JPH0730557A - 電気通信システム及びこの電気通信システム内で使用される主局 - Google Patents

電気通信システム及びこの電気通信システム内で使用される主局

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JPH0730557A
JPH0730557A JP6041063A JP4106394A JPH0730557A JP H0730557 A JPH0730557 A JP H0730557A JP 6041063 A JP6041063 A JP 6041063A JP 4106394 A JP4106394 A JP 4106394A JP H0730557 A JPH0730557 A JP H0730557A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作中の電気通信システムのためのより正確
な粗調節相関技術の提供。 【構成】 ＴＤＭＡフレーム構造を使用する一つの主局
と複数の副局を含む電気通信システム、例えば、ＰＯＮ
−ＦＩＴＬシステムが知られている。これら周知のシス
テムは粗調節のための手段及び微調節のための手段を含
む。本発明は向上された擬似ノイズシーケンスに基づく
粗調節手段を提供する。本発明によると、粗調節が調節
のために、好ましくは、微調節のために予約された上流
多重フレーム（アップ）内の固定位置（ＣＲ）において
行なわれる。粗調節のために低パワー擬似ノイズシーケ
ンス（ｒｓｅｑ）を適用し、主局の側においてその位置
が主局に知られている微調節ウインドウ（ＣＲ）内のレ
ンジのみをサンプリングすることによって、より正確な
粗調節が達成される。本発明は、微調節ウインドウ内に
は通常データが存在せず、フレームの他の部分よりも信
号対妨害比が一桁良好であるという洞察に基づく。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一つの主局及び複数の
副局を含み、これら主局と副局との間のシステム通信が
伝送チャネルを介して多重アクセスプロトコルに基づい
て行なわれる電気通信システムに関する。より詳細に
は、このチャネルはこれら副局を粗調節（coarse rangi
ng）する目的で少なくとも一部これら副局に対して共通
とされる。副局には、タイムスロット内に伝送されるべ
きデータの規模に対して小さな規模の調節シーケンス
（ranging sequence）を伝送するための調節情報伝送手
段（ranging transmission means）が提供される。主局
には受信される調節シーケンスを前記の伝送されたシー
ケンスと同一である基準シーケンスとの相関によって調
節情報（ranging information ）を回復するための相関
手段が提供される。主局にはさらに基準シーケンスを提
供するための手段が提供される。使用される伝送チャネ
ル、つまり、グラスファイバ、同軸ケーブル或はローカ
ルエリアネットワークかに依存して、この電気通信シス
テムは、受動光ネットワーク（passiveoptical network
、ＰＯＮ）、ローカルエリアネットワーク、衛星通信
システム或はセルラー移動無線システムとなり得る。
【０００２】本発明はさらにこのようなシステム内で使
用される主局に関する。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】このタ
イプの電気通信システムについては、C.A.Eldering（エ
ルダリング）らによって、１９９２年９月２４、２５日
にフランスのヴェルサイユにて開催されたIEEEの光ロー
カルネットワークに関する第四回ワークショップ（4th
Workshopon Optical Local Networks，IEEE）、ページ
３８−４４に掲載の論文『受動光ネットワークのための
バースト及びビット同期法（Burst and bit synchroniz
ation methods for passive optical networks ）』か
ら知ることができる。この論文においては、バースト同
期或は粗調節（coarse ranging）等のような様々な同期
技法について説明されているが、これら同期は副局が非
同期動作に起因して互いに妨害しあうことを阻止するた
めに必要とされる。つまり、副局から主局に向けて伝送
されたデータが主局の所に同時に到達することが回避さ
れるべきである。周知の電気通信システム、例えば、光
ネットワークにおいては、主局が下流方向においては制
御された方法にてデータ及びメッセージを副局に向けら
れたフレーム内のタイムスロット内に伝送する。つま
り、主局或はマスタは様々な副局に伝送されるべきデー
タのタイミングについての完全な制御を持つ。副局から
主局への上流方向においては、時分割多重アクセス技術
（Time Division MultipleAccess Technique 、ＴＤＭ
Ａ）が最も知られている技法である。この技法において
は、副局と主局との間の遅延を知ることが要求され、各
副局からの伝送においては適当な遅延がこれらバースト
伝送が主局のタイミングとの関係において副局に対して
指定された或は割り当てられたタイムスロットにおいて
正しく到達するように導入される。このようなＴＤＭＡ
技術はフレーム構造と組合わせて或はフレーム構造なし
に使用される。後者においては、ＡＴＭ（非同期伝送モ
ード）セルがＴＤＭＡプロトコルを使用して搬送され
る。特に、フレーム構造が存在しない場合は、ファイバ
上へのＡＴＭ搬送のために非侵害的粗調節（non-intrus
ive coarse ranging ）を行なうことが必須となる。但
し、フレーム構造を持つ場合でも、非侵害的調節方法、
つまり、サービス中の副局からの伝送と実用上干渉を起
こさない方法を使用することが考えられる。前述のIEEE
論文のページ４１には相関技術（correlation techniqu
es）に基づく非侵害的粗調節技術が開示される。周知の
粗調節技術、つまり、数データビットの精度の調節（ra
nging ）は、伝送されたシーケンスと受信されたシーケ
ンスとの間の相関に基づき、主局とサービス中でない副
