JP5787685B2 - Time division duplex wireless communication system - Google Patents
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Description
この発明は、同期がとられた通信網においてＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ、時分割複信）方式の無線通信を行う時分割複信方式無線通信システムに関する。 The present invention relates to a time division duplex wireless communication system that performs TDD (Time Division Duplex) wireless communication in a synchronized communication network.
ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（高速デジタル通信方式の国際規格のひとつ）やＴ１／Ｅ１（高速デジタル回線の規格のひとつ）などを用いた同期網の一部に無線通信システムを適用する場合、主無線装置から従無線装置へ同期クロックを伝送する必要があり、従来、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ、周波数分割複信）方式の無線通信システムが用いられていた（例えば、特許文献１等参照。）。なぜなら、ＦＤＤ方式では、送信信号が連続変調信号であるため、復調器に電圧制御発振器（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：ＶＣＯ）などを備えたクロック再生回路を用いることで、連続変調信号から容易かつ安定して同期クロックを伝送することができるためである。 When a wireless communication system is applied to a part of a synchronous network using SONET / SDH (one of the international standards for high-speed digital communication systems) or T1 / E1 (one of the standards for high-speed digital lines), A synchronous clock needs to be transmitted to a wireless device, and conventionally, an FDD (Frequency Division Duplex) frequency communication system has been used (see, for example, Patent Document 1). This is because, in the FDD system, the transmission signal is a continuous modulation signal, and therefore, by using a clock recovery circuit including a voltage controlled oscillator (VCO) or the like in the demodulator, it is easy and stable from the continuous modulation signal. This is because a synchronous clock can be transmitted.
ところで、データのトラフィックに応じて適応的に上下回線の伝送帯域を対称もしくは非対称に制御可能なＴＤＤ方式は、周波数利用効率の観点でＦＤＤ方式よりも有利である場合がある。すなわち、ＦＤＤ方式では、２つの周波数チャネルが必要であるのに対して、ＴＤＤ方式では、１つの周波数チャネルで上下方向の通信が可能である。 By the way, the TDD system that can adaptively control the transmission band of the uplink and the downlink symmetrically or asymmetrically according to the data traffic may be more advantageous than the FDD system in terms of frequency utilization efficiency. That is, in the FDD scheme, two frequency channels are required, whereas in the TDD scheme, vertical communication is possible with one frequency channel.
しかしながら、ＴＤＤ方式では、送信信号がバースト変調信号であり、復調器でクロック自体を再生するのではなく、バースト変調信号を信号補間して受信シンボルを再生する手法などが採られている（参考文献、松本洋一、守倉正博、加藤修三、「バーストモード全ディジタル化高速クロック再生回路−蓄積型クロック再生方式−」、電子情報通信学会論文誌 Ｂ−ＩＩ Ｖｏｌ．Ｊ７５−Ｂ−ＩＩ Ｎｏ．６ ｐｐ．３５４−３６２ １９９２年５月）。このため、安定して同期クロックを伝送することが難しく、同期網に適用することが困難であった。また、ＦＤＤ方式と同様な電圧制御発振器を備えたクロック再生回路を用いたとしても、バースト変調信号とバースト変調信号との間の無信号期間において、クロックを再生することができず、同様に、安定して同期クロックを伝送することが困難である。 However, in the TDD system, a transmission signal is a burst modulation signal, and a method of reproducing a received symbol by interpolating the burst modulation signal instead of reproducing the clock itself by a demodulator is adopted (references). , Yoichi Matsumoto, Masahiro Morikura, Shuzo Kato, “Burst Mode Fully Digitized High-speed Clock Recovery Circuit—Storage Clock Recovery System”, IEICE Transactions B-II Vol. J75-B-II No. 6 pp. 354-362 May 1992). For this reason, it is difficult to stably transmit a synchronous clock, and it is difficult to apply it to a synchronous network. Further, even if a clock recovery circuit having a voltage controlled oscillator similar to the FDD method is used, the clock cannot be recovered in the no-signal period between the burst modulation signal and the burst modulation signal. It is difficult to stably transmit a synchronous clock.
そこでこの発明は、時分割複信方式の無線通信において、安定して同期クロックを伝送することが可能な時分割複信方式無線通信システムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a time division duplex wireless communication system capable of stably transmitting a synchronous clock in time division duplex wireless communication.
