JP4671385B2

JP4671385B2 - レピータ装置および通信タイミング制御方法

Info

Publication number: JP4671385B2
Application number: JP2001278432A
Authority: JP
Inventors: 博前川; 治人加藤; 直志越智
Original assignee: 株式会社ウィルコム
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: JP2003087162A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば携帯電話システムやＰＨＳ（Personal Handyphone System）などに代表される、移動局を基地局を介してネットワークに接続する移動通信システムにおいて、移動局と基地局との間を無線中継するレピータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、従来より移動通信システムで用いられるレピータ装置では、基地局との間の通信に生じる電波の伝搬遅延による影響を抑制するために、予め基地局との距離を計測し、この計測した距離に応じて送受信タイミングの調整して、伝搬遅延の影響を抑制するようにしている。
【０００３】
ところで、基地局との距離の計測には、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機による測位や、測量などにより行われるが、ＧＰＳ受信機を用いて自動的に測距して送受信タイミングの補正を行う場合、レピータ装置が高価となるばかりか、大型かつ複雑なものとなってしまうという問題がある。
【０００４】
また、レピータ装置の設置時や定期的に、測量やＧＰＳ受信機を用いて測距を行い、その結果を人の手によって設定する手法も考えられるが、この場合、人的労力が多大なものとなるだけでなく、人為的なミスにより適正な送受信タイミングの補正が行えないという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレピータ装置では、基地局との間の伝搬遅延による影響を抑制するために、予め基地局との距離を計測し、この計測した距離に応じて送受信タイミングの調整を行っているが、基地局との距離の計測にコストがかかったり、レピータ装置が大型化したり、あるいは多大な人的労力が必要であったり、人為的なミスにより適正な送受信タイミングの補正を行うことができないなどの問題があった。
【０００６】
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、装置の大型化やコストの大幅な上昇を招くことなく、適正な送受信タイミングで基地局と通信することが可能なレピータ装置および通信タイミング制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係わる本発明は、ネットワークに接続可能な基地局と移動局とを無線通信により中継接続するレピータ装置において、基地局と無線通信する通信手段と、この通信手段を制御して、基地局に対して複数の異なるタイミングで所定のデータを送信する送信制御手段と、複数の異なるタイミングのうち、送信制御手段によるデータ送信に対して基地局が応答するタイミングを求めるタイミング検出手段と、このタイミング検出手段にて検出したタイミングに基づいて、通信手段の送受信タイミングを決定するタイミング決定手段と具備して構成するようにした。
【０００８】
また、請求項６に係わる本発明は、ネットワークに接続可能な基地局と移動局とを無線通信により中継接続するレピータ装置の通信タイミング制御方法であって、基地局との通信手段を制御して、基地局に対して複数の異なるタイミングで所定のデータを送信する送信制御工程と、複数の異なるタイミングのうち、送信制御工程によるデータ送信に対して基地局が応答するタイミングを求めるタイミング検出工程と、このタイミング検出工程にて検出したタイミングに基づいて、通信手段の送受信タイミングを決定するタイミング決定工程とを具備して構成するようにした。
【０００９】
上記構成のレピータ装置および通信タイミング制御方法では、基地局に対する送信タイミングを可変して、基地局が応答する送信タイミングを求め、この求めたタイミングを平均化して適正な送受信タイミングを求めて、基地局と通信するようにしている。
【００１０】
したがって、上記構成のレピータ装置および通信タイミング制御方法によれば、基地局との距離を求めたり、それに対応する遅延量を人の手により入力しなくても、適正な送受信タイミングで基地局と通信することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、この発明に係わるレピータ装置について説明する。ここでは、レピータ装置の一例として、ＰＨＳのレピータ基地局を例に挙げて説明する。図１は、この発明の一実施形態に係わるＰＨＳレピータ基地局（ＲＳ：Repeater Station）の構成と、このＰＨＳレピータ基地局ＲＳが適用されるシステムを示すものである。
