JP5175286B2 - 無線通信システムにおける隣接基地局の間で同期するための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに関し、詳細には、無線通信システムにおける基地局の間の同期のための方法および装置に関する。

ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化）を採用する無線通信システムにおいて、セル内の基地局のすべてが、関連する組合せを実行するために、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）同期システムまたはＧａｌｉｌｅｏ同期システムを備えているわけではない場合、マイクロ秒レベルの精度を有する同期方法が、基地局の間で厳密な同期を実現するのに要求される。基地局の間の同期が、前述の要件を満たすことができない場合、ユーザ機器受信機に着信する信号は、ＣＰ窓を外れている可能性があり、このことは、シンボル間干渉をもたらし、パイロット推定およびデータ受信に影響を及ぼす。

先行技術において前述した同期を実現するソリューションは、以下のとおりである。すなわち、
１．３ＧＰＰ ＵＴＲＡＮ ＴＤＤ（ＵＭＴＳ地上無線アクセス網時間分割複信）において提案される方法、すなわち、複数の基地局の間の同期が、基地局（ノードＢとも呼ばれる）の入力同期ポートおよび出力同期ポートを使用することによって実現される。図１に示されるとおり、入力同期ポートを使用して、基地局Ａが、外部基準ソース（例えば、ＧＰＳ）から送信された同期信号を、基地局Ａと外部基準ソースとの間のケーブルを介して受信し、したがって、基地局Ａは、外部基準ソースと同期されることが可能であり、同様に、出力同期ポートを使用して、基地局Ａは、基地局Ｂに同期信号を、基地局Ａと基地局Ｂとの間のケーブルを介して送信し、次に、基地局Ｂが、基地局Ａに同期されることを介して、外部基準ソースに間接的に同期される。図１に示される他の基地局の同期は、類推されることが可能である。

基地局がケーブルを介して直接に接続される同期方法を使用することによって、同期されるべき基地局は、チェーンの形態で接続されることだけしか要求されない。このチェーン上の基地局のすべてが、１つの外部時間基準ソースだけを使用することによって同期されることが可能である。

このソリューションの欠点は、弱いロバスト性にある。問題が、基地局の同期に現れた（例えば、同期ポートが、適切に機能することができない）場合、同期チェーンの下流のすべての基地局が、同期済みの基地局と同期されることが可能でない。

このソリューションの弱点は、チェーン上の基地局の数の増加につれて、同期誤差が累積することにさらにあり、すなわち、誤差の変動をより大きくする誤差累積が、生じることにある。

２．ＷＣＤＭＡ ＴＤＤシステムおよびＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおいて採用される同期方法、基地局の間の同期が、無線インタフェース上の事前定義されたＰＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）またはＤＷＰＣＨ（下流パイロットチャネル）においてセル同期時間基準を送信することによって、実現されることが可能である。

このソリューションでは、ＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）が、伝送タイムスロットを事前に整える。同期バーストが、ＰＲＡＣＨにおいて伝送されるか、ＤＷＰＣＨにおいて伝送されるかにかかわらず、セルクラスタ内の少なくとも１つの基地局が、外部時間基準ソース（例えば、ＧＰＳ）に接続され、その後、その他の基地局が、外部時間基準ソースに接続された基地局と同期される。基地局同期基準信号の伝送、および測定の実行を制御する一方で、ＲＮＣは、基地局によって報告される同期差分信号に基づいて、時間調整命令を送信することも担う。したがって、ＲＮＣは、同期プロセス全体のマスタコントローラである。

このソリューションの欠点は、上位層に属する基地局、またはマスタ基地局が、送信機と受信機が互いに調整を行うように、時間基準信号の送信、およびタイムスロットの受信を制御する制御基地局の役割をすることを、基地局の同期プロセスが要求することである。このことは、ＴＤＤモードの場合に限って適用可能であり、ＦＤＤ（周波数分割複信）モードにおいては、実現されることが可能でない。

基地局の間で厳密な同期が実現される場合に、前述の問題を同時に回避することができる新たな同期ソリューションを提案する緊急の必要性が、存在する。本発明の目的は、基地局の間の同期の最適なソリューションを提供することである。

以上の技術的目的を実現するためには、以下のようにする。

本発明の第１の態様によれば、１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスからの同期信号に基づいて、無線通信ネットワークのネットワークデバイスの同期装置において同期を実行するための方法であって、下流の同期サイクル内の１つまたは複数のランダムな時点で、或る事前定義されたタイムスロットにわたって送信機をオフにするステップと、この事前定義されたタイムスロット内で、同期関連チャネルを介して１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスから同期信号を受信するステップとを含み、これらの同期信号が、対応する１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報を含む、方法が、提供される。同期装置は、それらの１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報に基づいて、ローカル同期基準情報を決定する。好ましくは、同期装置は、２つの隣接ネットワークデバイス間の信号空間伝送遅延、およびそれらの１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報に基づいて、ローカル同期基準情報を決定する。