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
第１の通信網に接続された主無線装置と、第２の通信網に接続された従無線装置とが、時分割複信方式で無線通信可能に接続され、
前記主無線装置に、
同期網である前記第１の通信網から受信した同期クロックに周波数同期された無線処理クロックを生成する無線処理クロック生成部と、
前記同期クロックに基づいて前記第１の通信網からの伝送データを抽出する伝送データ抽出部と、
前記無線処理クロック生成部で生成された無線処理クロックと、前記伝送データ抽出部で抽出された伝送データとに基づいて、無線フレームを生成して変調信号として前記従無線装置に送信する無線送信処理部と、
を有する無線送信部を備え、
前記従無線装置に、
前記主無線装置からの変調信号に基づいてバースト信号の位置を検出する受信バースト検出部と、
前記受信バースト検出部による検出位置に基づいて前記主無線装置からのバースト信号の検出周期を算出し、この検出周期に基づいて無線フレームクロックを生成する無線フレーム周期検出部と、
前記無線フレーム周期検出部で生成された無線フレームクロックに周波数同期された無線処理クロックを生成する無線処理クロック再生部と、
前記無線フレーム周期検出部で生成された無線フレームクロックに周波数同期された再生同期クロックを生成する同期クロック再生部と、
前記同期クロック再生部で生成された再生同期クロックを前記第２の通信網に送信する再生同期クロック送信部と、
を有する無線受信部を備え、前記受信バースト検出部は、前記無線処理クロック再生部で生成された無線処理クロックに基づいて前記位置を検出する、
ことを特徴とする時分割複信方式無線通信システムである。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1
A master radio device connected to the first communication network and a slave radio device connected to the second communication network are connected so as to be able to perform radio communication by a time division duplex method,
In the main radio device,
A wireless processing clock generation unit that generates a wireless processing clock that is frequency-synchronized with the synchronous clock received from the first communication network that is a synchronous network ;
A transmission data extraction unit that extracts transmission data from the first communication network based on the synchronous clock;
Radio transmission processing for generating a radio frame based on the radio processing clock generated by the radio processing clock generation unit and the transmission data extracted by the transmission data extraction unit and transmitting the radio frame as a modulation signal to the slave radio device And
A wireless transmitter having
In the slave radio device,
A received burst detector for detecting the position of a burst signal based on the modulated signal from the main radio device;
A radio frame period detection unit that calculates a detection period of a burst signal from the main radio apparatus based on a detection position by the reception burst detection unit, and generates a radio frame clock based on the detection period;
A radio processing clock regeneration unit that generates a radio processing clock frequency-synchronized with the radio frame clock generated by the radio frame period detection unit;
A synchronous clock regenerator that generates a regenerative synchronization clock that is frequency-synchronized with the radio frame clock generated by the radio frame period detector;
A regenerative synchronization clock transmission unit for transmitting the regenerative synchronization clock generated by the synchronous clock regeneration unit to the second communication network;
The reception burst detection unit detects the position based on the radio processing clock generated by the radio processing clock recovery unit,
This is a time division duplex wireless communication system.
この発明によれば、第１の通信網から同期クロックを主無線装置が受信すると、無線送信部の無線処理クロック生成部によって、同期クロックに周波数同期された無線処理クロックが生成されるとともに、伝送データ抽出部によって、同期クロックに基づいて第１の通信網からの伝送データが抽出される。そして、生成された無線処理クロックと抽出された伝送データとに基づいて、無線送信処理部によって無線フレームが生成されて、変調信号が従無線装置に送信される。ここで、無線処理クロックに基づいて生成される無線フレームの周期の逆数（周波数）は、第１の通信網からの同期クロックの周波数に対して、所定の逓倍数、分周比の関係を有する。 According to the present invention, when the main radio apparatus receives the synchronization clock from the first communication network, the radio processing clock generation unit of the radio transmission unit generates the radio processing clock frequency-synchronized with the synchronization clock, and transmits it. The data extraction unit extracts transmission data from the first communication network based on the synchronous clock. Then, based on the generated wireless processing clock and the extracted transmission data, a wireless frame is generated by the wireless transmission processing unit, and the modulated signal is transmitted to the slave wireless device. Here, the reciprocal number (frequency) of the period of the radio frame generated based on the radio processing clock has a relationship of a predetermined multiplication number and a frequency division ratio with respect to the frequency of the synchronous clock from the first communication network. .
一方、主無線装置からの変調信号を従無線装置が受信すると、無線受信部の受信バースト検出部によってバースト信号の位置が検出され、この検出位置に基づいて無線フレーム周期検出部によって、バースト信号の検出周期が算出され無線フレームクロックが生成される。続いて、同期クロック再生部によって、無線フレームクロックに周波数同期された再生同期クロックが生成され、生成された再生同期クロックが再生同期クロック送信部によって第２の通信網に送信される。ここで、無線フレームクロックに基づいて生成される再生同期クロックの周波数は、主無線装置からのバースト信号の検出周期の逆数（周波数）に対して、所定の逓倍数、分周比の関係を有する。 On the other hand, when the slave radio apparatus receives the modulation signal from the main radio apparatus, the position of the burst signal is detected by the reception burst detection section of the radio reception section, and the burst signal of the burst signal is detected by the radio frame period detection section based on this detection position. A detection cycle is calculated and a radio frame clock is generated. Subsequently, the synchronization clock recovery unit generates a recovery synchronization clock that is frequency-synchronized with the radio frame clock, and the generated recovery synchronization clock is transmitted to the second communication network by the recovery synchronization clock transmission unit. Here, the frequency of the reproduction synchronization clock generated based on the radio frame clock has a relationship of a predetermined multiplication number and a frequency division ratio with respect to the inverse number (frequency) of the detection period of the burst signal from the main radio apparatus. .
請求項１に記載の発明によれば、従無線装置における受信バースト信号の検出周期は、主無線装置における無線フレームの周期と等しくなる。このため、第１の通信網から主無線装置に伝送された同期クロックが、従無線装置を介して周波数同期して第２の通信網に伝送される。つまり、時分割複信方式の無線通信において、第１の通信網から第２の通信網に安定して同期クロックを伝送することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the detection period of the received burst signal in the slave radio apparatus is equal to the period of the radio frame in the master radio apparatus. For this reason, the synchronous clock transmitted from the first communication network to the main radio apparatus is transmitted to the second communication network in frequency synchronization via the sub radio apparatus. That is, in the time-division duplex wireless communication, the synchronous clock can be stably transmitted from the first communication network to the second communication network.
