JP7123281B2

JP7123281B2 - 無線基地局、無線通信システム、制御回路、記憶媒体および無線通信方法

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Publication number: JP7123281B2
Application number: JP2022500198A
Authority: JP
Inventors: 裕士三宅; 哲也青山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2022-08-22
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Also published as: WO2021161533A1; JPWO2021161533A1; US20230073328A1

Description

本開示は、複数の無線基地局で無線通信システムを構築する無線基地局、無線通信システム、制御回路、記憶媒体および無線通信方法に関する。

従来、無線通信システムを構築する無線基地局は、無線基地局間の干渉の回避、無線端末がシームレスに通信対象とする無線基地局を切り替えるハンドオーバなどを実現するため、周辺の無線基地局との間で基準タイミングを時間的に同期する必要がある。基準タイミングとは、無線基地局間で無線信号の送信開始の基準となるタイミングである。無線基地局は、基準タイミングの同期として、各無線基地局が管理する時刻の同期を行うことも可能である。無線基地局は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式を用いる無線通信サービスの他、周波数ホッピング、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）などのような時間および周波数を、複数の無線基地局間および無線端末間で共用する無線通信サービスにおいても、基準タイミングを同期し、互いの無線信号が衝突しないように無線信号を送信する必要がある。

無線基地局間で基準タイミングに大きなタイミング差がある場合、各無線基地局は、タイミング差が許容可能な値になるまで縮小するようにタイミング補正を行う必要がある。特許文献１には、無線基地局に接続する無線端末が、複数の無線基地局のタイムスロットを受信して受信タイミングの差を検出し、受信タイミング差が基準値から許容値以上外れた場合、無線基地局に対して補正情報を通知して無線基地局間のタイミング差を縮小する技術が開示されている。特許文献１では、無線端末が無線基地局間のタイミング補正の起点となっているが、無線基地局間で互いの無線信号を受信できる場合、無線基地局が実施することも可能である。

特開２００８－１６０６１８号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、複数、特に３つ以上の異なる基準タイミングで無線信号を送信する無線基地局が存在する場合、無線基地局間の同期を収束させるために決定した基準値によっては、全ての無線基地局のタイミング補正が完了し、全ての無線基地局間の同期が確立するまでに時間がかかる場合がある、という問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、無線基地局間の同期確立までの時間を抑制可能な無線基地局を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、３以上の無線基地局を備える無線通信システムにおける第１の無線基地局である無線基地局である。無線基地局は、２以上の隣接無線基地局である第２の無線基地局から受信した、無線基地局間で無線信号の送信開始の基準となるタイミングである基準タイミングを同期するための基準信号を用いて、第１の無線基地局の基準タイミングと、第２の無線基地局の基準タイミングとのタイミング差を測定するタイミング差測定部と、２以上の第２の無線基地局と同期が確立していないときにタイミング差に基づいて、第１の無線基地局の基準タイミングと第２の無線基地局の基準タイミングとを同期させるための、第１の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である第１のタイミング補正量、および第２の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である第２のタイミング補正量を算出するタイミング補正制御部と、第２のタイミング補正量を第１の無線基地局から第２の無線基地局に通知する制御を行う基地局制御部と、を備える。タイミング補正制御部は、同期収束時の基準タイミングとなる第１の無線基地局または第２の無線基地局を決定し、または第１の無線基地局および２以上の第２の無線基地局の基準タイミングの中央値を同期収束時の基準タイミングとして決定し、第１の無線基地局の基準タイミングと同期収束時の基準タイミングとの差分から第１のタイミング補正量を算出し、第２の無線基地局の基準タイミングと同期収束時の基準タイミングとの差分から第２のタイミング補正量を算出し、第１のタイミング補正量に基づいて第１の無線基地局の基準タイミングの補正を行うことを特徴とする。

本開示に係る無線基地局は、無線基地局間の同期確立までの時間を抑制できる、という効果を奏する。

本実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示す図本実施の形態に係る無線基地局の構成例を示すブロック図本実施の形態に係る無線通信システムにおいて無線基地局の動作を説明するための例を示す図本実施の形態に係る無線通信システムにおいて図３に示す状況から領域５１－２に置局される無線基地局が稼働を再開した状況を示す図本実施の形態に係る無線通信システムにおいて領域が異なる各無線基地局の基準タイミングの関係の例を示す図本実施の形態に係る無線通信システムの無線基地局による基準タイミングのタイミング補正の例を示す第１の図本実施の形態に係る無線基地局が複数の無線基地局から異なる基準タイミングを持つ基準信号を受信した場合に無線基地局間同期を確立する動作を示すフローチャート本実施の形態に係る無線通信システムの無線基地局による基準タイミングのタイミング補正の例を示す第２の図本実施の形態に係る無線通信システムの無線基地局による基準タイミングのタイミング補正の例を示す第３の図本実施の形態に係るタイミング補正量を受信した無線基地局の動作を示すフローチャート本実施の形態に係る無線基地局が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図本実施の形態に係る無線基地局が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図