【００１２】
ＰＨＳレピータ基地局ＲＳは、主要な構成要素としてアンテナ１０を備える対移動局無線部２０と、アンテナ４０を備える対基地局無線部３０と、制御部１００と、記憶部２００とを備える。
【００１３】
対移動局無線部２０は、制御部１００によって送受信タイミングが制御され、アンテナ１０を通じてＰＨＳの移動局ＰＳ（Personal Station）と無線通信を行うもので、移動局ＰＳから受信したデータを制御部１００を通じて対基地局無線部３０に出力するとともに、制御部１００を通じて対基地局無線部３０から入力されるデータを移動局ＰＳに無線送信する。
【００１４】
対基地局無線部３０は、制御部１００によって送受信タイミングが制御され、アンテナ４０を通じてＰＨＳの基地局ＣＳ（Cell Station）と無線通信を行うもので、基地局ＣＳから受信したデータを制御部１００を通じて対移動局無線部２０に出力するとともに、制御部１００を通じて対移動局無線部２０から入力されるデータを基地局ＣＳに無線送信する。
【００１５】
制御部１００は、マイクロプロセッサからなり、対移動局無線部２０と対基地局無線部３０とを制御することにより、移動局ＰＳと基地局ＣＳとの間の通信を中継するものである。
【００１６】
また、制御部１００は、上述したような通常の中継制御機能に加えて、タイマ機能や、対基地局無線部３０を制御して、基地局ＣＳに対する送信タイミングを可変し、適正な送受信タイミングを求めるタイミング制御機能を備える。
【００１７】
記憶部２００は、制御部１００の制御プログラムや制御データを記憶するエリアを備える他に、遅延データ記憶エリア２００ａと、応答値記憶エリア２００ｂを備える。
【００１８】
遅延データ記憶エリア２００ａには、制御部１００による送受信タイミング制御で用いる遅延データが複数記録されている。この遅延データは、送信タイミングの遅延量を示すものであり、以下の説明では、Ｎ個の遅延データＤ_１〜Ｄ_Ｎが遅延データ記憶エリア２００ａに記憶されているものとする。
【００１９】
そして、応答値記憶エリア２００ｂは、制御部１００による送受信タイミング制御により、遅延データＤ_０〜Ｄ_Ｎのうち、基地局ＣＳとの通信に適した遅延データＤ_ｎに対応するカウント値ｎを記録するためのものである。
【００２０】
次に、上記構成のレピータ基地局ＲＳの動作について説明する。
なお、以下の説明では、移動局ＰＳと基地局ＣＳとの間を中継する通常の動作については説明を省略し、基地局ＣＳに対する送受信タイミングの適正値を求める制御動作について説明する。
【００２１】
図２は、この動作を説明するためのフローチャートで、この処理は、制御部１００によって、移動局ＰＳと基地局ＣＳとの間の中継動作に先立って行われるもので、起動直後や予め決められた時間（例えば、所定の周期）が到来すると行われる。
【００２２】
まず、ステップ２ａでは、カウント値ｎに初期値「１」を設定し、ステップ２ｂに移行する。
ステップ２ｂでは、遅延データ記憶エリア２００ａから遅延データＤ_ｎを読み出し、このデータが示す遅延量に対応する送信タイミングで、リンクチャネル確立要求のメッセージを基地局ＣＳに対して送信するように、対基地局無線部３０を制御し、ステップ２ｃに移行する。
【００２３】
なお、上記リンクチャネル確立要求のメッセージにおいて、このメッセージ中の情報要素の１つである「ＲＴ・ＭＭプロトコルバージョン」の正しいデータとして「バージョン８」を予約しておき、実際は、この「ＲＴ・ＭＭプロトコルバージョン」のデータに、あえて「バージョン７」をセットして送ることにより、基地局ＣＳからバージョン不一致によるリンクチャネルの割り当てを拒否するメッセージを受信するようにしている。
【００２４】
すなわち、上記リンクチャネル確立要求のメッセージで故意にバージョンの異なる情報要素を送信することにより、そのメッセージに対しバージョン不一致によるリンクチャネルの割り当てを拒否するメッセージが応答されるか否かをステップ２ｄで判定して、これにより、通信が適正に行われているか否かを確認している。
【００２５】
ステップ２ｃでは、時刻ｔを「０」に設定して、タイマを起動（起動済みの場合は再起動）し、ステップ２ｄに移行する。
ステップ２ｄでは、対基地局無線部３０を制御して、基地局ＣＳから応答として、リンチャネルの割り当てを拒否するメッセージを受信したか否かを判定する。ここで、上記メッセージを受信した場合には、ステップ２ｆに移行し、一方、上記メッセージを受信しなかった場合には、ステップ２ｅに移行する。
【００２６】