しかも、無線処理クロック再生部によって、無線フレームクロックに周波数同期された無線処理クロックが生成され、この無線処理クロックに基づいて受信バースト検出部でバースト信号の位置が検出される。つまり、主無線装置の無線送信部の無線処理クロックと、従無線装置の無線受信部の無線処理クロックとの周波数偏差が小さくなり、バースト信号の検出タイミングの誤差が抑制される。この結果、第２の通信網に出力される再生同期クロックの揺らぎを低減することができる。 In addition, a radio processing clock that is frequency-synchronized with the radio frame clock is generated by the radio processing clock reproduction unit, and the position of the burst signal is detected by the reception burst detection unit based on the radio processing clock. That is, the frequency deviation between the radio processing clock of the radio transmission unit of the main radio apparatus and the radio processing clock of the radio reception unit of the slave radio apparatus is reduced, and an error in the detection timing of the burst signal is suppressed. As a result, fluctuations in the regenerative synchronization clock output to the second communication network can be reduced.
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。 The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
（実施の形態１）
図１、２は、この実施の形態に係る時分割複信方式無線通信システム（以下、適宜単に、「通信システム」という）における、主無線装置の無線送信部１と、従無線装置の無線受信部２を示す概略構成ブロック図である。この通信システムは、同期がとられた通信網において時分割複信方式の無線通信を行うシステムであり、第１の通信網（同期網）に接続された主無線装置と、第２の通信網（同期網）に接続された従無線装置とが、時分割複信方式で無線通信可能に接続されている。ここで、主無線装置は、無線受信部を備え、従無線装置は、無線送信部を備えており、これらは、後述するように、第１の通信網と第２の通信網との同期がとられた後において通常の無線装置と同等な動作を行うため、無線送信部１と無線受信部２について、主として以下に説明する。
(Embodiment 1)
1 and 2 show a radio transmission unit 1 of a main radio apparatus and a radio reception of a sub radio apparatus in a time division duplex radio communication system (hereinafter simply referred to as “communication system”) according to this embodiment. 3 is a schematic configuration block diagram showing a unit 2. FIG. This communication system is a system that performs time-division duplex wireless communication in a synchronized communication network, a main wireless device connected to a first communication network (synchronous network), and a second communication network A slave radio device connected to the (synchronous network) is connected to be communicable wirelessly by a time division duplex method. Here, the primary radio apparatus includes a radio reception unit, and the slave radio apparatus includes a radio transmission unit, which synchronizes the first communication network and the second communication network, as will be described later. In order to perform an operation equivalent to that of a normal wireless device after being taken, the wireless transmission unit 1 and the wireless reception unit 2 will be mainly described below.
また、この実施の形態では、第１の通信網の同期クロックを基準クロックとし、この同期クロックを主無線装置および従無線装置を介して、第２の通信網に伝送する場合について説明し、主無線装置と従無線装置との無線接続形態は、Ｐ−Ｐ（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ、１対１）型であってもよいし、Ｐ−ＭＰ（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ、１対多）型であってもよい。 Further, in this embodiment, a case will be described in which the synchronization clock of the first communication network is used as a reference clock, and this synchronization clock is transmitted to the second communication network via the master radio device and the slave radio device. The wireless connection form between the wireless device and the slave wireless device may be a P-P (Point to Point, 1-to-1) type or a P-MP (Point-to-Multi Point, 1-to-many) type. Also good.
すなわち、主無線装置から従無線装置への回線を下り回線、従無線装置から主無線装置への回線を上り回線と定義する場合、Ｐ−Ｐ型およびＰ−ＭＰ型ともに、図３に示すように、上下回線のバースト長が動的に変化することはある。しかしながら、無線フレームの周期Ｔ、つまり、主無線装置から従無線装置への下り回線のバースト変調信号の先頭のタイミングおよび周期は、一定であるとする。また、Ｐ−ＭＰ型の場合、主無線装置を基地局、複数の従無線装置を子局と呼ぶ場合がある。 That is, when defining a line from the main radio apparatus to the sub radio apparatus as a downlink and a line from the sub radio apparatus to the main radio apparatus as an uplink, both the PP type and the P-MP type are as shown in FIG. In addition, the burst length of upper and lower lines may change dynamically. However, it is assumed that the period T of the radio frame, that is, the timing and period of the beginning of the burst modulation signal in the downlink from the main radio apparatus to the sub radio apparatus is constant. In the case of the P-MP type, the main radio apparatus may be referred to as a base station, and the plurality of sub radio apparatuses may be referred to as slave stations.
主無線装置の無線送信部１は、図１に示すように、主として、同期クロック抽出・再生部１１と、無線処理クロック生成部１２と、伝送データ抽出部１３と、無線送信処理部１４とを備えている。 As shown in FIG. 1, the radio transmission unit 1 of the main radio apparatus mainly includes a synchronous clock extraction / reproduction unit 11, a radio processing clock generation unit 12, a transmission data extraction unit 13, and a radio transmission processing unit 14. I have.
