JPH02192328A - 遅延時間差検出法 - Google Patents

遅延時間差検出法

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JPH02192328A
JPH02192328A JP1009803A JP980389A JPH02192328A JP H02192328 A JPH02192328 A JP H02192328A JP 1009803 A JP1009803 A JP 1009803A JP 980389 A JP980389 A JP 980389A JP H02192328 A JPH02192328 A JP H02192328A
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JP
Japan
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signal
base station
delay time
time difference
station
Prior art date
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Pending
Application number
JP1009803A
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English (en)
Inventor
Junichi Oka
純一 岡
Takeshi Hattori
武 服部
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数無線ゾーンで一つのサービスエリアを構
成する移動無線通信方式における局間送信タイミング同
期技術に関するものである。
〔従来の技術〕
自動車電話方式や無線呼出方式など、複数の無線ゾーン
で一つのサービスエリアを構成する移動無線通信方式で
は、着信制御信号や呼出信号を変調信号として同一周波
数の徹退波を変調した無線信号を、複数の基地局から同
時または順次送信する方法が取られるが、このような場
合には、オーバラップゾーンでの受信率確保のため、各
基地局が送信するタイミングを同期させる局間送信タイ
ミング同期が必要である。
局間送信タイミング同期制御は、まず送信タイミングの
基準となる基準基地局が送信する無線信号と、タイミン
グを調整する被調整基地局が送信する無線信号との間の
遅延時間差を検出し、該検出結果に基づいて、被調整基
地局が送信する信号に加える遅延をilIgkすること
により、基準基地局と被調整基地局との送信タイミング
を同期させる。
局間送信タイミング同期制御のための遅延時間差検出法
として、制御局で発生した検出用信号により変調した無
線信号を基準基地局と被調整基地局から送信し、同焦線
信号を受信、a調して得る二つの信号の相互電力スペク
トルの位相角により遅延時間差を求める方法が考案され
ている (特願昭63−51691  r遅延時間差測
定方法」)。
すなわち、受信機で順次受信した二つの検出用信号をフ
ーリエ変換した結果より、任意の周波数fに注目して、
相互電力スペクトルA” (f)B(f) ” l A” (f ) B(f )l  exp(−
jθ(f))−l A” (f ) B(f N  e
xp(−j2 w fΔτ)A(f):基準基地局送信
ベースバンド信号のフーリエ変換 B(f):被si!整基地局送信ベースバンド信号のフ
ーリエ変換 より、二つのベースバンド信号の遅延時間差Δτは、 
   Δτ= −〇(f)/2πfと求めることができ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしこの方法では、基準基地局からの検出用信号と被
調整基地局からの検出用信号は同−周波数成分を有する
ため、信号の分離を行なうために各基地局にそれぞれの
検出用信号送信タイムスロットを割り当てて順次送信を
行なう必要があり、特に基地局数の多いシステムでは、
システム全体の送信タイミング同期動伶に要する時間が
長くなる欠点がある。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、基地
局ごとに検出用信号送信タイムスロットを割り当てる必
要をなくし、短時間で遅延時間差検出が可能な遅延時間
差検出法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、上述の目的は前記特許請求の範囲に記
