channel is started (S109), and the synchronization level of the own station is notified to other base stations.
[0062]
Also, the
[0063]
FIG. 6 is a diagram illustrating a hierarchy of base stations synchronized according to an embodiment of the present invention.
[0064]
The base stations shown in the figure are indicated by circles (black circles, white circles). A base station (CS1) indicated by a black circle in the center of the figure is a master station, and is a base station that is the center of a synchronous group of the illustrated base stations.
[0065]
CS1 is a master station and the synchronization level is 1. CS2 and CS3 generate their own frame timing in synchronization with the CS1 frame timing, and the synchronization level of CS2 and CS3 is set to “2” which is one rank lower than the synchronization level of CS1. Since CS4 synchronizes with the frame timing of CS3 and CS5 generates the frame timing of its own station in synchronization with the frame timing of CS2, the synchronization level of CS4 and CS5 is one rank lower than the synchronization level of CS2 and CS3. Set to “3”.
[0066]
The master station is appropriately installed so that the order of the surrounding base stations is low (the synchronization level is large) and the base station serving as a reference for synchronization does not exist in the surroundings. For this reason, the
[0067]
When a plurality of base stations are hierarchized in this way, a plurality of synchronization groups are formed when base stations are arranged in a wide area, but the base station serving as a reference is time information from a GPS satellite. Therefore, the error between the synchronization groups is small, and even when different synchronization groups are in contact with each other, the frame timing does not exceed the guard time.
[0068]
In the present embodiment, the
[0069]
FIG. 7 is a flowchart showing the base station synchronization monitoring processing according to the embodiment of the present invention.
[0070]
This synchronization monitoring process is executed at predetermined time intervals (see FIG. 9).
[0071]
When the
[0072]
On the other hand, when a deviation exceeding the allowable range is detected between the frame timing of the partner station and the frame timing of the own station (S111), a correction process of the frame timing of the own station is executed (S112 to S118).
[0073]
Specifically, it receives the signal of the base station of the synchronization partner at the frame timing of its own station, and if it can be received normally, it judges that there is no frame timing deviation from the synchronization partner station and receives it normally. If not, it is determined that the frame timing with the synchronization partner station is shifted. Further, even when the signal can be normally received, processing (S112 to S118) for changing the frame timing of the own station may be performed in order to synchronize more accurately.
[0074]
First, the
[0075]
Then, the synchronization clock of the own station is generated so as to synchronize with the synchronization signal included in the signal from the other station, and the frame timing of the own station is synchronized with the frame timing of the other station (S114). This synchronization between base stations synchronizes the frame timing of the own station based on a synchronization signal (synchronization word) included in the signal from the partner station.
[0076]
Thereafter, 1 is added to the synchronization level of the partner station that is the reference for frame synchronization, and the synchronization level of the own station is set to be lower than the synchronization level of the base station that is the reference (S115). Then, the transmission of the CSID on the control channel is resumed (S116), and the synchronization level of the own station is notified to other base stations.
[0077]
If the synchronization level of the own station has been changed (S117), this is notified to the
[0078]
In addition to the predetermined time interval, the synchronization monitoring process can be executed when an abnormality occurs in the clock signal of the communication line (wired line) or when interference is detected in the wireless line.
[0079]
Specifically, in this embodiment, since the frame timing of the base station is corrected based on the clock signal of the ISDN line, if an abnormality occurs in the clock signal of the ISDN line, the transmission / reception frame timing is abnormal. It will occur. For example, when the clock signal from the ISDN line is interrupted or when the frequency of the clock signal from the ISDN line changes significantly, it is determined that an abnormality has occurred in the clock signal and the synchronization monitoring process is executed. Thus, the frame timing of the own station is synchronized (matched) with the frame timing of surrounding base stations.