同期クロック抽出・再生部１１は、第１の通信網からの伝送データに同期クロックが重畳されている場合に、伝送データから同期クロックを抽出・再生するものであり、抽出・再生した同期クロックは、無線処理クロック生成部１２と伝送データ抽出部１３とに入力されるようになっている。ここで、伝送データとは別に、第１の通信網から同期クロックが伝送・入力される場合には、同期クロック抽出・再生部１１を設ける必要はない。 The synchronous clock extracting / reproducing unit 11 extracts and reproduces the synchronous clock from the transmission data when the synchronous clock is superimposed on the transmission data from the first communication network. The wireless processing clock generation unit 12 and the transmission data extraction unit 13 are input. Here, in addition to the transmission data, when a synchronous clock is transmitted / input from the first communication network, it is not necessary to provide the synchronous clock extracting / reproducing unit 11.
無線処理クロック生成部１２は、同期クロック抽出・再生部１１から入力された同期クロックに周波数同期させた、無線送信部１の無線処理クロックを生成するものであり、例えば、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ、位相同期）回路によって構成されている。そして、生成された無線処理クロックは、無線送信処理部１４に入力されるようになっている。 The radio processing clock generation unit 12 generates a radio processing clock of the radio transmission unit 1 that is frequency-synchronized with the synchronization clock input from the synchronization clock extraction / regeneration unit 11, and includes, for example, a PLL (Phase Locked Loop, Phase synchronization) circuit. The generated wireless processing clock is input to the wireless transmission processing unit 14.
伝送データ抽出部１３は、同期クロック抽出・再生部１１から入力された同期クロックに基づいて、第１の通信網からの伝送データを抽出するものである。すなわち、同期クロックのタイミングおよび周期で、第１の通信網から受信した伝送フレームから伝送データを抽出し、抽出した伝送データを無線送信処理部１４に入力する。 The transmission data extraction unit 13 extracts transmission data from the first communication network based on the synchronization clock input from the synchronization clock extraction / reproduction unit 11. That is, transmission data is extracted from the transmission frame received from the first communication network at the timing and cycle of the synchronous clock, and the extracted transmission data is input to the wireless transmission processing unit 14.
無線送信処理部１４は、無線処理クロック生成部１２で生成された無線処理クロックと、伝送データ抽出部１３で抽出された伝送データとに基づいて、無線フレームを生成して変調信号として従無線装置に送信するものである。すなわち、通信路符号化部１４１と、無線フレーム生成部１４２と、変調器１４３とを備え、入力された伝送データを通信路符号化部１４１で符号化し、無線処理クロックを基にして無線フレーム生成部１４２で無線フレームを組み立て、これを変調器１４３で変調して従無線装置に無線送信する。 The radio transmission processing unit 14 generates a radio frame based on the radio processing clock generated by the radio processing clock generation unit 12 and the transmission data extracted by the transmission data extraction unit 13, and generates a radio signal as a modulation signal. To send to. That is, a communication path encoding unit 141, a radio frame generation unit 142, and a modulator 143 are provided, and the input transmission data is encoded by the communication path encoding unit 141, and a radio frame is generated based on the radio processing clock. The unit 142 assembles a radio frame, modulates it with the modulator 143, and transmits it wirelessly to the slave radio apparatus.
このような無線送信部１で生成される無線フレームの周期Ｔは、無線処理クロックに基づいており、この無線処理クロックは、第１の通信網からの同期クロックに周波数同期されたものである。このため、無線フレームの周期Ｔの逆数（周波数）は、第１の通信網からの同期クロックの周波数Ｆ０に対して、次のような式１の関係を有する。 The period T of the radio frame generated by the radio transmission unit 1 is based on a radio processing clock, and the radio processing clock is frequency-synchronized with a synchronization clock from the first communication network. For this reason, the reciprocal (frequency) of the period T of the radio frame has the relationship of the following formula 1 with respect to the frequency F0 of the synchronous clock from the first communication network.
１／Ｔ＝（Ｎ１／Ｍ１）×Ｆ０
ここで、Ｎ１は、無線処理クロック生成部１２（ＰＬＬ回路）で特定される逓倍数で、Ｍ１は、無線処理クロック生成部１２で特定される分周比である。
1 / T = (N1 / M1) × F0
Here, N1 is a multiplication number specified by the wireless processing clock generation unit 12 (PLL circuit), and M1 is a frequency division ratio specified by the wireless processing clock generation unit 12.
従無線装置の無線受信部２は、図２に示すように、主として、無線受信処理部２１と、無線フレーム周期検出部２２と、同期クロック再生部２３と、伝送フレーム生成部（再生同期クロック送信部）２４とを備えている。また、無線受信処理部２１は、Ａ／Ｄ変換部２１１と、受信バースト検出部２１２と、復調器２１３と、通信路復号部２１４とを備え、さらに、この無線受信処理部２１は、独立した自走の基準発振器２５による無線処理クロックで、処理・動作するようになっている。 As shown in FIG. 2, the radio reception unit 2 of the slave radio apparatus mainly includes a radio reception processing unit 21, a radio frame period detection unit 22, a synchronous clock reproduction unit 23, and a transmission frame generation unit (reproduction synchronous clock transmission). Part) 24. The radio reception processing unit 21 includes an A / D conversion unit 211, a reception burst detection unit 212, a demodulator 213, and a communication path decoding unit 214. Further, the radio reception processing unit 21 is independent. Processing and operation are performed by a wireless processing clock generated by the free-running reference oscillator 25.
