JPH06188854A - Ｔｄｍａフレーム同期方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各送信局の信号送出タイミングを速やかに調
整し、システムに存在する全ての送信局のＴＤＭＡフレ
ーム同期を高速に確立しうるＴＤＭＡフレーム同期方式
を提供する。 【構成】 自局の信号送出タイミングを示すフレームク
ロックを発生する周波数可変発振手段と、他の各局から
受信した信号の受信信号タイミングと自局の信号送出タ
イミングとの位相差および他の各局から受信した信号の
受信信号強度から、フレームクロックの位相を調整する
制御信号を発生しそれを周波数可変発振手段に与える制
御手段とを備えたものであって、制御手段は、各受信信
号強度を積分する積分器と、各位相差と各受信信号強度
とを乗算する乗算器と、この乗算器の出力を積分する積
分器と、２つの積分器の出力を導入し割り算を行う演算
器とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動通信システムなど
多数の送信局が存在する通信システムにおける各送信局
が信号を周期的に間欠送信するＴＤＭＡ通信方式におい
て、送信局の信号送出タイミングを調整してシステムに
存在する全ての送信局のＴＤＭＡフレームを同期させる
ＴＤＭＡフレーム同期方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は多数の基地局が存在する移動通信
システムにおいて（図３には基地局３１１，３２１のみ
示されている。）、移動局３３がゾーン３１とゾーン３
２とをまたがって移動する状態を示す模式図である。移
動局３３は、初め＃１ゾーン３１にいて基地局３１１と
フレーム同期をとりながらＴＤＭＡ通信を行っていたと
する。

【０００３】その後、移動局３３が＃２ゾーン３２に移
動すると、基地局３１１と基地局３２１とのＴＤＭＡフ
レームの同期がとれていない場合には、移動局３３は、
基地局３２１とフレーム同期を取り直さなければならな
い。しかし、基地局３１１と基地局３２１とが同期して
いれば、移動局３３が同期を再確立する必要はないの
で、速やかにゾーン切り替え処理を完了することができ
る。また、各基地局３１１，３２１のＴＤＭＡフレーム
の同期がとれていないと、衝突するチャネルが発生し周
波数利用率が低下する。

【０００４】そこで、各基地局３１１，３２１が自律的
に信号送出タイミングを調整し、システムに存在する全
ての基地局の同期が確立されることが求められる。図４
はＴＤＭＡフレームの同期を確立するための構成を示す
ブロック図である。図において、４１は受信信号のフレ
ームタイミング（受信信号タイミング）と自局の送信信
号のフレームタイミング（信号送出タイミング）とを比
較する位相比較手段、４２は位相比較手段４１の出力と
受信信号強度とにもとづいて周波数可変発振手段４３の
発振周波数を制御する制御手段である。

【０００５】動作について説明すると、他の基地局が送
出して今注目している基地局（自局）が受信した信号の
受信信号タイミングと信号強度とが、図４に示す回路に
入力される。周波数可変発振手段４３は、自走する発振
手段であり、制御手段４２の制御によって発振周波数が
変化するものである。また、その出力は自局の信号送出
タイミングを示すフレームクロックである。位相比較手
段４１は、受信信号タイミングとともに周波数可変発振
手段４３の出力を入力し、受信信号タイミングと周波数
可変発振手段４３の出力信号との差である位相差を出力
する。よって、その位相差は、受信信号のフレームタイ
ミングと自局の信号送出タイミングとの差である。

【０００６】そして、制御手段４２は、位相比較手段４
１からの位相差と受信信号強度とにもとづいて、自局の
次の信号送出タイミングを決定し、そのタイミングに応
じた周波数のフレームクロックを出力するように周波数
可変発振手段４３を制御する。

【０００７】図５は注目している基地局５０に対して、
そのゾーンの近隣の多数のゾーンの基地局５１〜５９か
ら信号入力があることを示す模式図である。図に示すよ
うに、近隣のゾーンの基地局５１〜５９が送出した信号
は、減衰をうけつつも注目している基地局５０に受信さ
れる。