[0080]
Also, if there is a discrepancy between the frame timing of the local station and the frame timing of surrounding stations, the slot interferes and receives interference from other stations. For example, RSSI is good When the FER is bad, it is determined that the frame timing of the own station is shifted, and the synchronization monitoring process is executed to synchronize (match) the frame timing of the own station with the frame timing of the surrounding base stations.
[0081]
FIG. 8 is a flowchart showing details of an operation of selecting a partner base station that synchronizes the frame timing of the own station in the base station according to the embodiment of the present invention, and includes steps S105 to S106 in FIG. Details of operations from reception of base stations around steps S112 to S113 to selection of a synchronization partner station are shown.
[0082]
The
[0083]
If the
[0084]
When the continuous reception of the control channel for a predetermined time (100 milliseconds) is completed, a synchronization partner base station is selected from the received base stations. The
[0085]
Here, referring to FIG. 6, at this time, CS5 was synchronized with CS4. However, both base stations of CS2 and CS4 could be received by the synchronization monitoring process. Since CS2 and CS4 have higher synchronization levels (CS2 is
[0086]
CS4 was synchronized with CS2, but CS2 and CS3 having the same level could be received in the synchronization monitoring process. Since CS2 and CS3 are closer to each other than CS2 and the received electric field strength is stronger, CS4 selects CS3 and resynchronizes with the frame timing of CS3.
[0087]
FIG. 9 is a diagram illustrating the timing of the base station synchronization monitoring processing according to the embodiment of this invention.
[0088]
In the present embodiment, since a plurality of base stations are hierarchized to form a synchronization group, it is necessary to correct the synchronization shift in order from the higher base station in the hierarchy.
[0089]
First, the synchronization shift of the secondary station at the
[0090]
Next, with respect to a
[0091]
Next, for the
[0092]
Next, the asynchronous station located at the lowest synchronization level executes the synchronization monitoring process described in FIG. 7 between 5 o'clock and 5:55 to search for a synchronizable base station and with other base stations. Correct the sync gap.
[0093]
During this synchronization monitoring process, since the frame timing changes, it is not possible to provide a communication service via the base station. If a large number of base stations perform synchronization monitoring at the same time, there may be areas where communication is not possible (blank areas) within the service area where the base stations are installed, or traffic concentrates on nearby base stations that can communicate. May end up. In order to prevent the base stations having the same synchronization level from starting the synchronization monitoring process at the same time in the predetermined time zone (2 to 2:55 for
[0094]
Specifically, a method for determining the time to start the synchronization monitoring process by the CSID (sum of each digit, the last digit, etc.), which is a number unique to the base station device, or a random number at the base station device There is a method in which the time for starting the synchronization monitoring process is determined by the generated random number value.
[0095]
Since the master station receives the signal from the GPS satellite and corrects the frame synchronization timing, there is no need to periodically correct the synchronization shift, but a predetermined time interval (one day / once) The frame timing can be corrected by receiving a signal from a GPS satellite. In this case, the master station needs to perform the synchronization monitoring process before the time zone when the synchronization monitoring process of the secondary station is executed.
[0096]
Furthermore, when the synchronization level is lowered by this synchronization monitoring process, the synchronization monitoring process is performed again in the time period of the synchronization monitoring process assigned at the changed synchronization level.
[0097]
Specifically, the secondary station synchronized with the master station performs synchronization monitoring processing from 2 o'clock to 2:55, but if the synchronization partner station cannot be detected, the control channel is set to 100 milliseconds. Receive continuously. When another station (master station) of the same level cannot be detected by receiving this control channel, a secondary station that can be received by continuously receiving this control channel is searched for and synchronized with this secondary station. Therefore, the base station synchronized with the secondary station becomes a tertiary station. However, since the synchronization monitoring process of the secondary station is performed from 2 o'clock to 2:55, the newly synchronized secondary station has already performed the synchronization monitoring process and corrected to an accurate frame timing. I don't know if it is. Therefore, the base station synchronized with the secondary station is the time when the synchronization monitoring process of the secondary station of the synchronization partner is completed, that is, the time zone in which the tertiary station performs the synchronization monitoring process (from 3:00 to 3:55). During the period, the synchronization monitoring process is performed again to synchronize again with the secondary station whose frame timing deviation is corrected.