Ａ／Ｄ変換部２１１は、主無線装置から受信した変調信号をＡ／Ｄ変換し、受信バースト検出部２１２は、Ａ／Ｄ変換部２１１からのデジタル信号に基づいてバースト信号の位置を検出するものである。すなわち、無線フレーム周期Ｔの間隔で受信するバースト信号の、例えば先頭位置を検出し、その検出位置すなわちバースト検出タイミングを復調器２１３と無線フレーム周期検出部２２とに入力する。 The A / D converter 211 performs A / D conversion on the modulated signal received from the main radio apparatus, and the received burst detector 212 detects the position of the burst signal based on the digital signal from the A / D converter 211. Is. That is, for example, the head position of a burst signal received at intervals of the radio frame period T is detected, and the detected position, that is, the burst detection timing is input to the demodulator 213 and the radio frame period detection unit 22.
無線フレーム周期検出部２２は、入力された検出位置に基づいて、主無線装置から受信したバースト信号の検出周期Ｔ´を算出し、この検出周期Ｔ´に基づいて無線フレームクロックを生成するものである。すなわち、まず、受信バースト検出部２１２から検出位置が入力される周期を、検出周期Ｔ´として算出する。この際、検出周期Ｔ´の精度を高めるために、平均化回路などを設け、検出位置が入力される周期を平均化して検出周期Ｔ´を算出してもよい。次に、検出周期Ｔ´を基に無線フレームクロックを生成し、これを同期クロック再生部２３に入力する。 The radio frame period detector 22 calculates a detection period T ′ of the burst signal received from the main radio apparatus based on the input detection position, and generates a radio frame clock based on the detection period T ′. is there. That is, first, the period in which the detection position is input from the reception burst detection unit 212 is calculated as the detection period T ′. At this time, in order to increase the accuracy of the detection cycle T ′, an averaging circuit or the like may be provided, and the detection cycle T ′ may be calculated by averaging the cycles in which the detection positions are input. Next, a radio frame clock is generated based on the detection cycle T ′ and input to the synchronous clock recovery unit 23.
同期クロック再生部２３は、無線フレーム周期検出部２２で生成された無線フレームクロックに周波数同期させた再生同期クロックを生成・再生するものであり、例えば、ＰＬＬ回路によって構成されている。これにより、検出周期Ｔ´に周波数同期された再生同期クロックが得られ、この再生同期クロックが、伝送フレーム生成部２４に入力されるようになっている。 The synchronous clock reproduction unit 23 generates and reproduces a reproduction synchronous clock that is frequency-synchronized with the radio frame clock generated by the radio frame period detection unit 22, and is configured by, for example, a PLL circuit. Thereby, a reproduction synchronization clock frequency-synchronized with the detection period T ′ is obtained, and this reproduction synchronization clock is input to the transmission frame generation unit 24.
伝送フレーム生成部２４は、同期クロック再生部２３で生成された再生同期クロックを第２の通信網に送信するものであり、この実施の形態では、伝送データに重畳させて再生同期クロックを送信する。すなわち、Ａ／Ｄ変換部２１１からのデジタル信号を復調器２１３によって、受信バースト検出部２１２からの検出位置に従って復調し、さらに、通信路復号部２１４によって復号して受信データを得る。そして、伝送フレーム生成部２４において、受信データに再生同期クロックを重畳して、第２の通信網に対応するように伝送フレームを組み立て、この伝送フレームに従って伝送データとして第２の通信網に送信する。ここで、伝送データとは別に再生同期クロックを出力・送信する場合には、同期クロック再生部２３で生成された再生同期クロックを出力・送信すればよい。 The transmission frame generation unit 24 transmits the reproduction synchronization clock generated by the synchronization clock recovery unit 23 to the second communication network. In this embodiment, the transmission frame generation unit 24 transmits the reproduction synchronization clock superimposed on the transmission data. . That is, the digital signal from the A / D conversion unit 211 is demodulated by the demodulator 213 according to the detection position from the reception burst detection unit 212 and further decoded by the communication path decoding unit 214 to obtain reception data. Then, the transmission frame generation unit 24 superimposes the reproduction synchronization clock on the received data, assembles the transmission frame so as to correspond to the second communication network, and transmits the transmission data to the second communication network according to the transmission frame. . Here, when outputting and transmitting the reproduction synchronization clock separately from the transmission data, the reproduction synchronization clock generated by the synchronization clock reproduction unit 23 may be output and transmitted.
このように、無線受信部２からの伝送フレームは、再生同期クロックに基づいて組み立てられ、この再生同期クロックは、無線フレームクロックに周波数同期されたものであり、さらに、無線フレームクロックは、検出周期Ｔ´を基に生成されたものである。このため、無線受信部２で生成される再生同期クロックの周波数Ｆ０´は、受信バースト信号の検出周期Ｔ´の逆数（周波数）に対して、次のような式２の関係を有する。 As described above, the transmission frame from the radio reception unit 2 is assembled based on the reproduction synchronization clock, and the reproduction synchronization clock is frequency-synchronized with the radio frame clock. Further, the radio frame clock has a detection cycle. It is generated based on T ′. For this reason, the frequency F0 ′ of the regenerative synchronization clock generated by the wireless reception unit 2 has the following relationship with respect to the reciprocal (frequency) of the detection period T ′ of the received burst signal.
Ｆ０´＝（Ｎ２／Ｍ２）×（１／Ｔ´）
ここで、Ｎ２は、同期クロック再生部２３（ＰＬＬ回路）で特定される逓倍数で、Ｍ１は、同期クロック再生部２３で特定される分周比である。
F0 ′ = (N2 / M2) × (1 / T ′)
Here, N2 is a multiplication number specified by the synchronous clock recovery unit 23 (PLL circuit), and M1 is a frequency division ratio specified by the synchronous clock recovery unit 23.