以下に、本開示の実施の形態に係る無線基地局、無線通信システム、制御回路、記憶媒体および無線通信方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの開示が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本実施の形態に係る無線通信システム１の構成例を示す図である。無線通信システム１は、複数の無線基地局１１－１～１１－１２を備える。以降の説明において、無線基地局１１－１～１１－１２を区別する必要がない場合、単に無線基地局１１と称する。無線基地局１１は、近隣に在圏する図示しない無線端末と通信を行い、通信サービスを提供する。

無線基地局１１は、隣接する無線基地局１１との間で、無線基地局間同期に関わる基準信号１２を送受信する。基準信号１２は、無線基地局間で無線信号の送信開始の基準となるタイミングである基準タイミングを同期するための無線信号である。無線通信システム１では、各無線基地局１１が、基準信号１２を送受信することによって、互いの無線信号送信タイミングに関わる基準タイミングを把握し、無線基地局間同期が確立するようにタイミング補正を行い、無線基地局間同期を確立する。基準信号１２は、無線基地局間同期のための専用の無線信号であってもよいし、無線基地局間または無線基地局１１と無線端末との間の通信で使用される無線信号、ビーコンなどであってもよい。以降の説明において、自無線基地局のことを第１の無線基地局と称することがある。また、隣接する無線基地局１１のことを第２の無線基地局と称することがある。

図２は、本実施の形態に係る無線基地局１１の構成例を示すブロック図である。無線基地局１１は、アンテナ２１と、無線通信部２２と、基地局制御部２３と、タイミング差測定部２４と、タイミング補正制御部２５と、を備える。

アンテナ２１は、無線信号を空中に放射して送信し、空中から伝搬されてきた無線信号を受信する。

無線通信部２２は、アンテナ２１で受信された無線信号に対して復調処理、復号処理などを行う。また、無線通信部２２は、基地局制御部２３から取得した送信データに対して符号化処理、変調処理などを行う。

基地局制御部２３は、無線基地局１１の外部にあって無線基地局１１を制御する図示しない無線基地局制御局と、有線ネットワークを介して接続している。基地局制御部２３は、有線ネットワークを介して無線基地局制御局から取得した情報を、無線通信部２２へ出力する。基地局制御部２３は、無線通信部２２で復調処理、復号処理などが行われて得られた情報を、有線ネットワークを介して無線基地局制御局へ出力する。また、基地局制御部２３は、無線通信部２２が無線信号の送信を開始する基準となる基準タイミングまたは時刻を無線通信部２２に対して制御する機能を有する。

タイミング差測定部２４は、アンテナ２１で受信され無線通信部２２で復調処理、復号処理などが行われた無線基地局間同期に関わる基準信号１２の受信タイミングと、自無線基地局の無線信号の送信タイミングとの差を測定する。すなわち、タイミング差測定部２４は、隣接無線基地局である第２の無線基地局から受信した、無線基地局間で無線信号の送信開始の基準となるタイミングである基準タイミングを同期するための基準信号１２を用いて、第２の無線基地局の基準タイミングと、第１の無線基地局の基準タイミングとのタイミング差を測定する。

タイミング補正制御部２５は、タイミング差測定部２４で測定された無線基地局間の基準タイミング差に基づいて、無線基地局間同期の基準となる基準タイミングを決定し、第１の無線基地局の第１のタイミング補正量および第２の無線基地局の第２のタイミング補正量を算出する。第１の無線基地局の第１のタイミング補正量は、第１の無線基地局の基準タイミングと第２の無線基地局の基準タイミングとを同期させるための、第１の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である。第２の無線基地局の第２のタイミング補正量は、第１の無線基地局の基準タイミングと第２の無線基地局の基準タイミングとを同期させるための、第２の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である。

