JPH07131853A

JPH07131853A - 移動通信方式

Info

Publication number: JPH07131853A
Application number: JP5276601A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Murata; 充村田; Shiyougo Itou; 正悟伊藤; Nobuhiro Nishikawa; 信広西川
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Mobile Communications Networks Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1993-11-05
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】各基地局の基準時計の校正を自動的に行う。【構成】上位局からの呼出信号受信時刻から、上位局
の呼出信号送信時刻を推定し、自局の呼出信号送信時刻
との差を検出して基準時計のズレを校正する。【効果】各基地局において基準時計の時刻合わせを自
動的に高い精度で比較的簡便で安価な構成により行うこ
とができる。システム立ち上げ時において、各基地局の
基準時計の時刻合わせをラフな精度で行っても自動的に
校正される。このため、保守管理の手間を省くことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動通信に利用する。特
に、各基地局における位相同期技術に関する。本発明は
位相同期のための基準時計の時刻校正に利用するに適す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来例を図５を参照して説明する。図５
は従来例を示す図である。以下、無線呼出方式について
説明する。図５において、中央局１は制御局および基地
局としての機能を備えている。無線呼出方式では、中央
局１および複数の基地局１０〜１７から同一周波数でフ
レーム同期信号を含む呼出信号を送信するため、各基地
局１０〜１７での呼出信号の送信タイミングを揃えるこ
とが要求される。呼出信号は、中央局１から中継回線３
０〜３７により基地局１０〜１７に転送される。

【０００３】基地局１０〜１７では中継回線３０〜３７
で転送される呼出信号と無線回線で送信される上位局
（自基地局が呼出信号送信タイミングを揃えるための基
準とする呼出信号を送信している他の基地局または中央
局）からの呼出信号を受信し、それぞれの受信タイミン
グを抽出してその時間差を遅延回路で補正することによ
り、自基地局の呼出信号送信タイミングを上位局の送信
タイミングに揃え、基地局１０〜１７間の同期をとって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の同期方式では、中継回線の受信タイミング測定誤差
および無線区間の受信タイミング測定誤差が蓄積される
ため、同期精度が悪く、信号速度が速い場合には所要の
同期タイミングが得られないことがある。

【０００５】この問題を解決するために、本願出願人は
特願平５−１７１８３３号（本願出願時に未公開）にお
いて、各基地局１０〜１７にそれぞれ高精度の基準時計
を設置し、この基準時計の計時値にしたがって局間位相
同期を確立する局間位相同期方式を提案した。この局間
位相同期方式を図６および図７を参照して説明する。図
６は呼出信号のフォーマットを示す図である。図７はフ
レーム番号とフレーム送信開始時刻との関係を示す図で
ある。

【０００６】図６に示すように、基地局１０〜１７から
はフレームの長さＴ秒間の呼出信号が繰り返し送信され
る。一つの呼出信号は、それぞれヘッダ部とデータ部と
で構成される。ヘッダ部には、フレーム同期信号とフレ
ーム番号情報が含まれている。図７に示すように、フレ
ーム番号に対応し、それぞれの送信開始時刻が示されて
いる。基地局１０〜１７はこのようなテーブルをあらか
じめ記憶しており、これにしたがって呼出信号を送信す
る。これにより、基準時計の精度に依存した局間位相同
期が確立される。

【０００７】この方式は、それぞれの基地局１０〜１７
が自律的に位相同期を確立することができ、信号速度が
速い場合でも所要の同期精度が得られる優れた方式であ
る。しかし、各基地局に設置される基準時計はルビジュ
ウム発振器等を用いた時計であり、所要精度を満足させ
るためには、好ましくは一日に一回、少なくとも一週間
に一回は高精度の時刻合わせが必要となる。このため、
時刻合わせのための冗長な装置を各基地局毎に設置する
か、あるいは携帯型の基準時計を各基地局に運搬し、各
基地局の時計を基準時計に合わせるような手段が必要に
なる。

【０００８】ところが、時刻合わせのための装置は一般
に複雑な構成であり高価である。このため、この装置の
故障により時刻合わせが不可能となり、同期外れが発生
するなどの問題が発生しやすくなり、基地局装置の信頼
性の低下を招く。また、基地局装置の価格の上昇を招
く。また、携帯型の基準時計を各基地局に運搬して時計
合わせを行う場合には、時刻合わせのための手間がかか
り過ぎる問題がある。

