JP5314171B1 - 基地局装置、通信システム、及び同期方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の同期信号を受信しなかった場合であっても、複数の基地局が高精度に同期できる基地局装置を提供する。
【解決手段】無線通信部と、有線通信部と、通信タイミング補正部と、を備える。有線通信部は、無線通信部により他の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、他の基地局装置と当該基地局装置との同期状態を確認するための同期状態確認信号を送信し、同期状態の判定結果を含む同期状態応答信号を受信する。通信タイミング補正部は、同期状態応答信号に基づいて通信タイミングを補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、基地局装置、通信システム、及び同期方法に関する。

従来の通信システム（例えばＰＢＸ（Ｐｒｉｖａｔｅ Ｂｒａｎｃｈ ｅＸｃｈａｎｇｅ）ワイヤレスシステム）では、通信端末は、複数の基地局装置（以下、単に「基地局」ともいう）のうち、通信対象となる基地局を順次切り替えて、移動できる。このような基地局の切り替えを、ハンドオーバーという。通信端末が好適にハンドオーバーするためには、複数の基地局は、相互に時間情報を同期させる必要がある。

複数の基地局が同期する方法として、以下の方法が知られている。時間情報サーバが複数の基地局にＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して時間情報を伝送する。そして、各基地局は、自装置内のクロック発生器を、時間情報の受信時点と時間情報とに基づいて調整する（例えば、特許文献１参照）。

同様に、以下の方法も知られている。複数の基地局を有し、移動局が一又は二以上の基地局と選択的に回線を接続して、所定のタイミングで通信する。基地局のうち、送信タイミング及び受信タイミングを生成する基地局が、基準局として階層の上位に設定される。基準局以外の他の基地局は、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設定する。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ずれを修正する（例えば、特許文献２参照）。

同様に、以下の方法も知られている。同期サーバが、各基地局に対して、周期的に生成されるクロックに関する情報を含む同期メッセージを、ＩＰパケットとして送信する。各基地局は、同期サーバからの同期メッセージを受信する。各基地局は、同期メッセージを受信した時刻と同期メッセージにより通知されたクロックに関する情報とに基づいて、クロック補正値を算出し、クロック補正値に基づいて、各基地局におけるクロックを補正する（例えば、特許文献３参照）。

特表２００３−５０９９７３号公報 特開２００２−１６５２６９号公報 特開２００４−１８６８７７号公報

各基地局は、通常時、他の基地局と同期するために、定期的に同期信号を受信する。一方、各基地局は、同期信号を見失った場合、他の基地局との同期がずれていく。その結果、各基地局は、再起動する以外、他の基地局と精度良く同期できない可能性がある。

特許文献１の技術では、時間情報サーバの時計機能が停止した場合、複数の基地局は相互に高精度に同期できなかった。特許文献２の技術では、基準局のタイミング生成機能が停止した場合、複数の基地局は相互に高精度に同期できなかった。特許文献３の技術では、同期サーバの機能が停止した場合、複数の基地局は相互に高精度に同期できなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、所定の同期信号を受信しなかった場合であっても、複数の基地局が高精度に同期できる基地局装置、通信システム、及び同期方法を提供することを目的とする。

本発明の基地局装置は、他の基地局装置と時分割方式により通信する基地局装置であって、前記他の通信装置と無線ネットワークを介して通信する無線通信部と、前記他の通信装置と有線ネットワークを介して通信する有線通信部と、前記無線通信部による通信信号の通信タイミングを決定する通信タイミング決定部と、前記通信タイミング決定部により決定された通信タイミングを補正する通信タイミング補正部と、を備え、前記有線通信部は、前記無線通信部により前記他の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、前記他の基地局装置と当該基地局装置との同期状態を確認するための同期状態確認信号を送信し、前記同期状態の判定結果を含む同期状態応答信号を受信し、前記通信タイミング補正部は、前記有線通信部により受信された同期状態応答信号に基づいて、前記通信タイミングを補正する。

この構成によれば、無線ネットワークを介して伝送される同期信号を見失った場合であっても、有線ネットワークを介して同期状態の判定を他の基地局装置に要求し、同期状態の判定結果を取得できる。従って、所定の同期信号を受信しなかった場合であっても、複数の基地局が高精度に同期できる。

また、本発明の基地局装置は、前記有線通信部が、前記無線通信部により第１の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、前記同期状態確認信号を前記第１の基地局装置へ送信し、前記第１の基地局装置から前記同期状態応答信号を受信する。

この構成によれば、同期マスタとしての第１の基地局装置からの同期信号を見失った場合であっても、第１の基地局装置の有線ネットワークが有効であれば、第１の基地局から同期状態の判定結果を取得できる。

また、本発明の基地局装置は、前記有線通信部が、前記無線通信部により第１の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、前記同期状態確認信号を前記第１の基地局以外の前記第２の基地局装置へ送信し、前記第２の基地局装置から前記同期状態応答信号を受信する。

この構成によれば、同期マスタとしての第１の基地局装置からの同期信号を見失った場合であっても、第２の基地局装置から同期状態の判定結果を取得できる。さらに、第１の基地局装置の有線ネットワークが不通であっても、同期状態の判定結果を取得できる。

また、本発明の基地局装置は、前記有線通信部が、前記第１の基地局装置への同期状態確認信号に対する前記同期状態応答信号を受信しなかった場合、前記第１の基地局装置よりも上位の階層の前記第２の基地局装置へ前記同期状態確認信号を送信する。

この構成によれば、より精度の高い同期状態の判定結果を取得できる。

また、本発明の基地局装置は、前記有線通信部が、前記同期状態確認信号を送信する対象の基地局装置の優先順位の情報に基づいて前記対象の基地局装置を決定し、決定された前記対象の基地局装置へ前記同期状態確認信号を送信し、前記対象の基地局装置から前記同期状態応答信号を受信する。

この構成によれば、同期状態の判定を要求する基地局を予め定められる。従って、ユーザの意図する基地局装置から同期状態の判定結果を取得できる。

また、本発明の基地局装置は、前記有線通信部が、前記優先順位が高い順に、前記他の基地局装置へ前記同期状態確認信号を送信する。

この構成によれば、同期状態の判定ができない基地局装置が存在する場合であっても、より精度の高い同期状態の判定結果を取得できる。

また、本発明の基地局装置は、前記同期状態確認信号が、当該基地局装置の前記同期信号が伝送される時間位置の情報を含む。

この構成によれば、同期状態の判定要求先の基地局が、判定要求元の基地局装置が送信する同期信号の時間位置を認識できる。

また、本発明の基地局装置は、前記同期状態確認信号が、当該基地局装置の前記同期信号が伝送される伝送チャネル及び伝送スロットの情報の少なくとも一方を含む。

この構成によれば、同期状態の判定要求先の基地局が、判定要求元の基地局装置が送信する同期信号の具体的な伝送チャネル及び伝送スロットの少なくとも一方を認識でき、同期状態確認信号を精度よく受信できる。

また、本発明の基地局装置は、前記同期状態応答信号が、当該基地局装置と前記同期状態確認信号の送信先の前記他の基地局との時間的ずれの方向及び値の情報を含む。

この構成によれば、同期状態の判定要求元の基地局装置が、同期状態の判定要求先の基地局装置との時間的ずれの詳細情報を認識できるので、高精度に同期できる。

また、本発明の基地局装置は、前記有線通信部が、前記同期状態確認信号を所定の時間間隔において定期的に送信する。

この構成によれば、同期状態確認信号に応じて同期状態を判定される可能性が高くなる。

また、本発明の基地局装置は、当該基地局装置と前記他の基地局装置とが非同期である非同期状態における当該基地局装置と前記他の基地局装置との時間的ずれを判定する学習処理部と、前記学習処理部により測定された時間的ずれの情報に基づいて、前記通信タイミング補正部により前記通信タイミングを補正するための補正パラメータを決定する補正パラメータ決定部と、を備える。

この構成によれば、非同期状態における時間的ずれの傾向を予め認識できる。

また、本発明の基地局装置は、前記通信タイミング補正部が、前記無線通信部により前記他の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、前記補正パラメータ決定部により決定された補正パラメータに基づいて、前記通信タイミングを補正する。