[0098]
In this way, the base station that is not the master station sets the master station at the upper level of the hierarchy centering on the master station having a high-accuracy clock source, and the other base stations transmit synchronization control codes transmitted by each base station. By selecting a base station in a higher hierarchy than its own station, frame timing is determined, and each base station autonomously forms a hierarchy and synchronizes around the master station, so that high accuracy (master station The transmission / reception timings can be synchronized with each other at about ± 1 μsec.
[0099]
Furthermore, since the master stations are arranged in a distributed manner, even if one master station fails, the base station synchronized with this master station only needs to synchronize with other surrounding base stations. The operation of the communication system does not stop, and the tolerance to failure is strong.
[0100]
Thereafter, since the frame timing of the own station is corrected based on the clock signal of the ISDN line to which the base station apparatus is connected, the frame timing once synchronized with the master station as a center does not shift.
[0101]
In addition, once a day, synchronization monitoring processing is performed to correct the frame timing shift with the base station that became the synchronization partner, so correction is maintained before the effect of the shift increases, and accurate synchronization is maintained. can do.
[0102]
Further, since this synchronization monitoring process is executed in order from the upper base station in the hierarchy, the frame timing shift is corrected in order from the base station located in the upper hierarchy, and therefore, based on a more accurate base station. Frame timing can be synchronized. In other words, if the synchronization monitoring process is executed regardless of the hierarchy, a frame timing shift is detected in the upper base station that is the reference after the lower base station corrects the synchronization relationship with the upper base station. When the upper base station corrects the frame timing, the frame timing of the lower base station becomes erroneous including this deviation.
[0103]
In addition, since the time for starting the synchronization monitoring process is determined by the number (CSID) unique to the base station apparatus, the synchronization monitoring process is simultaneously performed in a number of base stations in the time zone in which the base stations in the same layer perform the synchronization monitoring process. Will not stop the communication service.
[0104]
Furthermore, since the synchronization monitoring process searches for a base station apparatus having a higher synchronization level than the current synchronization partner, it is possible to generate frame timing with high accuracy in synchronization with a base station with higher accuracy than the current one.
[0105]
Furthermore, since the frame timing is synchronized by selecting a base station having a strong signal strength among other base stations in the same hierarchy, the synchronization can be surely performed.
[0106]
In addition, when the synchronization level of the own station is determined by synchronizing with other base stations, the center facility is notified by a wired line that the synchronization level of the own station has been determined. It is possible to grasp the status within.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an entire PHS system to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a CSID according to the embodiment of this invention.
FIG. 4 is a table showing contents of synchronization control bits according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation at power-on of a base station according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a hierarchy of base stations synchronized according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing base station synchronization monitoring processing according to the embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a flowchart showing details of an operation of selecting a synchronization partner in the base station according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating timing of base station synchronization monitoring processing according to the embodiment of this invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating transmission / reception timing of a conventional base station apparatus.