本発明の第２の態様によれば、１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスからの同期信号に基づいて、無線通信ネットワークのネットワークデバイスにおいて同期を実行するための同期装置であって、下流の同期サイクル内の１つまたは複数のランダムな時点で、或る事前定義されたタイムスロットにわたって送信機をオフにするための制御手段と、この事前定義されたタイムスロット内で、同期関連チャネルを介して１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスから同期信号を受信するための受信手段とを含み、これらの同期信号が、対応する１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報を含む、同期装置が、提供される。この同期装置は、それらの１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報に基づいて、ローカル同期基準情報を決定する。好ましくは、同期装置は、２つの隣接ネットワークデバイス間の信号空間伝送遅延、およびそれらの１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報に基づいて、ローカル同期基準情報を決定する。

本発明の第３の態様によれば、１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスが、無線通信ネットワークの或るネットワークデバイスにおいて同期を実行するのを支援するための方法であって、外部同期ソースに基づいて、ローカル同期基準情報を決定するステップと、このローカル同期基準情報を、無線インタフェースを介して１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスに送信するステップとを含む方法が、提供される。

本発明の第４の態様によれば、１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスが、同期を実行するのを支援するための、無線通信ネットワークの或るネットワークデバイスにおける、同期支援装置であって、外部同期ソースに基づいて、ローカル同期基準情報を決定するための同期決定手段と、このローカル同期基準情報を、無線インタフェースを介して１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスに送信するための同期通知手段とを含む装置が、提供される。

本発明の第５の態様によれば、１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスからの同期信号に基づいて、同期を実行するための、本発明によって提供される同期装置を含む、無線通信ネットワークにおけるネットワークデバイスが、提供される。

本発明の第６の態様によれば、１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスが、同期を実行するのを支援するための、本発明によって提供される同期支援装置を含む、無線通信ネットワークにおけるネットワークデバイスが、提供される。

本発明によって提供される同期ソリューションを使用すると、各基地局の送信機をオフにする時点が、離散的に、ランダムに分布しているので、各基地局が、その他の基地局から同期基準信号を受信することができることが保証される。同期機構は、分散されるので、各基地局は、同期基準時間を独立に調整することができ、集中制御ノードは、存在しない。したがって、この同期方法は、非常に強いロバスト性を有する。

以下に、本発明を、図面に関連してさらに説明する。

従来技術におけるケーブルリンクを介して基地局の間で同期を実現するネットワーク構造を示す図である。 本発明の或る実施形態による外部同期ソースを有するネットワーク構造を示す図である。 本発明の或る実施形態による、隣接基地局からの同期信号に基づいて、無線通信ネットワークの或る基地局の同期装置において同期を実行するための方法を示す流れ図である。 本発明の或る実施形態による、隣接基地局からの同期信号に基づいて、無線通信ネットワークの或る基地局において同期を実行するための同期装置を示すブロック図である。 本発明の或る実施形態による外部基準ソースを有さないネットワーク構造を示す図である。 本発明の或る実施形態による、隣接基地局が、同期を実行するのを支援するための、無線通信ネットワークの或る基地局における方法を示す流れ図である。 本発明の或る実施形態による、隣接基地局が、同期を実行するのを支援するための、無線通信ネットワークの或る基地局における同期支援装置を示すブロック図である。

図２は、本発明の或る実施形態による外部同期ソースを有するネットワーク構造を示す。このネットワークは、外部同期ソース０（例えば、ＧＰＳシステムもしくはＧＮＳＳシステム、または原子時計）と、複数の基地局とを含む。具体的には、基地局１が、ケーブルリンク、またはマイクロ波、赤外線、レーザーなどの無線リンクによって外部同期ソース０に接続される。したがって、基地局１と外部同期ソース０とは、同期されているものと見なされることが可能である。

図２に示される無線ネットワークは、基地局２ないし６をさらに含む。ここで、基地局２、３、４は、基地局１に隣接するのに対して、基地局５および６は、基地局１から十分に遠く離れている。

基地局１は、本発明によって提供される技術的ソリューションに従って、外部同期ソース０と直接に同期されるので、基地局１は、基地局の間で同期を実現するためのマスタ基地局と見なされることが可能であるのに対して、図２に示されるその他の基地局は、スレーブ基地局である。これらのスレーブ基地局は、マスタ基地局１からの直接の、間接的な下流の同期信号に基づいて、同期を実現し、すなわち、基地局２、３、４は、基地局１からの下流の同期信号に基づいて、同期を実行するのに対して、基地局５および６は、対応する上流の基地局からの同期信号に基づいて、同期を実行する。

通常の無線ネットワークでは、互いとの厳密な同期を実現するのに必要とされる基地局の数は、図２に示される数をはるかに超える。好ましくは、外部同期ソース０を、無線リンクを介して、それらの基地局の一部に接続することによって、外部同期ソース０に接続された基地局のすべてが、図２に示される基地局１と同一の仕方で機能することが可能であり、すなわち、そのような基地局は、同期のためのマスタ基地局の役割をする。