基地局制御部２３は、タイミング補正制御部２５で算出された第２の無線基地局の第２のタイミング補正量を、第２の無線基地局に通知する制御を行う。

つづいて、無線基地局１１の動作について説明する。図３は、本実施の形態に係る無線通信システム１において無線基地局１１の動作を説明するための例を示す図である。図３に示すように、無線基地局１１－１～１１－３は領域５１－１に置局され、無線基地局１１－４～１１－６は領域５１－２に置局され、無線基地局１１－７～１１－９は領域５１－３に置局され、無線基地局１１－１０～１１－１２は領域５１－４に置局されている。領域５１－１～５１－４は、置局時にあらかじめ決定されているものであってもよい。領域５１－１～５１－４に置局される無線基地局１１の台数については、１台以上であればよく、特に制限されない。以降の説明において、領域５１－１～５１－４を区別しない場合、領域５１と称することがある。

図３に示す例は、領域５１－２に置局される無線基地局１１－４～１１－６が、メンテナンス、障害などの理由で稼働を停止している状況とする。図３に示す状況の場合、領域５１－１，５１－３，５１－４に置局されている無線基地局１１は、それぞれの周辺の無線基地局１１と無線基地局間同期を行って稼働する。すなわち、無線基地局１１は、領域５１間では必ずしも無線基地局間同期は確立せず、それぞれ領域５１内で独立した基準タイミングを用いて無線信号の送信開始タイミングを決定する。領域５１－１，５１－３，５１－４は、それぞれ一定以上の距離で離れている。そのため、無線通信システム１では、各領域５１に置局される無線基地局１１が独立した基準タイミングを用いて無線通信を実施していたとしても、干渉は発生せず、無線端末の移動によるハンドオーバが実行されることはない。

図４は、本実施の形態に係る無線通信システム１において図３に示す状況から領域５１－２に置局される無線基地局１１－４～１１－６が稼働を再開した状況を示す図である。無線基地局１１－４～１１－６は、稼働を再開すると、隣接する無線基地局１１の基準信号１２を受信し、自無線基地局の基準タイミングを生成し、基準信号１２の送受信を開始する。図４に示すように、領域５１－２に置局される無線基地局１１は、領域５１－１，５１－３，５１－４に置局される無線基地局１１と隣接する。領域５１－１，５１－３，５１－４には、それぞれの領域５１の基準信号１２に基づいた基準タイミングで動作する無線基地局１１が混在する可能性がある。

領域５１－２に置局される無線基地局１１と、領域５１－１，５１－３，５１－４に置局される無線基地局１１との間で、基準信号１２のタイミング差、すなわち基準タイミングのタイミング差がない場合、全ての無線基地局１１が無線基地局間同期することができる。しかしながら、前述のとおり、領域５１－１，５１－３，５１－４に置局される無線基地局１１は、それぞれ独立した基準タイミングで無線信号の送信をしている。そのため、領域５１－２に置局される無線基地局１１－４，１１－５，１１－６は、それぞれ異なる基準タイミングで無線信号を送信する可能性がある。

無線基地局１１－４，１１－５，１１－６が領域５１－１，５１－３，５１－４に置局されるいずれかの無線基地局１１の基準タイミングで無線信号の送信を開始するかは、稼働開始後に最初に受信できた基準信号１２による。本実施の形態では、一例として、領域５１－２に置局される無線基地局１１－４～１１－６のうち、無線基地局１１－４が、領域５１－１の無線基地局１１－３が送信する基準信号１２を最も早く受信したものとする。また、無線基地局１１－５，１１－６は、無線基地局１１－４が送信する基準信号１２を、無線基地局１１－７，１１－１０が送信する基準信号１２よりも先に受信したものとする。すなわち、図４では、無線基地局１１－１～１１－６は、同じ基準タイミングを用いて無線信号の送信を実施している状況にある。このような状況において、無線基地局１１－６は、無線基地局１１－７，１１－１０から異なる基準タイミングを持つ基準信号１２を受信することになり、同一の無線通信システム１において異なる基準タイミングを持つ無線基地局１１が存在することを認識する。

図５は、本実施の形態に係る無線通信システム１において領域５１が異なる各無線基地局１１の基準タイミングの関係の例を示す図である。図５において矢印で示される基準タイミング７１，７２，７３は各無線基地局１１の基準タイミングを表しており、相対的な時間差、すなわちタイミング差を持つことを示している。図５の例では、無線基地局１１－６の基準タイミングが基準タイミング７１であり、無線基地局１１－７の基準タイミングが基準タイミング７２であり、無線基地局１１－１０の基準タイミングが基準タイミング７３であるとする。図５のような状況において、各無線基地局１１は、各無線基地局１１の基準タイミング７１～７３のタイミング差が縮小するように基準タイミングのタイミング補正を行う必要がある。

