JP5355908B2 - 無線通信システム及び基地局装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム及び基地局装置に関するものである。

ＷｉＭＡＸのように移動端末が通信可能な無線通信システムにおいては、基地局が各地に多数設置される。各基地局がカバーするエリア（セル）内にある移動端末は、当該エリアをカバーする基地局との間で通信を行うことができる。

移動端末が移動することにより、移動端末の通信相手となる基地局は変更されるが、基地局が変更される際、移動端末は、同時に二つの基地局（サービング基地局とターゲット基地局）からの信号を受けることになる。
このため、移動端末の基地局間移動をスムーズに行うには、隣接する基地局間で、送信タイミングが揃っている基地局間同期が確保されている必要がある。

基地局間同期がとれていると、移動端末の基地局間移動の際、移動端末が同時に二つの基地局からの信号を受信でき、基地局間移動をスムーズに行える。
ここで、基地局間同期のための技術としては、例えば、特許文献１記載のものがある。
特開昭５９−６６４２号公報

基地局間同期をとるには、特許文献１のように、各基地局装置が、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、各基地局が共通の同期信号によって動作することが考えられる。
しかし、ＧＰＳ信号を利用して同期をとる場合、各基地局装置が、ＧＰＳ受信機を備える必要があり、大型化・コストアップを招く。また、室内等のＧＰＳ信号を受信できない環境に設置される基地局装置の場合、基地局間同期をとることが不可能になる。

そこで、隣接する他の基地局が送信した信号（プリアンブル、ミッドアンブル、パイロット信号など）の受信波を用いて、隣接する当該他の基地局の送信タイミングを検出し、当該送信タイミングで同期をとる同期処理を行うことが考えられる。
この場合、移動端末との通信を行う周波数と同じ周波数を用いた無線通信で同期をとれるので、ＧＰＳ信号を受信する場合のＧＰＳ受信機のように同期用の特別な受信系が必要ない。
このため、基地局の小型化・コストダウンを図ることができ、室内等に設置される小型の基地局として適したものとなる。

上記のように、基地局は、他の基地局の送信タイミングを検出すると、そのタイミングを自装置の送信タイミングとして用いて、信号を送信できるようになる。すると、その基地局を同期先として、さらに他の基地局が同期をとることができる。

上記のようにして他の基地局に対して同期するようにした場合、停電からの復旧時の際に、複数の基地局が一斉に再起動すると、それぞれの基地局が他の基地局からの信号を探索することになるが、一斉に再起動した直後はどの基地局も信号を送信していないため、いずれの基地局も基地局間同期がとれなくなってしまう。

つまり、同期可能な他の基地局を見つけることができなかった基地局は、自らのクロックで動作するしかなく、基地局間同期がとれない状態となる。

そこで、本発明は、複数の基地局が一斉に起動しても、各基地局装置が同期をとれるようにすることを目的とする。

本発明は、複数の基地局装置を有する無線通信システムであって、前記基地局装置は、起動直後又は再起動直後に同期処理を実行する手段を備えるとともに、前記同期処理が終了すると、他の基地局装置が基地局間同期をとるために用いられる同期信号を送信するよう構成され、前記複数の基地局装置には、起動直後又は再起動直後における前記同期処理の開始を遅延させるための待機時間が設定され、前記複数の基地局装置には、前記待機時間の長さが異なる基地局装置が含まれていることを特徴とする無線通信システムである。

上記本発明によれば、複数の基地局装置が一斉に起動しても、同期処理の実行時期がずれるため、各基地局装置が同期をとることが可能である。

前記複数の基地局装置には、基地局間同期のために他の基地局装置から同期信号を取得する必要がないマスタ基地局装置を含み、各基地局装置の前記待機時間は、前記マスタ基地局装置が最も短く、前記マスタ基地局装置以外の他の基地局装置はマスタ基地局装置よりも長くなるように設定されているのが好ましい。
この場合、マスタ基地局装置が最も早く同期処理を行うため、他の基地局装置は、マスタ基地局装置に同期することが可能となる。

前記マスタ基地局装置以外の他の基地局装置は、前記マスタ基地局装置との位置関係に応じて、前記待機時間が設定されているのが好ましい。

基地局装置に係る本発明は、他の基地局装置からの同期信号を取得して基地局間同期をとるための同期処理を基地局装置の起動直後又は再起動直後に行う手段と、基地局装置の起動直後又は再起動直後における前記同期処理の開始を遅延させるための待機時間を確保する待機手段と、を備えていることを特徴とする。