図３は、本発明の或る実施形態による、隣接基地局からの同期信号に基づいて、無線通信ネットワークの或る基地局の同期装置において同期を実行するための方法の流れ図を示す。以下に、この方法を、図３を参照し、図２に関連して詳細に説明する。この方法は、ステップＳ１０１で始まる。

ＦＤＤ（周波数分割複信）モードにおいて、上流の基地局（例えば、基地局１）の下流のチャネルと、下流の基地局（例えば、基地局２）の上流のチャネルとは、異なる周波数帯域を使用して、互いに分離される。一般に、既存の基地局は、不連続の伝送を実行することができるが、この種の不連続の伝送は、データ伝送の場合にしか適用可能でない。パイロット信号、同期信号、またはその他の公開制御信号の場合、伝送モードは、不連続な伝送ではない。このため、基地局２は、基地局２のパイロット信号と、同期信号との干渉のため、基地局１からの同期信号を受信することができない。前述の問題に鑑みて、ステップＳ１０１において、各同期サイクル内で、基地局２が、１つまたは複数のランダムな時点を、基地局２の送信機をオフにする初期時刻として決定する。次に、方法は、ステップＳ１０２に入る。

ステップＳ１０２で、このランダムな時点が来ると、基地局２は、或る事前定義されたタイムスロット（沈黙タイムスロットと呼ばれる）にわたって基地局２の送信機をオフにする。例えば、システムが、初期設定されている際、基地局のすべてが、同期されていないので、この事前定義されたタイムスロットは、１０ミリ秒など、より長く、システムが、十分に長い時間にわたって実行された後、この事前定義されたタイムスロットは、０．５ミリ秒（すなわち、伝送時間間隔の長さ）など、それ相応に短くされることが可能である。送信機がオフにされる、この事前定義されたタイムスロット内で、沈黙を保つ基地局２は、下流の電力干渉を除去し、さらに、基地局１からの下流の同期信号の受信および検出を実現することができる。次に、方法は、ステップＳ１０３に入る。

ステップＳ１０３で、各同期サイクル内の事前定義された各タイムスロットにおいて、基地局２は、同期関連チャネル（例えば、下流のパイロットチャネルまたは同期チャネル）を介して、１つまたは複数の隣接基地局から同期信号を受信し、これらの同期信号は、対応する隣接基地局の同期基準時間を含む。各基地局の事前定義されたタイムスロットは、ランダムに決定されるので、事前定義されたタイムスロット長と、それらの基地局の同期サイクル長との間の関係を考慮することを介して、１つの同期サイクル内で、１つの基地局の事前定義されたタイムスロットが、別の基地局の事前定義されたタイムスロットとは別個であることが知られることが可能である。基地局２は、事前定義されたタイムスロット内で、基地局２の隣接基地局からの同期信号を受信することができる。次に、方法は、ステップＳ１０４に入る。

ステップＳ１０４で、基地局２は、前述した１つまたは複数の隣接基地局からの同期信号を検出する。前述したとおり、図２に示されるネットワークにおいて、同期のためのマスタ基地局として、基地局１が、同期信号を下流に送信する。基地局２は、基地局１に直に隣接しており、基地局２が、送信機をオフにして、基地局２の下流のチャネル干渉を解消するという前提条件の下で、基地局１からの同期信号を受信し、検出することができる。基地局２が送信機をオフにする同一の事前定義されたタイムスロット内で、基地局２の受信機に着信する信号は、基地局２に隣接する他の基地局（基地局４および５を含むが、以上には限定されない）からの同期信号をさらに含む。これらの基地局と比べて、基地局２は、同期機構において同一レベル、またはより高いレベルにある。このため、これらの基地局からの同期信号は、基地局２には役に立たない。基地局２は、１つまたは複数の隣接基地局からの受信される同期信号のなかで、必要とされる同期信号、すなわち、基地局１からの同期信号を検出するだけでよい。基地局１からの同期信号を検出することに成功した後、方法は、ステップＳ１０５に入る。

ステップＳ１０５で、基地局１からの同期信号から、基地局２は、新たなローカル同期基準時間を生成するために、必要とされる同期基準時間を得る。次に、方法は、ステップＳ１０６に入る。

ステップＳ１０６で、基地局２は、前述したステップを介して、基地局１の同期基準時間を得て、基地局２と、基地局１との間の信号伝送関連情報（例えば、信号空間伝送遅延）を、時間補償としてあらかじめ格納する（好ましくは、システムが初期設定されている際に、測定し、格納する）ことに成功している。信号空間伝送遅延に、基地局１の同期基準時間を単に加えることによって、新たなローカル同期基準時間が、得られることが可能である。