【０００８】よって、各基地局が近隣の他の各基地局と
フレーム同期用の信号をやりとりして自局の信号送出タ
イミングを調整することにより、システム全体が時間の
経過とともに同期していく。なお、各基地局の制御手段
４２は信号送出タイミング決定時に受信信号タイミング
と受信信号強度とを必要とするが、それらを生成するた
めの受信信号は、必ずしもフレーム同期用の信号である
必要はない。例えば、近隣の基地局がそのゾーン内の移
動局に対して送出した信号であっても、その信号が基地
局５０で受信され信号タイミングが判別されうるなら、
基地局５０は、その信号によって自局の信号送出タイミ
ングの調整を行ってもよい。

【０００９】図５に示すように多数の基地局が存在する
場合、ある基地局の制御手段４２への入力は多数あるこ
とになる。そのような場合に用いられる制御手段とし
て、例えば電子情報通信学会1991年春季全国大会講演論
文集B-344 に記載されたものがある。図６はその記載に
よる制御手段の構成例を示すブロック図である。

【００１０】そのような構成において、信号が到達する
近隣の基地局の数をＮとする。すると、その制御手段
は、下式に示す演算を実行して、信号送出タイミングに
対する補正量ΔＴ_i を算出する。

【００１１】

【数１】

【００１２】ここで、ΔＴ_j は、自局の信号送出タイミ
ングと他局から受信した信号のタイミングとの差であり
（ｊ＝１，・・・，Ｎ）、図７に示すように、自局の送
信信号の送出タイミングと近隣の基地局から受信した信
号の信号タイミングとの位相差である。また、Ｐ_j は、
近隣の基地局から受信した信号の強度である。

【００１３】動作について説明すると、積分器１は、各
受信信号の受信信号強度Ｐ_j を積分し、積分値Ａを出力
する。一方、乗算器２は、位相比較手段４１からの位相
差ΔＴ_j と受信信号強度Ｐ_j とを順次乗算する。そし
て、積分器３は、乗算器２の出力を積分し、積分値Ｂを
出力する。また、カウンタ６は、受信信号強度Ｐ_j の入
力回数をカウントし、計数値Ｃを出力する。そして、演
算器５は、Ｂ／（Ａ＋Ｃ）の演算を行う。この演算器５
の出力は、制御手段の出力となって周波数可変発振手段
４３に与えられる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来のＴＤＭＡフレー
ム同期方式は、以上のようにカウンタ６の計数値を用い
て信号送出タイミングの補正値ΔＴ_i を決定している。
よって、検出誤差量を小さく評価した上で制御を行って
いることになる。つまり、受信信号の入力数で検出誤差
量を割り算してしまうので、制御量が１／（入力数）と
いう小さな値になっている。制御量が小さいことから、
同期引き込み速度が低下する。特に、そこからの信号が
受信できる近隣の基地局の数が多くなって受信信号の入
力数が多くなるに従って、その傾向は顕著になる。

【００１５】本発明はそのような問題を解消するために
なされたもので、各送信局の信号送出タイミングを速や
かに調整し、システムに存在する全ての送信局のＴＤＭ
Ａフレーム同期を高速に確立しうるＴＤＭＡフレーム同
期方式を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るＴＤＭＡフ
レーム同期方式は、自局の信号送出タイミングを示すフ
レームクロックを発生する周波数可変発振手段と、他の
各局から受信した信号の受信信号タイミングと自局の信
号送出タイミングとの位相差と、他の各局から受信した
信号の受信信号強度とから、フレームクロックの位相を
調整する制御信号を作成しそれを周波数可変発振手段に
出力する制御手段とを備えたものであって、制御手段
は、自局の信号送出タイミングと受信した各受信信号タ
イミングとの各位相差を各受信信号強度で重み付けした
加重平均値を求め、その加重平均値を制御信号として出
力するものである。

【００１７】

【作用】本発明における制御手段は、従来の制御手段と
は異なり受信信号の入力数を用いずに、各位相差および
各受信信号強度のみを用いて周波数可変発振手段を制御
するための制御信号を発生する。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の一実施例によるＴＤＭＡフレ
ーム同期方式における周波数可変発振手段４３を制御す
る制御手段の構成を示すブロック図である。すなわち、
本実施例の全体構成は図４に示したものと同じでよい。
図１において、１は各受信信号の受信信号強度Ｐ_j を積
分する積分器、２は位相比較手段４１からの位相差ΔＴ
_j と受信信号強度Ｐ_j とを順次乗算する乗算器、３は乗
算器２の出力を積分する積分器、４は各積分器１，３の
出力を入力して所定の演算を行う演算器である。なお、
積分器１、乗算器２、積分器３および演算器４は、演算
手段を構成している。

【００１９】ここでは、移動通信システムを例にしてＴ
ＤＭＡフレーム同期方式の動作説明を行う。すなわち、
送信局の一例である基地局が多数配置され、各基地局が
図４および図１に示す構成によって信号送出タイミング
を調整し、システム全体の同期が確立する過程の動作を
説明する。ここで、各基地局は、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ伝送
方式を採用し、周期的に間欠送信を行うものとする。ま
た、各基地局は、近隣の他の各基地局から信号を受信で
きるものとする。

【００２０】図２は他の各基地局からの信号を示したも
のである。図２において、横軸は時間であり、時刻０は
注目している基地局（自局）の信号送出タイミングであ
る。そして、時刻tk（ｋ＝１，２，３，４）において信
号が受信され、受信信号強度はそれぞれP1,P2,P3,P4 で
あることが示されている。

【００２１】各基地局は、受信した信号からフレーム信
号を検出し、受信信号タイミングを判別する。それらの
受信信号タイミング（図２におけるt1,t2,t3,t4 に相
当）は、順次位相比較手段４１に入力する。同時に、各
基地局は、受信した信号から受信信号強度Ｐ_j を測定す
る。そして、位相比較手段４１は、受信信号タイミング
と自局の信号送出タイミングである周波数可変発振手段
４３の出力とを比較する。そして、位相差ΔＴ_j を出力
する。

【００２２】積分器１は、各受信信号の受信信号強度Ｐ
_j を積分し、積分値Ｄを出力する。一方、乗算器２は、
位相比較手段４１からの位相差ΔＴ_j と受信信号強度Ｐ
_j とを順次乗算する。さらに、積分器３は、乗算器２の
出力を積分し、積分値Ｅを出力する。演算器４は、積分
器１，２の出力を入力し、Ｅ／Ｄの演算を行う。そし
て、演算器４の出力は、この実施例における制御手段の
出力となって周波数可変発振手段４３に与えられる。

【００２３】以上のように、このＴＤＭＡフレーム同期
方式では、制御手段は、各受信信号タイミングについて
の位相差を受信信号強度で重み付けした加重平均を出力
している。そして、各基地局が、周波数可変発振手段４
３によって、自局の信号送出タイミングをその加重平均
値にあわせることにより、システム全体の同期が確立す
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るＴＤＭ
Ａフレーム同期方式は、受信信号の入力数を用いずに各
位相差および各受信信号強度のみを用いて周波数可変発
振手段を制御するための制御信号を発生する構成である
から、周波数可変発振手段に与えられる制御信号による
制御量は小さくならず、周波数可変発振手段が適切に制
御されるものを提供できる効果がある。よって、送信局
の信号送出タイミングは速やかに調整され、システムに
存在する全ての送信局のＴＤＭＡフレームの同期は高速
で確立される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における制御手段の構成を示
すブロック図である。

【図２】他の各基地局からの信号を示す説明図である。

【図３】移動局がゾーンをまたがって移動する状態を示
す模式図である。

【図４】ＴＤＭＡフレーム同期方式の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】近隣のゾーンの基地局からの信号入力を示す模
式図である。

【図６】従来の制御手段の構成を示すブロック図であ
る。

【図７】自局の送信信号と受信信号とのフレーム位相差
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 積分器 ２ 乗算器 ３ 積分器 ４ 演算器 ４１ 位相比較手段 ４２ 制御手段 ４３ 周波数可変発振手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自局の信号送出タイミングを示すフレー
   ムクロックを出力する周波数可変発振手段と、 他の各局から受信した信号の受信信号タイミングと自局
   の信号送出タイミングとの位相差と、他の各局から受信
   した信号の受信信号強度とから、前記周波数可変発振手
   段の出力を調整する制御信号を作成しそれを前記周波数
   可変発振手段に出力する制御手段とを備えたＴＤＭＡフ
   レーム同期方式において、 前記制御手段は、前記各位相差を前記各受信信号強度で
   重み付けした加重平均値を求めその加重平均値を制御信
   号として出力する演算手段を有することを特徴とするＴ
   ＤＭＡフレーム同期方式。