[Explanation of symbols]
1 PHS terminal (PS)
2 Base station equipment (CS)
3 subscriber exchange
4 Relay exchange
5 ISDN network
6 Center facilities
11 Interface unit (DSU)
12 Encoding / Decoding Unit (CODEC)
13 Baseband (B / B)
14 Radio section (TRX)
15 Antenna
16 Clock part (CLK)
17 CPU
18 Storage unit (RAM / ROM)
19 Clock extractor
Claims (12)
前記基地局のうち、高精度な送信タイミング及び受信タイミングを生成する基地局を基準局として階層の上位に設定して、
他の基地局は、より上位の階層の基地局を選択して送信タイミング及び受信タイミングを決定し、前記基準局を中心に階層的に同期をする移動通信システムにおいて、
前記基地局は、所定の時間間隔で同期相手の基地局との送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正する同期監視処理を行い、
前記同期監視処理は、前記基地局の階層により複数の時間帯に分割して、上位の階層の前記基地局から順に実行されることを特徴とする移動通信システム。Having a plurality of base stations, a mobile station selectively connects a line with one or more base stations, communicates by transmitting and receiving at a predetermined timing,
Among the base stations, a base station that generates high-accuracy transmission timing and reception timing is set as a reference station at the top of the hierarchy,
In the mobile communication system in which other base stations select a higher-tier base station to determine transmission timing and reception timing, and hierarchically synchronize around the reference station,
The base station, have rows synchronization monitoring process for correcting the deviation of transmission timing and reception timing of the synchronization counterpart base station at predetermined time intervals,
The synchronization monitoring process is divided into a plurality of time zones according to a hierarchy of the base station, and is executed in order from the base station in the higher hierarchy .
前記基地局は、前記通信回線により送られてくるクロック信号に基づいて、自局の送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正し、さらに、所定の時間間隔で同期相手の基地局との送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正することを特徴とする請求項1に記載の移動通信システム。 The base station corrects a shift in transmission timing and reception timing of the local station based on a clock signal transmitted through the communication line, and further transmits a transmission timing with a synchronization partner base station at a predetermined time interval, and The mobile communication system according to claim 1, wherein a shift in reception timing is corrected.
前記基地局は送信タイミング及び受信タイミングとしてフレームタイミングを決定することを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の移動通信システム。 The mobile communication system according to claim 1, wherein the base station determines a frame timing as a transmission timing and a reception timing.
前記基地局のうち、高精度な送信タイミング及び受信タイミングを生成する基地局を基準局として階層の上位に設定して、 Among the base stations, a base station that generates high-accuracy transmission timing and reception timing is set as a reference station at the top of the hierarchy,
他の基地局は、自局より上位の階層の基地局を選択して送信タイミング及び受信タイミングを決定し、前記基準局を中心に階層的に同期をする移動通信システムの基地局装置において、 In the base station apparatus of the mobile communication system, the other base station selects a base station in a higher hierarchy than the own station, determines transmission timing and reception timing, and hierarchically synchronizes around the reference station.
前記基地局装置は、所定の時間間隔で同期相手の基地局との送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正する同期監視処理を行い、 The base station device performs synchronization monitoring processing for correcting a shift in transmission timing and reception timing with a synchronization partner base station at a predetermined time interval,
前記同期監視処理は、前記基地局の階層により複数の時間帯に分割して、上位の階層の前記基地局から順に実行されることを特徴とする基地局装置。 The base station apparatus, wherein the synchronization monitoring process is divided into a plurality of time zones according to a hierarchy of the base station, and is executed in order from the base station of a higher hierarchy.