【０００９】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、基準時計の時刻合わせを自動的に高い精度で比
較的簡便で安価な構成により行うことができる移動通信
方式を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、移動局と無線
回線により接続される複数の基地局と、この複数の基地
局を中継回線を介して制御する制御局とを備え、この複
数の基地局は、それぞれ、基準時計と、この中継回線か
ら到来する移動局に対する呼出信号の送信タイミングが
複数の基地局について同時になるように各基準時計によ
り調節する手段とを備えた移動通信方式である。

【００１１】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記基地局には、他の基地局が無線回線に送信する無線信
号を受信して自局の基準時計と当該他の基地局の基準時
計との誤差を修正する手段を備えるところにある。

【００１２】その誤差を修正する手段は、前記無線回線
におけるあらかじめ設定された伝搬遅延時間および無線
信号が通過する回路の処理時間を自局の基準時計による
受信時刻から減算して前記送信された時刻を推定する手
段と、この推定する手段により推定された時刻と自局の
基準時計との誤差が閾値を越えたときに自局の基準時計
に対して修正信号を送出する手段とを含むことが望まし
い。

【００１３】前記推定された時刻と自局の基準時計との
誤差は、複数回の無線信号について平均して演算される
構成とすることもできる。

【００１４】

【作用】自基地局が受信した上位局の呼出信号が実際に
上位局から送信された時刻は、上位局と自基地局とを結
ぶ無線回線の伝搬遅延時間を自基地局が上位局の呼出信
号を受信した時刻から減算した時刻とほぼ等しい。ま
た、アンテナに到来した呼出信号が受信機等の自基地局
の内部回路による遅延を受けた処理遅延時間を含めて減
算すればその推定精度はさらに向上する。この伝搬遅延
時間および処理遅延時間は、あらかじめ実験的に計測で
きるので、推定手段にあらかじめ記憶させておけば、上
位局が呼出信号を送信した時刻の推定値を自基地局にお
いて速やかに推定することができる。

【００１５】各基地局の呼出信号の送信時刻は、あらか
じめ一意に定められている。したがって、自基地局にお
いて推定した上位局の呼出信号送信時刻が、自基地局に
おける呼出信号送信時刻と異なっている場合は、自基地
局の基準時計の計時値と上位局の基準時計の計時値とが
一致していないことになる。そこで、自基地局では、こ
の推定結果に基づいて基準時計の計時値を上位局の基準
時計の推定計時値にしたがって校正することにより、上
位局の基準時計の計時値に高い精度を以て合わせること
ができる。

【００１６】また、推定された送信時刻からあらかじめ
定められた周期に含まれる送信タイミングの平均値を求
め、この平均値により校正することにより、送受信機に
おけるランダムノイズによる遅延変動の影響を除くこと
ができる。すなわち、推定された時刻と自局の基準時計
との誤差は、複数回の無線信号について平均して演算さ
れるように構成することもできる。

【００１７】これにより、冗長な装置を別途設けること
なく、自動的に自基地局の基準時計を校正することがで
きる。

【００１８】

【実施例】本発明実施例の構成を図１ないし図３を参照
して説明する。図１は本発明実施例の全体構成図であ
る。図２は本発明実施例の基地局１０〜１７のブロック
構成図である。図３は上位局送信タイミング検出部４４
のブロック構成図である。

【００１９】本発明は、図１に示す移動局２０〜２２と
無線回線５０〜５７により接続される基地局１０〜１７
と、この基地局１０〜１７を中継回線３０〜３７を介し
て制御する制御局および基地局の機能を備えた中央局１
とを備え、この基地局１０〜１７は、それぞれ、基準時
計４３と、この中継回線３０〜３７から到来する移動局
２０〜２２に対する呼出信号の送信タイミングが基地局
１０〜１７について同時になるように各基準時計４３に
より調節する手段としての図２に示す可変遅延回路４１
とを備えた移動通信方式である。

【００２０】ここで、本発明の特徴とするところは、基
地局１０〜１７には、他の基地局１０〜１７が無線回線
５０〜５７に送信する無線信号を受信して自局の基準時
計４３と当該他の基地局１０〜１７または中央局１の基
準時計４３との誤差を修正する手段としての上位局送信
タイミング検出部４４を備えるところにある。