この構成によれば、同期信号を見失った場合であっても、予め認識された時間的ずれの傾向に応じて通信タイミングを高精度に補正できる。

また、本発明の基地局装置は、前記補正パラメータ決定部が、前記同期状態応答信号に基づいて、前記補正パラメータを補正する。

この構成によれば、同期状態応答信号を取得することで、時間的ずれの傾向に応じて補正された通信タイミングがどの程度の精度であるかを検証できる。また、時間的ずれの傾向に応じた通信タイミングの補正が不十分である場合であっても、高精度に同期できる。さらに、実際の無線通信環境を加味して、高精度に同期できる。

また、本発明の基地局装置は、前記同期信号が、複数の基地局装置が同期するための同期情報と、前記同期信号の送信元の基地局装置の識別情報と、を含む。

この構成によれば、同期信号のみにより基地局装置の同期信号を認識する場合と比較して、より高精度に同期信号の送信元を識別できる。

また、本発明の基地局装置は、前記無線通信部が、当該基地局装置と通信する通信端末に対して、前記同期状態確認信号を送信し、前記通信端末から前記同期状態応答信号を受信する。

この構成によれば、通信端末を利用して、同期状態の判定要求元の基地局装置と判定要求先の基地局との同期状態を判定できる。

また、本発明の基地局装置は、前記無線通信部が、前記有線通信部により前記他の基地局装置から前記同期状態応答信号を受信しなかった場合、前記同期状態確認信号を前記通信端末へ送信する。

この構成によれば、通信端末を利用して、同期状態の判定要求元の基地局装置と判定要求先の基地局装置との同期状態を判定できる。

また、本発明の基地局装置は、前記同期状態確認信号が、前記他の基地局装置の同期信号が伝送される伝送チャネル及び伝送スロットの少なくとも一方の情報を含む。

この構成によれば、同期状態の判定要求先の基地局装置が送信する同期信号の具体的な時間位置の情報を、通信端末が認識できる。

また、本発明の基地局装置は、前記有線通信部により前記同期状態確認信号を受信した場合、前記同期状態を判定する同期状態判定部を備え、前記同期状態判定部が、前記無線通信部により受信された前記同期信号の受信タイミングと、前記同期信号の受信予定タイミングと、の差分に基づいて、前記同期状態を判定し、前記有線通信部が、前記同期状態判定部により判定された同期状態の判定結果を含む同期状態応答信号を送信する。

この構成によれば、他の基地局装置から同期状態の判定を要求された場合に、同期状態を高精度に判定できる。

また、本発明の基地局装置は、前記同期状態判定部が、前記無線通信部により受信された前記同期信号に含まれる同期情報の受信タイミングと、前記同期情報の受信予定タイミングと、の差分に基づいて、前記同期状態を判定する。

この構成によれば、同期信号に含まれる同期情報に基づいて、同期状態をより高精度に判定できる。

また、本発明の通信システムは、第１の基地局装置及び第２の基地局装置を含む複数の基地局装置が時分割方式により通信する通信システムであって、前記第１の基地局装置は、前記他の通信装置と無線ネットワークを介して通信する無線通信部と、前記他の通信装置と有線ネットワークを介して通信する有線通信部と、前記無線通信部による通信信号の通信タイミングを決定する通信タイミング決定部と、前記通信タイミング決定部により決定された通信タイミングを補正する通信タイミング補正部と、を備え、前記有線通信部は、前記無線通信部により前記第２の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置との同期状態を確認するための同期状態確認信号を、前記第１の基地局以外の他の基地局装置へ送信し、前記他の基地局装置は、有線ネットワークを介して前記同期状態確認信号を受信し、前記無線ネットワークを介して受信された前記同期信号の受信タイミングと、前記同期信号の受信予定タイミングと、の差分に基づいて前記同期状態を判定し、前記同期状態の判定結果を含む同期状態応答信号を送信し、前記有線通信部は、前記同期状態応答信号を受信し、前記通信タイミング補正部は、前記有線通信部により受信された同期状態応答信号に基づいて、前記通信タイミングを補正する。

この構成によれば、第１の基地局装置は、無線ネットワークを介して伝送される同期信号を見失った場合であっても、有線ネットワークを介して同期状態の判定を他の基地局装置に要求し、同期状態の判定結果を取得できる。従って、所定の同期信号を受信しなかった場合であっても、複数の基地局が高精度に同期できる。また、他の基地局装置は、第１の基地局装置から同期状態の判定を要求された場合に、同期状態を高精度に判定できる。

また、本発明の通信システムは、前記第１の基地局装置と通信する通信端末を備え、前記無線通信部が、前記通信端末に対して前記同期状態確認信号を送信し、前記通信端末が、前記同期状態確認信号を受信し、前記第１の基地局装置からの同期信号の受信タイミングと、前記第２の基地局装置からの同期信号の受信タイミングと、の差分に基づいて、前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置との同期状態を判定し、前記同期状態の判定結果を含む前記同期状態応答信号を送信し、前記無線通信部が、前記通信端末からの前記同期状態応答信号を受信する。

この構成によれば、通信端末を利用して、同期状態の判定要求元の基地局装置と判定要求先の基地局との同期状態を判定できる。また、通信端末は、第１の基地局装置から同期状態の判定を要求された場合に、同期状態を高精度に判定できる。

また、本発明の同期方法は、他の基地局装置と時分割方式により通信する基地局装置における同期方法であって、前記他の通信装置と無線ネットワークを介して通信する無線通信ステップと、前記他の通信装置と有線ネットワークを介して通信する有線通信ステップと、前記無線通信ステップにおける通信信号の通信タイミングを決定する通信タイミング決定ステップと、前記決定された通信タイミングを補正する通信タイミング補正ステップと、を有し、前記有線通信ステップでは、前記無線通信部により前記他の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、前記他の基地局装置と当該基地局装置との同期状態を確認するための同期状態確認信号を送信し、前記同期状態の判定結果を含む同期状態応答信号を受信し、前記通信タイミング補正ステップでは、前記受信された同期状態応答信号に基づいて、前記通信タイミングを補正する。

この方法によれば、無線ネットワークを介して伝送される同期信号を見失った場合であっても、有線ネットワークを介して同期状態の判定を他の基地局装置に要求し、同期状態の判定結果を取得できる。従って、所定の同期信号を受信しなかった場合であっても、複数の基地局が高精度に同期できる。

本発明によれば、所定の同期信号を受信しなかった場合であっても、複数の基地局が高精度に同期できる。

本発明の実施形態における通信システムの構成例を示すブロック図 本発明の実施形態における基地局装置の構成例を示すブロック図 本発明の実施形態における無線通信における時分割方式の例を示す図 本発明の実施形態における基地局装置の通常状態における同期信号の送受信タイミングの一例を示す図 本発明の実施形態における基地局装置の通常状態における通信タイミングの補正例を示す図 本発明の実施形態における基地局装置の見失い状態における同期信号の送受信タイミングの一例を示す図 本発明の実施形態における同期状態の判定処理の一例を説明するための図 本発明の実施形態における同期状態の判定処理の一例を説明するための図 本発明の実施形態における同期状態の判定処理の一例を説明するための図 本発明の実施形態における基地局装置の通常状態における動作例を示すフローチャート 本発明の実施形態における基地局装置が補正パラメータを用いた通信タイミングの補正例を示す図 本発明の実施形態における基地局装置の見失い状態における動作例を示すフローチャート 本発明の実施形態における基地局装置の同期状態を判定する場合の動作例を示すフローチャート 本発明の実施形態における基地局装置が補正パラメータ及びネットワーク補正により通信タイミング及び補正パラメータの補正例を示す図 本発明の実施形態における複数の基地局装置の階層構造の一例を示す図 本発明の実施形態における基地局装置の見失い状態における同期信号の送受信タイミングと、通信端末の同期信号の受信タイミングと、の一例を示す図

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態における通信システム１０００の構成例を示す図である。通信システム１０００は、基地局装置（ＣＳ：Ｃｅｌｌ Ｓｔａｔｉｏｎ）１００、通信端末（ＰＳ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ）２００、ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ３００、電話機４００、及びルータ５００を備える。