次に、このような構成の本通信システムの作用などについて説明する。 Next, the operation of the communication system having such a configuration will be described.
まず、第１の通信網から主無線装置に伝送データが伝送されると、同期クロック抽出・再生部１１によって同期クロックが抽出・再生され、無線処理クロック生成部１２において、同期クロックに周波数同期させた無線処理クロックが生成される。一方、伝送データ抽出部１３によって、同期クロックに基づいて伝送データが抽出され、無線送信処理部１４において、無線処理クロックと伝送データとに基づいて無線フレームが生成され、変調信号として従無線装置に送信される。 First, when transmission data is transmitted from the first communication network to the main radio apparatus, a synchronous clock is extracted / regenerated by the synchronous clock extracting / reproducing unit 11, and the radio processing clock generating unit 12 performs frequency synchronization with the synchronous clock. A wireless processing clock is generated. On the other hand, the transmission data extraction unit 13 extracts transmission data based on the synchronous clock, and the radio transmission processing unit 14 generates a radio frame based on the radio processing clock and the transmission data, and transmits it as a modulation signal to the slave radio apparatus. Sent.
次に、主無線装置からの変調信号が従無線装置で受信されると、受信バースト検出部２１２によって、バースト信号の位置が検出され、無線フレーム周期検出部２２において、検出位置に基づいて、バースト信号の検出周期Ｔ´が算出され、この検出周期Ｔ´に基づく無線フレームクロックが生成される。続いて、同期クロック再生部２３によって、無線フレームクロックに周波数同期させた再生同期クロックが生成・再生され、伝送フレーム生成部２４によって、無線受信処理部２１で得られた受信データに再生同期クロックが重畳され、伝送フレームに従って伝送データが第２の通信網に送信される。 Next, when the modulated signal from the main radio apparatus is received by the slave radio apparatus, the position of the burst signal is detected by the received burst detection unit 212, and the radio frame period detection unit 22 performs the burst based on the detection position. A signal detection cycle T ′ is calculated, and a radio frame clock based on the detection cycle T ′ is generated. Subsequently, the synchronous clock recovery unit 23 generates and reproduces a reproduction synchronous clock that is frequency-synchronized with the radio frame clock, and the transmission frame generation unit 24 adds the reproduction synchronous clock to the reception data obtained by the radio reception processing unit 21. Superimposed and transmission data is transmitted to the second communication network according to the transmission frame.
ここで、上記のように、従無線装置による再生同期クロックの周波数Ｆ０´は、受信バースト信号の検出周期Ｔ´の逆数に対して、式２の関係を有し、また、主無線装置の無線フレームの周期Ｔの逆数は、第１の通信網からの同期クロックの周波数Ｆ０に対して、式１の関係を有する。さらに、従無線装置における受信バースト信号の検出周期Ｔ´は、主無線装置における無線フレームの周期Ｔと等しく、第２の通信網に伝送される再生同期クロックは、第１の通信網からの同期クロックに等しくなる。このように、第１の通信網から主無線装置に伝送された同期クロックが、従無線装置を介して周波数同期して第２の通信網に伝送される。これにより、第１の通信網と第２の通信網とが同期され、その後は、第１の通信網と第２の通信網との間で同期がとられた状態で、送受信が行われるものである。 Here, as described above, the frequency F0 ′ of the regenerative synchronization clock by the slave radio apparatus has the relationship of Equation 2 with respect to the reciprocal of the detection period T ′ of the received burst signal, and the radio of the master radio apparatus The reciprocal of the frame period T has the relationship of Equation 1 with respect to the frequency F0 of the synchronous clock from the first communication network. Further, the detection period T ′ of the received burst signal in the slave radio apparatus is equal to the period T of the radio frame in the master radio apparatus, and the reproduction synchronization clock transmitted to the second communication network is synchronized with the first communication network. Equal to the clock. As described above, the synchronous clock transmitted from the first communication network to the main wireless device is transmitted to the second communication network in frequency synchronization via the slave wireless device. As a result, the first communication network and the second communication network are synchronized, and thereafter, transmission and reception are performed in a state in which the first communication network and the second communication network are synchronized. It is.
以上のように、この通信システムによれば、第１の通信網から主無線装置に伝送された同期クロックが、従無線装置を介して周波数同期して第２の通信網に伝送されるため、時分割複信方式の無線通信において、第１の通信網から第２の通信網に安定して同期クロックを伝送することが可能となる。 As described above, according to this communication system, the synchronization clock transmitted from the first communication network to the main wireless device is transmitted to the second communication network in frequency synchronization via the slave wireless device. In time division duplex wireless communication, a synchronous clock can be stably transmitted from the first communication network to the second communication network.
（実施の形態２）
図４は、この実施の形態に係る時分割複信方式無線通信システムの従無線装置の無線受信部を示す概略構成ブロック図である。この実施の形態では、基準発振器２５に代わって無線処理クロック再生部２６を備える点で実施の形態１と構成が異なり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することで、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic block diagram showing a radio reception unit of the slave radio apparatus of the time division duplex radio communication system according to this embodiment. In this embodiment, the configuration is different from that of the first embodiment in that a wireless processing clock regeneration unit 26 is provided instead of the reference oscillator 25, and the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment. The description is omitted.
