JPH0244822A - 遅延時間差検出法 - Google Patents

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、第４図に示すように、制御局Ａで発生した制御信号
や呼出信号を、局間伝送路８１〜Ｂ３を通して、前記無
線ゾーンごとに配置された基地局Ｃ１〜Ｃ３へ伝送し、
該制御信号等を変調信号として同一周波数の搬送波を変
調した無線信号を、各基地局から同時または順次送信す
る方法が用いられるが、このような場合には、オーバラ
ップゾーンＤ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遅延を加えることにより、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、制御局で発生したベースバンド信号により変ｖ
１４された無線信号を基準基地局と被調整基地局から送
信し、同焦線信号を受信して得る２つのベースバンド信
号の相互電カスベ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
１遅延時間差測定方法」）。

すなわち、受信機で受信した２つのベースバンド信号を
７−リエ変換した結果より、特定の周波数ｆに注目して
、相互電カスベクトルＡ＊（ｆ）Ｂ（ｆ） −ｌ　Ａ’　（ｆ　）　Ｂ（ｆ　）ｌ　　ｅｘｐ（−ｊ
θ（ｆ））−ｌ　Ａ＊（ｆ　）　　Ｂ（ｆ　Ｎ　　ｅｘ
ｐ（−ｊ２　ｙｒ　ｆΔτ）Ａ（ｆ）：基準基地局送信
ベースバンド信号の７一リエ変換信号 Ａ＊（ｆ）：　Ａ（ｆ）の複素共役 Ｂ（ｆ）：被調整基地局送信ベースバンド信号の７一リ
エ変換信号 より、２つのベースバンド信号の遅延時間差Δτは、 Δτ＝−〇（ｆ）／２　πｆ と求めることがでトる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上に説明した従来の方法では、特定の周波数に着目す
るので、制御局で発生する信号は例えば正弦波等単一周
波数成分を有する信号でよ一 いが、測定精度を向上させる場合には、複数回の測定を
行ない、その結果を平均するなどの方法が必要であり、
測定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、−度
の信号受信で複数の相互電カスベクトル位相角を得、該
複数の位相角から遅延時間差検出結果を求めることによ
り、短い検出時間で高精度な検出を可能とする遅延時間
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
載した方法により達成される。

すなわち、本発明は、一つのサービスエリアを複数の無
線ゾーンで構成し、サービスエリア内を移動する複数の
移動局と、各無線ゾーンに対応する基地局と、サービス
エリアに対応する制御局と、各基地局と制御局とを接続
する局間伝送路からなる移動無線通信方式であって、各
基地局から送信する無線信号の送信タイミングを同期さ
せるための送信タイミング同期方式において、前記制御
局で発生する複数の周波数成分を持つパターン信号で変
調された無線信号を前記複数の基地局のうちの２局から
送信し、遅延時間差検出装置では、該無線信号を受信お
よび復調して得られる２つのパターン信号から複数の周
波数成分について、相互電カスベクトルの位相角を求め
、該複数の位相角から両方の信号の遅延時間差すなわち
、前記２基地局間の送信タイミング差を求める遅延時間
差検出法である。

〔作　用〕

本発明では、複数の周波数成分を有するパターン信号を
制御局から送出し、受信した該パターン信号から得る複
数の周波数についての相互電カスベクトルの位相角より
、遅延時間差検出結果を求める。

すなわち、−回の信号受信で複数の位相角を得ることに
より、検出時間を長くすることなく高精度化を図ること
ができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の第一の実施例の遅延時間差検出系を
示す図であり、１は制御局、２は制御局内の制御信号発
生部、３．４は局間伝送路、５は基地局、６は基地局５
中の遅延調整部、７は基地局５内の送信機、８は基地局
、９は基地局８内の遅延調整部、１０は基地局８内の送
信機、１１は遅延時間差検出装置、１２は受信機、１３
は基準信号発生部、１４はＡ／Ｄ変換部、１５は７一リ
エ変換部（Ｆ　Ｆ　Ｔ　）、１６はデータ記憶部、１７
は位相角検出部、１８は位相角／時間変換部、１９は遅
延時間差演算部を表わしている。