ＣＳ１００は、通信システム１０００内に階層的に複数存在する。図１では複数のＣＳ１００をＣＳ１００Ｍ、ＣＳ１００Ｍ１、ＣＳ１００Ｍ２と記す。図１において、ＣＳ１００Ｍは最上位の階層に配置され、例えば同期の基準となる装置（Ｔｉｍｉｎｇ Ｍａｓｔｅｒ ＣＳ）である。ＣＳ１００Ｍ１およびＣＳ１００Ｍ２は、ＣＳ１００Ｍの下位の階層に配置され、ＣＳ１００Ｍの同期基準により動作する装置（Ｓｌａｖｅ ＣＳ）である。ＣＳ１００Ｍ１とＣＳ１００Ｍ２も階層的に配置してよい。例えば、ＣＳ１００Ｍ１は、ＣＳ１００Ｍ２の上位の階層に配置される。

ＰＳ２００は、子機として動作し、移動可能な通信端末である。ＰＳ２００は、例えば、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯可能なセンサ装置、である。ＰＳ２００は、例えばＰＳ２００が有するＧＰＳ機能を利用して位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて、ＣＳ１００との間においてハンドオーバーする。

ＳＩＰサーバ３００は、ＳＩＰプロトコルを利用して、例えば、電話番号とＩＰアドレスとを対応付けし、通信相手を呼び出して接続する呼制御処理を実行する。

電話機４００は、例えば内線電話機であり、例えばＳＩＰサーバ３００を介して、他の電話装置（例えばＰＳ２００）との間において通信する。

ルータ５００は、通信システム１０００と外部ネットワーク６００とを接続し、通信システム１０００におけるデータ及び外部ネットワーク６００におけるデータを中継する。また、ルータ５００と、ＣＳ１００、ＰＳ２００、ＳＩＰサーバ３００、及び電話機４００とは、有線ネットワーク（例えばＩＰネットワーク）を介して接続される。

次に、ＣＳ１００の構成例について説明する。
図２はＣＳ１００の構成例を示すブロック図である。

ＣＳ１００は、無線通信部１０１、アンテナ部１０２、有線通信部１０３、無線通信判定部１０４、クロック生成部１０５、通信タイミング決定部１０６、通信タイミング補正部１０７、同期状態判定部１０８、及び記憶部１０９、学習処理部１１０を備える。

無線通信部１０１は、他の通信装置との間において、アンテナ部１０２及び無線ネットワークを介して通信する。無線ネットワークは、例えばＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式による無線通信網である。

有線通信部１０３は、他の通信装置との間で、有線ネットワークを介して通信する。有線ネットワークは、例えば、有線ＬＡＮ、有線ＷＡＮ、又は電力線である。

以下、ＣＳ１００が有線通信部１０３を使って同期状態確認信号および同期状態応答信号を送受信する場合について説明する。例えば無線通信部１０１によりマスタであるＣＳからの同期信号を所定のタイミングにおいて受信しなかった場合、有線通信部１０３を使って有線ネットワークを介し、他のＣＳに対して同期状態の確認するための同期状態確認信号を送信する。また、他のＣＳでは、同期信号を受信できなくなったＣＳから有線ネットワークを介して送られてくる同期状態確認信号は、有線通信部１０３を使って受信する。

また、他のＣＳが有線通信部１０３を使って有線ネットワークを介して同期状態確認信号に対する応答である同期状態応答信号を送信すると、前述の同期状態確認信号を送信したＣＳの有線通信部１０３は、この同期状態応答信号を受信する。すなわち同期状態確認信号によって確認を依頼された他のＣＳは、同期状態判定部１０８によって同期状態の判定を行い、有線通信部１０３を使ってその判定結果を含む同期状態応答信号を同期状態の判定要求元である他のＣＳへ送信する。同期状態応答信号はこの同期状態の判定結果を含む。

無線通信判定部１０４は、無線通信部１０１がマスタＣＳからの同期信号を正常に受信したかどうかを判定する。つまり、無線通信判定部１０４は、無線通信部１０１が同期信号を見失っておらず、所定の受信タイミングにおいて同期信号を受信したかどうかを判定する。同期信号を見失う場合としては、例えば、ＣＳに対して同期信号を送信する他のＣＳの電源がオフである場合、同期信号の受信タイミングにおいて電波干渉が発生した場合などがある。

クロック生成部１０５は、ＣＳ１００の中で各部を動作させ、また無線通信部１０１の通信タイミングを決めるための基準クロックを生成する。

通信タイミング決定部１０６は、クロック生成部１０５の基準クロックに基づいて、無線通信部１０１による通信信号の通信タイミングを決定する。通信信号は、他のＣＳ１００と同期するための同期信号を含む。

通信タイミング補正部１０７は、例えば、有線ネットワークを介して他のＣＳ１００から取得した同期信号に基づいて、無線通信部１０１が通信するための通信タイミングを補正する。通信タイミングは、無線通信部１０１による送信タイミング及び受信タイミングの少なくとも一方を含む。

あるＣＳ１００の無線同期は、例えば、上位の階層に配置された他のＣＳ１００からの同期信号に応じて、同期してもよい。例えば、ＣＳ１００Ｍ１は、そのＣＳ１００Ｍ１のマスタであるＣＳ１００Ｍからの同期信号に応じて同期しており、またＣＳ１００Ｍ２は、マスタであるＣＳ１００Ｍ又はＣＳ１００Ｍ１からの同期信号に応じて同期する。従って各ＣＳの通信タイミング補正部１０７は、上位の階層に配置されたＣＳからの同期信号に応じて、通信タイミングを補正する。なお、通信タイミングを補正する場合には、図示しないクロック補正部により、ＣＳ１００の基準クロックが補正されてもよい。

また、あるＣＳの同期状態判定部１０８は、他のＣＳから前述の同期状態確認信号によって同期状態の判定を要求された場合、所定のスロットにて他のＣＳ（判定要求元）の同期信号の受信を試みる。同期状態判定部１０８は、同期信号が受信出来たならば、同期信号の時間位置と自らの受信スロットの時間位置とのずれを計測することによって、他のＣＳ（判定要求元）と自ＣＳ（判定要求先ＣＳ）との同期状態の良し悪しを判定する。この判定処理の詳細については後述する。同期状態判定部１０８は、同期状態の判定結果を有線通信部１０３へ送り、有線通信部１０３はこの判定結果を含む同期状態応答信号を同期状態の判定要求元である他のＣＳへ送信する。

記憶部１０９は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）により構成され、各種情報を記憶する。例えば記憶部１０９は、同期状態の判定要求先となり得るＣＳの候補として、ＣＳ候補リストを優先順位の情報とともに記憶する。

また、記憶部１０９は、ネットワーク内の他のＣＳの同期信号の伝送チャネル及びスロットの少なくとも一方の情報、又は受信予定タイミングの情報を記憶する。同期信号の伝送チャネル及び伝送スロットの情報は、同期信号が伝送される時間位置の情報の一例である。また、記憶部１０９は、例えば、学習処理により得られる時間的ずれの情報又は補正パラメータの情報を記憶する。

学習処理部１１０は、非同期状態において、自ＣＳと他のＣＳとの時間的ずれを逐次学習しながら、その学習結果に応じて、通信タイミングを補正するための補正パラメータを決定する。従って、学習処理部１１０は、補正パラメータ決定部としての機能を有する。この補正パラメータは、見失い状態において利用される。

なお、無線通信判定部１０４、通信タイミング決定部１０６、通信タイミング補正部１０７、同期状態判定部１０８、及び学習処理部１１０は、記憶部１０９に格納されたプログラムを実行することによって各機能を実現する。

次に、ＰＳ２００の構成例について説明する。
ＰＳ２００は、例えばＲＡＭ，ＲＯＭ，ＣＰＵを有し、ＣＳ１００の機能の一部と同様の機能を有する。例えば、ＰＳ２００は、ＣＳ１００の無線通信部１０１、同期状態判定部１０８と同様の機能を有する。

次に、無線通信における通信フレームの構成例について説明する。
通信システム１０００における無線通信では、例えば図３に示すように１０ｍｓｅｃを１フレームとし、１フレームを２４スロットに区切って通信をする時分割方式を用いている。時分割方式の通信は、例えばＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）通信を含む。

図３に示す例では、１フレーム（１０ｍｓｅｃ）を２４等分した時間長を一つのスロットとし、各通信装置には、通信を開始する度に何れかのスロットが割り当てられ、他の通信装置と通信する。