載した手段により達成される。
すなわち、本発明は、サービスエリア内を移動する複数
の移動局と、サービスエリアに対応する制御局と、サー
ビスエリアを構成する複数の無線ゾーンに対応する複数
の基地局と、該基地局と制御局とを接続する局間伝送路
から成り、前記複数の基地局は制御局で発生し局間伝送
路を通して伝送された情報信号により線形変調された無
線信号を、移動局に対して送信する移動無線通信方式に
適用する、各基地局が送信する無線信号の送信タイミン
グを同期させる送信タイミング同期方式において、前記
複数の基地局から基地局ごとに異なる周波数成分を有す
る検出用信号で変調した無線信号を同時に送信し、該無
線信号が合成された信号を受信機で受信、復調して得ら
れる信号をフーリエ変換して基地局ごとの検出用信号の
スベクFルに分離し、送信タイミングの基準となる基地
局からの検出用信号および送信タイミングを調整する基
地局からの検出用信号について相互電力スペクトルをそ
れぞれ求め、該相互電力スペクトルの位相角の差から両
信号の遅延時間差すなわち、前記複数基地局間の送信タ
イミング差を同時に求める遅延時間差検出法である。
〔作 用〕
本発明は、複数の基地局からそれぞれ異なる周波数成分
を有する検出用信号を同時に送出し、遅延時間差検出器
で複数の検出用信号が合成された受信信号をフーリエ変
換して基地局ごとの検出用信号のスペクトルに分離し、
各スペクトルについて相互電力スペクトルを求め、その
位相角差から遅延時間差を検出する。
〔実施例〕。
第1図は、本発明の実施例の局間送信タイミング同期系
を示す図で、1は制御局、1&は信号発生部、2および
3は局間伝送路、4お上り5は基地局、4aおよび5a
は遅延1!4整部、4bおよび5bは送信機、5c受信
機、5dは遅延時間差検出器である。
第2図は遅延時間差検出器の構成例を示す図で、10は
A/D変換部、11はタイミング信号発生部、12は7
一リエ変換部、13はスペクトラム記憶部、14は位相
角演算部、15はi!!延時開時間差演算部る。
第3I!lは本発明の遅延時間差検出方法を説明する図
で、t!S3図(a)中のa(t)およびb(1)はそ
れぞれ基準基地局および被調整基地局から送信された検
出用信号の波形例、u(t)は受信機出力信号の波形、
Tはタイミング発生部が発生するタイミング信号、第3
図(b)中のU(f)はu(t)をフーリエ変換したス
ペクトラム、A(f)およびB (f)はそれぞれa(
t)お上びb (t)を フーリエ変攪したスペクトラ
ム、 fAIは検出用信号a(t)に含まれる周波数成
分、fatは検出用信号b (t)に含まれる周波数成
分、A (fAt>はA(f)のうち周波数fAIのス
ペクトル、B(fat)はB(f)のうち周波数fs+
のスペクトル、 第3図(a)中のA’(f Al)お
上びB’(f e+)はそれぞれスペクトラム記憶部に
記憶されている基準基地局検出用信号に対応する周波数
fAIのスペクトルお上り被調整基地局検出用信号に対
応する周波数fs+のスペクトルである。
本実施例の局間送信タイミング同期系において遅蒐差検
出を行なうには、まず信号発生部18から各基地局4お
よび5に対し予め定められた、基地局ごとに異なった周
波数成分を有する検出用信号を送出する。該検出用信号
は局間伝送路2および3、遅延w4整部4aおよび5m
を通して送信!flAbおよび5bで同一周波数の搬送
波を線形変調して送信され、受信機5cで受信、復調さ
れる。
一方、タイミング信号発生部11は、局間伝送路3を通
して伝送された信号を分岐した信号を受け、上記検出用
信号の送信タイミングに合わせたタイミング信号を発生
する。
遅延時間差検出器5dは受信機出力信号なA/D変換部
10でタイミング信号発生部11が発生するタイミング
信号によりA/D変換した後、7一リエ変換部12でフ
ーリエ変換してスペクトラムを求める。
ここで第3図(&)に示すように受信機出力信号u(t
)は、各基地局が送信した、検出用信号で線形変調され
た無線信号が合成された信号を復調したもので、各基地
局の検出用信号1(1)とb(t)の和として得られる
。従って、フーリエ変換の線形性より、受信機出力信号
U(1)をフーリエ変換した結果、U(f)は両基地局
からの検出用信号のスペクトラムA(f)とB(f)の
和となる。
すなわち、 u (t) ” a(t) 十b (t)U  (f)
=A(f)+B  (f)の両式が成立する。