前記基地局は、前記通信回線により送られてくるクロック信号に基づいて、自局の送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正し、さらに、所定の時間間隔で同期相手の基地局との送信タイミング及び受信タイミングのズレを修正することを特徴とする請求項7に記載の基地局装置。 The base station corrects a shift in transmission timing and reception timing of the local station based on a clock signal transmitted through the communication line, and further transmits a transmission timing with a synchronization partner base station at a predetermined time interval, and The base station apparatus according to claim 7, wherein a shift in reception timing is corrected.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000359349A JP4514938B2 (en) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Mobile communication system and base station apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000359349A JP4514938B2 (en) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Mobile communication system and base station apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002165269A JP2002165269A (en) | 2002-06-07 |
JP4514938B2 true JP4514938B2 (en) | 2010-07-28 |
Family
ID=18831126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000359349A Expired - Fee Related JP4514938B2 (en) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Mobile communication system and base station apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4514938B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112018007716B4 (en) | 2018-07-11 | 2022-05-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Wireless communication system, wireless communication method and storage medium storing a program for controlling the system |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004023350A (en) * | 2002-06-14 | 2004-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | Base station, communication method, communication program, and computer-readable recording medium stored with the communication program |
JP2005117352A (en) * | 2003-10-08 | 2005-04-28 | Nec Saitama Ltd | Mobile communication system |
JP2006279337A (en) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Toshiba Corp | Wireless base station apparatus, wireless terminal, and communication method |
JP4698297B2 (en) * | 2005-06-24 | 2011-06-08 | Necインフロンティア株式会社 | Inter-base station synchronization system, base station and method thereof |
JP2007028344A (en) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Teac Corp | Data recording unit and data recording system |
JP4519766B2 (en) * | 2005-12-09 | 2010-08-04 | 富士通株式会社 | Mobile radio system and mobile radio control method |
JP4765664B2 (en) * | 2006-02-24 | 2011-09-07 | パナソニック電工株式会社 | Wireless communication system |
JP4943170B2 (en) * | 2007-01-23 | 2012-05-30 | 京セラ株式会社 | Wireless synchronization method, wireless synchronization system, and base station |
US8213405B2 (en) * | 2008-02-01 | 2012-07-03 | Qualcomm Incorporated | Wireless network synchronization |
JP2009232434A (en) * | 2008-02-29 | 2009-10-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Base station device, and synchronizing signal acquiring method |
JP5355908B2 (en) * | 2008-03-05 | 2013-11-27 | 住友電気工業株式会社 | Wireless communication system and base station apparatus |
JP5355909B2 (en) * | 2008-03-05 | 2013-11-27 | 住友電気工業株式会社 | Base station equipment |
JP2009231885A (en) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Nec Infrontia Corp | System and method for synchronization between phs base stations |
JP2009232226A (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Japan Radio Co Ltd | Radio communication system |
JP5277718B2 (en) * | 2008-05-15 | 2013-08-28 | 住友電気工業株式会社 | Base station apparatus and data transmission method |
JP2009284054A (en) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | Communication system, radio station, router, and time synchronizing method |
JP5030874B2 (en) * | 2008-06-23 | 2012-09-19 | 三菱電機株式会社 | Mobile communication system and synchronization control method thereof |
EP2299761A1 (en) | 2008-07-07 | 2011-03-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Base station device |
JP4983834B2 (en) * | 2009-03-31 | 2012-07-25 | 住友電気工業株式会社 | Base station equipment |
EP2200394B1 (en) | 2008-12-19 | 2012-08-15 | Rtx A/S | Cell for self-configuring wireless communication network |
JP2010171509A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Roadside communication apparatus |
JP5239889B2 (en) * | 2009-01-21 | 2013-07-17 | 住友電気工業株式会社 | Roadside communication device, computer program, and transmission timing synchronization method |
US8730938B2 (en) * | 2009-04-08 | 2014-05-20 | Qualcomm Incorporated | Minimizing the impact of self synchronization on wireless communication devices |
JPWO2011043411A1 (en) * | 2009-10-07 | 2013-03-04 | 住友電気工業株式会社 | Base station equipment |
JP5314171B1 (en) | 2012-04-20 | 2013-10-16 | パナソニック株式会社 | Base station apparatus, communication system, and synchronization method |
JP5279152B1 (en) | 2012-05-11 | 2013-09-04 | パナソニック株式会社 | Base station apparatus and setting method of master base station apparatus of base station apparatus |
KR102262723B1 (en) | 2012-12-20 | 2021-06-09 | 엘지전자 주식회사 | Method and device for performing group communication using direct communication between terminals in wireless communication system |