同期信号はビーコン信号とも呼ばれ、同期データ（例えばＳｙｎｃｗｏｒｄ）を含む。Ｓｙｎｃｗｏｒｄは、タイミング同期用の決まった数字列であり、前述の電話装置（ＰＳ２００）および他のスレーブのＣＳが同期するための同期情報となる、予め決定された既知のパターンのデータである。ＤＥＣＴ方式ではネットワーク毎に固有のＳｙｎｃｗｏｒｄが割り当てられ、一つのネットワークに属する各端末が送信する信号にはそのＳｙｎｃｗｏｒｄが共通して含まれている。

次に、ＣＳ１００の通常状態における同期処理について説明する。
図４は、ＣＳ１００の通常状態における同期信号の送受信タイミングの一例を示す図である。図５は、ＣＳ１００の通常状態における通信タイミングの補正例を示す図である。

通常状態とは、所定のＣＳ１００から定期的に同期信号を受信し、同期信号に基づいて同期可能な状態である。図４及び図５では、ＣＳ１００Ｍ、ＣＳ１００Ｍ１、及びＣＳ１００Ｍ２の間における同期処理を例示する。ＣＳ１００ＭはＣＳ１００Ｍ１の同期マスタとして動作し、ＣＳ１００Ｍ１はＣＳ１００Ｍ２の同期マスタとして動作する。

図４に示すように、ＣＳ１００Ｍは、一定の間隔（例えば通信信号３０のスロット０）において同期信号（Ｄｕｍｍｙ）を送信する（Ｄｕｍｍｙ ＴＸ）。

また図４に示すように、スレーブであるＣＳ１００Ｍ１はマスタであるＣＳ１００Ｍからの同期信号を受信し（ＲＸ）、ＣＳ１００Ｍの通信タイミングに同期して動作する。また、ＣＳ１００Ｍ１は、一定の間隔（例えば通信信号３０のスロット７）において、自身の同期信号を送信する（Ｄｕｍｍｙ ＴＸ）。

ＣＳ１００Ｍ２は、ＣＳ１００Ｍ１からの同期信号を受信し（ＲＸ）、ＣＳ１００Ｍ１の通信タイミングに同期して動作する。また、ＣＳ１００Ｍ２は、一定の間隔（例えば通信信号３０のスロット１５）において、自身の同期信号を送信する（ＴＸ）。

また図５に示すように、ＣＳ１００Ｍ１は、ＣＳ１００Ｍとの間において時間的ずれが発生した場合には、同期信号に含まれるＳｙｎｃｗｏｒｄの時間位置を検出し、その検出結果を用いて即座に通信タイミングを補正する。図５では、ＣＳ１００Ｍ１の通信タイミングが所定のタイミングより遅れている場合を例示している。

また、ＣＳ１００Ｍ２は、ＣＳ１００Ｍ１との間において時間的ずれが発生している場合には、同期信号に含まれる時間的ずれの情報を用いて、通信タイミングを補正する。図５では、ＣＳ１００Ｍ２の通信タイミングが所定のタイミングより進んだ場合を例示している。

なお、ＣＳ１００Ｍ１及びＣＳ１００Ｍ２は、取得した時間的ずれの情報に応じて、非同期時に補正パラメータを決定し、記憶部１０９に保持する。

通常状態における同期処理によれば、各ＣＳ１００における通信タイミングを所定のタイミングに維持でき、同期維持できる。

次に、ＣＳ１００の見失い状態における同期処理について説明する。
図６は、ＣＳ１００の見失い状態における同期信号の送受信タイミングの一例を示す図である。

ＣＳ１００Ｍは一定の間隔で、例えばフレームｎのスロット０において同期信号を送信する（ＴＸ）。フレームｎのスロット０にて同期信号を送信した後は、次は１０ｍｓｅｃ後のフレームｎ＋１のスロット０にて同期信号を送信し、その後も１０ｍｓｅｃ毎にスロット０にて同期信号を送信する。

スレーブであるＣＳ１００Ｍ１は、ＣＳ１００Ｍからの同期信号を受信し（ＲＸ）、ＣＳ１００Ｍの通信タイミングに同期して動作する。そしてＣＳ１００Ｍ１も、一定の間隔（１０ｍｓｅｃ毎）で例えばスロット７にて自身の同期信号を送信する（ＴＸ）。正常な環境であれば、スレーブであるＣＳ１００Ｍ２もＣＳ１００Ｍ１からの同期信号を受信し、ＣＳ１００Ｍ１の通信タイミングに同期して動作する。

図６では、何らかの原因によりＣＳ１００Ｍ２が同期信号を受信出来ず、見失い状態にある。ＣＳ１００Ｍ２は、所定のタイミングから所定時間経過するまで、ＣＳ１００Ｍ１からの同期信号を待機するが、同期信号を受信出来ない。この場合ＣＳ１００Ｍ２は、同期信号を受信出来なくても動作を止めず、正常時の学習で得た補正パラメータを用いて、通信タイミングを適宜補正し、ＣＳ１００Ｍ１との通信タイミングを維持する。

このようにＣＳ１００Ｍ２は、ＣＳ１００Ｍ１からの同期信号を受信しなくても、一定の間隔（例えば通信信号３０のスロット１５）において自身の同期信号を送信する（Ｄｕｍｍｙ ＴＸ）。マスタであるＣＳ１００Ｍ１、およびさらに上位のマスタであるＣＳ１００ＭはＣＳ１００Ｍ２の同期信号を受信できる可能性がある。

また、ＣＳ１００Ｍ２は、ＣＳ１００Ｍ１からの同期信号を受信しない状態がしばらく（所定時間以上）続いた場合、有線ネットワークを介して、同期状態の判定を依頼する旨の同期状態確認信号を送信する。有線ネットワークを介して同期状態確認信号を受信したＣＳ１００Ｍ１またはＣＳ１００Ｍは、同期状態判定部１０８によって判定処理を行い、この判定結果（時間的ずれの情報）を含む同期状態応答信号を判定要求元であるＣＳ１００Ｍ２へ送信する。ＣＳ１００Ｍ２は有線ネットワークを介して同期状態応答信号に含まれる時間的ずれの情報を取得すると、取得した時間的ずれの情報を用いて通信タイミングを補正する。このようにＣＳ１００Ｍ２は、同期信号を受信出来ない間は定期的に同期状態確認信号を送信し、有線ネットワークを介して受信される時間的ずれの情報を用いて通信タイミングを補正する。

ＣＳ１００Ｍ２は、定期的に有線ネットワークを介して同期状態確認信号／同期状態応答信号を送受信することにより時間的ずれの情報を用いて通信タイミングを補正しながら動作し、平行して無線ネットワークによりＣＳ１００Ｍ１からの同期信号の受信を試みる。ＣＳ１００Ｍ２は無線ネットワークにより同期信号を受信した場合、見失い状態から通常状態に復帰する。通常状態に復帰すると、ＣＳ１００Ｍ２は同期状態確認信号／同期状態応答信号の送受信を止める。このように同期信号の受信を試みながら、受信出来た場合に自動復帰することにより、有線ネットワークのネットワーク負荷が不必要に増加することを防止できる。

なおＣＳ１００は、上位のＣＳ１００の同期信号を見失ったとき、すぐに同期状態確認信号を送信するのではなく、無線ネットワークによりＣＳ１００Ｍ１からの同期信号の受信を試みながら、しばらく（所定期間）自走動作しても良い。自走動作とは他のＣＳ１００と同期していない非同期状態における動作を指す。たとえばＣＳ１００Ｍ１が上位のＣＳの同期信号を見失ったとき、自走動作に移り、自走動作時には記憶部１０９に蓄積された補正パラメータに基づいて、通信タイミングを補正し、通信タイミングを維持するよう努める。

次に、同期状態（タイミングずれ）の判定処理について説明する。
図７〜図９は、同期状態の判定処理を説明するための図である。図７〜図９では、ＣＳ１００Ｍ１がＣＳ１００Ｍ２の同期マスタであることを例示し、ＣＳ１００Ｍ２は通常状態であっても見失い状態であってもよい。また、図７〜図９では、ＣＳ１００Ｍ２の無線通信部１０１は、割り当てられたスロットを使って送信する。