なお、図中の受信機１２から遅延時間差演算部１９まで
の各ブロックは遅延時間差検出装置１１中に含まれるも
のである。

本実施例の遅延時間差検出系により遅延差検出を行なう
には、まず、制御局１内の制御信号発生部２からＭ系列
ＰＮ信号等の予め定められた、複数の周波数成分を有す
るパターン信号を繰り返し発生する。

該パターン信号は、局間伝送路３，４、基地局５，８内
の遅延調整部６，９を通して、送信機７．１０へ伝送さ
れる。

ここで、まず、送信機７を送信オン、送信機１０を送信
オフとし、送信機７から上記パターン信号で変調された
無線信号を送信する。

サービスエリア内の任意の場所または基地局に設けられ
た遅延時間差検出装置１１内の受信ｆｉ１２は該無線信
号を受信、復調してパターン信号を得、これを基準信号
発生部１３が発生するタイミングで、Ａ／Ｄ変換部１４
でＡ／Ｄ変換、７一リエ変換部（ＦＦＴ）１５で７−リ
エ変換して該パターン信号のスペクトラムを求め、デー
タ記憶部１６に記憶する。

次に、送信機７を送信オフ、送信８！１０を送信オンと
し、上記と同様の手順で、送信機１０を通して受信した
パターン信号のスペクトラムを求める。

今、制御信号発生部２で発生するパターン信号をＭ系列
ＰＮ信号とすると、データ記憶部１６に記憶されている
、送信機７を経由したパターン信号および送信機１０を
経由したパターン信号のスペクトラムはラインスペクト
ルであり、それぞれ と表わすことができる。

ただし、ここでｆは周波数でパターン信号の周期をＴと
するとｆ　＝　１　／Ｔ，またＮはスペクトルの数でＡ
／Ｄ変換部１４のサンプル数で定まる。

該複数のスペクトルのうち、ｉ番目の周波数ｉｆのもの
についで相互電力スペクトルを求めると、 Ａ＊（ｉｆ　）Ｂ（ｉｆ　） −　ｌ　Ａ”　（ｉｆ）　　Ｂ（ｉｆ）　ｌ　ｅｘｐ（
−ｊθ（ｉｆ））”　ｌ　Ａ’　（ｉｆ）　　Ｂ　（ｉ
ｆ）　１ｅｘｐ（　−　ｊａπｉｆΔｔ（ｉｆ））とな
り、周波数ｉ（の相互電力スペクトルの位相角θ　（ｉ
ｆ＞から求められる前記２つのパターン信号の遅延時間
差は、 Δｔ（ｉｆ）”θ（ｉｆ）／２πｉｆ となる。

従って、Ｎ個のスベク１ルのうち、例えば周波数ｆから
ｎｆ　（ｎ≦Ｎ）までの周波数について、位相角検出部
」７および位相角／変換部１８により、上記の方法で遅
延時間差を求め、遅延時間差演算部１つにおいて、該複
数の遅延時間差を！均すること、 すなわち、 Δτ＝（１／ｎ）　　Σ　Δｔ（ｉｆ）＝（１／ｎ）　
　Σ　（θ（ｉｆ＞／２πｉｆ　　）を演算することに
より、−度の信号受信結果がら複数の遅延時間差を得、
その平均を取った精度の高い遅延時間差検出が可能とな
る。

なお、この時、 ｘπ≦］θ（ｉｆ）　ｌ　＜　（ｘ＋１　）　ｘｉ＝１
．２．・・・・・・　　　ｘ＝１．２．・・・・・・で
は、縮退が生じるので、例えばθ（ｆ）の値により、 Ｘπ≦］ｉθ（ｆ）　ｌ　＜　（Ｘ＋１　）　ｙｒｉ＝
２，３．　　・・・・・・　　　　ｘ＝１．２−　　・
・・・・・どなる場合には、 θ（ｉｆ）’　ｌ　＝　ｌθ（ｉｆ）１＋ｘπの補正を
行なうなどの処理を位相角検出部１７で行なう必要があ
る。

このような補正により、全ての周波数成分をパターン信
号の周期（１／ｆ）以内の遅延時間差の検出に使用する
ことができる。

以上により検出された遅延時間差は制御信号＃Ｘａ　　
を介して、遅延制御部９へ伝達され、遅延制御部９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１０へ送出する信号に対する遅
延を増減して送信タイミング同期制御を完了する。

