JP6959580B2 - Wireless communication system, simulcast controller, relay station and communication method - Google Patents
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Description
本発明は、通信技術に関し、サイマルキャストによる無線通信システム、サイマルキャストコントローラ、中継局および通信方法に関する。 The present invention relates to communication technology, and relates to a simulcast wireless communication system, a simulcast controller, a relay station, and a communication method.
サイマルキャストによる無線通信システムは、複数のサイトが同一周波数で送信することによりカバーエリアを広げる無線システムである。カバーエリアを広げるには、各サイトから送信する電波を同期する必要がある。
このため、各サイト時刻同期し、各サイトより同時送信可能なシステムとなっている。例えば、タイムスタンプメッセージと呼ばれる時刻データを用い、各サイトの同時送信を可能としている(米国特許公報5867488)。
A simulcast wireless communication system is a wireless system in which a plurality of sites transmit at the same frequency to expand the coverage area. To expand the coverage area, it is necessary to synchronize the radio waves transmitted from each site.
For this reason, the system is such that the time of each site is synchronized and simultaneous transmission is possible from each site. For example, time data called a time stamp message can be used to enable simultaneous transmission of each site (US Patent Publication No. 5867488).
米国特許5867488では、受信データ(インバウンドデータ)をネットワーク経由でタイムスタンプサーバー転送される。タイムスタンプサーバーは、受信したインバウンドデータの時刻を元に計算したアウトバウンド送信立ち上げ時刻を含むパケットデータをネットワーム経由で各サイトに転送する。各サイトのサイトコントローラは、アウトバウンド送信立ち上げ時刻にしたがって送信を開始する。このシステムは、単一装置(タイムスタンプサーバー)で時刻管理が可能であるが、タイムスタンプサーバーを設ける必要があり、システムが複雑化してしまうデメリットが有る。 In US Pat. No. 5,867,488, received data (inbound data) is transferred to a time stamp server via a network. The time stamp server transfers packet data including the outbound transmission start-up time calculated based on the time of the received inbound data to each site via the networm. The site controller of each site starts transmission according to the outbound transmission start-up time. This system can manage the time with a single device (time stamp server), but there is a demerit that the system becomes complicated because it is necessary to provide a time stamp server.
また、複数のサイトから信号を受信できる位置にある端末装置に対してサイマルキャストシステムで送信する場合に、各々のサイトからの電波伝播の時間差を考慮する必要があるため、先行技術文献にあるような同時送信では干渉を生じる場合がある。 Further, when transmitting by a simulcast system to a terminal device located at a position where signals can be received from a plurality of sites, it is necessary to consider the time difference of radio wave propagation from each site. Simultaneous transmission may cause interference.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、タイムスタンプサーバーを設ける必要がないシンプルなシステム構成のサイマルキャストによる無線通信システム、サイマルキャストコントローラ、中継局および通信方法を提供することである。 The present invention has been made in view of these circumstances, and an object of the present invention is to provide a simulcast wireless communication system, a simulcast controller, a relay station, and a communication method having a simple system configuration that does not require a time stamp server.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線通信システムは、端末装置から受信した上り信号を、複数の中継局から下り信号として送信を行うサイマルキャストによる通信を行う無線通信システムであって、複数の端末装置と、複数の中継局と、前記中継局の全てとネットワークで接続されたサイマルキャストコントローラと、を備え、前記中継局は、時刻同期した毎秒毎のパルスデータを供給するタイムサーバと、前記パルスデータに基づいて、前記通信で用いるシンボル周期のカウントを行うシンボルカウンタを備え、前記中継局は、前記上り信号と同期が確立したタイミングの前記シンボルカウンタのカウント値である第1カウント値を含めて、前記上り信号を前記サイマルキャストコントローラに転送し、前記サイマルキャストコントローラは、前記第1カウント値に基づいて前記中継局が端末装置宛の下り信号を送信するタイミングとなる第2カウント値を算出し、前記第2カウント値を含めて、前記中継局が端末装置宛に信号を送信するための下り信号を全ての前記中継局に伝送し、前記中継局は、前記第2カウント値に基づいて、前記下り信号の送信を開始することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the wireless communication system of a certain aspect of the present invention is a wireless communication system that performs communication by simulcast in which an uplink signal received from a terminal device is transmitted as a downlink signal from a plurality of relay stations. The relay station includes a plurality of terminal devices, a plurality of relay stations, and a simulcast controller connected to all of the relay stations by a network, and the relay station supplies time-synchronized pulse data every second. The first is provided with a server and a symbol counter that counts the symbol period used in the communication based on the pulse data, and the relay station is a count value of the symbol counter at the timing when synchronization with the uplink signal is established. The second uplink signal including the count value is transferred to the simulcast controller, and the simulcast controller is at a timing when the relay station transmits a downlink signal addressed to the terminal device based on the first count value. The count value is calculated, and the downlink signal for transmitting the signal to the terminal device by the relay station including the second count value is transmitted to all the relay stations, and the relay station performs the second count. It is characterized in that transmission of the downlink signal is started based on the value.
本発明の別の様態は、中継局である。端末装置から受信した上り信号を、複数の中継局から下り信号として送信を行うサイマルキャスト方式による無線通信を行う無線通信システムの中継局であって、前記中継局は、時刻同期した毎秒毎のパルスデータを供給するタイムサーバと、前記パルスデータに基づいて、前記通信で用いるシンボル周期のカウントを行うシンボルカウンタと、前記端末装置と無線通信を行う無線通信部と、前記上り信号と同期が確立したタイミングの前記シンボルカウンタのカウント値である第1カウント値を含めて、前記上り信号をサイマルキャストコントローラに転送し、前記サイマルキャストコントローラから、前記第1カウント値に基づいて前記中継局が端末装置宛の下り信号を送信するタイミングとして算出された第2カウント値を含めて、前記中継局が端末装置宛に送信するための下り信号を受信するネットワーク通信部と、前記無線通信部は、前記第2カウント値に基づいて、前記下り信号の送信を開始することを特徴とする。 Another aspect of the present invention is a relay station. It is a relay station of a wireless communication system that performs wireless communication by a simulcast method that transmits an uplink signal received from a terminal device as a downlink signal from a plurality of relay stations, and the relay station is a time-synchronized pulse every second. A time server that supplies data, a symbol counter that counts the symbol period used in the communication based on the pulse data, a wireless communication unit that wirelessly communicates with the terminal device, and synchronization with the uplink signal have been established. The uplink signal is transferred to the simulcast controller including the first count value which is the count value of the symbol counter of the timing, and the relay station is sent from the simulcast controller to the terminal device based on the first count value. The network communication unit that receives the downlink signal for the relay station to transmit to the terminal device, including the second count value calculated as the timing for transmitting the downlink signal, and the wireless communication unit are the second. It is characterized in that transmission of the downlink signal is started based on the count value.
本発明の別の様態は、通信方法である。端末装置間の通信を複数の中継局がサイマルキャスト方式により中継する通信方法であって、前期複数の中継局が、時刻同期した毎秒毎のパルスデータのタイミングに基づいて、通信で用いられるシンボル周期のカウントを行うステップと、いずれかの中継局が、端末装置からの上り信号を受信するステップと、前記上り信号に同期したタイミングのシンボル周期のカウント値である第1カウント値を決定するステップと、前記第1カウント値を含めて上り信号をサイマルキャストコントローラに転送するステップと、上り信号に含まれる前記第1カウント値に基づいて、前記中継局が端末装置宛に送信する下り信号のタイミングとなるシンボル周期のカウント値である第2カウント値を算出するステップと、前記サイマルキャストコントローラが、前記第2カウント値を含めて、前記下り信号を前記複数の中継局に転送するステップと、前記中継局が、前記第2カウント値に基づいたタイミングで下り信号の送信を開始するステップと、を含むことを特徴とする。 Another aspect of the present invention is a communication method. This is a communication method in which multiple relay stations relay communication between terminal devices by the simulcast method. The symbol period used in communication by multiple relay stations in the previous term based on the timing of pulse data every second synchronized with the time. A step in which one of the relay stations receives an uplink signal from the terminal device, and a step in which a first count value, which is a count value of a symbol cycle at a timing synchronized with the uplink signal, is determined. , The step of transferring the uplink signal to the simulcast controller including the first count value, and the timing of the downlink signal transmitted by the relay station to the terminal device based on the first count value included in the uplink signal. A step of calculating a second count value, which is a count value of the symbol period, a step of the simulcast controller transferring the downlink signal to the plurality of relay stations including the second count value, and the relay. It is characterized in that the station includes a step of starting transmission of a downlink signal at a timing based on the second count value.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above components and the conversion of the expression of the present invention between methods, devices, systems, recording media, computer programs and the like are also effective as aspects of the present invention.
本発明によれば、シンプルなシステム構成のサイマルキャストによる無線通信システム、サイマルキャストコントローラ、中継局および通信方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a simulcast wireless communication system, a simulcast controller, a relay station, and a communication method having a simple system configuration.
図1は、本発明の実施例に係る無線通信システム100の構成を示す。無線通信システム100は、複数の端末装置10(10A、10B、10C)、複数の中継局20(20A、20B、20C)、サイマルキャストコントローラ30を含む。端末装置10は任意の台数であり、中継局20もまた任意の局数である。
FIG. 1 shows the configuration of the
端末装置10は、半二重の無線通信機である。無線通信機の無線デジタルプロトコルは、NXDN Very Narrowシステムを例に説明する。
The
図2は、中継局20の構成を示す。中継局20は、上記したNXDNシステムに対応したレピータ(中継器24)と、GPS(Global Positioning System)衛星等からの信号に基づいて時刻同期を行うGPS基準機(タイムサーバ22)とを含む。中継器24は、シンボルカウンタ242、Host(制御部243)、DSP(信号処理部244)、無線通信部245、およびIPネットワーク通信部246を備える。
FIG. 2 shows the configuration of the
サイマルキャストコントローラ30は、前記複数の中継局20とIPネットワークを介して接続されている。
The
図1に戻り、サイマルキャスト方式による通信の信号の流れを示す。図中のa―dの矢印は、通信する方向を示す。ここでは、本発明のサイマルキャスト方式を用いて、端末装置10Aから送信された信号を、端末装置10Bおよび端末装置10Cが受信する場合について説明する。
a:端末装置10Aから送信された信号(上り信号)は、中継局20Aで受信される。
b:中継局20Aで受信した上り信号は、IPネットワークを介してサイマルキャストコントローラ30に送られる。
c:サイマルキャストコントローラ30は、上り信号を、各中継局20で同期して送信するための下り信号を生成し、各中継局20に転送する。
d:各中継局20は、サイマルキャストコントローラ30から転送された下り信号に含まれる送信タイミングに基づいて送信を行い、端末装置10は、受信可能な場合に送信された下り信号を受信する。
Returning to FIG. 1, the flow of communication signals by the simulcast method is shown. The arrows a to d in the figure indicate the direction of communication. Here, a case where the
a: The signal (uplink signal) transmitted from the
b: The uplink signal received by the
c: The
d: Each
次に、図2を用いて中継局20の起動時の動作に関して説明する。中継局20のタイムサーバ22は、GPSアンテナ221で受信したGPS信号に基づき、GPSと時刻・周波数同期状態であり、1pps信号と10MHz基準信号とを中継器24に出力する。1pps信号は、時刻の毎秒に同期したパルス信号である。中継器24の起動を行うと、中継器24内の制御部243がタイムサーバ22に時刻の問合せを行う。タイムサーバ22は、前記の問合せに対して、中継器24の制御部243に通知し、制御部243は、中継器24の信号処理部244へその時刻から1pps信号が奇数秒であるか偶数秒であるかを通知する。
Next, the operation at the time of starting the
図3は、タイムサーバ22から通知された1pps信号の奇数秒であるか偶数秒であるかの時刻番号(Time−Pulse Number)に基づいたシンボルカウント(Simul Symbol Count)およびフレームカウント(Simul Frame Count)を示す。無線デジタルプロトコルをNXDNシステムの場合を例としているため、4800シンボル/sec、12.5フレーム/secであり、フレーム数で割り切れる時間を2秒周期としている。シンボルカウントの値は、図3では奇数秒を1から4800シンボル、偶数秒を4801から9600シンボルとしている。フレームカウントの値であるフレーム番号は、図3では奇数秒の開始を1として、偶数秒の終了を25としている。他の無線デジタルプロトコルの場合は、その無線デジタルプロトコルのシンボルレートやフレームレートに対応した時間でカウントすればよい。1秒をフレーム数で割り切れれば、奇数秒、偶数秒といった区別は不要である。
FIG. 3 shows a symbol count (Simul Symbol Count) and a frame count (Simul Frame Count) based on the time number (Time-Pulse Number) of the 1 pps signal notified from the
信号処理部244は、図3に示す構成のカウンタの各カウント値をシンボルカウンタ242にセットしてカウントを開始する。シンボルカウンタ242は、図3では、奇数秒の1pps信号の立ち上がりをシンボルカウントおよびフレームカウントの開始としている。後述する各中継局20で時間差(遅延)を設ける必要がある場合は、中継局20の起動時に、1ppsの立ち上がりから、シンボルカウントおよびフレーム番号のカウントの開始をオフセットすればよい。
The
つぎに中継局20における端末装置10から送信された信号(上り信号)に対する処理を説明する。中継局20の中継器24は、端末装置10が送信した信号を、アンテナ241を用いて受信する。中継器24の無線通信部245は、アンテナ241で受信した信号を信号処理部244に入力する。信号処理部244は、受信した信号に対して、シンボル同期およびフレーム同期を行う。
Next, processing for a signal (uplink signal) transmitted from the
図4は、端末装置10から送信された信号で中継局20が受信した受信信号(RX)に対する信号処理部244(DSP)と制御部243(Host)のメッセージ間のメッセージシーケンスを示す。受信信号の冒頭の「P」は、受信開始の検出を容易にするための、通信開始時のみ同期ワード「FSW」に前置されるプレワード「P」である。プレワード「P」によりシンボル同期の確立を容易にしている。また、プレワード「P」は、シンボル同期後の同期ワード「FSW」の検出によるフレーム同期も容易にする。信号処理部244は、同期ワード「FSW」を受信し、同期が検出された場合、制御部243に対しフレーム検出通知(S301)を出力する。この通知信号には、図3のシンボルカウント値およびフレーム番号が含まれる。
FIG. 4 shows a message sequence between the messages of the signal processing unit 244 (DSP) and the control unit 243 (Host) for the received signal (RX) received by the
さらに、信号処理部244は、受信信号を復調し、復調した受信データの各論理チャネルに応じて、受信情報通知(S310a−S310e)を制御部243に出力する。これらの通知信号にも図3のSimul Symbol Countのシンボルカウント値および Simul Frame Countのフレーム番号が含まれる。受信音声データ通知(S320a−S320b)も同様に、図3のSimul Symbol Countのシンボルカウント値および Simul Frame Countのフレーム番号が含まれる。なお、シンボルカウント値のみでサイマルキャストの動作の管理が可能であれば、シンボルカウント値のみを通知してもよい。
Further, the
フレーム検出通知信号を受け取った制御部243は、各種通知信号を含めた受信データを、IPネットワーク経由でサイマルキャストコントローラ30に出力する。
The
図5は、受信データを中継局20から送信させるためのタイミングの関係を示す。サイマルキャストコントローラ30は、中継局20から出力されたフレーム検出通知信号に含まれるシンボルカウント値を元に、下り信号を中継局20から送信させるタイミング(下り開始タイミング)を計算する。図5は、受信信号のフレーム同期検出時のフレーム番号が「1」、シンボルカウント値が「1」である場合を「1−1」という表記で示している。本実施例では、フレーム3.5フレーム後に下り開始タイミングとなるよう計算を行った結果であり、サイマルキャストコントローラ30は、下り開始タイミングとなる3.5フレーム後の「4−1345」(フレーム番号は「4」、シンボルカウント値「1345」)を、IPネットワークを介してシステム全ての中継局20に転送する。前記したように、シンボルカウント値のみで動作の管理が可能であれば、下り開始タイミングをシンボルカウント値のみで設定してもよい。下り開始タイミングを受け取った中継器24の制御部243は、信号処理部244に対して下り開始タイミングをフレーム同期要求で通知する。
FIG. 5 shows the timing relationship for transmitting the received data from the
図6は、フレーム同期要求を受けた中継器24の制御部244(DSP)と制御部243(Host)間のメッセージシーケンスを示す。フレーム同期要求を受けた信号処理部244は、送信開始タイミングの1フレーム前、つまり図5に示す「3−961」であるフレーム番号「3」、シンボルカウント「961」のタイミングにフレーム同期完了通知信号を制御部243に出力する。なお、フレーム同期完了通知信号は、実施例では1フレーム前としているが、同期に問題が無いことを前提に任意のタイミングでよい。
FIG. 6 shows a message sequence between the control unit 244 (DSP) and the control unit 243 (Host) of the
図6に戻る。フレーム同期完了通知信号が入力された制御部243は、送信開始設定を下り送信を開始するための各種の設定信号を信号処理部244に出力する。信号処理部244は、フレーム同期要求で通知された送信開始タイミングに合わせ、送信電源切替、送信データ設定タイミング通知信号等を出力する。送信データ設定タイミング通知信号を受け取った制御部243は、送信データ設定を信号処理部244に対し設定する。これが、下りで送信するデータ(下りデータ)となる。信号処理部244は送信データ設定で受け取った下りデータをフレーム同期要求のカウント値に合わせ下り信号の送信を開始させる。これらの処理をカウンタで管理することで、各中継局(各サイト)より下り信号の同時送信の実現を可能としている。
Return to FIG. The
シンボルカウンタ242は、中継器24が再起動し、タイムサーバ10への時刻問い合わせをしない限り、繰り返しカウントを継続する。本発明の通信システムは、シンボルカウンタのカウント値を元に上りの受信タイミングを把握し、下りの送信タイミングを計算し、計算されたカウント値に合わせ下り送信を開始する。更に、中継器24が再起動しない限りタイムサーバ10への時刻問い合わせをおこなう必要がないシステムとなっている。よって、シンプルなシステム構成のサイマルキャストによる無線通信システムを提供することができる。
The
上記したサイマルキャスト方式による無線通信システムは、各サイトからの電波伝播の影響が小さい場合においては、端末装置が複数のサイトから送信された信号を受信しても、サイト間の干渉を防ぐためには有効な手段となる。 In the above-mentioned simulcast wireless communication system, when the influence of radio wave propagation from each site is small, even if the terminal device receives signals transmitted from a plurality of sites, in order to prevent interference between the sites. It is an effective means.
各サイトからの電波伝播の影響が小さい場合とは、例えば、各サイトから出力される送信電力が比較的低く、電波伝播の距離が短い場合である。電波伝播の距離が短い場合は、端末装置が複数のサイトからの信号を受信可能な位置にあったとしても、各サイトからの電波伝播の遅延による干渉はほぼ無視することができる。また、各サイトから送信電力が比較的高い場合であっても、各サイト間の送信電力が同等であるならば、各サイトからの電波伝播の距離は同等であり、遅延による干渉は少ないといえる。 The case where the influence of radio wave propagation from each site is small is, for example, the case where the transmission power output from each site is relatively low and the radio wave propagation distance is short. When the radio wave propagation distance is short, even if the terminal device is in a position where signals from a plurality of sites can be received, the interference due to the delay in radio wave propagation from each site can be almost ignored. Even when the transmission power from each site is relatively high, if the transmission power between each site is the same, the distance of radio wave propagation from each site is the same, and it can be said that there is little interference due to delay. ..
各サイトからの電波伝播の影響が大きい場合とは、各サイトから出力される送信電力が比較的高く、電波伝播の距離が長い場合(例えば数10km)で、かつサイト間の送信電力が異なる場合、つまりサイト間で電波伝播の距離が異なる場合である。 The case where the influence of radio wave propagation from each site is large is the case where the transmission power output from each site is relatively high, the distance of radio wave propagation is long (for example, several tens of km), and the transmission power between sites is different. That is, the distance of radio wave propagation differs between sites.
業務用無線では、各サイトが備える中継局20の無線通信部245の送信電力は比較的高い(例えば50W)。このため、中継局20が送信した信号を、端末装置10が実用可能な受信レベルを確保できる距離(以降セル半径と記載する)は、数10kmであり、複数のサイトからの信号を受信する場合においては干渉を受ける距離となり得る。
In the commercial radio, the transmission power of the
隣り合うサイトの送信出力が同じであれば、端末装置が、前記した隣り合うサイト双方の信号を受信可能な位置にあったとしても電波伝播による影響は無いといえる。
同規模のセル半径で各中継局を配置していくことが理想ではあるが、地形等の影響で、理想的な中継局の配置(セル配置)とすることは困難なことも多い。また街の発展に合わせて、大規模なセル半径のエリアに隣接した小さなセル半径の小規模なエリアとなるサイトを増設する、といったこともある。つまり中継局は、必要なエリアをカバーするよう配置され、その送信電力も必要なエリアをカバーするよう設定される。
If the transmission outputs of adjacent sites are the same, it can be said that there is no effect of radio wave propagation even if the terminal device is in a position where it can receive the signals of both adjacent sites.
It is ideal to arrange each relay station with the same cell radius, but it is often difficult to arrange the relay stations ideally (cell arrangement) due to the influence of topography and the like. In addition, as the city develops, it is possible to add sites that will be small areas with small cell radii adjacent to areas with large cell radii. That is, the relay station is arranged so as to cover the required area, and its transmission power is also set to cover the required area.
図7は、中継局のセル半径が異なる場合のエリアマップの例を示す。図7は2つの中継局20A、中継局20Bが配置され、中継局20AエリアをエリアA1、中継局20BのエリアをエリアA2とする。エリアA1とエリアA2とが重なるエリアに端末装置10Aが位置している。
中継局20は、必要なエリアをカバーするように配置され、その送信電力も必要なエリアをカバーするように設定されることから、図7の場合、中継局20AがカバーするエリアA1は比較的広域であり、中継局20BがカバーするエリアA2は、エリアA1と比較すると狭い。
例えば、エリアA1のセル半径R1を20km、エリアA2のセル半径R2を10kmとする。電界強度は距離の二乗に反比例することから、伝播距離が0.5倍で同じ電界強度を得るためには0.25倍の送信出力となる。中継局20BがエリアA2をカバーするための送信出力は、中継局20Aの25パーセントとなる。
隣り合った中継局20のセル半径が異なる場合、つまり隣り合った中継局20の無線通信部245の送信電力が異なる場合で、端末装置10Aが双方の中継局からの信号を受信可能な位置にあった場合は、理論的に両方から受信する電界強度は等しいものの、遠い方の中継局からの電波は遅延しているため干渉を起す。
電波は、光速で伝播する為、光速を300,000km/Sとして、距離20kmを伝播するには約66.6μSの時間を必要とし、距離10kmを伝播するには約33.3μSの時間を必要とする。よって、端末装置10が、中継局20Aと中継局20Bとの双方からの信号を受信可能な位置にあった場合は、端末装置10は、中継局20Aからの信号が、中継局20Bからの信号に対して、電波伝播の差である33.3uSの遅延を生じた状態で受信することとなる。同じ信号で同じ電界強度であったとしても2つの信号に電波伝播の差が生じている場合は干渉し、受信信号の品質は低下する。
図8に端末装置10Aが中継局20A、20Bそれぞれから同時に送信された 信号を受信し復調した場合の波形を示す。通信に用いられている変調方式を4値FSKとし、それを端末装置10AがFM復調した場合の波形の例である。復調した波形から4値のシンボル値(−3、−1、+1、+3)として検出できたタイミングがシンボルタイミングであるといえる。シンボルレートを前記した4800シンボル/secとすると、1シンボル間の時間は約208μSとなる。1シンボル間の時間(208μS)に対し、伝播遅延による2つの基地局から信号が到達するまでの時間差(33.3μS)により、復調波形は干渉し、シンボルタイミングが定まらない。また、干渉は1シンボル間の時間(208μS)に対し遅延時間(33.3μS)は10%以上となり、無視できる値とはいえずシンボル間干渉が生じている状態となる。こういったシンボル間干渉は、前後の符号が一種のノイズとして働く好ましくない現象であり、受信信号の品質は低下するため、通信の信頼性が低下する。
FIG. 7 shows an example of an area map when the cell radii of the relay stations are different. In FIG. 7, two
Since the
For example, the cell radius R1 of the area A1 is 20 km, and the cell radius R2 of the area A2 is 10 km. Since the electric field strength is inversely proportional to the square of the distance, the propagation distance is 0.5 times, and in order to obtain the same electric field strength, the transmission output is 0.25 times. The transmission output for the
When the cell radii of the
Since radio waves propagate at the speed of light, assuming a speed of light of 300,000 km / S, it takes about 66.6 μS to propagate a distance of 20 km, and about 33.3 μS to propagate a distance of 10 km. And. Therefore, when the
FIG. 8 shows the waveform when the
そのため、中継局を新たに設置するにあたり、周辺エリアとの境となるエリアにおける伝播時間を計測し、中継局の起動時に、1ppsの立ち上がりから、シンボルカウント値およびフレーム値のカウントを、計測した時間に基づいてオフセット時間を設定してカウントを開始すればよい。オフセット時間を設定することにより端末装置が複数の中継局からの信号を受信する環境においても、それぞれの中継局からの電波遅延が??????
図9に、図7の中継局20Bが、シンボルカウントにオフセット時間を設定して開始する場合の例を示す。実施例の場合、奇数秒の開始を基準としているので、最初の奇数秒の開始以前からシンボルカウントを開始することはできないため、次の奇数秒の立ち上がりより、遅延分の時間となる33.3uS前にオフセットし、シンボルカウントを開始する。中継器24の起動後、制御部243は、タイムサーバ22に時刻を問い合わせる。タイムサーバ22より得られた時間に基づき奇数秒の立ち上がりからオフセット時間T1を経過後、シンボルカウントを開始する。また、フレーム値のカウントも同様にオフセット時間T1をもってカウントを開始する。中継局は一度設置したら、安易に移動させることはないため、中継局の送信主力の変更をすることがない限り、このオフセット時間を変更する必要はない。
これにより、本発明の無線通信システムは、電波伝播の時間差を考慮した送信タイミングの設定が可能であり、また、サイマルキャストコントローラは、各中継局のオフセット時間を考慮する必要がないため、シンプルなシステム構成のサイマルキャストによる無線通信システムを提供すること ができる。
Therefore, when installing a new relay station, the propagation time in the area bordering the surrounding area is measured, and when the relay station is started, the symbol count value and frame value are counted from the rising edge of 1 pps. The offset time may be set based on the above and the counting may be started. Even in an environment where the terminal device receives signals from multiple relay stations by setting the offset time, what is the radio wave delay from each relay station? ?? ?? ?? ?? ??
FIG. 9 shows an example in which the
As a result, the wireless communication system of the present invention can set the transmission timing in consideration of the time difference of radio wave propagation, and the simulcast controller does not need to consider the offset time of each relay station, so that it is simple. It is possible to provide a wireless communication system by simulcasting the system configuration.
前記したように、中継局20の無線通信部245に設定された送信出力が大きい方が、伝播距離は長いということになる。伝播距離が一意的に送信出力で定まる環境である場合には、伝播距離と送信出力との関係に基づいて、隣接する中継局それぞれのオフセット時間を設定してもよい。
As described above, the larger the transmission output set in the
図10に、サイマルキャストコントローラ30の構成を示す。
FIG. 10 shows the configuration of the
また、本発明は、無線デジタルプロトコルをNXDN Very Narrowの場合として説明しているが、他の無線デジタルプロトコルであってもよい。 Further, although the present invention describes the wireless digital protocol as the case of NXDN Very Now, other wireless digital protocols may be used.
100 無線通信システム
10 端末装置 10A、10B、10C
20 中継局 20A、20B、20C
22 タイムサーバ
221 GPSアンテナ
24 中継器
241 アンテナ
242 シンボルカウンタ
243 制御部
244 信号処理部
245 無線通信部
246 IPネットワーク通信部
30 サイマルキャストコントローラ
100
20
22
Claims (6)
複数の端末装置と、
複数の中継局と、
前記中継局の全てとネットワークで接続されたサイマルキャストコントローラと、
を備え、
前記中継局は、
時刻同期した毎秒毎のパルスデータを供給するタイムサーバと、
前記パルスデータに基づいて、前記通信で用いるシンボル周期のカウントを行うシンボルカウンタを備え、
前記中継局は、前記上り信号と同期が確立したタイミングの前記シンボルカウンタのカウント値である第1カウント値を含めて、前記上り信号を前記サイマルキャストコントローラに転送し、
前記サイマルキャストコントローラは、
前記第1カウント値に基づいて前記中継局が端末装置宛の下り信号を送信するタイミングとなる第2カウント値を算出し、前記第2カウント値を含めて、前記中継局が端末装置宛に信号を送信するための下り信号を全ての前記中継局に伝送し、
前記中継局は、前記第2カウント値に基づいて、前記下り信号の送信を開始する無線通信システム。 A wireless communication system that communicates by a simulcast method in which an uplink signal received from a terminal device is transmitted as a downlink signal from a plurality of relay stations.
With multiple terminal devices,
With multiple relay stations
A simulcast controller connected to all of the relay stations via a network,
With
The relay station
A time server that supplies time-synchronized pulse data every second,
A symbol counter for counting the symbol period used in the communication based on the pulse data is provided.
The relay station transfers the uplink signal to the simulcast controller, including a first count value which is a count value of the symbol counter at the timing when synchronization is established with the uplink signal.
The simulcast controller
Based on the first count value, the second count value, which is the timing at which the relay station transmits a downlink signal addressed to the terminal device, is calculated, and the relay station includes the second count value and signals to the terminal device. The downlink signal for transmitting is transmitted to all the relay stations,
The relay station is a wireless communication system that starts transmitting the downlink signal based on the second count value.
前記中継局が備える時刻同期した毎秒毎のパルスデータに基づいてカウントを行うシンボルカウンタのカウント値で、上り信号の同期が確立したタイミングのカウント値を含めて伝送された上り信号を受信するネットワークインターフェースと、
前記カウント値に基づいて前記下り信号を送信するシンボルタイミングを算出し、算出したシンボル値の情報を含めた下り信号を生成する送信信号生成部と、
を備え、
前記ネットワークインターフェースは、算出したシンボル値の情報を含めた下り信号を前記複数の中継局に伝送する、
ことを特徴とするサイマルキャストコントローラ。 A simulcast controller that controls transmission of an uplink signal transmitted from a terminal device and received by a relay station as a downlink signal from a plurality of relay stations including the relay station.
A network interface that receives the transmitted uplink signal including the count value at the timing when the uplink synchronization is established, which is the count value of the symbol counter that counts based on the time-synchronized pulse data of each second provided in the relay station. When,
A transmission signal generation unit that calculates the symbol timing for transmitting the downlink signal based on the count value and generates a downlink signal including the calculated symbol value information.
With
The network interface transmits a downlink signal including the calculated symbol value information to the plurality of relay stations.
A simulcast controller that features that.
前記中継局は、
時刻同期した毎秒毎のパルスデータを供給するタイムサーバと、
前記パルスデータに基づいて、前記通信で用いるシンボル周期のカウントを行うシンボルカウンタと、
前記端末装置と無線通信を行う無線通信部と、
前記上り信号と同期が確立したタイミングの前記シンボルカウンタのカウント値である第1カウント値を含めて、前記上り信号をサイマルキャストコントローラに転送し、前記サイマルキャストコントローラから、前記第1カウント値に基づいて前記中継局が端末装置宛の下り信号を送信するタイミングとして算出された第2カウント値を含めて、前記中継局が端末装置宛に送信するための下り信号を受信するネットワーク通信部と、
前記無線通信部は、前記第2カウント値に基づいて、前記下り信号の送信を開始することを特徴とする中継局。 A relay station of a wireless communication system that performs wireless communication by a simulcast method in which an uplink signal received from a terminal device is transmitted as a downlink signal from a plurality of relay stations.
The relay station
A time server that supplies time-synchronized pulse data every second,
A symbol counter that counts the symbol period used in the communication based on the pulse data, and
A wireless communication unit that performs wireless communication with the terminal device,
The uplink signal is transferred to the simulcast controller including the first count value which is the count value of the symbol counter at the timing when synchronization with the uplink signal is established, and the simulcast controller is based on the first count value. The network communication unit that receives the downlink signal for the relay station to transmit to the terminal device, including the second count value calculated as the timing for the relay station to transmit the downlink signal to the terminal device.
The wireless communication unit is a relay station characterized by starting transmission of the downlink signal based on the second count value.
前期複数の中継局が、時刻同期した毎秒毎のパルスデータのタイミングに基づいて、通信で用いられるシンボル周期のカウントを行うステップと、
いずれかの中継局が、端末装置からの上り信号を受信するステップと、
前記上り信号に同期したタイミングのシンボル周期のカウント値である第1カウント値を決定するステップと、
前記第1カウント値を含めて上り信号をサイマルキャストコントローラに転送するステップと、
上り信号に含まれる前記第1カウント値に基づいて、前記中継局が端末装置宛に送信する下り信号のタイミングとなるシンボル周期のカウント値である第2カウント値を算出するステップと、
前記サイマルキャストコントローラが、前記第2カウント値を含めて、前記下り信号を前記複数の中継局に転送するステップと、
前記中継局が、前記第2カウント値に基づいたタイミングで下り信号の送信を開始するステップと、
を含む通信方法。 This is a communication method in which multiple relay stations relay communication between terminal devices by the simulcast method.
A step in which multiple relay stations count the symbol period used in communication based on the timing of pulse data every second synchronized in time.
When one of the relay stations receives the uplink signal from the terminal device,
The step of determining the first count value, which is the count value of the symbol cycle at the timing synchronized with the uplink signal, and
The step of transferring the uplink signal to the simulcast controller including the first count value, and
Based on the first count value included in the uplink signal, a step of calculating a second count value which is a count value of a symbol cycle which is a timing of a downlink signal transmitted by the relay station to a terminal device, and a step of calculating the second count value.
A step in which the simulcast controller transfers the downlink signal to the plurality of relay stations, including the second count value.
A step in which the relay station starts transmitting a downlink signal at a timing based on the second count value, and
Communication methods including.
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