ＣＳ１００Ｍ２が送信する通信信号３０は、例えば、「Ｓｙｎｃｗｏｒｄ」，「ＩＤ ｄａｔａ」、及び「音声データ」を含む。「ＩＤ ｄａｔａ」は、通信信号３０の送信元の識別情報を示す。なお、「ＩＤ ｄａｔａ」は、省略されてもよい。通信信号３０に「ＩＤ ｄａｔａ」が含まれる場合には、同期状態の判定要求元を確実に識別できる。通信信号３０に「ＩＤ ｄａｔａ」が含まれる場合には、ＩＤチェックを実施後に同期状態を判定するので、同期状態を判定時間に差異が生じ、妨害電波の影響が軽減できる。また、ＣＳ１００Ｍ１は、ＣＳ１００Ｍ２の同期信号に含まれる「ＩＤ ｄａｔａ」が正当である場合に限り、同期状態を判定してもよい。

ＣＳ１００Ｍ１は、同期状態判定部１０８が、ＣＳ１００Ｍ２からの同期信号の「Ｓｙｎｃｗｏｒｄ」を受信するための受信窓Ｗ１を設定する。受信窓Ｗ１は、「Ｓｙｎｃｗｏｒｄ」を受信予定タイミングの±２ビットの時間区間とする。なお、±２ビットは一例であり、時間区間はこれより長くても短くてもよい。なお図７〜図９に示す受信窓Ｗ１は、同期信号（例えば同期情報）の受信予定タイミングの一例である。

受信予定タイミングについては、ＣＳ１００Ｍ２が同期信号を送信する予定のスロット情報に基づいて予測できる。すなわちＣＳ１００Ｍ１は、あらかじめ分かっている同期信号を送信予定のスロットに合わせて受信動作を行い、受信窓Ｗ１と実際に受信される「Ｓｙｎｃｗｏｒｄ」との時間的なずれ（前後）を検出する。ＣＳ１００Ｍ１は、ＣＳ１００Ｍ２の同期信号の伝送チャネル及びスロットの情報又は受信予定タイミングの情報を記憶部１０９に予め記憶してもよい。

図７のように、Ｓｙｎｃｗｏｒｄの受信タイミングが受信窓Ｗ１の略中央である場合、ＣＳ１００Ｍ１の同期状態判定部１０８は、ＣＳ１００Ｍ１とＣＳ１００Ｍ２とは同期しており、時間的ずれはないと判定する。

また、図８のように、Ｓｙｎｃｗｏｒｄの受信タイミングが受信窓Ｗ１の中央より時間的に後側である場合、ＣＳ１００Ｍ１の同期状態判定部１０８は、ＣＳ１００Ｍ１よりもＣＳ１００Ｍ２の通信タイミングが遅いと判定する。

また、図９のように、Ｓｙｎｃｗｏｒｄの受信タイミングが受信窓Ｗ１の中央より時間的に前側である場合、ＣＳ１００Ｍ１の同期状態判定部１０８は、ＣＳ１００Ｍ１よりもＣＳ１００Ｍ２の通信タイミングが早いと判定する。

このように、同期状態判定部１０８は、同期信号に含まれる同期情報の受信タイミングと、同期情報の受信予定タイミングとの差分に基づいて、同期状態を判定してもよい。これにより、高精度に同期状態を判定できる。

なお、同期状態の判定要求元がＣＳ１００Ｍ２である場合、同期状態を判定するＣＳ１００は、例えばＣＳ１００Ｍであってもよい。

次に、ＣＳ１００の通常状態での動作例について説明する。
図１０は通常状態におけるＣＳ１００の動作例を示すフローチャートである。
ＣＳ１００は、通常状態において学習処理を行い、見失い状態になった時に学習処理の結果を利用して通信タイミングを維持する。また図１０では、スレーブであるＣＳ１００Ｍ２が、マスタであるＣＳ１００Ｍ１からの同期信号を用いて同期することを例示する。

まず、無線通信判定部１０４は、無線通信部１０１によりＣＳ１００Ｍ１からの同期信号を所定のタイミングにおいて受信したかどうかを判定する（ステップＳ１０１）。所定のタイミングとは、ＣＳ１００Ｍ１から同期信号を受信予定のタイミングである。

所定のタイミングにおいて同期信号を受信しなかった場合、ＣＳ１００Ｍ２は図１０の処理を終了する（見失い状態）。

続いて、学習処理部１１０は、タイマを参照し、ＣＳ１００が学習するための学習タイミングであるかどうかを判定する（ステップＳ１０２）。学習タイミングでない場合、通信タイミング補正部１０７は無線通信部１０１により受信された同期信号に基づいて、通信タイミングを補正する（ステップＳ１０３）。例えば、１分おきに１０秒学習することが予め定められている。なお図１０の処理では、ＣＳ１００の図示しないタイマ（例えばＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ））が計時する。

一方、所定のタイミングにおいて同期信号を受信し、その時が学習タイミングであれば（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、そのままステップＳ１０４に移る。

学習タイミングにおいて、通信タイミング補正部１０７は、通信タイミングの補正を例えば一度行った後はその補正を一時的に中断する（ステップＳ１０４）。つまり、ＣＳ１００Ｍ２は、非同期状態（自走状態）を故意に発生させる。

続いて、学習処理部１１０は、ＣＳ１００Ｍ１との時間的ずれを測定する（ステップＳ１０５）。例えば、学習処理部１１０は、ＣＳ１００Ｍ１からの同期信号の受信タイミングと、ＣＳ１００Ｍ１からの同期信号の受信予定タイミングとの時間的なずれを測定する。

測定される時間的ずれの情報は、ＣＳ１００Ｍ１に対するＣＳ１００Ｍ２の通信タイミングの時間的ずれの方向及びずれの程度（時間的ずれの値）を含む。ずれの方向は、ＣＳ１００Ｍ１の通信タイミングに対して、ＣＳ１００Ｍ２の通信タイミングが進んでいるか（−）、遅れているか（＋）を示す。時間的ずれの値は、ＣＳ１００Ｍ１とＣＳ１００Ｍ２の通信タイミングのずれの大きさを示し、例えばビット数又は時間により示される。従って、時間的ずれの情報は、＋１ビット、−１ビットのように表わされてもよい。

なお、時間的ずれの検出精度は、例えば１／１２（ビット）である。１ビットは、例えば８６８ナノ秒である。時間的ずれの値は、具体的な秒数の情報であってもよい。

続いて、学習処理部１１０は、測定された時間的ずれの情報を記憶部１０９へ保存する（ステップＳ１０６）。

続いて、学習処理部１１０は、タイマを参照し、学習タイミングが終了したかどうかを判定する（ステップＳ１０７）。例えば、学習処理部１１０は、学習タイミングの開始時点から１０秒経過したかを判定する。学習タイミングが終了していない場合、ステップＳ１０５の処理に戻る。

一方、学習タイミングが終了した場合、学習処理部１１０は、学習タイミングにおいて記憶部１０９に保存された時間的ずれの情報に基づいて、自走状態における通信タイミングの補正パラメータを決定する。補正パラメータは、例えば、時間的ずれの情報が、＋１ビットの場合には−１ビット、−１ビットの場合には＋１ビットとなる。

図１１は、ＣＳ１００Ｍ２が、通信タイミング補正部１０７により補正パラメータを用いて通信タイミングを補正する例を示す。図１１では、自走状態では５秒につき＋１ビットずつ時間的ずれが発生することを示している。この場合、補正パラメータは、５秒あたり−１ビット（−１ｂｉｔ／５ｓｅｃ）となる。

このようにＣＳ１００Ｍ２は、学習処理部１１０による学習により補正パラメータを決定することで、自走状態におけるＣＳ１００の時間的ずれの傾向に応じて、通信タイミングを補正できる。従って、ＣＳ１００は、見失い状態に陥っても通信タイミングを安定的に維持できる。

図１２は見失い状態におけるＣＳ１００Ｍ１の動作例を示すフローチャートである。図１３は、同期状態を判定するＣＳ１００Ｍの動作例を示すフローチャートである。次に図１２および図１３のフローチャートに基づいて、見失い状態におけるＣＳ１００の動作例について説明する。ここでは、見失い状態にあるＣＳ１００をＣＳ１００Ｍ１とし、ＣＳ１００Ｍ１から同期状態の判定要求を受け、ＣＳ１００Ｍ１との同期状態を判定するＣＳ１００をＣＳ１００Ｍとする。なお、図１２，図１３の処理では、ＣＳ１００の図示しないタイマ（例えばＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ））が計時する。