【００２１】上位局送信タイミング検出部４４は、図３
に示すように無線回線５０〜５７におけるあらかじめ設
定された伝搬遅延時間および無線信号が通過する回路の
処理時間を自局の基準時計４３による受信時刻から減算
して前記送信された時刻を推定する手段としての伝搬遅
延補償部６２、処理遅延補償部６３、制御部６４と、こ
の制御部６４により推定された時刻と自局の基準時計４
３との誤差が閾値を越えたときに自局の基準時計４３に
対して修正信号を送出する手段としての基準時計制御部
６５とを含んでいる。送信時刻テーブル６６には、各基
地局１０〜１７および中央局１において一意に定められ
ている送信時刻の情報が格納されている。この送信時刻
の情報と前記推定された時刻との誤差が閾値を越えるか
否かを制御部６４は監視している。このとき、あらかじ
め定められた周期に含まれる前記推定された送信時刻に
基づく送信タイミングの少なくとも二周期の平均値とこ
の周期に含まれるあらかじめ定められた送信タイミング
とを比較し基準時計４３の計時値を校正することによ
り、ランダムノイズの影響等による一時的な伝搬遅延時
間の変化の影響を回避することができる。すなわち、前
記推定された時刻と自局の基準時計との誤差は、複数回
の無線信号について平均して演算される。

【００２２】ここからは、説明をわかりやすくするため
に、基地局１１の上位局を基地局１０とし、基地局１０
と基地局１１とは無線回線５１を介して接続されている
として説明する。フレーム検出部６１は、受信フレーム
の受信時刻を測定するためのものである。受信機からの
信号にフレーム同期信号が検出されると、フレーム検出
部６１の出力が時刻検出部６７に入力される。時刻検出
部６７は、時刻情報を制御部６４に出力する。伝搬遅延
補償部６２は、基地局１０から基地局１１までの伝搬遅
延を補償して、基地局１１のフレーム同期信号の受信時
刻から基地局１０のフレーム同期信号の送信時刻を推定
するために、あらかじめ伝搬遅延時間を設定しておくた
めのメモリである。処理遅延補償部６３は、基地局１０
の送信時刻をさらに正確に推定するために、アンテナに
フレーム同期信号が到来してから受信機４５、フレーム
検出部６１、時刻検出部６７を介して制御部６４に時刻
情報が到達するまでに要する処理遅延時間を設定するた
めのメモリであり、あらかじめ処理遅延時間を測定ある
いは計算して設定しておけばよい。制御部６４はフレー
ム検出部６１で測定した受信時刻から伝搬遅延時間およ
び処理遅延時間を減じて上位局送信時刻を推定し、さら
に二周期以上の送信周期に含まれる送信時刻を平均化す
る機能を有する。例えば、送信間隔が１５秒で、推定中
にほとんど毎分０秒、１５秒、３０秒、４５秒の時刻が
送信タイミングと推定され、稀に伝送路品質の劣化によ
り、０秒、１６秒、３２秒、４５秒などと推定される場
合があってもその誤差は吸収される。この例の場合に
は、あらかじめ定められた周期は１分間であり、その周
期に含まれる送信タイミングは０秒、１５秒、３０秒、
４５秒として平均化される。基準時計制御部６５は、制
御部６４で推定された上位局送信時刻から基地局１１の
基準時計４３の基地局１０の基準時計４３からのズレを
測定し、基地局１１の基準時計４３を校正する。

【００２３】次に、本発明実施例の動作を図４を参照し
て説明する。図４は本発明実施例の動作を示すフローチ
ャートである。呼出信号のフォーマットは、図６におい
てすでに説明したフォーマットを用いる。上位局である
基地局１０からの呼出信号を受信機４５によって受信し
（Ｓ１）、上位局送信タイミング検出部４４によって、
基地局１０の呼出信号の受信時刻を測定する（Ｓ２）。
測定結果に基づいて基地局１０の呼出信号送信時刻を推
定し、この推定値を前述した方法で平均化する（Ｓ
３）。基地局１１の基準時計４３による呼出信号送信時
刻と推定された基地局１０の呼出信号送信時刻との差が
閾値以上となった場合に（Ｓ４）、推定された基地局１
０の呼出信号送信時刻に基づいて基地局１１の基準時計
４３を校正する（Ｓ５）。