図６は、本実施の形態に係る無線通信システム１の無線基地局１１による基準タイミングのタイミング補正の例を示す第１の図である。図６は、無線基地局１１－６が、無線基地局１１－７，１１－１０に対して、自無線基地局の基準タイミングに近づくようにタイミング補正量を通知した例を示している。具体的には、無線基地局１１－６は、無線基地局１１－７に対してタイミング補正量８１を通知し、無線基地局１１－１０に対してタイミング補正量８２を通知する。無線基地局１１－６は、タイミング補正量の通知方法について、無線信号を用いた無線通信で行ってもよいし、各無線基地局１１が接続する有線ネットワーク経由による有線通信で行ってもよい。具体的には、無線基地局１１－６において、基地局制御部２３は、無線通信または有線通信を用いて、第２のタイミング補正量を第２の無線基地局に通知する制御を行う。

図６に示すように、無線基地局１１－７，１１－１０のタイミング補正量８１，８２は非常に大きくなる。無線基地局１１－７，１１－１０は、通信中の無線端末が存在する場合、タイミング補正を無線端末との通信に影響がない範囲で微量ずつ行うこととなる。この場合、無線通信システム１では、無線基地局１１－７，１１－１０においてタイミング補正が完了するまでに大幅な時間がかかり、無線基地局間同期が完了するまでの時間が延伸してしまう。これは、事前に無線基地局間同期の基準となる基準タイミングを持つ無線基地局１１を設定していた場合などに発生する。

そのため、本実施の形態では、異なる複数の基準タイミングを持つ基準信号１２を受信した無線基地局１１－６は、無線基地局間同期確立までの時間が短くなるように収束する基準タイミングを決定する。図７は、本実施の形態に係る無線基地局１１が複数の無線基地局１１から異なる基準タイミングを持つ基準信号１２を受信した場合に無線基地局間同期を確立する動作を示すフローチャートである。無線基地局１１－６は、隣接する無線基地局１１－７，１１－１０から基準信号１２を受信すると（ステップＳ１１）、異なる基準タイミングを持つ基準信号１２を受信したか否かを判定する（ステップＳ１２）。異なる基準タイミングを持つ基準信号１２を受信しなかった場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、無線基地局１１－６は、無線基地局間同期を確立する動作を終了する。

異なる基準タイミングを持つ基準信号１２を受信した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、無線基地局１１－６は、受信した各基準信号１２の基準タイミングを比較し、基準信号１２の基準タイミングの差が無線基地局間同期を確立するための許容値以上か否かを判定する（ステップＳ１３）。許容値とは、無線通信の物理層の性能、無線通信における無線信号間での干渉を防ぐために設けるガードタイムなどから無線通信システム１の設計時に決定される値である。無線基地局１１－６は、あらかじめ許容値の情報を保持している。基準信号１２の基準タイミングの差が無線基地局間同期を確立するための許容値未満の場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、無線基地局１１－６は、無線基地局間同期が確立しているとして、無線基地局間同期を確立する動作を終了する。

基準信号１２の基準タイミングの差が無線基地局間同期を確立するための許容値以上の場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、無線基地局１１－６は、無線基地局間同期が確立していないとして、タイミング補正を行った結果収束する基準タイミング、すなわち同期収束時の基準タイミングまたは基準となる基準タイミングを持つ無線基地局１１を決定する（ステップＳ１４）。

図８は、本実施の形態に係る無線通信システム１の無線基地局１１による基準タイミングのタイミング補正の例を示す第２の図である。図８は、異なる基準タイミングを持つ無線基地局１１のうち、いずれかの無線基地局１１の基準タイミングに収束させる例を示している。図８は、具体的に、全ての無線基地局１１の基準タイミングが、無線基地局１１－７の基準タイミング７２になるように基準タイミングを補正する例を示している。具体的には、無線基地局１１－６において、タイミング補正制御部２５は、第１のタイミング補正量および第２のタイミング補正量の合計値が最小となるように、同期収束時の基準となる基準タイミングを決定する。タイミング補正制御部２５は、同期収束時の基準となる基準タイミングとして、第１の無線基地局の基準タイミングまたは第２の無線基地局の基準タイミングのいずれかを選択する。これにより、無線基地局１１－６は、図６に示すタイミング補正量８１，８２の合計値と比較して、図８に示すタイミング補正量１０１，１０２の合計値を小さくすることができる。従って、無線基地局１１－６は、各無線基地局１１の基準タイミングのタイミング補正が完了するまでの時間を短縮することができる。