ステップ２ｅでは、タイマの時刻ｔが、予め設定した時刻Ｔを経過したか否かを判定する。ここで、時刻Ｔを経過した場合には、ステップ２ｇに移行し、一方、時刻Ｔを経過していない場合には、ステップ２ｄに移行する。
【００２７】
ステップ２ｆでは、現時点のカウント値ｎの値を応答値記憶エリア２００ｂに記録し、ステップ２ｇに移行する。
ステップ２ｇでは、カウント値ｎに「１」を加算し、ステップ２ｈに移行する。
【００２８】
ステップ２ｈでは、カウント値ｎがＮよりも大きくなったか否かを判定する。ここで、カウント値ｎがＮよりも大きくなった場合には、ステップ２ｉに移行し、一方、カウント値ｎがＮ以下の場合には、ステップ２ｂに移行する。
【００２９】
ステップ２ｉでは、応答値記憶エリア２００ｂに記録されるｎの値に基づいて、基地局ＣＳに対する送信タイミングを決定し、これに基づき受信タイミングも決定して当該処理を終了する。
【００３０】
なお、ステップ２ｉにおいて、送信タイミングを決定する具体な方法の例としては、応答値記憶エリア２００ｂに記録されるｎの最大値と最小値を平均化した値ｎａ（小数点以下切り捨て）に対応する遅延データＤ_ｎａが示す遅延量を送信タイミングの遅延量とする。
【００３１】
次に、上述したような処理にしたがって、送信タイミングの遅延量を求める際のシーケンスについて説明する。図３は、このシーケンスの一例を示す図で、以下、この図に従って説明する。
【００３２】
まず、レピータ基地局ＲＳの起動直後や、所定の周期が到来すると、遅延データ記憶エリア２００ａから遅延データＤ_１を読み出し（Ｓ１）、このデータが示す遅延量に対応する送信タイミングで、リンクチャネル（ＬＣＨ）確立要求のメッセージを基地局ＣＳに対して送信し、タイマを起動する（Ｓ２）。
【００３３】
その後、基地局ＣＳからの応答を待機するが、基地局ＣＳから応答がなく、タイマの時刻ｔがＴを経過してタイムアップすると（Ｓ３）、カウント値ｎに「１」を加算してｎを「２」にカウントアップして、遅延データ記憶エリア２００ａから遅延データＤ_２を読み出す（Ｓ４）。
【００３４】
そして、このデータが示す遅延量に対応する送信タイミングで、リンクチャネル確立要求のメッセージを基地局ＣＳに対して送信し、タイマを起動する（Ｓ５）。
【００３５】
その後、基地局ＣＳからの応答を待機して、タイムアップする前に基地局ＣＳから、リンクチャネルの割り当てを拒否する応答があると（Ｓ６）、現時点のカウント値「ｎ＝２」を応答値記憶エリア２００ｂに記録する（Ｓ７）。
【００３６】
以後、カウント値ｎに「１」を加算して（Ｓ８）上記の動作を繰り返し、カウント値ｎがＮよりも大きくなると（Ｓ９）、これまでに応答値記憶エリア２００ｂに記録した値のうち、最小の値と最大の値の中間値ｎａに対応する遅延データＤ_ｎａが示す遅延量を求め（Ｓ１０）、以後、この遅延量に基づくタイミングで基地局ＣＳと通信する。
【００３７】
以上のように、上記構成のレピータ基地局ＲＳでは、基地局ＣＳに対する送信タイミングを可変して、基地局ＣＳが応答する送信タイミングの遅延量を求め、この求めた遅延量を平均化して適正な送受信タイミングを求めて、基地局ＣＳと通信するようにしている。
【００３８】
したがって、上記構成のレピータ基地局ＲＳによれば、基地局ＣＳとの距離を求めたり、それに対応する遅延量を人の手により入力しなくても、適正な送受信タイミングで基地局ＣＳと通信することができる。
【００３９】
尚、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、ステップ２ｉにおいて、送信タイミングを決定する具体な方法の例として、応答値記憶エリア２００ｂに記録されるｎの最大値と最小値を平均化した値ｎａに対応する遅延データＤ_ｎａが示す遅延量を送信タイミングの遅延量とした。
【００４０】
これに代わって例えば、応答値記憶エリア２００ｂに記録される、すべてのｎを加算して平均化した値ｎＡに対応する遅延データＤ_ｎＡが示す遅延量を送信タイミングの遅延量とするようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施の形態では、適正な送受信タイミングの検出は、起動直後や予め決められた時間（例えば、所定の周期）が到来すると行われるものとしたが、これに代わって例えば、レピータ基地局ＲＳに、キースイッチなどの入力手段や、パーソナルコンピュータなどの制御端末を接続するインターフェイスを設けて、これらを通じた要求や、基地局ＣＳを通じた無線通信による要求に応じて、適正な送受信タイミングを再検出するようにしてもよい。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明では、基地局に対する送信タイミングを可変して、基地局が応答する送信タイミングを求め、この求めたタイミングを平均化して適正な送受信タイミングを求めて、基地局と通信するようにしている。
【００４３】