ここで前述のとおり、各検出用信号は異なる周波数成分
を有するので、第3図(b)に示すように、一方の検出
用信号に含まれ、他方には含まれない周波数があり、該
周波数のスペクトルについては受信機出力信号のスペク
トラムU(f)から分離、抽出することができる。
一方、スペクトラム記憶部13には、送信タイミングの
基準となる基準基地局の検出用信号と遅鴬量を調整する
被調整基地局の検出用信号の、遅延差がない時のスペク
トラムが記憶されている。
位相角演算部14は、7一リエ変換部12の受信機出力
信号スペクトラムと、スペクト2ム記憶部13に記憶し
ている2組のスペクトラムから、それぞれ相互層カスベ
クトル位相角を求める。
ここで、基準基地局の検出用信号に含まれ、被11I整
基地局の検出用信号に含まれない周波数成分をfAls
  被調整基地局の検出用信号に含まれ、基準基地局の
検出Ffj信号に含まれない周波数成分をfar、受信
機出力信号スペクトラムU(f)を構成する基準基地局
検出用信号スペクト2ムA(f)の周波数fAIのスペ
クトルをA(fAI)、被v!4整基地局検出用信号ス
ペクトラムB(f)の周波数fe+のスペクトルをB(
far)、スペクトラム記憶部13に記憶されている基
準基地局検出用信号に対応する周波数f^1のスペクト
ルを A’ (fAI)、被y4整基地局検出用信号に
対応する周波数fa+のスペクトルを B’(f e+
)とすると、 A(fAt)とA’ (fAt)、B(
far)と B’(far)の相互型カスベクトルは次
式の通りとなり、各スペクトルと相互層カスベクトル位
相角θ (fAIンとθ(f e+)との関係は第3図
(e)に示す通りとなる。
A”(f Al)  A(f Al) ” l A”(fAt)A (fAI) l exp(
jθ(fil= l A ”(FAI)A (fAt)
 I exp(−jam FAI r ^t)B”(f
Bj)B(far) = I B ”(far)B (fiI) I exp
(jθ(far))=  I  B”(far)B (
far)  l  exp(−j:’r  far τ
 81)従りて、周波数fAIおよびfarのスペクト
ルにおける受信機出力信号と記憶されている信号の遅延
時間差τ^鵞、fBjは、遅延時間差演算部15で以下
の計算により求められる。
τ^1=−〇 (fAI)/2πf^1τII+=−〇
 (f8.)/2πfa+ここで、スペクトラム記憶部
13内のA’(f^−1B’ (far)の遅延時間差
をτPとすれば、受信信号中の基準基地局検出用信号と
被WI4整基地局検出用信号の遅延時間差Δτは次式に
より求められる。
Δτ=τB1−τA1−τP なお、以上で説明した実施例では一つの検出用信号につ
いてIR波数成分のみを利用して遅延時間差を求めたが
、一方の検出用信号に含まれ、他方では含まれない周波
数成分がそれぞれn、m個ある場合には、各周波数スペ
クトルについて相互層カスベクトル位相角を求め、例え
ば平均法を用いて、 τ^=Στ^1/n =Σ(−θ(f AID/ 2 K f Al)/ n
τB=ΣτBj/m =Σ(−θ(f BJ)/ 2 yr f eJ)/ 
mΔτ=τB−τ^−τP として遅延時間差を求めること、または最小自乗誤差法
、すなわち理論的にはθ (f)がfの一次関数で与え
られ、遅延時間差は該−大関数の傾きから得られること
を利用して複数のθ(fAn)とfAIの組み合わせお
よびθ (fBj)とfBjの組み合わせから誤差が最
小となる一次関数の傾きを求めてτ^およびτBを得て
、その差から遅延時間差Δτを求めること等により、複
数の周波数成分を利用する精度の高い遅延時M差検出が
可能である。
また、以上の実施例では被ll!整基地局が1局のみの
場合を説明したが、これを複数局とすることが可能であ
ることは自明である。
以上の方法により検出された遅延時間差は、遅lLv4
g部5dへ伝達され、遅延調整部5dでは、複局同時送
信システムでは該遅延時間差を打ち消すよう、また複局
順次送信システムでは遅延時間差が予め定めた値となる
よう送信機へ送出する信号に加える遅延量を調整して送
信タイミング同期制御を完了する。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、複数の検出用信
号を同時に受信してもこれらを分離し、遅延時間差を求
めることができるので、基地局ごとに信号送信タイムス
ロットを謂g当てる必要がなく、システム全体を短時間