すなわち、実施の形態１では、自走発振器である基準発振器２５によって、無線受信処理部２１で使用する無線処理クロックを生成し、この無線処理クロックで受信変調信号をＡ／Ｄ変換部２１１にてサンプリングしている。しかしながら、主無線装置の無線送信部１の無線処理クロックと、従無線装置の無線受信部２の無線処理クロックとには、周波数偏差があり得るため、受信バースト検出部２１２によるバースト信号の位置検出タイミングが、最大で１サンプリングクロック分の誤差が生じる場合がある。 That is, in the first embodiment, the reference oscillator 25 which is a free-running oscillator generates a wireless processing clock used by the wireless reception processing unit 21, and the received modulation signal is generated by the A / D conversion unit 211 using this wireless processing clock. Sampling. However, since there may be a frequency deviation between the radio processing clock of the radio transmission unit 1 of the main radio apparatus and the radio processing clock of the radio reception unit 2 of the slave radio apparatus, the position detection of the burst signal by the reception burst detection unit 212 is possible. There is a case where an error of one sampling clock at the maximum occurs.
そして、この誤差は、主無線装置の無線フレーム周期Ｔに対する従無線装置の検出周期Ｔ´の誤差となって現れ、同期網である第２の通信網に出力される再生同期クロックの揺らぎ（ジッタまたはワンダ）となる。また、主無線装置と従無線装置との無線処理クロックの周波数偏差が大きい場合や、無線フレーム周期Ｔに対して無線処理クロックの周波数が小さい場合などには、同期クロックの伝送品質に影響を与えることもあり得る。 This error appears as an error of the detection period T ′ of the slave radio apparatus with respect to the radio frame period T of the master radio apparatus, and the fluctuation (jitter) of the regenerative synchronization clock output to the second communication network that is the synchronization network. Or Wanda). Also, when the frequency deviation of the radio processing clock between the main radio device and the slave radio device is large, or when the frequency of the radio processing clock is small with respect to the radio frame period T, the transmission quality of the synchronous clock is affected. It can happen.
そこで、この実施の形態では、基準発振器２５に代わって無線処理クロック再生部２６を備え、無線フレーム周期検出部２２で生成された無線フレームクロックを無線処理クロック再生部２６に入力する。この無線処理クロック再生部２６は、例えばＰＬＬ回路によって構成され、無線フレームクロックに周波数同期させた無線処理クロックを生成するものであり、この無線処理クロックに基づいて無線受信処理部２１（受信バースト検出部２１２）が処理・動作する。すなわち、この実施の形態では、検出周期Ｔ´による無線フレームクロックが、伝送データに反映されるのみではなく、無線受信部２の内部処理にも反映され、無線受信部２の内部処理が検出周期Ｔ´に同期する。従って、受信バースト検出部２１２は、無線処理クロック再生部２６によって生成された無線処理クロックでサンプリングされた受信変調信号に基づいて、バースト信号の位置を検出する。 Therefore, in this embodiment, a radio processing clock recovery unit 26 is provided instead of the reference oscillator 25, and the radio frame clock generated by the radio frame period detection unit 22 is input to the radio processing clock recovery unit 26. The radio processing clock reproduction unit 26 is configured by, for example, a PLL circuit, and generates a radio processing clock frequency-synchronized with the radio frame clock. Based on the radio processing clock, the radio processing clock recovery unit 21 (received burst detection) Unit 212) processes and operates. That is, in this embodiment, the radio frame clock based on the detection cycle T ′ is reflected not only in the transmission data but also in the internal processing of the radio reception unit 2, and the internal processing of the radio reception unit 2 is detected in the detection cycle. Synchronize with T ′. Therefore, the reception burst detection unit 212 detects the position of the burst signal based on the reception modulation signal sampled by the radio processing clock generated by the radio processing clock recovery unit 26.
ここで、主無線装置の無線送信部１で無線フレームを生成する際には、予め、無線処理クロックの周波数の理想値から無線フレーム周期Ｔに対応した無線処理クロック数を得ることができる。このため、無線処理クロック再生部２６では、無線フレームクロックの周期が理想的な無線処理クロック数になるように、無線処理クロックの周波数を制御すればよい。 Here, when the radio transmission unit 1 of the main radio apparatus generates a radio frame, the number of radio processing clocks corresponding to the radio frame period T can be obtained in advance from the ideal value of the frequency of the radio processing clock. For this reason, the radio processing clock reproduction unit 26 may control the frequency of the radio processing clock so that the cycle of the radio frame clock becomes an ideal number of radio processing clocks.
このような無線処理クロック再生部２６によって、無線フレームクロックから無線処理クロックを生成・再生し、無線受信処理部２１に入力することで、受信バースト検出部２１２によるバースト信号の位置検出タイミングの誤差が、最大でも１サンプリングクロック未満となる。この結果、第２の通信網に出力される再生同期クロックの揺らぎを低減することができる。さらに、無線フレーム周期Ｔに対して無線処理クロックの周波数が大きくなるように、無線フレーム周期Ｔと無線処理クロックの周波数とを設定することで、再生同期クロックの揺らぎをより低減することができる。 By generating and reproducing a radio processing clock from the radio frame clock by such a radio processing clock reproduction unit 26 and inputting it to the radio reception processing unit 21, an error in the position detection timing of the burst signal by the reception burst detection unit 212 is reduced. The maximum is less than one sampling clock. As a result, fluctuations in the regenerative synchronization clock output to the second communication network can be reduced. Furthermore, by setting the radio frame period T and the frequency of the radio processing clock so that the frequency of the radio processing clock becomes larger than the radio frame period T, fluctuations in the reproduction synchronization clock can be further reduced.