この場合、各基地局装置の待機時間を異ならせることで、同期処理の実行時期をずらすことができる。

前記待機手段は、記憶手段に記憶された待機時間情報に基づいて待機時間を決定するのが好ましい。この場合、待機時間情報を基地局装置毎に異ならせることで、同期処理の実行時期をずらすことができる。

前記待機手段は、待機時間をランダムに決定するのが好ましい。この場合、各基地局装置の待機時間を異ならせるのが容易である。

本発明によれば、複数の基地局が一斉に起動しても、各基地局装置が同期をとることが可能である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、複数の基地局装置（ＢＳ：Base Station）１，１ａ，１ｂ，１ｃ・・・を有する無線通信システムを示している。この無線通信システムでは、例えば、広帯域無線通信を実現するために直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）方式をサポートするＩＥＥＥ８０２．１６に規定される「ＷｉＭＡＸ」に準拠した方式が採用されている。

図２に示すように、ＷｉＭＡＸにおける一つのフレームは、既知信号であるプリアンブル（Preamble）を含むダウンリンクサブフレーム（ＤＬ）、アップリンクサブフレーム（ＵＬ）を時間軸方向に並べて構成されている。なお、一つのフレームの長さは、５ｍｓｅｃである。また、プリアンブルは、使用される周波数及び符号を異ならせることによって複数のパターンが用意されている。

図３は、隣接する基地局装置（ＢＳ１，ＢＳ２）がカバーするエリア（セル）Ｅ１，Ｅ２の様子を示している。また、図３には、基地局装置との間で通信を行う移動端末（ＭＳ：Mobile Station）２が、一方の基地局装置ＢＳ２から隣接する他方の基地局装置Ｂ１へ移動する様子も示した。

移動端末ＭＳが基地局間移動を行う場合、現在、通信を行っているサービング基地局装置ＢＳ２、及び、次に通信を行うターゲット基地局装置ＢＳ１の両方と通信を行うことになるが、隣接する基地局装置ＢＳ１，ＢＳ２で同期がとれていると、図４に示すように、移動端末ＭＳからみて、各基地局ＢＳ１，ＢＳ２からの送信タイミング（ダウンリンクサブフレームのタイミング）と、各基地局ＢＳ１，ＢＳ２の受信タイミング（アップリングサブフレームのタイミング）とが、それぞれ一致する。この結果、移動端末ＭＳは、二つの基地局装置からの信号を受信することができ、スムーズに基地局間移動が行える。

図１に戻り、本実施形態に係る無線通信システムは、基地局装置１，１ａ，１ｂ，１ｃとして、マスタ基地局装置（以下、「マスタＢＳ」という）１とスレーブ基地局装置（以下、「スレーブＢＳ」という）１ａ，１ｂ，１ｃとを有している。本実施形態の基地局装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、ＧＰＳ受信機を有していないため、小型化・コスト低減が可能である。また、建物内部などＧＰＳ信号を受信し難い場所でも設置することができる。ただし、マスタＢＳ１は、高精度のクロック発生器を有しているのが好ましい。

マスタＢＳ１は、基地局間同期のためのタイミングを他の基地局装置１ａ，１ｂ，１ｃが送信した信号の受信波から取得する必要がない基地局装置であり、本実施形態では、自装置が発生する同期信号（クロック）に基づいて信号の送信タイミングを決定する自走マスタ基地局装置として構成されている。なお、マスタＢＳ１は、ＧＰＳ受信機を備え、ＧＰＳ信号を用いて信号の送信タイミングを決定するものであってもよい。

スレーブＢＳ１ａ，１ｂ，１ｃは、基地局間同期のためのタイミングを、他の基地局装置１，１ａ，１ｂ，１ｃが送信した信号の受信波から検出して取得する基地局装置である。スレーブＢＳ１ａ，１，１ｃは、他の複数の基地局装置（マスタ基地局装置又は他のスレーブ基地局装置）のうち、一の基地局装置を、ソース基地局装置（以下、「ソースＢＳ」という）として選択し、当該ソースＢＳが送信した同期信号（プリアンブル；既知信号）の受信波（ソース受信波）を検出して、基地局間同期のためのタイミング（信号の送信タイミング）を取得する。