図９は、本実施の形態に係る無線通信システム１の無線基地局１１による基準タイミングのタイミング補正の例を示す第３の図である。図９は、同期収束時の基準タイミングの例を示している。図９は、図８に示すように基準となる基準タイミングを持つ無線基地局１１を選択するのではなく、同期収束時の基準タイミング１１１として、基準タイミング７１～７３の中央値を設定した例を示している。この場合、無線基地局１１－６，１１－７，１１－１０のタイミング補正量は、それぞれタイミング補正量１１２，１１３，１１４となる。具体的には、無線基地局１１－６において、タイミング補正制御部２５は、最もタイミング差の大きい２つの無線基地局１１の基準タイミングの中央値のタイミングを、同期収束時の基準となる基準タイミングとして決定する。これにより、無線基地局１１－６は、図８に示すタイミング補正量１０１，１０２の合計値と比較して、図９に示すタイミング補正量１１２，１１３，１１４の合計値は大きくなるが、図８に示す最大のタイミング補正量１０２よりも、図９に示す最大のタイミング補正量１１２，１１３を小さくすることができる。従って、無線基地局１１－６は、各無線基地局１１が並行してタイミング補正を行うことを考慮すると、各無線基地局１１の基準タイミングのタイミング補正が完了するまでの時間をさらに短縮することができる。

なお、無線基地局１１－６は、ステップＳ１４の動作において、同期収束時の基準タイミングまたは基準となる基準タイミングを持つ無線基地局１１を決定するとともに、無線基地局１１－６を含む各無線基地局１１のタイミング補正量を算出することになる。

無線基地局１１－６は、自無線基地局において基準タイミングのタイミング補正が必要な場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、自無線基地局の基準タイミングのタイミング補正を行う（ステップＳ１６）。無線基地局１１－６は、無線基地局１１－６において基準タイミングのタイミング補正が不要な場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、またはステップＳ１６の動作後、隣接する無線基地局１１に対してタイミング補正量を通知する（ステップＳ１７）。具体的には、無線基地局１１－６は、無線基地局１１－７，１１－１０に対してタイミング補正量を通知する。また、無線基地局１１－６は、無線基地局１１－６の基準タイミングを補正した場合、無線基地局１１－５にもタイミング補正量を通知する。無線基地局１１－６は、タイミング補正量の通知方法について、前述のように、無線通信で行ってもよいし、無線基地局１１間で接続されている有線ネットワークを介して有線通信で行ってもよい。

また、無線基地局１１－６は、タイミング補正量を通知する際、基準タイミングを決定する上で考慮した無線基地局１１の台数を合わせて通知する。無線基地局１１－６が無線基地局１１－７，１１－１０に対してタイミング補正量を通知する場合の無線基地局１１の台数は３となる。具体的には、無線基地局１１－６において、タイミング補正制御部２５は、第１のタイミング補正量および第２のタイミング補正量を決定する際に考慮した無線基地局の台数を基地局制御部２３へ通知する。基地局制御部２３は、第２のタイミング補正量とともに、無線基地局の台数を第２の無線基地局へ通知する。

無線基地局１１－５，１１－７，１１－１０は、通知されたタイミング補正量に基づいて自無線基地局の基準タイミングを補正する。無線基地局１１－５，１１－７，１１－１０は、補正を開始する前に自無線基地局と同じ基準タイミングで無線信号を送信している無線基地局１１、例えば、無線基地局１１－７であれば無線基地局１１－８に対して、基準タイミングの補正を実行する。または、無線基地局１１－５，１１－７，１１－１０は、自無線基地局のフレームタイミングを微量ずつ補正してもよい。無線基地局１１－５，１１－７，１１－１０は、自無線基地局が送信する基準信号１２を受信する隣接する無線基地局１１において受信タイミングがずれることで、隣接する無線基地局１１の基準タイミングを自律的に補正させることができる。

ここで、無線基地局１１－７，１１－１０は、図３に示すように、無線基地局１１－６の基準信号１２を受信し、図７に示すフローチャートに従って自無線基地局の基準タイミングと比較を行い、無線基地局１１－６に対してタイミング補正量を通知することが考えられる。前述のように、各無線基地局１１は、タイミング補正量を通知する際、タイミング補正量を決定する上で考慮した無線基地局１１の台数を合わせて通知している。各無線基地局１１は、既に隣接する無線基地局１１に対して基準信号１２を送信した後、隣接する無線基地局１１からタイミング補正量が通知された場合、隣接する無線基地局１１から通知された無線基地局１１の台数と、自無線基地局がタイミング補正量を決定した際に考慮した無線基地局１１の台数との比較を行う。無線基地局１１は、無線基地局１１の台数を比較した結果、通知されたタイミング補正量に含まれる無線基地局１１の台数が大きい場合、通知されたタイミング補正量に従ってタイミング補正を行う。