で遅延時周差検出、遅廻量ll整することができる利点
がある。
具体的には、N基地局で構成されるサービスエリアで1
回の検出用信号送信時間をT秒とすると、各基地局ごと
に送信タイムスロッFを割り当でる従来方法では検出用
信号の送信にシステム全体でNX7秒間を要するのに対
し、本発明の方法では1秒間で済むことになり、所要信
号送信時間は1/Nに短縮できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の局間送信タイミング同期系を
示す図、第2図は遅延時間差検出器の構成例を示す図、
第3図は本発明の遅延時間差検出器法を説明する図であ
る。 1 ・・・・・・制御局、    1a ・・・・・・
信号発生部、     2 3 ・・・・・・局間伝送
路、4 ・・・・・・基地局、     4a ・・・
・・・遅延調整部、     4b ・・・・・・送信
機、    5 ・・・・・・基地局、     5a
 ・・・・・・遅f、調整部、5b ・・・・・・送信
機、     5c ・・・・・・受信機、     
5d ・・・・・・遅延時間差検出器、10 ・・・・
・・A/D変換部、    11 ・・・・・・タイミ
ング信号発生部、     12 ・・・・・・7一リ
エ変換部、    13 ・・・・・・ スペクトラム
記憶部、    14 ・・・・・・位相角演算部、1
5 ・・・・・・遅延時間差演算部、a(t)I b(
t)・・・・・・ それぞれ基準基地局および被llI
整基地局から送信された検出用信号の波形例、   u
(t)・旧・・受信機出力信号の波形、   T・・・
・・・ タイミング発生部が発生するタイミング信号、
      U(f)  ・・・・・・u(t)をフー
リエ変換したスペクトラム、A (f ) 、 B (
f )  ・−・−・ それぞれa(t)お上りbD)
をフーリエ変換したスペクトラム、f^1 ・・・・・
・ 検出用信号a(t)に含まれる周波数成分、   
fat・・・・・・検出用信号b(t)に含まれる周波
数成分、   A (fA+>  ・・・・・・A(f
)のうち周波数fAIのスペクトル、B(fat)  
・・・・・・B(f)のうち周波数fe+のスペクトル
、    A’ (f^+) −B’ (fat)・・
・・・・ それぞれスペクトラム記憶部に記憶されてい
る基準基地局検出用信号に対応する周波数(A+のスペ
クトルおよび被調整基地局検出用信号に対応する周波数
fa+のスペクトル代理人 弁理士  本  IJ[l
      崇第 7 図 第 2 図 (a) 悴3図(イの1) (b) 第3図 (崎 の

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. サービスエリア内を移動する複数の移動局と、サービス
    エリアに対応する制御局と、サービスエリアを構成する
    複数の無線ゾーンに対応する複数の基地局と、該基地局
    と制御局とを接続する局間伝送路から成り、前記複数の
    基地局は制御局で発生し局間伝送路を通して伝送された
    情報信号により線形変調された無線信号を移動局に対し
    て送信する移動無線通信方式に適用する、各基地局が送
    信する無線信号の送信タイミングを同期させる送信タイ
    ミング同期方式において、前記複数の基地局から基地局
    ごとに異なる周波数成分を有する検出用信号で変調した
    無線信号を同時に送信し、該無線信号が合成された信号
    を受信機で受信、復調して得られる信号をフーリエ変換
    して基地局ごとの検出用信号のスペクトルに分離し、送
    信タイミングの基準となる基地局からの検出用信号およ
    び送信タイミングを調整する基地局からの検出用信号に
    ついて相互電力スペクトルをそれぞれ求め、該相互電力
    スペクトルの位相角の差から両信号の遅延時間差すなわ
    ち、前記複数基地局間の送信タイミング差を同時に求め
    ることを特徴とする遅延時間差検出法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995033315A1 (fr) * 1994-05-31 1995-12-07 Anritsu Corporation Dispositif de mesure du temps de propagation
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