スレーブＢＳ１ａ，１ｂ，１ｃは、どの基地局装置からの受信波を用いて同期をとるかを、自律的に選択できる自律同期型の基地局装置として構成されている。

マスタＢＳ１及びスレーブＢＳ１ａ，１ｂ，１ｃは、受信した信号を処理する処理部（プロセッサ）と、前記処理部によって実行されるコンピュータプログラム及び必要な情報（設定情報等）が記録されたメモリと、を有している。
図５及び図６は、基地局１，１ａ，１ｂ，１ｃのプロセッサが前記コンピュータプログラムを実行することによって実現される機能を示している。なお、図５及び図６に示す機能は、専らスレーブＢＳによって利用されるが、マスタＢＳ１も備えている。

図５に示すように、基地局１，１ａ，１ｂ，１ｃは、自装置が、基地局間同期のために他の基地局からの受信波を必要とするスレーブ基地局装置１ａ，１ｂ，１ｃであるか、基地局間同期のために他の基地局からの受信波を必要としないマスタ基地局装置１であるかを判定する判定部１１を備えている。この判定部１１によって、自装置がマスタ基地局装置１であると判定されると、自装置が有するクロック発生器（図示省略）によって発生するクロックを同期信号として、送信タイミングを決定する。
したがって、他の基地局装置１ａ，１ｂ，１ｃは、マスタＢＳが自ら決定した送信タイミングで送信した信号を受け、その受信波のタイミングと同期をとることが可能となる。

判定部１１によって、自装置がスレーブ基地局装置１ａ，１ｂ，１ｃであると判定されると、基地局は、他の基地局（ソースＢＳ）から送信されたプリアンブル（同期用信号）を含む受信波によって、プリアンブルのタイミングを検出し、同期をとるための処理を行う。
ソースＢＳは、信号を送信している基地局装置であればよいため、マスタＢＳがなってもよいし、スレーブＢＳがなってもよい。本実施形態の無線通信システムは、少なくとも一つのマスタＢＳを含むため、当該マスタＢＳとの間で直接又は間接的に基地局間同期をとることができる。

図５に示すように、基地局１，１ａ，１ｂ，１ｃは、自装置に隣接する基地局からの受信波をスキャニングするスキャニング部１２を備えている。
スキャニング部１２は、受信可能な信号を受信し、それらのＲＳＳＩ、プリアンブルのタイミング（タイミングオフセット）を算出する。
スキャニング部１２の実行時期は、制御部１６によって制御される。

スキャニング部１２は、他の基地局装置が使用する可能性のある複数のプリアンブルパターン（使用周波数や符号が異なるもの）を既知パターンとしてメモリに有している。スキャニング部１２は、既知のプリアンブルパターンを用いて、受信波に含まれるプリアンブルの種類を特定するとともに、プリアンブルのＲＳＳＩ（受信波強度）及びタイミングを検出する。

図７は、プリアンブルのタイミングを検出する方法の一例を示している。プリアンブルは既知信号であるから、プリアンブルの信号波形も既知である。サンプリング後の受信信号をＸ（ｔ）、プリアンブルの離散時間領域での信号をＰ（ｎ）（ｎ＝１，・・・，Ｎ−１）とすると、図７（ａ）に示す受信波Ｘ（ｔ）に対して、時間方向にＰ（ｎ）のスライディング相関をとる。
スキャニング部１２は、このスライディング相関を複数種類のプリアンブルパターンについて行うことで、受信波と一致したパターン（最も高い相関が生じたパターン）を受信波のプリアンブルパターンとして特定できる。また、その相関値は、受信波強度（ＲＳＳＩ）となる。
また、スキャニング部１２は、図７（ｂ）に示すように、受信波Ｘ（ｔ）とＰ（ｎ）相関値がピークをとった位置を、プリアンブルのタイミングとして検出することができる。

なお、検出された受信波のうち、ＲＳＳＩが、ＲＳＳＩ閾値ＴＲを超えないものは、受信波強度が弱すぎるものとして、ソースＢＳ選択には用いない。

スキャニング部１２によって特定されたプリアンブルパターンを示す情報、タイミング、及びＲＳＳＩの組み合わせ（測定結果）は、収集部１３によってメモリに保存され、後述の選択部１４によって参照可能とされる。

なお、プリアンブルのパターンは複数種用意されているため、複数の基地局それぞれが異なるパターンのプリアンブルを用いることで、複数の受信波をほぼ同時に受信したとしても、それぞれの受信波におけるＲＳＳＩやタイミングなどの特性を、受信波ごとに区別して検出することができる。