図１２および図１３が示す例では、ＣＳ１００Ｍ１がＣＳ１００Ｍからの同期信号を見失い、有線ネットワークを経由してＣＳ１００Ｍに対して、ＣＳ１００Ｍ１の時間的ずれの具合を問い合わせる。問い合わせを受けたＣＳ１００Ｍは、問い合わせ元のＣＳ１００Ｍ１の同期信号を受信し、時間的ずれの情報を取得し、時間的ずれの情報をＣＳ１００Ｍ１へ通知する。ＣＳ１００Ｍ１は、通知された時間的ずれの情報を基に、通信タイミングを補正する。なお、見失い状態では、ＣＳ１００Ｍ１は、学習処理により決定された補正パラメータにより通信タイミングを補正する。

以下、図１２について詳細に説明する。まず、ＣＳ１００Ｍ１の無線通信判定部１０４は、ＣＳ１００Ｍ１が見失い状態にあるかどうかを判定する（ステップＳ２０１）。例えば、無線通信判定部１０４は、一定期間以上、ＣＳ１００Ｍからの同期信号を受信していないかどうかを判定する。ＣＳ１００Ｍ１が見失い状態にない場合、以下の処理は行わずに終了する。

ＣＳ１００Ｍ１が見失い状態にある場合、前述のように有線通信部１０３は有線ネットワークを介して、同期状態の判定を依頼する旨の同期状態確認信号を送信する。

その際、同期状態確認信号にはＣＳ１００Ｍ１の同期信号を送信するチャネル（ＣＨ）及びスロット（ＳＬ）の情報を含めて送信し、そのＣＨおよびＳＬでスキャンを要求する（ステップＳ２０２）。有線ネットワークを介して同期状態確認信号を受信した他のＣＳ（たとえばＣＳ１００Ｍ）は、判定要求元であるＣＳ１００Ｍ１の同期信号を受信し、判定処理を行い、時間的ずれの情報を含む同期状態応答信号は有線ネットワークを介してＣＳ１００Ｍ１へ送信される。なお、判定要求元のＣＳ１００Ｍ１の同期信号を送信するチャネル及びスロットの情報は、前記同期状態確認信号に含まれて送信されてもよいし、別の通信信号に含めて送信されてもよい。

続いて、ＣＳ１００Ｍ１の有線通信部１０３は、他のＣＳ（たとえばＣＳ１００Ｍ）から送り返される同期状態応答信号を受信し、それにより時間的ずれの情報を取得する（ステップＳ２０３）。時間的ずれの情報には、ＣＳ１００Ｍに対するＣＳ１００Ｍ１の時間的ずれの方向及び時間的ずれの値を含む。また、判定要求先のＣＳ１００Ｍから送り返される同期状態応答信号には、そのＣＳ１００Ｍが同期信号を送信するチャネル及びスロットの情報も含まれており、ＣＳ１００Ｍ１の有線通信部１０３は、有線ネットワークを介してＣＳ１００Ｍから送られてくるＣＳ１００Ｍの同期信号の伝送チャネル及びスロットの情報を受信する。

続いて、通信タイミング補正部１０７は、ＣＳ１００Ｍからの時間的ずれの情報に基づいて、通信タイミングを補正する（ステップＳ２０４）。なお、ステップＳ２０２〜Ｓ２０５の処理はネットワーク補正に相当する。

続いて、通信タイミング補正部１０７は、ＣＳ１００Ｍからの時間的ずれの情報に基づいて、記憶部１０９に記憶された補正パラメータを補正（調整）する（ステップＳ２０５）。

続いて、通信タイミング補正部１０７は、受信されたＣＳ１００Ｍの同期信号の伝送チャネル及びスロットの情報に基づいて、同期対象の伝送チャネル及びスロットに一致するか否かをチェックし、同期が確立している伝送スロット及びチャネルが正しいか否かを確認する（ステップＳ２０６）。

続いて、通信タイミング補正部１０７は、同期対象の伝送チャネル及びスロットの情報をチェックの結果、同期する伝送チャネル及びスロットの情報を変更すべきかどうかを判定する（ステップＳ２０７）。同期すべきＣＳが同期信号を送信する伝送チャネル及びスロットの情報は、記憶部１０９に記憶されている。例えば、ＣＳ１００Ｍの同期信号に同期すべきであれば、通信タイミング補正部１０７は、取得した同期信号の伝送チャネル及びスロットと、記憶部１０９に記憶されている伝送チャネル及びスロットの情報が異なる場合には同期対象の伝送チャネル及びスロットを変更すると判定する。また通信タイミング補正部１０７は、取得した同期信号の伝送チャネル及びスロットと、記憶部１０９に記憶されている伝送チャネル及びスロットの情報が同じ場合には変更しないと判定する。

伝送チャネル及びスロットの情報を変更すると判定された場合、通信タイミング補正部１０７は、同期する伝送チャネル及びスロットを切り替える（ステップＳ２０８）。通信タイミング補正部１０７は、切り替えられた伝送チャネル及びスロットの情報を記憶部１０９へ保存する。

なお、図１２の処理によれば、学習処理における補正パラメータの決定を修正できる。学習処理における補正パラメータの正確性は不十分であることがある。学習処理における補正パラメータを、ＣＳ１００Ｍからの時間的ずれの情報に基づいて補正することで、高精度の補正パラメータが得られる。

次に図１３に基づいて説明する。
判定要求先のＣＳ（例えばＣＳ１００Ｍ）の有線通信部１０３は、見失い状態にある判定要求元のＣＳ１００Ｍ１から同期状態確認信号を受信する（ステップＳ３０１）。また判定要求先のＣＳ１００Ｍの有線通信部１０３は、ＣＳ１００Ｍ１の同期信号の伝送チャネル及びスロットの情報をＣＳ１００Ｍ１から受信する（ステップＳ３０２）。ＣＳ１００Ｍ１の同期信号の伝送チャネル及びスロットの情報は、同期状態確認信号に含まれて送信されてもよいし、別の通信信号に含めて送信されてもよい。また、予め記憶部１０９にＣＳ１００Ｍ１の同期信号の伝送チャネル及びスロットの情報が記憶されている場合、この送受信を省略してもよい。

続いて、判定要求先のＣＳ１００Ｍの同期状態判定部１０８は、無線通信部１０１により判定要求元のＣＳ１００Ｍ１が発する同期信号をスキャンし、同期信号が含まれていたチャネル及びスロットの情報を取得する（ステップＳ３０３）。

続いて、判定要求先のＣＳ１００Ｍの同期状態判定部１０８は、有線通信部１０３により受信されたチャネル及びスロットの情報に基づいて判定要求元のＣＳ１００Ｍ１が発する同期信号をスキャンする。同期状態判定部１０８は、スキャンにより受信出来た同期信号の受信タイミングと、ＣＳ１００Ｍ１からの同期信号の受信予定タイミングとの時間的なずれを測定することによって、ＣＳ１００ＭとＣＳ１００Ｍ１との同期状態を判定する。例えば、同期状態判定部１０８は、ＣＳ１００Ｍ１から受信できた同期信号の受信タイミングと受信予定タイミングとの時間的な差分に基づいて、同期状態を判定する。同期状態の判定により、同期状態判定部１０８は、ＣＳ１００Ｍに対するＣＳ１００Ｍ１の時間的ずれの情報を取得する（ステップＳ３０４）。

続いて、判定要求先のＣＳの有線通信部１０３は、同期状態判定部１０８により取得された時間的ずれの情報を、同期状態応答信号に含めて有線ネットワークを介してＣＳ１００Ｍ１へ送信する（ステップＳ３０５）。また判定要求先のＣＳ１００Ｍの有線通信部１０３は、自身のＣＳ１００Ｍが送信する同期信号の伝送チャネル及びスロットの情報についても、同期状態応答信号に含めてＣＳ１００Ｍ１へ送信する（ステップＳ３０６）。

このように図１３の処理によれば、判定要求先のＣＳ１００Ｍは、要求元のＣＳ１００Ｍ１からの同期状態の判定要求に対して、有線ネットワークを介して、要求元と要求先との時間的ずれの情報を通知できる。ＣＳ１００Ｍ１が見失い状態にあることから無線ネットワークの信用性は低いが、有線ネットワークを利用することで、確実に時間的ずれの情報を通知できる。