ここに、基地局２が、本発明の或る実施形態に従って基地局１との同期を実現する。基地局２は、基地局２と、基地局１との間の信号伝送遅延を無くし、基地局１からの同期基準時間を、ローカル同期基準時間として直接に取り込むことができることを理解されたい。

基地局１に隣接する基地局２の同期プロセスを、以上に説明してきた。基地局１から遠く離れた基地局５の場合、基地局５は、基地局１によって送信された同期信号を検出することができないので、基地局１との同期を実現するためには、中継を必要とする。

本発明の好ましい実施形態によれば、基地局２が、基地局５の同期専用ネットワークデバイス（基地局）として指定される。すると、基地局５は、ランダムに決定された、事前定義された各タイムスロット内で、送信機をオフにすることによって、基地局２からの同期信号を受信して、検出し、さらに、この同期信号から同期基準時間を得る。次に、この同期基準時間が、基地局５と、基地局２との間の、あらかじめ格納された信号空間伝送遅延に加えられて、新たなローカル同期基準時間が得られる。

図４は、本発明の或る実施形態による、隣接基地局からの同期信号に基づいて、無線通信ネットワークの或る基地局において同期を実行するための同期装置のブロック図を示す。以下に、この同期装置を、図４を参照し、図２に関連して詳細に説明する。

この同期装置は、具体的には、制御手段１０１と、受信手段１０２と、同期決定手段１０３と、検出手段１０４とを含む。ここで、制御手段１０１は、ランダム発生手段１０１１と、ターンオフ手段１０１２とを含み、同期決定手段１０３は、獲得手段１０３１と、計算手段１０３２とを含む。

ＦＤＤ（周波数分割複信）モードにおいて、上流の基地局（例えば、基地局１）の下流のチャネルと、下流の基地局（例えば、基地局２）の上流のチャネルとは、異なる周波数帯域を使用して、互いに分離される。一般に、既存の基地局は、不連続の伝送を実行することができるが、この種の不連続の伝送は、データ伝送の場合にしか適用可能でない。パイロット信号、同期信号、またはその他の公開制御信号の場合、伝送モードは、不連続な伝送ではない。このため、基地局２は、基地局２のパイロット信号と、同期信号との干渉のため、基地局１からの同期信号を受信することができない。前述の問題に鑑みて、各同期サイクル内で、ランダム発生手段１０１１が、１つまたは複数のランダムな時点を、基地局２自らの送信機をオフにする初期時刻として決定する。

このランダムな時点が来ると、ターンオフ手段１０１２が、或る事前定義されたタイムスロットにわたって基地局２の送信機をオフにする。例えば、システムが、初期設定されている際、基地局のすべてが、同期されていないので、この事前定義されたタイムスロットは、１０ミリ秒など、より長く、システムが、十分に長い時間にわたって実行された後、この事前定義されたタイムスロットは、０．５ミリ秒（すなわち、伝送時間間隔の長さ）など、それ相応に短くされることが可能である。送信機がオフにされる、この事前定義されたタイムスロット内で、沈黙を保つ基地局２は、下流の電力干渉を除去し、さらに、基地局１からの下流の同期信号の受信および検出を実現することができる。

受信手段１０２が、各同期サイクル内の事前定義された各タイムスロットにおいて、同期関連チャネル（例えば、下流のパイロットチャネルまたは同期チャネル）を介して、１つまたは複数の隣接基地局から同期信号を受信することを担う。これらの同期信号は、対応する隣接基地局の同期基準時間を含む。各基地局の事前定義されたタイムスロットは、ランダムに決定されるので、事前定義されたタイムスロット長と、それらの基地局の同期サイクル長との間の関係を考慮することを介して、１つの同期サイクル内で、或る基地局の事前定義されたタイムスロットが、別の基地局の事前定義されたタイムスロットとは別個であることが知られることが可能である。基地局２は、事前定義されたタイムスロット内で、基地局２の隣接基地局からの同期信号を受信することができる。

検出手段１０４が、前述した１つまたは複数の隣接基地局からの同期信号を検出する。前述したとおり、図２に示されるネットワークにおいて、同期のためのマスタ基地局として、基地局１が、同期信号を下流に送信する。基地局２は、基地局１に直に隣接しており、基地局２が、送信機をオフにして、基地局２の下流のチャネル干渉を解消するという前提条件の下で、基地局１からの同期信号を受信し、検出することができる。基地局２が送信機をオフにする同一の事前定義されたタイムスロット内で、基地局２の受信機に着信する信号は、基地局２に隣接する他の基地局（基地局４および５を含むが、以上には限定されない）からの同期信号をさらに含む。これらの基地局と比べて、基地局２は、同期機構において同一レベル、またはより高いレベルにある。このため、これらの基地局からの同期信号は、基地局２には役に立たない。基地局２は、１つまたは複数の隣接基地局からの受信される同期信号のなかで、必要とされる同期信号、すなわち、基地局１からの同期信号を検出するだけでよい。

獲得手段１０３１が、基地局１からの同期信号から、基地局２によって必要とされる同期基準時間を得て、新たなローカル同期基準時間を生成し、この得られた同期基準時間を計算手段１０３２に転送する。

基地局２は、前述したステップを介して、基地局１の同期基準時間を得て、基地局２と、基地局１との間の信号伝送関連情報（例えば、信号空間伝送遅延）を、時間補償としてあらかじめ格納する（好ましくは、システムが初期設定されている際に、測定し、簡潔化のため図示していない格納手段に格納する）ことに成功している。信号空間伝送遅延に、基地局１の同期基準時間を単に加えることによって、新たなローカル同期基準時間が、得られることが可能である。

ここに、基地局２が、本発明の或る実施形態に従って基地局１との同期を実現する。基地局２は、基地局２と、基地局１との間の信号伝送遅延を無くし、基地局１からの同期基準時間を、ローカル同期基準時間として直接に取り込むことができることを理解されたい。

基地局１から遠く離れた基地局５の場合、基地局５は、基地局１によって送信された同期信号を検出することができないので、基地局１との同期を実現するために中継を必要とする。

本発明の好ましい実施形態によれば、基地局２が、基地局５の同期専用ネットワークデバイス（基地局）として指定される。すると、基地局５は、ランダム発生手段１０１１によって決定された、事前定義された各タイムスロット内で、送信機をターンオフ手段１０１２を介してオフにし、受信手段１０２を介して１つまたは複数の隣接基地局から同期信号を受信し、検出手段１０４を介した検出の後、基地局２からの同期信号を取得し、この同期信号から、獲得手段１０３１を介して、基地局５の同期基準時間を得る。次に、この同期基準時間が、計算手段１０３２に転送され、手段１０３２によって、この同期基準時間が、基地局２と、基地局５との間の、あらかじめ格納された信号空間伝送遅延に加えられて、新たなローカル同期基準時間が得られる。

図５は、本発明の或る実施形態による外部基準ソースを有さないネットワーク構造を示す。以下に、本発明を、図５を参照し、図３に関連してさらに説明する。

図５に示されるネットワークと、図２に示されるネットワークとの唯一の違いは、図５に示されるネットワークには、外部同期ソースが存在しないことだけである。この事例では、本発明の或る実施形態によれば、以下のとおりである（この実施形態は、図３を参照し、図２に関連する前述した実施形態と同様であるので、簡明のため、以下では、簡単な説明しか行わない）。

指定を介して、システムは、１つまたは複数の基地局を、ネットワークの同期ソースとして認め、一般性を失うことなしに、その基地局を同期ソースとして想定すると、その他の基地局は、基地局１を同期の基準と見なす。

基地局２（基地局５の同期専用基地局としての）などの、基地局１に直に隣接する基地局が、基地局１からの同期信号を受信し、検出して、新たなローカル同期基準時間を生成する。

１つまたは複数の隣接基地局から同期信号を受信した後、基地局５が、基地局２（基地局５の同期専用基地局）からの同期信号を、この同期信号から、新たなローカル同期基準時間を生成するために検出する。

好ましくは、システムによって指定された同期ソース間の接続は、ケーブルリンクを介して実現される。ケーブルリンクを使用して、同期信号を伝送することによって、すべての同期ソースの間で高いレベルの同期が、維持される。

本発明の好ましい実施形態によれば、外部同期ソースが存在しない図５に示される状況に関して、図３に示される方法は、以下に対応する。

ステップＳ１０１において、各同期サイクル内で、基地局２が、１つまたは複数のランダムな時点を、基地局２の送信機をオフにする初期時刻として決定する。次に、方法は、ステップＳ１０２に入る。

ステップＳ１０２で、このランダムな時点が来ると、基地局２は、或る事前定義されたタイムスロットにわたって基地局２自らの送信機をオフにする。例えば、システムが、初期設定されている際、基地局のすべてが、同期されていないので、この事前定義されたタイムスロットは、１０ミリ秒など、より長く、システムが、十分に長い時間にわたって実行された後、この事前定義されたタイムスロットは、０．５ミリ秒（すなわち、伝送時間間隔の長さ）など、それ相応に短くされることが可能である。送信機がオフにされる、この事前定義されたタイムスロット内で、沈黙を保つ基地局２は、下流の電力干渉を除去し、さらに、隣接基地局からの下流の同期信号の受信および検出を実現することができる。次に、方法は、ステップＳ１０３に入る。

ステップＳ１０３で、各同期サイクル内の事前定義された各タイムスロットにおいて、基地局２は、同期関連チャネル（例えば、下流のパイロットチャネルまたは同期チャネル）を介して、１つまたは複数の隣接基地局から同期信号を受信し、これらの同期信号は、対応する隣接基地局の同期基準時間を含む。各基地局の事前定義されたタイムスロットは、ランダムに決定されるので、事前定義されたタイムスロット長と、それらの基地局の同期サイクル長との間の関係を考慮することを介して、１つの同期サイクル内で、１つの基地局の事前定義されたタイムスロットが、別の基地局の事前定義されたタイムスロットとは別個であることが知られることが可能である。基地局２は、事前定義されたタイムスロット内で、基地局２の隣接基地局からの同期信号を受信することができる。次に、方法は、ステップＳ１０４に入る。

ステップＳ１０４で、基地局２は、１つまたは複数の隣接基地局からの前述した同期信号を検出する。好ましくは、基地局２は、受信されたすべての同期信号から、基地局２に最も近い基地局からの３つ以上の同期信号を検出し（このことは、これらの信号の電力を検出することによって実現されることが可能である）、次に方法は、ステップＳ１０５に入る。

ステップＳ１０５で、基地局２は、これらの検出された複数の同期信号から、基地局２によって必要とされる同期基準時間を獲得し、方法は、ステップＳ１０６に入る。

ステップＳ１０６で、基地局２は、前述したステップを介して、複数の隣接基地局の同期基準時間を得て、基地局２と、これらの基地局との間の信号伝送関連情報（例えば、負である、信号空間伝送遅延の等価な補償値）を、時間補償としてあらかじめ格納する（好ましくは、システムが初期設定されている際に、測定し、格納する）ことに成功している。単に、複数の隣接基地局の得られた同期基準時間を平均し、次に、前述の平均値を、信号空間伝送遅延の等価な補償値に加えることによって、新たなローカル同期基準時間が、得られることが可能である。ここで、基地局の間の距離が、５００メートルであるものと想定すると、信号空間伝送遅延の等価な補償値は、−５００メートル／３^＊１０^８メートル／秒＝−１．６７マイクロ秒であるはずである。この補償値を考慮する理由は、基地局のすべてが同期されている場合、基地局２によって受信される隣接基地局の同期信号は、基地局２が、基地局２の同期信号を送信する前に、送信されているはずであり、この等価な補償値は、基地局の間の信号空間伝送遅延であることである。

ここに、基地局２が、本発明の或る実施形態に従って、対応する隣接基地局との同期を実現する。

以下に、本発明によって提案される同期装置を、図５を参照して、図４に関連して、さらに説明する。

図５に示されるネットワークと、図２に示されるネットワークとの唯一の違いは、図５に示されるネットワークには、外部同期ソースが存在しないことだけである。この事例では、本発明の或る実施形態によれば、以下のとおりである（この実施形態は、図３を参照し、図２に関連する前述した実施形態と同様であるので、簡明のため、以下では、簡単な説明しか行わない）。

指定を介して、システムは、１つまたは複数の基地局を、ネットワークの同期ソースとして認め、一般性を失うことなしに、その基地局を同期ソースとして想定すると、その他の基地局は、基地局１を同期の基準と見なす。

ランダム発生手段によって決定された、事前定義されたタイムスロット内で、受信手段１０２を介して複数の隣接基地局から同期信号を受信した後、基地局２（基地局５の同期専用基地局としての）などの、基地局１に直に隣接する基地局が、基地局１からの同期信号を、検出手段１０４を介して検出する。次に、獲得手段１０３１が、この同期信号の中で同期基準時間を獲得し、この同期基準時間を、計算手段１０３２に転送して、新たなローカル同期基準時間を生成する。

１つまたは複数の隣接基地局から同期信号を受信した後、基地局５が、基地局２（基地局５の同期専用基地局）からの同期信号を、この同期信号から、新たなローカル同期基準時間を生成するために検出する。

好ましくは、システムによって指定された同期ソース間の接続は、ケーブルリンクを介して実現される。ケーブルリンクを使用して、同期信号を伝送することによって、すべての同期ソースの間で高いレベルの同期が、維持される。

本発明の好ましい実施形態によれば、外部同期ソースが存在しない図５に示される状況に関して、以下のとおりである。

ランダム発生手段１０１１が、各同期サイクル内で、１つまたは複数のランダムな時点を、基地局５の送信機をオフにする初期時刻として決定する。

このランダムな時点が来ると、ターンオフ手段１０１２が、或る事前定義されたタイムスロットにわたって基地局２の送信機をオフにする。例えば、システムが、初期設定されている際、基地局のすべてが、同期されていないので、この事前定義されたタイムスロットは、１０ミリ秒など、より長く、システムが、十分に長い時間にわたって実行された後、この事前定義されたタイムスロットは、０．５ミリ秒（すなわち、伝送時間間隔の長さ）など、それ相応に短くされることが可能である。送信機がオフにされる、この事前定義されたタイムスロット内で、沈黙を保つ基地局２は、下流の電力干渉を除去し、さらに、隣接基地局からの下流の同期信号の受信および検出を実現することができる。

受信手段１０２が、基地局２の各同期サイクル内の事前定義された各タイムスロットにおいて、同期関連チャネル（例えば、下流のパイロットチャネルまたは同期チャネル）を介して、１つまたは複数の隣接基地局から同期信号を受信する。これらの同期信号は、対応する隣接基地局の同期基準時間を含む。各基地局の事前定義されたタイムスロットは、ランダムに決定されるので、事前定義されたタイムスロット長と、それらの基地局の同期サイクル長との間の関係を考慮することを介して、１つの同期サイクル内で、或る基地局の事前定義されたタイムスロットが、別の基地局の事前定義されたタイムスロットとは別個であることが知られることが可能である。基地局２は、事前定義されたタイムスロット内で、基地局２の隣接基地局からの同期信号を受信することができる。

検出手段１０４が、１つまたは複数の隣接基地局からの前述した同期信号を検出する。好ましくは、検出手段１０４は、受信されたすべての同期信号から、基地局２に最も近い基地局からの３つ以上の同期信号を検出する（このことは、これらの信号の電力を検出することによって実現されることが可能である）。

獲得手段１０３１が、これらの検出された複数の同期信号から、必要とされる同期基準時間を獲得する。

基地局２は、前述したステップを介して、複数の隣接基地局の同期基準時間を得て、基地局２と、これらの基地局との間の信号伝送関連情報（例えば、負である、信号空間伝送遅延の等価な補償値）を、時間補償としてあらかじめ格納する（好ましくは、システムが初期設定されている際に、測定し、格納する）ことに成功している。単に、計算手段１０３２を介して、複数の隣接基地局の得られた同期基準時間を平均し、次に、前述の平均値を、信号空間伝送遅延の等価な補償値に加えることによって、新たなローカル同期基準時間が、得られることが可能である。ここで、基地局の間の距離が、５００メートルであるものと想定すると、信号空間伝送遅延の等価な補償値は、−５００メートル／３^＊１０^８メートル／秒＝−１．６７マイクロ秒であるはずである。この補償値を考慮する理由は、基地局のすべてが同期されている場合、基地局２によって受信される隣接基地局の同期信号は、基地局２が、基地局２の同期信号を送信する前に、送信されているはずであり、この等価な補償値は、基地局の間の信号空間伝送遅延であることである。

ここに、基地局２が、本発明の或る実施形態に従って、対応する隣接基地局との同期を実現する。

図６は、本発明の或る実施形態による、隣接基地局が、同期を実行するのを支援するための、無線通信ネットワークの或る基地局における方法の流れ図を示す。以下に、この方法を、図６を参照して、図２に関連して説明し、この方法は、ステップＳ２０１で始まる。

ステップ２０１で、基地局１が、外部同期ソース０に基づいて、ローカル同期基準情報を決定する。この図には示されていないものの、外部同期ソース０との高いレベルの同期を実現するために、他のマスタ基地局が、ケーブルリンク、またはマイクロ波、赤外線、レーザーなどの無線リンクによって外部同期ソース０に接続されることも要求されることを理解されたい。他のマスタ基地局が、外部同期ソース０に直接に接続されることが可能でない場合、前述の同期は、それらの基地局を基地局１に接続することによって実現されることが可能であり、この時点で、これらの基地局は、ケーブルリンクを介して基地局１から同期信号を受信する。

ステップＳ２０２で、基地局１が、無線インタフェースを介して、同期関連チャネル（例えば、下流のパイロットチャネルまたは同期チャネル）における同期信号の形態で、ローカル同期基準情報を隣接基地局に送信する。

図７は、本発明の或る実施形態による、隣接基地局が、同期を実行するのを支援するための、無線通信ネットワークの或る基地局において使用される同期支援装置のブロック図を示す。以下に、この同期支援装置を、図７を参照して、図２に関連して説明する。同期支援装置は、具体的には、同期決定手段２０１と、同期通知手段２０２と、受信手段２０３とを含む。

基地局１において、同期決定手段２０１が、外部同期ソース０に基づいて、ローカル同期基準情報を決定する。

同期通知手段２０２が、無線インタフェースを介して、同期関連チャネル（例えば、下流のパイロットチャネルまたは同期チャネル）における同期信号の形態で、基地局１のローカル同期基準情報を隣接基地局に送信する。

図２には示されていないものの、外部同期ソース０との高いレベルの同期を実現するために、他のマスタ基地局が、ケーブルリンク、またはマイクロ波、赤外線、レーザーなどの無線リンクによって外部同期ソース０に接続されることも要求されることを理解されたい。他のマスタ基地局が、外部同期ソース０に直接に接続されることが可能でない場合、前述の同期は、それらの基地局を基地局１に接続することによって実現されることが可能であり、この時点で、これらの基地局の同期支援装置内の受信手段２０３が、ケーブルリンクを介して基地局１から同期信号を受信する。