さて、スキャニング部１２によってスキャニング（検出）された受信波（ＲＳＳＩ閾値値を超えるもの）の数は、０、１、及び複数の場合がある。

他の基地局から受信できる受信波の数が０である場合、マスタＢＳ１が起動していないと考えられるため、スキャニング部１２は、少なくとも一つの受信波が検出できるまでスキャニングを継続するが、所定の継続時間が経過すると、スキャニングを止めて他の基地局と同期をとるのをあきらめ、自装置が発生する同期信号（クロック）に基づいて信号の送信タイミングを決定する自走基地局装置（自走モード）となる。

他の基地局から受信できる受信波の数が１である場合、その受信波に基づいてタイミングを決定するしかないので、その受信波からプリアンブルタイミングを、同期タイミングとする。

他の基地局から受信できる受信波の数が複数である場合、複数の受信波の中から、同期タイミングを決定するために用いられる一のソース受信波を選択する。この選択は、選択部１４によって行われる。

ソース受信波の選択の基準としては、複数の受信波の中から一つの受信波を選択できるものであれば、特に限定されるものではないが、本実施形態においては、ソース受信波の選択の主な基準として、自装置から最も近い基地局装置からの受信波を、ソース受信波として選択することとする。
近い基地局と同期をとる方が、同期精度が良いと考えられるからである。このため、基地局装置は、受信波から、基地局間の距離に影響を受ける受信波特性を測定すればよい。本実施形態では、受信波それぞれのＲＳＳＩ（受信信号強度）及びタイミングオフセットによって選択を行う。ＲＳＳＩが大きければ、自装置までの距離が近く、ＲＳＳＩが小さければ、自装置までの距離が大きいと判断できる。また、タイミングオフセットが小さければ、自装置までの距離が小さいと判断できる。
なお、基地局間の距離に影響を受ける受信波特性としては、ＣＩＮＲなど受信信号品質を示す特性であってもよい。

以下、基地局装置が行う同期処理の流れを、図６に基づいて説明する。この同期処理は、基地局装置の電源投入による起動直後や再起動直後に行われる。

基地局装置が起動すると、同期処理に先立って、待機処理が行われる（ステップＳ１００）。この待機処理については後述する。
ステップＳ１００の待機処理の後、同期処理が行われる。同期処理では、まず、判定部１１によって、自装置がマスタＢＳ１であるか否かが判定される（ステップＳ１０１）。自装置がマスタＢＳ１である場合、ソースＢＳ（ソース受信波）は必要ないため、自装置が有するクロック発生器のクロック信号（自走モード）やＧＰＳ信号に基づいて同期タイミングを決定する（ステップＳ１０２）。

本実施形態において、自装置がマスタＢＳ１であるか否かを判定するために、判定部１１は、メモリ（設定情報記憶部１５）に記録された設定情報（config）を参照する。マスタＢＳとして用いられる基地局装置の場合、設定情報として、自装置がマスタＢＳである旨の情報が予めに設定されているため、判定部１１が設定情報を参照し、設定情報に自装置がマスタＢＳである旨の情報が含まれていれば、自装置がマスタＢＳであると判定できる（図９参照）。

なお、マスタＢＳとスレーブＢＳとの区別は、当該設定情報を参照することで、基地局装置自身が自ら判定できるため、設定情報以外は、基地局の装置構成（特にコンピュータプログラム）を、マスタＢＳとスレーブＢＳで共通化でき、汎用性の高い装置が得られる。また、設定情報を変更すれば、マスタＢＳとスレーブＢＳとを相互に変更することも容易に行える。
なお、同期のためにＧＰＳ信号を用いる場合、ＧＰＳ信号の有無で自装置がマスタＢＳ１であるか否かを判定してもよい。

ステップＳ１０１において、自装置がマスタＢＳ１であると判定されなかった場合、すなわち、自装置がスレーブＢＳであると判定された場合、スキャニング部１２によって隣接ＢＳからの受信波のスキャニングを行う。そして、スキャニングで検出された受信波（ＢＳ）のうち、ＲＳＳＩ値がＲＳＳＩ閾値ＴＲを超える受信波のリストＡ（第１ＢＳリスト）を生成する（ステップＳ１０３）。当該リストには、検出された受信波のプリアンブルパターンを特定する情報、ＲＳＳＩ値、タイミングが、データとして含まれている。生成された受信波（ＢＳ）のリストは、メモリに記憶される（ステップＳ１０４）。