第２図は本発明の第二の実施例の遅延時間差検出系を示
す図であり、２０は遅延時間差検出装置１１内の位相角
演算部を表わしており、他の符号については、第１図と
同じである。

本実施例の遅延時間差検出系においては、前述の第一の
実施例と同様な手順を用いて、それぞれ送信機７および
送信機１０を経由したパターン信号をＡ／Ｄ変換、７−
リエ変換して記憶し、利用する各周波数ｉｆ　（ｉ＝１
−２．・・・・・・ｎ）の相互電力スペクトルの位相角
θ　いｆ）を位相角検出部１７で求める。

ここで、位相角演算部２０では、位相角と周波数の関係
が、 θ　（ｆ）＝−（２πΔτ）ｆ と、−大関数で表わされ、その傾きから遅延時間差が求
められることを利用し、傾きを未知数ａとし、例えば、
最小二乗法を用いてｎ個のθ（ｆ）とｆの組み合わせか
ら、 １＝１ と、直線の傾きを求め、 Δτ’＝　−ａ　／　２π として、遅延時間差を求めることができる。

したがって、本実施例の方法によっても、パターン信号
が有する複数のスペクトルを利用して高精度な遅延時間
差検出が可能である。

なお、本実施例においても、高次周波数における縮退の
補正が有効であることは、自明である。

第３図は本発明の効果を示すための実験データであり、
本発明の第一の実施例による検出誤差、本発明の第二の
実施例による検出誤差、従来の単一スペクトルによる検
出誤差のそれぞれの検出誤差を比較したデータである。

また、図中の記号・印で示すデータは、従来の単一スペ
クトルによる検出誤差、記号Ｘ印で示すデータは本発明
の第一の実施例による検出誤差、記号○印で示すデータ
は本発明の第二の実施例による検出誤差を表わしている
。

同図の結果から分かるように、本発明の第一の実施例、
第二の実施例のいずれの方法によっても、単一スペクト
ルによる検出誤差と比較して、検出誤差は約７分の１以
下となり、検出精度が向上していることがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、パターン信号の
有する複数のスペクトルを利用して、検出時間を長くす
ることなく、高精度な遅延時間差検出が可能である。

また、パターン信号の長さを適切に選定することにより
、遅延時間差が大きい場合にも正しく遅延時間差検出で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の遅延時間差検出系を示
す図、第２図は本発明の第二の実施例の遅延時間差検出
系を示す図、第３図は本発明の効果を示すための実験デ
ータを表わす図、第４図は移動無線通信方式の構成図で
ある。 １　・・・・・・制御局、　　　　２　・・・・・・制
御信号発生部、　　３　４　・・・・・・局間伝送路、
　　　５・・・・・・基地局、　　　　６　・・・・・
・遅延調整部、７　・・・・・・送信機、　　　　８　
・・・・・・基地局、９　・・・・・・遅延調整部、　
　　１０　・・・・・・送信機、１１　・・・・・・遅
延時間差検出装置、　　　　　１２・・・・・・受信機
、　　　１３　・・・・・・基準信号発生部、１４　・
・・・・・Ａ／Ｄ変換部、　　　　　１５　・・・・・
・７一リエ変換部（Ｆ　Ｆ　Ｔ　）、　　　　１６　・
・・・・・データ記憶部、　　　１７　・・・・・・位
相角検出部、１８　・・・・・・位相角／時間変換部、
　　　　１９・・・・・・遅延時間差演算部、　　　２
０　・・・・・・位相角演算部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一つのサービスエリアを複数の無線ゾーンで構成し、サ
   ービスエリア内を移動する複数の移動局と、各無線ゾー
   ンに対応する基地局と、サービスエリアに対応する制御
   局と、各基地局と制御局とを接続する局間伝送路からな
   る移動無線通信方式であって、各基地局から送信する無
   線信号の送信タイミングを同期させるための送信タイミ
   ング同期方式において、 前記制御局で発生する複数の周波数成分を持つパターン
   信号で変調された無線信号を前記複数の基地局のうちの
   ２局から送信し、遅延時間差検出装置では、該無線信号
   を受信および復調して得られる２つのパターン信号から
   複数の周波数成分について、相互電力スペクトルの位相
   角を求め、該複数の位相角から両方の信号の遅延時間差
   すなわち、前記２基地局間の送信タイミング差を求める
   ことを特徴とする遅延時間差検出法。