【００２４】また、さらに簡便な方法としては、基地局
１０および基地局１１の基準時計４３の計時値が一致し
ていることが確認されている時点において、あらかじめ
基地局１０からの呼出信号受信時刻における基地局１１
の基準時計４３の計時値を測定しておく。その後は、こ
の計時値からのずれを測定することにより上位局基準時
計との誤差を推定する方法とすることもできる。本発明
実施例では、上位局送信タイミング検出部４４をハード
ウェア構成として説明したが、一部または全部をプロセ
ッサとソフトウェアとで構成することもできる。

【００２５】ここでは、上位局の送信時刻を平均化する
場合について説明したが、各基地局１０〜１７に設置さ
れている基準時計４３の短期安定度が高く、上位局の送
信時刻測定誤差および時間設定誤差が小さい場合であっ
て、時計合わせを頻繁に行う場合には、各基地局１０〜
１７の基準時計４３は、それほど大きくズレないと考え
られるため、上位局の送信時刻を平均化する必要はな
く、一回の送信時刻検出による時刻合わせを行うことも
できる。また、ここでは上位局の送信時刻と自基地局の
ズレが閾値を越えた場合に自基地局の時刻を校正すると
して説明したが、閾値を設定せず、適当な時間間隔で時
刻を校正する方法とすることもできる。この場合には、
時刻校正の頻度は、基準時計４３の短期安定度、長期安
定度、測定および設定誤差の大きさ、自局の受信平均回
数によって決定することが望ましい。

【００２６】また、本発明実施例において、システム立
ち上げ時等には、基地局１０〜１７の基準時計４３を最
初に時刻合わせする必要があるが、この場合にはフレー
ム周期Ｔの１／２以下の誤差となるように合わせておけ
ばよい。すなわち、ラフな時刻合わせを行っても、上位
局の基準時計４３の計時値に自動的に校正される。仮に
Ｔが５秒程度であれば、２．５秒以内の誤差が許容でき
るため充分マニュアル操作でも合わせることができる。
本発明実施例では、無線呼出方式の例について述べた
が、本発明実施例は無線呼出方式に限定されるものでは
なく、局間位相同期を必要とする無線通信方式、例えば
自動車または携帯電話方式の呼出信号伝送等についても
同様に適用することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各基地局において基準時計の時刻合わせを自動的に高い
精度で比較的簡便で安価な構成により行うことができ
る。システム立ち上げ時において、各基地局の基準時計
の時刻合わせをラフな精度で行っても自動的に校正され
るため、保守管理の手間を省くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の全体構成図。

【図２】本発明実施例の基地局のブロック構成図。

【図３】上位局送信タイミング検出部のブロック構成
図。

【図４】本発明実施例の動作を示すフローチャート。

【図５】従来例を示す図。

【図６】呼出信号のフォーマットを示す図。

【図７】フレーム番号とフレーム送信開始時刻との関係
を示す図。

【符号の説明】

１中央局１０〜１７基地局２０〜２２移動局３０〜３７中継回線４１可変遅延回路４２送信機４３基準時計４４上位局送信タイミング検出部４５受信機５０〜５７無線回線６１フレーム検出部６２伝搬遅延補償部６３処理遅延補償部６４制御部６５基準時計制御部６６送信時刻テーブル６７時刻検出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動局と無線回線により接続される複数
の基地局と、この複数の基地局を中継回線を介して制御
する制御局とを備え、この複数の基地局は、それぞれ、基準時計と、この中継
回線から到来する移動局に対する呼出信号の送信タイミ
ングが複数の基地局について同時になるように各基準時
計により調節する手段とを備えた移動通信方式におい
て、前記基地局には、他の基地局が無線回線に送信する無線
信号を受信して自局の基準時計と当該他の基地局の基準
時計との誤差を修正する手段を備えたことを特徴とする
移動通信方式。
【請求項２】その誤差を修正する手段は、前記無線回
線におけるあらかじめ設定された伝搬遅延時間および無
線信号が通過する回路の処理時間を自局の基準時計によ
る受信時刻から減算して前記送信された時刻を推定する
手段と、この推定する手段により推定された時刻と自局
の基準時計との誤差が閾値を越えたときに自局の基準時
計に対して修正信号を送出する手段とを含む請求項１記
載の移動通信方式。
【請求項３】前記推定された時刻と自局の基準時計と
の誤差は、複数回の無線信号について平均して演算され
る請求項１記載の移動通信方式。