そして、リストＡに受信波（ＢＳ）が存在するか否かの判定を行う（ステップＳ１０５）。ＲＳＳＩ閾値ＴＲは、受信波強度が十分でなければ、再度スキャニングを行うために設けられているものである。リストＡ中に、（ＲＳＳＩ閾値ＴＲを超える）受信波（ＢＳ）が存在しなければ、再度、ステップＳ１０３に戻ってスキャニングを行う。
なお、ＲＳＳＩ閾値ＴＲは、ゼロであってもよい。

スキャニングを継続する時間は、メモリに設定されており、スキャニング継続時間の設定値が示す時間の間、スキャニングが継続される（ステップＳ１０５ａ）。設定されたスキャニング継続時間を超えても、受信波（ＢＳ）が検出できなければ、自装置が発生する同期信号（クロック）に基づいて信号の送信タイミングを決定する自走モードとなる（ステップＳ１０５ｂ）。

少なくとも一つの受信波（ＢＳ）が検出できた場合、リストＡ中の受信波（ＢＳ）が、複数であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。リストＡ中の（ＲＳＳＩ閾値ＴＲを超えた）受信波（ＢＳ）が１つだけであれば、検出した受信波（ＢＳ）をソース受信波（ソースＢＳ）とする（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０６において、リストＡ中の受信波（ＢＳ）が複数であると判定された場合、引き続き、リストＡに、マスタＢＳからの受信波が含まれるか否かの判定を行う（ステップＳ１０８）。
リストＡに、マスタＢＳからの受信波が含まれている場合、マスタＢＳからの受信波のＲＳＳＩ及び／又はタイミングに重みを加える（ステップＳ１０９）。重みは、ＲＳＳＩを大きくし、タイミングを早くするものである。なお、重み値は、ゼロとしてもよい。つまり、ステップＳ１０９を省略してもよい。

ここで、受信波がマスタＢＳからのものであるか、スレーブＢＳのものであるかを区別するには、マスタＢＳから送信されるプリアンブルのパターンとスレーブＢＳから送信されるプリアンブルのパターンを異ならせておけばよい。

つまり、基地局装置は、判定部１１によって、自装置がマスタＢＳであると判定すると、マスタＢＳ用のプリアンブルパターンを用いる。また、自装置がスレーブＢＳであると判定すると、スレーブＢＳ用のプリアンブルパターンを用いる。これにより、プリアンブルを受信したスレーブＢＳは、受信波にマスタＢＳからのものが含まれているか否かを検出することができる。

続いて、基地局装置は、リストＡの受信波の中から、タイミングオフセットが最も小さいＢＳ（受信波）を割り出す（ステップＳ１１２）。
そして、最もタイミングオフセットが小さな受信波（ＢＳ）と、リストＡ中の各受信波（ＢＳ）について、タイミングオフセットの差（絶対値）を求める。そして、リストＡ中の各受信波（ＢＳ）のうち、タイミングオフセットの差（絶対値）が、閾値Ｔｈｔ未満である受信波（ＢＳ）のリストＢ（第２リスト）を作成する（ステップＳ１１３）。このリストＢはメモリに記憶される。なお、閾値Ｔｈｔは、ゼロであってもよい。

さらに、基地局装置は、メモリのリストＢから、当該リストＢ中の受信波のＲＳＳＩ（及びタイミング）を取得する（ステップＳ１１４）。そして、リストＢの中からＲＳＳＩ値が最も大きい受信波（ＢＳ）を割り出し、その受信波をソース受信波（ソースＢＳ）として選択する（ステップＳ１１５）。
以上の処理により、タイミングオフセットが比較的小さい受信波の中から、ＲＳＳＩが最大である受信波が選択される。

その後、基地局装置は、検出されたプリアンブルのタイミングに合わせて、自装置が送信するプリアンブルの送信タイミングを決定し、端末装置との間での通信を行う。

以下、前述の待機処理（図６のステップＳ１００）について説明する。この待機処理は、複数の基地局装置１，１ａ〜１ｇが同時に起動（再起動）しても、同期処理の実行時期が、システム内の全ての基地局装置１，１ａ〜１ｇにおいて一致しないように、各基地局装置１，１ａ〜１ｇにおける起動直後の同期処理の実行時期をずらすためのものである。この待機処理は、各基地局装置１，１ａ〜１ｇの制御部１６（図５参照）によって行われる。