次に、同期決定手段２０１が、基地局１からの同期信号の中に含まれる同期基準時間に基づいて、基地局のローカル同期基準時間を決定する。

本発明の実施形態を以上に説明してきたが、本発明は、前述した特定の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲の範囲および趣旨を逸脱することなく、様々な変形が行われることが可能であることが、当業者には理解されよう。

Claims (17)

1. 周波数分割複信方式（ＦＤＤ）無線通信ネットワークのネットワークデバイスの同期装置において、１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスからの同期信号に基づいて同期を実行する方法であって、
   ａ．下流の各同期サイクル内の１つまたは複数のランダムな時点で、事前定義されたタイムスロットにわたって送信機をオフにするステップと、
   ｂ．事前定義されたタイムスロット内で、同期関連チャネルを介して１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスから同期信号を受信するステップとを含み、同期信号が、対応する１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報を含む、方法。
2. ｃ．１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報に基づいて、ローカル同期基準情報を決定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. ステップｃが、１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報、およびあらかじめ格納された信号伝送関連情報に基づいて、ローカル同期基準情報を決定することである、請求項２に記載の方法。
4. ステップａが、
   ａ１．各同期サイクル内で１つまたは複数のランダムな時点を決定すること、および
   ａ２．ランダムな時点が来ると、事前定義されたタイムスロットにわたって送信機をオフにすることを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. ステップｃが、
   ｃ１．１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスからの受信された同期信号から、１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報を獲得すること、および
   ｃ２．獲得された同期基準情報を、あらかじめ格納された信号伝送関連情報に加えて、ネットワークデバイスの同期基準情報を決定するようにすることを含む、請求項３または４に記載の方法。
6. １つまたは複数の隣接ネットワークデバイスから受信された同期信号を検出し、同期専用ネットワークデバイスからの同期信号を決定するステップをさらに含む方法であって、
   ステップｃが、
   ｃ１’．あらかじめ格納された信号伝送関連情報、および同期専用ネットワークデバイスからの同期信号の中の決定された同期基準情報に基づいて、ローカル同期基準情報を決定することをさらに含む、請求項３から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 信号伝送関連情報が、ネットワークデバイスと、１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスとの間の信号空間伝送遅延を含む、請求項２から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 同期関連チャネルが、下流のパイロットチャネルと、同期チャネルとを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. １つまたは複数の隣接ネットワークデバイスからの同期信号に基づいて同期を実行するための、周波数分割複信方式（ＦＤＤ）無線通信ネットワークのネットワークデバイスにおける同期装置であって、
   下流の各同期サイクル内の１つまたは複数のランダムな時点で、事前定義されたタイムスロットにわたって送信機をオフにするための制御手段と、
   事前定義されたタイムスロット内で、同期関連チャネルを介して１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスから同期信号を受信するための受信手段とを含み、同期信号が、対応する１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報を含む、同期装置。
10. 対応する１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報に基づいてローカル同期基準情報を決定するための同期決定手段をさらに含む、請求項９に記載の同期装置。
11. 同期決定手段が、あらかじめ格納された信号伝送関連情報、および１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報に基づいて、ローカル同期基準情報を決定するようにさらに構成される、請求項９に記載の同期装置。
12. 制御手段が、
    各同期サイクル内で１つまたは複数のランダムな時点を決定するためのランダム発生手段と、
    ランダムな時点が来ると、事前定義されたタイムスロットにわたって送信機をオフにするためのターンオフ手段とを含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の同期装置。
13. 同期決定手段が、
    １つまたは複数の隣接ネットワークデバイスからの受信された同期信号から、１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの同期基準情報を獲得するための獲得手段と、
    １つまたは複数の隣接ネットワークデバイスの獲得された同期基準情報を、あらかじめ格納された信号伝送関連情報に加えて、ローカル同期基準情報を決定するようにするための計算手段とを含む、請求項１１または１２に記載の同期装置。
14. １つまたは複数の隣接ネットワークデバイスからの受信された同期信号を検出するための、および同期専用ネットワークデバイスからの同期信号を決定するための検出手段と、
    あらかじめ格納された信号伝送関連情報、および同期専用ネットワークデバイスの同期信号から獲得された同期基準情報に基づいて、ローカル同期基準情報を決定するようにさらに構成された同期決定手段とをさらに含む、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の同期装置。
15. 信号伝送関連情報が、ネットワークデバイスと、１つまたは複数の隣接ネットワークデバイスとの間の信号空間伝送遅延を含む、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の同期装置。
16. 同期関連チャネルが、下流のパイロットチャネルと、同期チャネルとを含む、請求項９から１５のいずれか一項に記載の同期装置。
17. １つまたは複数の隣接ネットワークデバイスからの同期信号に基づいて、同期を実行するための請求項９から１６のいずれか一項に記載の同期装置を含む、周波数分割複信方式（ＦＤＤ）無線通信ネットワークにおけるネットワークデバイス。

Images