図１４はＣＳ１００Ｍ１で時間的なずれが生じた場合、判定要求元のＣＳ１００Ｍ１が補正パラメータ及びネットワーク補正により通信タイミングを補正し、補正パラメータを補正する例を示す。

図１４の例では、正常状態における学習処理により決定された補正パラメータが５秒につき−１ビット（−１ｂｉｔ／５ｓｅｃ）である。ネットワーク補正がされない間は、補正パラメータが５秒につき−１ビットが補正されるだけであり、徐々に時間的なずれが大きくなってくる。

時間的ずれのない初期時点を０秒とすると、図１４の例では１５秒毎にネットワーク補正される。ネットワーク補正によってＣＳ１００Ｍからの時間的ずれの情報が取得された場合、１５秒時点において＋３ビットを除去するため−３ビット補正をするように通知されるが、前述の学習処理により決められた補正パラメータが５秒につき−１ビットであるため、通信タイミング補正部１０７では両方の補正値が足されて、１５秒時点において−４ビットの補正が為される。また、１５秒時点において、通信タイミング補正部１０７は、例えば補正パラメータを、４秒につき−１ビット（−１ｂｉｔ／４ｓｅｃ）に補正する。このような補正パラメータの変更により時間的なずれの幅は小さくなる。

次の３０秒時点では、ネットワーク補正によってＣＳ１００Ｍから、＋２ビットを除去するため−２ビット補正をするように通知される。この場合も前述の学習処理により決められた補正パラメータが５秒につき−１ビットであるため、通信タイミング補正部１０７では両方の補正値が足されて、３０秒時点において−３ビットの補正が為される。また、同時点において、通信タイミング補正部１０７は、例えば補正パラメータを３秒につき−１ビット（−１ｂｉｔ／３ｓｅｃ）に補正する。これにより、時間的なずれは３秒毎にほぼ０となり、４５秒時点においてもネットワーク補正（ＮＷ補正）は０ビットとなる。

このように、学習処理により決定された補正パラメータが適切なパラメータであるか否かを、判定要求先ＣＳ１００Ｍの同期信号スキャンおよび受信出来た同期信号の受信タイミングと受信予定タイミングとの時間的なずれを測定することにより評価できる。ＣＳ１００Ｍによる評価結果（時間的ずれの情報）は判定要求元のＣＳ１００Ｍ１に通知されるので、ＣＳ１００Ｍ１は、通信タイミング及び補正パラメータを改善できる。

次に、同期状態の判定要求先の優先順位について説明する。
図１５は、通信システム１０００における複数のＣＳの階層構造の一例を示す図である。図１５では、複数のＣＳ（ＣＳ０〜ＣＳ１０）の中のＣＳ２が見失い状態となることを想定する。

ＣＳ２は、通常状態では、一段階上位の階層に配置されたＣＳ１からの同期信号を用いて同期する。

ＣＳ２は、ＣＳ１からの同期信号を見失った場合、ＣＳ２よりも上位の階層のＣＳ１００へ同期状態の判定を要求する。従って、ＣＳ２の同期状態の判定要求先は、ＣＳ０，ＣＳ１，ＣＳ４のいずれかである。なお、ＣＳ２よりも下位の階層のＣＳ１００は、基本的にＣＳ２の同期信号に基づいて同期する装置であるため、同期状態の判定要求先としての優先順位は低い。

また、ＣＳ２は、ＣＳ２と同階層のＣＳ１００へ同期状態の判定を要求してもよい。これにより、同期状態の判定要求先の選択肢が増加し、時間的ずれの情報できる可能性が増大する。

また、ＣＳ２では、記憶部１０９が、同期状態の判定要求先の優先順位の情報をＣＳ候補リストとして、予め保持してもよい。この場合、有線通信部１０３は、ＣＳ候補リストに基づいて、同期状態確認信号の送信先を決定する。

例えば、ＣＳ２による同期状態の判定要求先の優先順位は、ＣＳ１→ＣＳ４→ＣＳ５→ＣＳ６→ＣＳ３、である。ＣＳ３の優先度が低いのは、最も優先度の高いＣＳ１の同期信号を見失った場合には、例えばＣＳ１の電源がオフである又は無線環境が劣悪である可能性があり、ＣＳ３の同期信号を確認できない可能性が高いためである。優先順位の情報を用いることで、予め意図した順番により、同期状態を確認できる。

さらに、ＣＳ２は、所定順位のＣＳまで同期状態の判定を要求しても、同期状態応答信号が得られない場合、ＣＳ候補リストに含まれるＣＳのうち、未だ同期状態の判定を要求していない他のＣＳに対して、同期状態の判定要求をブロードキャスト送信してもよい。これにより、同期状態の判定できるＣＳ１００を早期に発見でき、早期に通信タイミングを維持できる。

次に、ＣＳ１００がＰＳ２００に同期状態の判定を要求することについて説明する。
図１６は、ＣＳ１００Ｍ２の見失い状態における同期信号の送受信タイミングとＰＳ２００の同期信号の受信タイミングとを示す図である。

例えば、ＣＳ１００Ｍ２は、見失い状態において、ＣＳ１００Ｍ１からの同期状態確認信号を有線通信により確認できない場合、ＰＳ２００を介して同期状態の判定を要求してもよい。これにより、同期状態を判定できる可能性が高くなる。

まず、ＣＳ１００Ｍ２の無線通信部１０１が、ＰＳ２００に対して、同期状態の判定を要求する。つまり、ＣＳ１００Ｍ２は、ＰＳ２００に対して同期状態確認のための同期状態確認信号を送信する。例えば、同期状態の判定要求には、ＣＳ１００Ｍ２の同期信号の伝送チャネル及びスロットの少なくとも一方の情報と、同期マスタとしてのＣＳ１００Ｍ１の同期信号の伝送チャネル及びスロットの少なくとも一方の情報と、が含まれる。ＣＳ１００Ｍ１の同期信号の伝送チャネル及びスロットの少なくとも一方の情報は、例えばＣＳ１００Ｍ１が記憶部１０９に予め記憶している。同期状態の判定要求には、有線ネットワークを用いない。

続いて、ＰＳ２００は、無線ネットワークを介して同期状態の判定要求を受信し、要求元のＣＳ１００Ｍ２及び要求先のＣＳ１００Ｍ１の同期信号の伝送チャネル及びスロットの情報を取得する。なお、ＰＳ２００は、ＣＳ１００Ｍ１の同期信号の伝送チャネル及びスロットの情報を得るため、ＣＳ１００Ｍ１に問い合わせてもよい。

続いて、ＰＳ２００は、例えば取得した各伝送チャネル及びスロットの情報に基づいて、各受信窓を設定する。ＰＳ２００は、無線ネットワークを介してＣＳ１００Ｍ１及びＣＳ１００Ｍ２の同期信号を受信する。

ＰＳ２００は、各受信窓における同期信号の受信位置に基づいて、ＣＳ１００Ｍ１とＣＳ１００Ｍとの同期状態を判定する。ＰＳ２００は、同期状態の判定結果を含む時間的ずれの情報を、無線ネットワークを介してＣＳ１００Ｍ１に通知する。ＰＳ２００が送信する時間的ずれの情報を含む信号は、同期状態応答信号の一例である。

従って、ＣＳ１００Ｍ１は、ＰＳ２００からの時間的ずれの情報を取得することで、他のＣＳ１００（例えばＣＳ１００Ｍ）との間において有線ネットワークを利用できなくても、他のＣＳ１００との同期状態を確認できる。

なお、図７〜図９のように、同期信号の通信フレームに、ＳｙｎｃｗｏｒｄとともにＣＳ１００のＩＤを含めることで、ＰＳ２００が同期信号の送信元を高精度に識別できる。従って、ＰＳ２００による同期状態の判定精度を向上できる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。

本発明は、所定の同期信号を受信しなかった場合であっても、複数の基地局が高精度に同期できる基地局装置、通信システム、及び同期方法等に有用である。

１０００ 通信システム
１００ 基地局装置（ＣＳ）
１０１ 無線通信部
１０２ アンテナ部
１０３ 有線通信部
１０４ 無線通信判定部
１０５ クロック生成部
１０６ 通信タイミング決定部
１０７ 通信タイミング補正部
１０８ 同期状態判定部
１０９ 記憶部
１１０ 学習処理部
２００ 通信端末（ＰＳ）
３００ ＳＩＰサーバ
４００ 電話機
５００ ルータ
６００ 外部ネットワーク