本実施形態のシステムでは、複数の基地局装置１，１ａ〜１ｇが一斉に起動すると、まず、マスタＢＳ１が最初に同期処理を行う。そして、マスタＢＳ１が同期先（ソースＢＳ）となることが期待される第１のスレーブ基地局装置群Ｌ１（基地局装置１ａ，１ｂ，１ｇ）が次に同期処理を行う。
さらに、第１のスレーブ基地局装置群（基地局装置１ａ，１ｂ，１ｇ）に含まれるいずれかの基地局装置が同期先（ソースＢＳ）となることが期待される第２のスレーブ基地局装置群Ｌ２（基地局装置１ｅ，１ｃ）が、その次に同期処理を行う。
そして、第２のスレーブ基地局装置群（基地局装置１ａ，１ｂ，１ｇ）に含まれるいずれかの基地局装置が同期先（ソースＢＳ）となることが期待される第３のスレーブ基地局装置群Ｌ３（基地局装置１ｄ，１ｆ）が、その次に同期処理を行う。

このように、本システムでは、マスタＢＳ１をルートとする図８に示す同期ツリー構造において、マスタＢＳから離れるほど、同期処理が遅くなるようにされている。なお、図８のツリー構造は、同期先と同期元を繋ぐことによって形成されている。

つまり、システム内の複数の基地局装置１，１ａ〜１ｇが一斉に再起動すると、まずマスタＢＳ１が最初に図６の同期処理を行って、プリアンブルを含む信号を送信し始める。そして、第１の基地局装置群Ｌ１に含まれる基地局装置１ａ，１ｂ，１ｇは、マスタＢＳ１に遅れて同期処理を行うため、マスタＢＳ１からの信号を受信して、プリアンブル（同期信号）を取得し、マスタＢＳ１との間で基地局間同期をとることができる。

そして、第２の基地局装置群Ｌ２に含まれる基地局装置１ｅ，１ｃは、第１の基地局装置群Ｌ１に含まれる基地局装置１ａ，１ｂ，１ｇに遅れて同期処理を行うため、第１の基地局装置群Ｌ１に含まれる基地局装置１ａ，１ｂ，１ｇからの信号を受信して、プリアンブル（同期信号）を取得し、第１の基地局装置群Ｌ１に含まれる基地局装置１ａ，１ｂ，１ｇとの間で基地局間同期をとることができる。

さらに、第３の基地局装置群Ｌ３に含まれる基地局装置１ｆ，１ｄは、第２の基地局装置群Ｌ２に含まれる基地局装置１ｅ，１ｃに遅れて同期処理を行うため、第２の基地局装置群Ｌ２に含まれる基地局装置１ｅ，１ｃからの信号を受信して、プリアンブル（同期信号）を取得し、第２の基地局装置群Ｌ２に含まれる基地局装置１ｅ，１ｃとの間で基地局間同期をとることができる。

上記のような同期処理の実行開始時期のばらつきを生じさせるため、制御部１６は、設定情報記憶部１５に記憶されている待機時間情報を読み取って、待機時間情報が示す時間の待機時間（バックオフ）を確保する。
図９は、各基地局装置１，１ａ〜１ｇの設定情報記憶部１５の記憶内容を示している。図９に示すように、マスタＢＳ１には、待機時間としてｔ１（例えば、０秒）が設定され、第１の基地局装置群Ｌ１の基地局装置（スレーブＢＳ−Ａ，Ｂ，Ｇ）１ａ，１ｂ，１ｇにはｔ２（例えば、３０秒；ｔ２＞ｔ１）が設定され、第２の基地局装置群Ｌ２の基地局装置（スレーブＢＳ−Ｃ，Ｅ）１ｅ，１ｃにはｔ３（例えば、６０秒；ｔ３＞ｔ２）が設定され、第３の基地局装置群Ｌ３の基地局装置（スレーブＢＳ−Ｄ，Ｆ）１ｆ，１ｄにはｔ４（例えば、９０秒；ｔ４＞ｔ３）が設定されている。

各基地局装置の待機時間は、マスタＢＳ１との位置関係に応じて設定されている。つまり、マスタＢＳ１に近い基地局装置は待機時間が短く、マスタＢＳ１に遠い基地局装置は待機時間が長くなるように設定されている。
このように、マスタＢＳ１を中心として、例えば同心円状に、待機時間を設定することで、図８に示すようなマスタＢＳ１をルートとする同期ツリー構造が自動的に形成され、各スレーブ基地局装置１は、直接的又は間接的に、高いクロック精度のマスタＢＳ１に対して同期をとることができる。

ここで、仮に、起動後において一斉に同期処理が行われると、図６の同期処理の場合、システム内の全ての基地局装置が自走モードとなってしまうが、本実施形態では待機時間がバラバラに設定されているため、図８に示すような同期ツリー構造を形成することが可能である。

待機処理は、上記のように、設定情報記憶部１５に記憶されている待機時間情報を用いるものに限らず、制御部１６が、乱数などを用いて、ランダムに待機時間を決定してもよい。この場合、図８のようなツリー構造は形成できないが、全基地局装置が自走モードになってしまうことは回避できる。

なお、待機時間をランダムに決定する場合であっても、マスタＢＳ１は、最も先に同期処理を行うのが好ましい（例えば、マスタＢＳ１の待機時間＝０）。
また、待機時間をランダムに決定する機能は、設定情報記憶部１５に記憶されている待機時間情報を用いて待機する機能と併用するのが好ましい。例えば、設定情報記憶部１５に待機時間情報が設定されていれば、待機時間情報に応じた待機時間の待機処理を行うが、設定情報記憶部１５に待機時間情報が設定されていなかった場合には、ランダムに待機時間を決定することができる。この場合、設定情報記憶部１５への待機時間の設定し忘れが生じても、自走モードになってしまうことを防止できる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

無線通信システムの全体図である。 ＷｉＭＡＸにおけるフレーム構成図である。 基地局装置ごとのエリアとそのエリアに含まれる移動端末を示す図である。 二つの基地局装置間で同期がとれている様子を示すタイミングチャートである。 基地局装置の機能ブロック図である。 ソースＢＳを選択するためのフローチャートである。 プリアンブルのタイミングを検出するための説明図である。 無線通信システムにおける同期ツリーの説明図である。 基地局装置の設定記憶情報を示す図である。

符号の説明

１：マスタ基地局装置，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｅ，１ｆ，１ｇ：スレーブ基地局装置，１１：判定部，１２：スキャニング部，１３：収集部，１４：選択部，１５：設定情報記憶部，１６：制御部

Claims (2)

1. 複数の基地局装置を有する無線通信システムであって、
   前記基地局装置は、起動直後又は再起動直後に同期処理を実行する手段を備えるとともに、前記同期処理が終了すると、他の基地局装置が基地局間同期をとるために用いられる同期信号を送信するよう構成され、
   前記複数の基地局装置には、起動直後又は再起動直後における前記同期処理の開始を遅延させるための待機時間が設定され、前記複数の基地局装置には、前記待機時間の長さが異なる基地局装置が含まれており、
   前記複数の基地局装置には、基地局間同期のために他の基地局装置から同期信号を取得する必要がないマスタ基地局装置を含み、
   各基地局装置の前記待機時間は、前記マスタ基地局装置が最も短く、前記マスタ基地局装置以外の基地局装置は前記マスタ基地局装置よりも長くなるように設定されており、
   前記マスタ基地局装置以外の基地局装置は、前記マスタ基地局装置から遠くなるにつれて前記待機時間が長く設定されており、
   前記マスタ基地局装置以外の基地局装置は、他の基地局装置から受信できる同期信号が複数ある場合、複数の同期信号の中から同期タイミングを決定するのに用いられる一の同期信号を選択することを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムにおけるマスタ基地局装置以外の基地局装置として用いられる基地局装置であって、
   他の基地局装置からの同期信号を取得して基地局間同期をとるための同期処理を基地局装置の起動直後又は再起動直後に行う手段と、
   前記同期処理が終了すると、他の基地局装置が基地局間同期をとるために用いられる同期信号を送信する手段と、
   基地局装置の起動直後又は再起動直後における前記同期処理の開始を遅延させるための待機時間を確保する待機手段と、
   他の基地局装置から受信できる同期信号が複数ある場合、複数の同期信号の中から同期タイミングを決定するのに用いられる一の同期信号を選択する選択手段と、を備え、
   前記待機時間は、前記マスタ基地局装置よりも長くなるように設定されており、且つ、自局よりも前記マスタ基地局装置からの距離が近い他の基地局装置がある場合、当該他の基地局装置に比べて長く設定されていることを特徴とする基地局装置。

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