JP2016511561A (en) * | 2013-01-18 | 2016-04-14 | ノキア テクノロジーズ オーユー | Controlled synchronization group selection |
JP5435153B2 (en) * | 2013-02-15 | 2014-03-05 | 住友電気工業株式会社 | Roadside communication device, computer program, and transmission timing synchronization method |
JP6490748B2 (en) * | 2017-06-14 | 2019-03-27 | ノキア テクノロジーズ オーユー | Controlled synchronization group selection |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05235835A (en) * | 1992-02-18 | 1993-09-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Time division radio communication system |
JPH10145848A (en) * | 1996-11-13 | 1998-05-29 | Sanyo Electric Co Ltd | Inter-base station frame synchronizing method for tdma mobile communication |
JPH10190562A (en) * | 1996-12-26 | 1998-07-21 | Toshiba Corp | Inter-base station frame synchronizing system of mobile communication system and base station device adapting the same |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05235833A (en) * | 1991-10-14 | 1993-09-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of synchronizing phase between base stations |
JPH0955978A (en) * | 1995-08-11 | 1997-02-25 | Fujitsu Ltd | Method and device for radio frame synchronization between base stations |
-
2000
- 2000-11-27 JP JP2000359349A patent/JP4514938B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05235835A (en) * | 1992-02-18 | 1993-09-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Time division radio communication system |
JPH10145848A (en) * | 1996-11-13 | 1998-05-29 | Sanyo Electric Co Ltd | Inter-base station frame synchronizing method for tdma mobile communication |
JPH10190562A (en) * | 1996-12-26 | 1998-07-21 | Toshiba Corp | Inter-base station frame synchronizing system of mobile communication system and base station device adapting the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112018007716B4 (en) | 2018-07-11 | 2022-05-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Wireless communication system, wireless communication method and storage medium storing a program for controlling the system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002165269A (en) | 2002-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4514938B2 (en) | Mobile communication system and base station apparatus | |
US6101175A (en) | Method and apparatus for handoff within a communication system | |
JP4627870B2 (en) | Mobile communication system and base station apparatus | |
RU2193288C2 (en) | Method facilitating communication transfer | |
CA2475495C (en) | Method and apparatus for synchronizing base stations | |
CN101971557B (en) | Systems and methods for distributing GPS clock to communications devices | |
US6208871B1 (en) | Method and apparatus for providing a time adjustment to a wireless communication system | |
US6449290B1 (en) | Methods and arrangements in a radio communications system | |
AU711603B2 (en) | Digital mobile communication system capable of establishing mutual synchronization among a plurality of radio base stations | |
EP1890398B1 (en) | Mobile radio communication system, base station apparatus, radio network controller and mobile station | |
JPH10190562A (en) | Inter-base station frame synchronizing system of mobile communication system and base station device adapting the same | |
JPH08289359A (en) | Frame synchronizing system between base stations in mobile communication system and base station equipment adopting this synchronizing system | |
US6560210B1 (en) | Handing off a wireless terminal in a wireless telecommunications system | |
JP5063756B2 (en) | COMMUNICATION SYSTEM, BASE STATION DEVICE, AND COMMUNICATION CONTROL METHOD | |
WO2018046910A1 (en) | A node for a communications system | |
US6788947B2 (en) | Method for synchronization of base stations which are coupled to different switching system parts in a mobile radio network | |
KR100645941B1 (en) | Hand off device and method from asynchronous system to synchronous system | |
JPH0993186A (en) | Frame synchronization system between base stations in mobile communication system | |
JP2009171228A (en) | Reference signal generator, base station system, and signal transmission method | |
KR100311511B1 (en) | Method for efficient Hand-Off in various cell type | |
JPH1013955A (en) | Group communication synchronizing system | |
AU700042B2 (en) | Cellular mobile radio system synchronization | |
JP2007228171A (en) | Method for maintaining synchronization of wireless base station | |
JP2003199166A (en) | Digital mobile communication system | |
JP2006186765A (en) | Radio base station, inter-radio base station synchronization control center, and synchronization control method for inter-radio base station synchronization control system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071019 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100112 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100311 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100420 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100512 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4514938 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130521 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140521 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |