JPH06508727A - 伝送遅延の測定および調節を備えた無線システム - 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】 伝送遅延の測定および調節を備えた無線システム本発明は、無線システムに関し 、それに限定するものではないが、特に疑似同期無線システムに関する。

疑似同期両方向性無線システムの簡単な例が図１に概略的に示されており、中央 制御局１はトランシーバ（送信機とも呼ばれる）の局２，３，４．５に固定され たリンク（Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄ）によって接続される。この実施例のシステムは両方向性であり、トラン シーバを介する自動車６と中央制御局１の間の送受信両用の通信である。

疑似同期システムにおける送信機（トランシーバ）の局は、同じ無線チャンネル で全て放射する。このようなシステムは、制限された数の無線チャンネル、しば しば単一のチャンネルで広い区域をカバーするのに適当であるので、しばしば警 察、消防および同様の実用的なサービスによって採用される。例えば、地理的考 察および送信機パワー限定は、単一の送信局によるこのようなサービスが行われ る区域をカバーすることは不可能であるので、疑似同期の多重送信局あるいは同 期無線システムが適当であることを意味する。

疑似同期システムにおける無線周波数搬送波は互いに数ヘルツ内にあり、搬送波 の変調は同期性を維持する。これは、２つの隣接する送信機のカバー範囲が重複 する領域において、自動車が両方の送信機から信号を受信するため必要である。

このような環境における２つの信号は、破壊的に干渉しないように十分に同期で なければならない。全送信機から放射された信号が全ての点において等しく、特 に同じ周波数で送信される同期無線システムにおいて、同じ状態が生じる。

疑似同期無線システムにおいて、無線搬送波周波数の必要な正確さは送信機で正 確な同じ発振器を使用することによって与えられる。隣接する送信機間の変調さ れた信号の同期化は、通常、ＡＭシステムおよびＦＭシステムに対して次のよう な正確さを要求する。

ＡＭシステム：最大振幅差　３ｄＢ 最大位相差　３０″あるいは０．０１８ｆ’（最悪の場合は５０マイクロセカン ド）ＦＭシステム：最大振幅差　２ｄＢ 最大位相差　１０″あるいは０．００７ｆ’（最悪の場合は２０マイクロセカン ド）この整合の度合を達成するため、中央制御局と固定リンクの送信機の間の振 幅および位相伝達関数は音響バンド（３００Ｈｚ乃至３４００Ｈｚ）を横切るこ れらの制限以上に異ならない必要がある。この問題に対する１つの解法は、中央 制御局と送信機の間の固定された無線リンクをＶＨＦあるいはマイクロ波周波数 のどちらかで使用することである。これらは一定の遅延を導き、それらの通路の 長さにおける差を比較的容易に等化されることができる。アナログ信号も使用さ れているが、等化がさらに問題となり、特性が不十分となる。

例えば、局と局の間のデジタル通路を２．０４８Ｍｂ／ｓで顧客に供給するブリ ッティッシュ・テレコム社によって提供されたメガストリーム（登録商標）サー ビスのようなリンクを供給するためにデジタルデータネットワークを使用するこ とができることは効果的である。デジタルデータネットワークの別の例は、キロ ストリーム（登録商標）およびｌ５ＤＮ（統合サービスデジタルネットワーク） である。各端部で適当なマルチプレクサを接続することによって、デジタル搬送 体はデジタルコード化音響信号を含んでいる各種のトラヒックを搬送するために 使用されることができる。一般に、このようなデジタルデータネットワークに関 する接続は直接的ではなく、トランクネットワークを通って行われ、顧客のアク セスは局部交換器を介している。このようなネットワークの特性は、トラヒック が１以上の経路を介して目的地に到着でき、ネットワークが装置の故障、トラヒ ックの変動等に適応するためにトラヒックを別ルートで送る能力を有する。

この動的な再ルート設定装置は、２つのネットワーク端子間を伝播する信号によ って経験される伝播遅延に不確実性があるために存在する。変化はほぼミリセカ ンド程度であるため、疑似同期無線を直接支持するためにこのようなネットワー クを使用する任意の可能性を明らかに不可能にする。

第１の観点によれば、本発明は、送信用の中央信号源と、各伝送遅延をそれぞれ 有するデジタルデータ伝送リンクによって中央信号源にそれぞれ接続される複数 の無線送信機と、予め定められた時間で試験信号を伝送リンクのチャンネルに挿 入する手段と、送信の到着時間と予め定められた伝送時間の間の差を設定するこ とによってリンクにおける試験信号の伝送時間を決定する手段と、送信機への伝 送遅延を等化するために送信機の少なくとも１つへの伝送遅延を調節する手段と を具備し、中央信号源からの信号は実質上同期して送信機から送信されることが できる無線システムにおいて、予め定めれた送信時間と試験信号の伝送の実際の 時間の間の伝送遅延を測定し、伝送リンクにおける伝送遅延の長さを送る補正手 段が存在し、伝送遅延の調節が送信遅延を考慮して補正されることができること を特徴とする。

本発明の好ましい実施例は、添付図面を参照して説明され図１は、疑似同期無線 システムの簡単な１例の一般的な概略図であり、 図２は、本発明の好ましい実施例の疑似同期無線システムの概略ブロック図であ り、 図３は、図２のシステムの動作を示しているタイミング図である。

図２を参照すると、好ましい実施例のシステムは、信号の目的地の源である中央 制御局ｌＯを有し、マルチプレクサＡ（５１）に接続され、そこから２　Ｍ　ｂ 　／　ｓのメガストリームネットワークとして例示的に示されるデジタルデータ ネツトワーク５２に接続される。さらに送信機１３．１４．１５および１６のマ ルチプレクサ（Ｍｕｘ）Ｂ、Ｃ，ＤおよびＥ　（５６）は種々の地理的位置でデ ータネットワークに接続される。関係したクロック５５を備えた試験信号源５４ は、マルチプレクサ５１を介してデジタルデータネットワーク５２に接続される 。デジタルデータネットワーク５２はそれぞれマルチプレクサ５６を有する４個 の送信局５３をサービスし、各マルチプレクサ５６の出力は可変遅延ライン５７ に接続され、その可変遅延ライン５７は各送信局に接続され、関係したクロック ５９を備えた遅延測定装置５８は各マルチプレクサ５６から出力を受信するため に接続され、制御出力を各可変遅延ライン５７に供給するために接続される。

システムの動作を以下一般的な用語で説明する。アナログ信号は、デジタルネッ トワーク５２上を様々な局１３乃至１６に供給される。これらの送信は、ネット ワークにおける各マルチプレクサを接続する２、０４８Ｍｂｐｓデジタルデーデ ジタルデータネメガストリーム）で多重化される。各局と中央制御局の間の通路 長は、採用される通路にしたがって変化する。

本発明の好ましい実施例は、以下のようにこれらの通路差を補正するように動作 する。毎分あるいは毎秒のスタートのように予め定められた間隔で、中央制御局 ＩＯの試験信号源５４は（アナログあるいはデジタルのどちらかの）試験信号を ４個の試験チャンネル１乃至４に供給する。各送信局における試験信号の到達時 間が識別され、中央制御局からの対応している伝播時間が決定される。付加的な 遅延は各送信局の各信号通路に組込まれて中央制御局と任意の送信機の間の総遅 延は同じにされる。

デジタルネットワークを通る最大遅延は限定され、総遅延はこれに合わせるよう に選択される。すなわち、例えば、デ−タネットワークを通る最大遅延が３ｍｓ であることが分かっている場合、１０ｍ５の総遅延が適当であり、マルチプレク サ２に対する遅延が３ｍｓである場合、Ｔ２は７ｍｓと設定される。

この測定および補正処理は、デジタルデータネットワーク内において再ルート設 定によってもたらされる伝播遅延における任意の変化に適合するように規則的な 間隔で繰返される。

好ましい実施例の動作が図３を参照に詳細に説明されている。中央制御局ｌＯに 関係したクロック５５、および様々な送信局の各クロック５９は、図において６ ０および６１でそれぞれ示される正確な時間マーカーを予め定められた間隔、す なわち毎分あるいは毎秒で同期して生成する。時間マーカーは、２０μｓの持続 時間のパルスである。

時間マーカーの発生にすぐ続いて、例えば次のクロックのスタート時に試験信号 はデジタルデータネットワーク５２を介して各送信局に試験信号源５４によって 送信される。時間マーカー６０の中央制御局１０での発生と試験信号の送信のス タートの間の遅延は「送信」遅延と呼ばれる。試験信号の送信に続いて、中央制 御局から各送信局への送信遅延の長さの送信が行われる。この情報は、送信遅延 の長さの値を含んでいる８ビツトフイールドによって後続される試験信号を形成 する１６ビツトヘツダから構成されているデータパケットによって送信される。

各送信局で瞬間的局部時間マーカー６１が生成され、遅延測定装置５８はタイマ ーをスタートする。これらのタイマーは試験信号が各局に到達する前に遅延を測 定し、この測定された遅延は図３に示されるようにデータネットワークの伝播遅 延と送信遅延の和である。

伝播遅延を決定するために、遅延測定装置５８は各試験信号に続く送信遅延の長 さの送信を待ち、測定された遅延からこの送信遅延を減算する。

時間マーカーの発生がデジタルデータネットワークと同期しそうもないために送 信遅延が遅延計算に含まれることは伝播遅延の正確な決定に重要である。これは 、送信遅延を考慮しないと試験信号チャンネルの１ビット期間までの伝播遅延に エラーを生じることを意味する。すなわち、試験信号が６４にビット毎秒のチャ ンネルを介して送信される場合、これは１５．６２５μｓの顕著なエラーを生じ る。

各送信局へのデジタルデータネットワークの伝播遅延が正確に測定されると、付 加的な遅延が送信局の各遅延ライン５７によって各信号通路に挿入される。これ らの付加的な遅延は、中央制御局とネットワークの可能な最長の伝送遅延を超え る予め定められた値（この値は各送信局と同じである）の各送信機との間の合計 の遅延を与えるために各遅延測定装置５８によって計算される。

遅延ラインによって挿入された付加的な遅延は任意の都合のよい方法で生成され ることができるが、一定の率で動作するシフトレジスタを通ってデータネットワ ークによって搬送されるデジタル音声サンプルを送ることによって生成されるこ とが好ましく、その長さは要求された遅延にしたがって変化される。すなわち、 例えば、シフトレジスタがＩＭＨｚで動作される場合、Ｎμｓの遅延は全音響信 号サンプルをシフトレジスタのＮ個の段を通過させることによって導入される。

説明された実施例は、使用者データおよび試験信号に別々のチャンネルを使用し ている。その代りに、チャンネルの時分割多重送信を使用することによって同じ チャンネルが両方に使用されることができる。実質上、この場合における送信遅 延は、時間マーカーの発生と試験信号の時間スロットの間の期間である。

時間マーカー６０．６１は同期が任意の都合のよい方法によって維持されるクロ ック５９によって生成されることができるが、同期が地球位置決定衛星（ＧＰＳ ）を介して維持されるクロックによって生成されることが好ましい。

んかプーナヘ蓼調冊ロイｒ十旦ｍ、　１【／　聾Ｗ６→↓値ＩＲｊ４（７）８１ 憤■ンσｉ關１ｍ 補正苔の翻訳又従山肯（付０↑仏木ｌＯ噴不°ノリ！平成５年１１月２２日

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．第１の観点によって、本発明は、送信用の中央信号源と、各伝送遅延をそれ ぞれ有するデジタルデータ伝送リンクによって中央信号源にそれぞれ接続される 複数の無線送信機と、意図した予め定められた時間で試験信号を伝送リンクのチ ャンネルに挿入する手段と、送信の到着時間と予め定められた送信時間の間の差 を設定することによってリンクにおける試験信号の伝播時間を決定する手段と、 送信機への伝送遅延を等化するために送信機の少なくとも１つへの伝送遅延を調 節する手段とを具備し、中央源からの信号は実質上同期して送信機から送信され ることができる無線システムにおいて、予め定めれた伝送時間と試験信号の伝送 の実際の時間の間の伝送遅延を測定し、伝送リンクにおける伝送遅延の長さを送 る補正手段が存在し、伝送遅延の調節が送信遅延を考慮して補正されることを特 徴とする無線システム。
2. ２．調節手段は、システムの最長の伝送遅延に少なくとも等しくなるように各伝 送リンクを調節することが可能である請求項１記載の無線システム。
3. ３．調節手段は、予め定められた制限に等しくなるように各伝送リンクの遅延を 調節することが可能である請求項１記載の無線システム。
4. ４．予め定められた制限は、システムの最長の伝送遅延よりも長い請求項３記載 の無線システム。
5. ５．遅延調節手段は可変長シフトレジスタを具備する請求項１乃至４のいずれか １項記載の無線システム。
6. ６．シフトレジスタは一定速度で動作する請求項５記載の無線システム。
7. ７．各中央信号源および無線送信機は、予め定められた時間に時間マーカーを発 生するクロックを有する請求項１乃至６のいずれか１項記載の無線システム。
8. ８．各クロックは、地球位置決定衛星を介して他の各クロックと同期を維持され ている請求項７記載の無線システム。
9. ９．補正手段は、時間マーカーの発生と試験信号の送信との間の送信遅延を測定 する手段を具備する請求項７または８記載の無線システム。
10. １０．送信遅延の長さは中央制御局で測定され、試験信号の後に送信機に送信さ れる請求項１乃至９のいずれか１項記載の無線システム。
11. １１．自動車局と通信する疑似同期両方向性無線システムにおいて、 自動車局に信号を出し、それから信号を受信する中央制御局と、中央制御局と自 動車の間の信号を中継し、中央制御局と送信機を接続する各リンクをそれぞれ送 信する複数の外部の送信機と、送信機が疑似同期あるいは同期した信号を送信す るようにリンク上を中央制御局から送信機に信号を伝送するときの遅延を等化す る遅延等化器とを具備している無線システム。
12. １２．送信用の信号は、中央源から別々の局の複数の送信機に分配される無線シ ステムの動作方法において、（ａ）中央源から各送信局への信号の伝送の時間を 決定し、（ｂ）伝送時間を等化するために送信機の少なくとも１つへの信号の伝 送を遅延するステップを具備している方法。
13. １３．図面を参照して説明されている無線システム。
14. １４．添付図面を参照して説明されている疑似同期無線システム。
15. １５．添付図面を参照して説明されている無線システムの動作方法。