本実施の形態では、無線基地局１１－７，１１－１０は、無線基地局１１－６から無線基地局１１の台数として３台が通知される。無線基地局１１－７，１１－１０は、無線基地局１１－６に通知したタイミング補正量は自無線基地局と無線基地局１１－６しか考慮していないため、考慮した無線基地局１１の台数は２台になる。無線基地局１１－６から通知される無線基地局１１の台数の方が、無線基地局１１－７，１１－１０で考慮した無線基地局１１の台数よりも多い。そのため、無線基地局１１－７，１１－１０は、無線基地局１１－６から通知されたタイミング補正量に従って基準タイミングのタイミング補正を行う。

図１０は、本実施の形態に係るタイミング補正量を受信した無線基地局１１－７，１１－１０の動作を示すフローチャートである。無線基地局１１－７，１１－１０は、隣接する無線基地局１１－６から、タイミング補正量を受信する（ステップＳ２１）。無線基地局１１－７，１１－１０は、隣接する無線基地局１１－６へタイミング補正量を通知したか否かを判定する（ステップＳ２２）。隣接する無線基地局１１－６へタイミング補正量を通知した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、無線基地局１１－７，１１－１０は、タイミング補正量とともに通知された無線基地局１１の台数の情報と自無線基地局で考慮した無線基地局１１の台数とを比較する（ステップＳ２３）。タイミング補正量とともに通知された無線基地局１１の台数の方が多い場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、または隣接する無線基地局１１－６へタイミング補正量を通知していない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、無線基地局１１－７，１１－１０は、通知されたタイミング補正量に基づいて自無線基地局の基準タイミングのタイミング補正を行う（ステップＳ２４）。タイミング補正量とともに通知された無線基地局１１の台数の方が少ない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、自無線基地局の基準タイミングを補正することなく動作を終了する。

無線基地局１１－６についても同様である。具体的には、無線基地局１１－６において、基地局制御部２３は、第２のタイミング補正量を第２の無線基地局に通知し、第２の無線基地局から第２の無線基地局で決定された第１のタイミング補正値が通知された場合、無線基地局１１の台数に基づいて、無線基地局１１の数の多い方のタイミング補正量を採用する。

なお、本実施の形態では、無線基地局１１－６が、隣接する無線基地局１１として２つの無線基地局１１、具体的には、無線基地局１１－７，１１－１０から異なる基準タイミングを持つ基準信号１２を受信する場合について説明したが、一例であり、これに限定されない。本実施の形態は、無線基地局１１において、３つ以上の隣接する無線基地局１１から異なる基準タイミングを持つ基準信号１２を受信する場合にも適用可能である。

つづいて、無線基地局１１のハードウェア構成について説明する。無線基地局１１において、アンテナ２１はアンテナ素子である。無線通信部２２は、無線通信用の高周波回路、変復調回路などを有する無線通信モジュールである。基地局制御部２３、タイミング差測定部２４、およびタイミング補正制御部２５は処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。

図１１は、本実施の形態に係る無線基地局１１が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路９０の構成例を示す図である。図１１に示す処理回路９０は制御回路であり、プロセッサ９１およびメモリ９２を備える。処理回路９０がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、処理回路９０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路９０では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路９０は、無線基地局１１の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。このプログラムは、処理回路９０により実現される各機能を無線基地局１１に実行させるためのプログラムであるともいえる。このプログラムは、プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。

上記プログラムは、タイミング差測定部２４が、隣接無線基地局である第２の無線基地局から受信した、無線基地局間で無線信号の送信開始の基準となるタイミングである基準タイミングを同期するための基準信号１２を用いて、第１の無線基地局の基準タイミングと、第２の無線基地局の基準タイミングとのタイミング差を測定する第１のステップと、タイミング補正制御部２５が、タイミング差に基づいて、第１の無線基地局の基準タイミングと第２の無線基地局の基準タイミングとを同期させるための、第１の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である第１のタイミング補正量、および第２の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である第２のタイミング補正量を算出する第２のステップと、基地局制御部２３が、第２のタイミング補正量を第２の無線基地局に通知する制御を行う第３のステップと、を無線基地局１１に実行させるプログラムであるとも言える。

ここで、プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。また、メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

図１２は、本実施の形態に係る無線基地局１１が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路９３の例を示す図である。図１２に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線基地局１１は、隣接する無線基地局１１から基準信号１２を受信し、基準タイミングの差が許容値以上の場合、自無線基地局を含めた各無線基地局１１のタイミング補正量の総和が最小となるように、基準タイミングを決定することとした。これにより、無線通信システム１は、無線通信システム１内に置局される無線基地局１１間の時間的な同期を迅速に確立することができる。無線通信システム１は、各無線基地局１１間の同期確立までの時間を抑制することができる。

なお、背景技術でも記載したように、無線基地局１１は、基準タイミングの同期として、各無線基地局１１が管理する時刻の同期を行うことも可能である。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１無線通信システム、１１，１１－１～１１－１２無線基地局、１２基準信号、２１アンテナ、２２無線通信部、２３基地局制御部、２４タイミング差測定部、２５タイミング補正制御部、５１－１～５１－４領域。

Claims

３以上の無線基地局を備える無線通信システムにおける第１の無線基地局である無線基地局であって、
２以上の隣接無線基地局である第２の無線基地局から受信した、無線基地局間で無線信号の送信開始の基準となるタイミングである基準タイミングを同期するための基準信号を用いて、前記第１の無線基地局の基準タイミングと、前記第２の無線基地局の基準タイミングとのタイミング差を測定するタイミング差測定部と、
２以上の前記第２の無線基地局と同期が確立していないときに前記タイミング差に基づいて、前記第１の無線基地局の基準タイミングと前記第２の無線基地局の基準タイミングとを同期させるための、前記第１の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である第１のタイミング補正量、および前記第２の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である第２のタイミング補正量を算出するタイミング補正制御部と、
前記第２のタイミング補正量を前記第１の無線基地局から前記第２の無線基地局に通知する制御を行う基地局制御部と、
を備え、
前記タイミング補正制御部は、同期収束時の基準タイミングとなる前記第１の無線基地局または前記第２の無線基地局を決定し、または前記第１の無線基地局および２以上の前記第２の無線基地局の基準タイミングの中央値を前記同期収束時の基準タイミングとして決定し、前記第１の無線基地局の基準タイミングと前記同期収束時の基準タイミングとの差分から前記第１のタイミング補正量を算出し、前記第２の無線基地局の基準タイミングと前記同期収束時の基準タイミングとの差分から前記第２のタイミング補正量を算出し、前記第１のタイミング補正量に基づいて前記第１の無線基地局の基準タイミングの補正を行う、
ことを特徴とする無線基地局。
前記タイミング補正制御部は、前記第１のタイミング補正量および前記第２のタイミング補正量の合計値が最小となるように、同期収束時の基準となる基準タイミングを決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
前記タイミング補正制御部は、前記合計値が最小となる基準タイミングとして、前記第１の無線基地局の基準タイミングまたは前記第２の無線基地局の基準タイミングのいずれかを選択する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線基地局。
前記タイミング補正制御部は、最もタイミング差の大きい２つの無線基地局の基準タイミングの中央値のタイミングを、同期収束時の基準となる基準タイミングとして決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
前記基地局制御部は、無線通信または有線通信を用いて、前記第２のタイミング補正量を前記第２の無線基地局に通知する制御を行う、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の無線基地局。
前記タイミング補正制御部は、前記第１のタイミング補正量および前記第２のタイミング補正量を決定する際に考慮した無線基地局の台数を前記基地局制御部へ通知し、
前記基地局制御部は、前記第２のタイミング補正量とともに、前記無線基地局の台数を前記第２の無線基地局へ通知する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の無線基地局。
前記基地局制御部は、前記第２のタイミング補正量を前記第２の無線基地局に通知し、前記第２の無線基地局から前記第２の無線基地局で決定された第１のタイミング補正値が通知された場合、前記無線基地局の台数に基づいて、無線基地局の数の多い方のタイミング補正量を採用する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線基地局。
前記基準タイミングの同期として、各無線基地局が管理する時刻の同期を行う、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の無線基地局。
請求項１から８のいずれか１つに記載の無線基地局を複数備えることを特徴とする無線通信システム。
３以上の無線基地局を備える無線通信システムにおける第１の無線基地局である無線基地局を制御する制御回路であって、
２以上の隣接無線基地局である第２の無線基地局から受信した、無線基地局間で無線信号の送信開始の基準となるタイミングである基準タイミングを同期するための基準信号を用いて、前記第１の無線基地局の基準タイミングと、前記第２の無線基地局の基準タイミングとのタイミング差の測定、
２以上の前記第２の無線基地局と同期が確立していないときに前記タイミング差に基づいて、前記第１の無線基地局の基準タイミングと前記第２の無線基地局の基準タイミングとを同期させるための、前記第１の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である第１のタイミング補正量、および前記第２の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である第２のタイミング補正量の算出において、同期収束時の基準タイミングとなる前記第１の無線基地局または前記第２の無線基地局を決定し、または前記第１の無線基地局および２以上の前記第２の無線基地局の基準タイミングの中央値を前記同期収束時の基準タイミングとして決定し、前記第１の無線基地局の基準タイミングと前記同期収束時の基準タイミングとの差分から前記第１のタイミング補正量を算出し、前記第２の無線基地局の基準タイミングと前記同期収束時の基準タイミングとの差分から前記第２のタイミング補正量を算出し、前記第１のタイミング補正量に基づいて前記第１の無線基地局の基準タイミングの補正、
前記第２のタイミング補正量を前記第１の無線基地局から前記第２の無線基地局に通知する制御、
を無線基地局に実施させることを特徴とする制御回路。
３以上の無線基地局を備える無線通信システムにおける第１の無線基地局である無線基地局を制御するプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記プログラムは、
２以上の隣接無線基地局である第２の無線基地局から受信した、無線基地局間で無線信号の送信開始の基準となるタイミングである基準タイミングを同期するための基準信号を用いて、前記第１の無線基地局の基準タイミングと、前記第２の無線基地局の基準タイミングとのタイミング差の測定、
２以上の前記第２の無線基地局と同期が確立していないときに前記タイミング差に基づいて、前記第１の無線基地局の基準タイミングと前記第２の無線基地局の基準タイミングとを同期させるための、前記第１の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である第１のタイミング補正量、および前記第２の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である第２のタイミング補正量の算出において、同期収束時の基準タイミングとなる前記第１の無線基地局または前記第２の無線基地局を決定し、または前記第１の無線基地局および２以上の前記第２の無線基地局の基準タイミングの中央値を前記同期収束時の基準タイミングとして決定し、前記第１の無線基地局の基準タイミングと前記同期収束時の基準タイミングとの差分から前記第１のタイミング補正量を算出し、前記第２の無線基地局の基準タイミングと前記同期収束時の基準タイミングとの差分から前記第２のタイミング補正量を算出し、前記第１のタイミング補正量に基づいて前記第１の無線基地局の基準タイミングの補正、
前記第２のタイミング補正量を前記第１の無線基地局から前記第２の無線基地局に通知する制御、
を無線基地局に実施させることを特徴とする記憶媒体。
３以上の無線基地局を備える無線通信システムにおける第１の無線基地局である無線基地局の無線通信方法であって、
タイミング差測定部が、２以上の隣接無線基地局である第２の無線基地局から受信した、無線基地局間で無線信号の送信開始の基準となるタイミングである基準タイミングを同期するための基準信号を用いて、前記第１の無線基地局の基準タイミングと、前記第２の無線基地局の基準タイミングとのタイミング差を測定する第１のステップと、
タイミング補正制御部が、２以上の前記第２の無線基地局と同期が確立していないときに前記タイミング差に基づいて、前記第１の無線基地局の基準タイミングと前記第２の無線基地局の基準タイミングとを同期させるための、前記第１の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である第１のタイミング補正量、および前記第２の無線基地局の基準タイミングのタイミング補正量である第２のタイミング補正量を算出する第２のステップと、
基地局制御部が、前記第２のタイミング補正量を前記第１の無線基地局から前記第２の無線基地局に通知する制御を行う第３のステップと、
を含み、
前記第２のステップにおいて、前記タイミング補正制御部は、同期収束時の基準タイミングとなる前記第１の無線基地局または前記第２の無線基地局を決定し、または前記第１の無線基地局および２以上の前記第２の無線基地局の基準タイミングの中央値を前記同期収束時の基準タイミングとして決定し、前記第１の無線基地局の基準タイミングと前記同期収束時の基準タイミングとの差分から前記第１のタイミング補正量を算出し、前記第２の無線基地局の基準タイミングと前記同期収束時の基準タイミングとの差分から前記第２のタイミング補正量を算出し、前記第１のタイミング補正量に基づいて前記第１の無線基地局の基準タイミングの補正を行う、
ことを特徴とする無線通信方法。