Claims (22)

1. 他の基地局装置と時分割方式により通信する基地局装置であって、
   前記他の通信装置と無線ネットワークを介して通信する無線通信部と、
   前記他の通信装置と有線ネットワークを介して通信する有線通信部と、
   前記無線通信部による通信信号の通信タイミングを決定する通信タイミング決定部と、
   前記通信タイミング決定部により決定された通信タイミングを補正する通信タイミング補正部と、
   を備え、
   前記有線通信部は、前記無線通信部により前記他の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、前記他の基地局装置と当該基地局装置との同期状態を確認するための同期状態確認信号を送信し、前記同期状態の判定結果を含む同期状態応答信号を受信し、
   前記通信タイミング補正部は、前記有線通信部により受信された同期状態応答信号に基づいて、前記通信タイミングを補正する基地局装置。
2. 請求項１に記載の基地局装置であって、
   前記有線通信部は、前記無線通信部により第１の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、前記同期状態確認信号を前記第１の基地局装置へ送信し、前記第１の基地局装置から前記同期状態応答信号を受信する基地局装置。
3. 請求項１または２に記載の基地局装置であって、
   前記有線通信部は、前記無線通信部により第１の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、前記同期状態確認信号を前記第１の基地局以外の前記第２の基地局装置へ送信し、前記第２の基地局装置から前記同期状態応答信号を受信する基地局装置。
4. 請求項３に記載の基地局装置であって、
   前記有線通信部は、前記第１の基地局装置への同期状態確認信号に対する前記同期状態応答信号を受信しなかった場合、前記第１の基地局装置よりも上位の階層の前記第２の基地局装置へ前記同期状態確認信号を送信する基地局装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の基地局装置であって、更に、
   前記有線通信部は、前記同期状態確認信号を送信する対象の基地局装置の優先順位の情報に基づいて前記対象の基地局装置を決定し、決定された前記対象の基地局装置へ前記同期状態確認信号を送信し、前記対象の基地局装置から前記同期状態応答信号を受信する基地局装置。
6. 請求項５に記載の基地局装置であって、更に、
   前記有線通信部は、前記優先順位が高い順に、前記他の基地局装置へ前記同期状態確認信号を送信する基地局装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の基地局装置であって、
   前記同期状態確認信号は、当該基地局装置の前記同期信号が伝送される時間位置の情報を含む基地局装置。
8. 請求項７に記載の基地局装置であって、
   前記同期状態確認信号は、当該基地局装置の前記同期信号が伝送される伝送チャネル及び伝送スロットの情報の少なくとも一方を含む基地局装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の基地局装置であって、
   前記同期状態応答信号は、当該基地局装置と前記同期状態確認信号の送信先の前記他の基地局との時間的ずれの方向及び値の情報を含む基地局装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の基地局装置であって、
    前記有線通信部は、前記同期状態確認信号を所定の時間間隔において定期的に送信する基地局装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の基地局装置であって、更に、
    当該基地局装置と前記他の基地局装置とが非同期である非同期状態における当該基地局装置と前記他の基地局装置との時間的ずれを測定する学習処理部と、
    前記学習処理部により測定された時間的ずれの情報に基づいて、前記通信タイミング補正部により前記通信タイミングを補正するための補正パラメータを決定する補正パラメータ決定部と、
    を備える基地局装置。
12. 請求項１１に記載の基地局装置であって、
    前記通信タイミング補正部は、前記無線通信部により前記他の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、前記補正パラメータ決定部により決定された補正パラメータに基づいて、前記通信タイミングを補正する基地局装置。
13. 請求項１１または１２に記載の基地局装置であって、
    前記補正パラメータ決定部は、前記同期状態応答信号に基づいて、前記補正パラメータを補正する基地局装置。
14. 請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の基地局装置であって、
    前記同期信号は、複数の基地局装置が同期するための同期情報と、前記同期信号の送信元の基地局装置の識別情報と、を含む基地局装置。
15. 請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の基地局装置であって、
    前記無線通信部は、当該基地局装置と通信する通信端末に対して、前記同期状態確認信号を送信し、前記通信端末から前記同期状態応答信号を受信する基地局装置。
16. 請求項１５に記載の基地局装置であって、
    前記無線通信部は、前記有線通信部により前記他の基地局装置から前記同期状態応答信号を受信しなかった場合、前記同期状態確認信号を前記通信端末へ送信する基地局装置。
17. 請求項１５または１６に記載の基地局装置であって、更に、
    前記同期状態確認信号は、前記他の基地局装置の同期信号が伝送される伝送チャネル及び伝送スロットの少なくとも一方の情報を含む基地局装置。
18. 請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の基地局装置であって、更に、
    前記有線通信部により前記同期状態確認信号を受信した場合、前記同期状態を判定する同期状態判定部を備え、
    前記同期状態判定部は、前記無線通信部により受信された前記同期信号の受信タイミングと、前記同期信号の受信予定タイミングと、の差分に基づいて、前記同期状態を判定し、
    前記有線通信部は、前記同期状態判定部により判定された同期状態の判定結果を含む同期状態応答信号を送信する基地局装置。
19. 請求項１８に記載の基地局装置であって、
    前記同期状態判定部は、前記無線通信部により受信された前記同期信号に含まれる同期情報の受信タイミングと、前記同期情報の受信予定タイミングと、の差分に基づいて、前記同期状態を判定する基地局装置。
20. 第１の基地局装置及び第２の基地局装置を含む複数の基地局装置が時分割方式により通信する通信システムであって、
    前記第１の基地局装置は、
    前記他の通信装置と無線ネットワークを介して通信する無線通信部と、
    前記他の通信装置と有線ネットワークを介して通信する有線通信部と、
    前記無線通信部による通信信号の通信タイミングを決定する通信タイミング決定部と、
    前記通信タイミング決定部により決定された通信タイミングを補正する通信タイミング補正部と、
    を備え、
    前記有線通信部は、前記無線通信部により前記第２の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置との同期状態を確認するための同期状態確認信号を、前記第１の基地局以外の他の基地局装置へ送信し、
    前記他の基地局装置は、有線ネットワークを介して前記同期状態確認信号を受信し、前記無線ネットワークを介して受信された前記同期信号の受信タイミングと、前記同期信号の受信予定タイミングと、の差分に基づいて前記同期状態を判定し、前記同期状態の判定結果を含む同期状態応答信号を送信し、
    前記有線通信部は、前記同期状態応答信号を受信し、
    前記通信タイミング補正部は、前記有線通信部により受信された同期状態応答信号に基づいて、前記通信タイミングを補正する通信システム。
21. 請求項２０に記載の通信システムであって、更に、
    前記第１の基地局装置と通信する通信端末を備え、
    前記無線通信部は、前記通信端末に対して前記同期状態確認信号を送信し、
    前記通信端末は、前記同期状態確認信号を受信し、前記第１の基地局装置からの同期信号の受信タイミングと、前記第２の基地局装置からの同期信号の受信タイミングと、の差分に基づいて、前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置との同期状態を判定し、前記同期状態の判定結果を含む前記同期状態応答信号を送信し、
    前記無線通信部は、前記通信端末からの前記同期状態応答信号を受信する通信システム。
22. 他の基地局装置と時分割方式により通信する基地局装置における同期方法であって、
    前記他の通信装置と無線ネットワークを介して通信する無線通信ステップと、
    前記他の通信装置と有線ネットワークを介して通信する有線通信ステップと、
    前記無線通信ステップにおける通信信号の通信タイミングを決定する通信タイミング決定ステップと、
    前記決定された通信タイミングを補正する通信タイミング補正ステップと、
    を有し、
    前記有線通信ステップでは、前記無線通信部により前記他の基地局装置からの同期信号を所定の受信タイミングにおいて受信しなかった場合、前記他の基地局装置と当該基地局装置との同期状態を確認するための同期状態確認信号を送信し、前記同期状態の判定結果を含む同期状態応答信号を受信し、
    前記通信タイミング補正ステップでは、前記受信された同期状態応答信号に基づいて、前記通信タイミングを補正する同期方法。

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