したがって、この発明によれば、基地局との距離を求めたり、それに対応する遅延量を人の手により入力しなくても、適正な送受信タイミングで基地局と通信することが可能なレピータ装置および通信タイミング制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わるレピータ装置の一実施形態の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示したレピータ装置の基地局との送受信タイミングを求める処理を説明するためのフローチャート。
【図３】図１に示したレピータ装置の基地局との送受信タイミングを求める動作を説明するためのシーケンス図。
【符号の説明】
１０…アンテナ
２０…対移動局無線部
３０…対基地局無線部
４０…アンテナ
１００…制御部
２００…記憶部
２００ａ…遅延データ記憶エリア
２００ｂ…応答値記憶エリア
ＣＳ…基地局
ＰＳ…移動局
ＲＳ…レピータ基地局

Claims

ネットワークに接続可能な基地局と移動局とを無線通信により中継接続するレピータ装置において、
前記基地局と無線通信する通信手段と、
この通信手段を制御して、前記基地局に対して複数の異なるタイミングで、リンクチャネルの確立ができる正しいバージョンと異なるバージョンの情報要素をセットしたリンクチャネル確立要求のメッセージを送信する送信制御手段と、
前記複数の異なるタイミングのうち、前記送信制御手段によるメッセージ送信に対して前記基地局がリンクチャネル割り当て要求に対するメッセージを応答するタイミングを求めるタイミング検出手段と、
このタイミング検出手段にて検出したタイミングに基づいて、前記通信手段の送受信タイミングを決定するタイミング決定手段とを具備することを特徴とするレピータ装置。
前記タイミング決定手段は、タイミング検出手段にて検出したタイミングのうち、遅延時間が最小な値と最大な値に基づいて、前記通信手段の送受信タイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載のレピータ装置。
前記タイミング決定手段は、タイミング検出手段にて検出したタイミングのうち、遅延時間が最小な値と最大な値とを平均化した結果に基づいて、前記通信手段の送受信タイミングを決定することを特徴とする請求項２に記載のレピータ装置。
前記タイミング決定手段は、予め設定された時間になった場合に、前記タイミング検出手段にて検出したタイミングに基づいて、前記通信手段の送受信タイミングを決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のレピータ装置。
前記タイミング決定手段は、外部から要求があった場合に、前記タイミング検出手段にて検出したタイミングに基づいて、前記通信手段の送受信タイミングを決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のレピータ装置。
ネットワークに接続可能な基地局と移動局とを無線通信により中継接続するレピータ装置の通信タイミング制御方法であって、
前記基地局との通信手段を制御して、前記基地局に対して複数の異なるタイミングで、リンクチャネルの確立ができる正しいバージョンと異なるバージョンの情報要素をセットしたリンクチャネル確立要求のメッセージを送信する送信制御工程と、
前記複数の異なるタイミングのうち、前記送信制御工程によるメッセージ送信に対して前記基地局がリンクチャネル割り当て要求に対するメッセージを応答するタイミングを求めるタイミング検出工程と、
このタイミング検出工程にて検出したタイミングに基づいて、前記通信手段の送受信タイミングを決定するタイミング決定工程とを具備することを特徴とする通信タイミング制御方法。
前記タイミング決定工程は、タイミング検出工程にて検出したタイミングのうち、遅延時間が最小な値と最大な値に基づいて、前記通信手段の送受信タイミングを決定することを特徴とする請求項６に記載の通信タイミング制御方法。
前記タイミング決定工程は、タイミング検出工程にて検出したタイミングのうち、遅延時間が最小な値と最大な値とを平均化した結果に基づいて、前記通信手段の送受信タイミングを決定することを特徴とする請求項７に記載の通信タイミング制御方法。
前記タイミング決定工程は、予め設定された時間になった場合に、前記タイミング検出工程にて検出したタイミングに基づいて、前記通信手段の送受信タイミングを決定することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の通信タイミング制御方法。
前記タイミング決定工程は、外部から要求があった場合に、前記タイミング検出工程にて検出したタイミングに基づいて、前記通信手段の送受信タイミングを決定することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の通信タイミング制御方法。