以上のように、この実施の形態によれば、主無線装置の無線送信部１と従無線装置の無線受信部２とを介して、第１の通信網からの同期クロックを、揺らぎを抑えて第２の通信網に伝送することが可能となる。 As described above, according to this embodiment, the synchronization clock from the first communication network is suppressed from fluctuations via the wireless transmission unit 1 of the main wireless device and the wireless reception unit 2 of the slave wireless device. It is possible to transmit to the second communication network.
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、Ａ／Ｄ変換部２１１が無線受信処理部２１に含まれているが、Ａ／Ｄ変換部２１１を無線受信処理部２１の上流側に位置させてもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration is not limited to the above embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, Included in the invention. For example, in the above embodiment, the A / D conversion unit 211 is included in the wireless reception processing unit 21, but the A / D conversion unit 211 may be positioned upstream of the wireless reception processing unit 21.
１ 主無線装置の無線送信部
１１ 同期クロック抽出・再生部
１２ 無線処理クロック生成部
１３ 伝送データ抽出部
１４ 無線送信処理部
１４１ 通信路符号化部
１４２ 無線フレーム生成部
１４３ 変調器
２ 従無線装置の無線受信部
２１ 無線受信処理部
２１１ Ａ／Ｄ変換部
２１２ 受信バースト検出部
２１３ 復調器
２１４ 通信路復号部
２２ 無線フレーム周期検出部
２３ 同期クロック再生部
２４ 伝送フレーム生成部（再生同期クロック送信部）
２５ 発振器
２６ 無線処理クロック再生部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radio transmission part of main radio | wireless apparatus 11 Synchronous clock extraction and reproduction | regeneration part 12 Radio processing clock generation part 13 Transmission data extraction part 14 Wireless transmission processing part 141 Communication path encoding part 142 Radio frame generation part 143 Modulator 2 Slave radio apparatus Radio reception unit 21 Radio reception processing unit 211 A / D conversion unit 212 Reception burst detection unit 213 Demodulator 214 Channel decoding unit 22 Radio frame period detection unit 23 Synchronous clock reproduction unit 24 Transmission frame generation unit (reproduction synchronous clock transmission unit)
25 Oscillator 26 Wireless processing clock recovery unit
Claims (1)
前記主無線装置に、
同期網である前記第１の通信網から受信した同期クロックに周波数同期された無線処理クロックを生成する無線処理クロック生成部と、
前記同期クロックに基づいて前記第１の通信網からの伝送データを抽出する伝送データ抽出部と、
前記無線処理クロック生成部で生成された無線処理クロックと、前記伝送データ抽出部で抽出された伝送データとに基づいて、無線フレームを生成して変調信号として前記従無線装置に送信する無線送信処理部と、
を有する無線送信部を備え、
前記従無線装置に、
前記主無線装置からの変調信号に基づいてバースト信号の位置を検出する受信バースト検出部と、
前記受信バースト検出部による検出位置に基づいて前記主無線装置からのバースト信号の検出周期を算出し、この検出周期に基づいて無線フレームクロックを生成する無線フレーム周期検出部と、
前記無線フレーム周期検出部で生成された無線フレームクロックに周波数同期された無線処理クロックを生成する無線処理クロック再生部と、
前記無線フレーム周期検出部で生成された無線フレームクロックに周波数同期された再生同期クロックを生成する同期クロック再生部と、
前記同期クロック再生部で生成された再生同期クロックを前記第２の通信網に送信する再生同期クロック送信部と、
を有する無線受信部を備え、前記受信バースト検出部は、前記無線処理クロック再生部で生成された無線処理クロックに基づいて前記位置を検出する、
ことを特徴とする時分割複信方式無線通信システム。 A master radio device connected to the first communication network and a slave radio device connected to the second communication network are connected so as to be able to perform radio communication by a time division duplex method,
In the main radio device,
A wireless processing clock generation unit that generates a wireless processing clock that is frequency-synchronized with the synchronous clock received from the first communication network that is a synchronous network ;
A transmission data extraction unit that extracts transmission data from the first communication network based on the synchronous clock;
Radio transmission processing for generating a radio frame based on the radio processing clock generated by the radio processing clock generation unit and the transmission data extracted by the transmission data extraction unit and transmitting the radio frame as a modulation signal to the slave radio device And
A wireless transmitter having
In the slave radio device,
A received burst detector for detecting the position of a burst signal based on the modulated signal from the main radio device;
A radio frame period detection unit that calculates a detection period of a burst signal from the main radio apparatus based on a detection position by the reception burst detection unit, and generates a radio frame clock based on the detection period;
A radio processing clock regeneration unit that generates a radio processing clock frequency-synchronized with the radio frame clock generated by the radio frame period detection unit;
A synchronous clock regenerator that generates a regenerative synchronization clock that is frequency-synchronized with the radio frame clock generated by the radio frame period detector;
A regenerative synchronization clock transmission unit for transmitting the regenerative synchronization clock generated by the synchronous clock regeneration unit to the second communication network;
The reception burst detection unit detects the position based on the radio processing clock generated by the radio processing clock recovery unit,
A time-division duplex wireless communication system.
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