局との間のレンジ（range ）の推定を行なうが、この
際、他の副局は情報の伝送を継続する。調節されるべき
副局は非常に低規模の長い調節シーケンス（ranging se
quence）をデータの伝送よりも低速度にて伝送する（例
えば、ＴＤＭＡ ＡＴＭアーキテクチュアにおいては、
この調節シーケンスのビット周期は１セル期間に相当す
る。良好な相関特性を持つシーケンスが選択されるが、
低パワーが疑似ノイズシーケンス（Pseudo Noise Seque
nce ）のような挙動を示すこの調節シーケンスによって
データが撹乱されることを防止するために必要となる。
この調節シーケンスは有限長（２n ー１）を持つ最大長
シーケンス、つまり、論理設計に関する様々なハンドブ
ックにおいて説明されている線型帰還シフトレジスタ或
は線型シーケンス生成器によって得ることができるシー
ケンスとされる。主局側において、この調節情報は相関
技術を使用して受信された調節シーケンスから回復され
る。従って、受信された信号は主局の受信機内において
サンプリングされ、伝送された、つまり、既知の最大長
シーケンスと相関がとられる。前記のIEEE論文のページ
４１の図６においては、この目的のための相関受信機
（correlation receiver）が開示されるが、この受信機
の出力は、主局と調節されるべき副局との間の遅延の即
時の指標（immediate indication）を与える。この粗調
節システムにおいては実験が１５から１２７ビットの最
長シーケンスを使用して遂行されたことが述べられてい
ることを除いて、この相関器の実現については何も開示
されてない。相関はフレーム構造を持たないＴＤＭＡ
ＡＴＭとの関連で説明されている。このIEEE論文はさら
にフレーム構造を持つＴＤＭＡに基づくＰＯＮとの関係
でも粗調節技術を開示するが、これら技術は主局内にお
いて副局から伝送されるバーストのプリアンブル内の調
節ビットを検出することに基づく。この調節ビットの規
模が他の副局によって伝送されるべきデータの規模と同
一規模であるという事実のために、主局のフレームにサ
ービスを開始しようとする副局が粗調節の目的でバース
トを伝送することができるようにするために調節ウイン
ドウ（ranging window）が提供される。
【０００４】PCT 出願第ＷＯ９１／０６１５７号にはフ
レームをベースとするＴＤＭＡ通信プロトコルを持つ受
動光ネットワークが開示される。ここでは、ネットワー
ク上流（upstream）ＴＤＭＡフレームが副局から主局に
向けて、主局に対する複数の副局と関連する異なる遅延
を補償するための粗調節（coarse ranging）用の調節パ
ルス（ranging pulses）及び微調節（fine ranging）用
の調節パルスと共に伝送される。フレームレスＴＤＭＡ
ＡＴＭシステムとの関連で前述のIEEE論文に開示され
る相関技術と比較して、粗及び微調節のために余分なビ
ットが必要であり、従って、フレーム効率が低減され
る。
【０００５】本発明の一つの目的は動作中の電気通信シ
ステムのためのより正確な粗調節相関技術（coarse ran
ging correlation technique）を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的のために、本発
明による電気通信システムは、通信がフレームに基づい
て行なわれ、粗調節のために相関手段が調節のためにフ
レーム内に予約された時間ウインドウの実質的に内側に
入る受信調節シーケンス（ranging sequence）のサンプ
ルのみを相関に使用することを特徴とする。本発明の洞
察によると、動作中のシステムにあって動作副局は主局
によって調節ウインドウ、好ましくは、微調節ウインド
ウを通じて監視されるが、このウインドウ内ではデータ
の妨害は存在せず、調節シーケンスは、原則的には、一
つの完全な上流多重フレーム（upstream multiframe
）の際に伝送される。その時間位置が主局によって知
られており、好ましくは、微調節のために予約されてい
るこの時間ウインドウが、粗調節の際に基準シーケンス
と相関されるべきサンプルを得るために使用され、これ
らサンプルは従って既に動作中の他の副局からのデータ
による妨害を実質的に持たない。このために、受信され
た粗調節信号の信号対妨害比はフレームの他の部分より
も一桁良好となる。この改良された信号対妨害比のため
に、受信された調節シーケンスの基準シーケンスに対す
る位相がフレーム内のランダムな位置で相関サンプルが
取られるようなシステム内での同一規模を持つ低規模調
節シーケンス（low magnitude ranging sequence）と比
較してより正確に決定できる。後者のようなシステムに
おいては、相関プロセスは他の副局からのデータの低周
波数成分及び受信機ノイズの強い影響を受けることとな
る。調節シーケンスはデータビット速度にて動作するこ
ともできるが、実施上の理由から、システム内の高サン
プリング速度を回避するためにデータビット速度の分
数、例えば、０．１の調節シーケンスビット速度を適用
することが望ましい。本発明に従うシステム内の粗調節
シーケンスの規模はランダム的に選択されたウインドウ
内でサンプリングされるシーケンスと比較して低減する
ことができる。本発明においては、さらに低い規模の調
節シーケンスが動作中の副局とのより少ない干渉を持
ち、全体としてシステムの性能を向上させる。あるタイ
プの調節を持つ電気通信システム、例えば、移動無線シ
ステムにおいては、本発明による調節は予約されたウイ
ンドウ内においてのみサンプリングすることによって行
なわれる。
【０００７】本発明によるシステムの一つの態様におい
ては、調節シーケンスのビット速度は副局のデータ速度
よりも低くされ、また、時間ウインドウの内側で受信さ
れた調節シーケンスのサンプルの相関に加えて、相関手
段は時間ウインドウの外側で受信された調節シーケンス
のサンプルを相関に使用するが、実質的に時間ウインド
ウの内側から時間ウインドウの外側からよりも多くのサ
ンプルが取られる。この実施例では、より多くのサンプ
ルが相関のために使用でき、受信されたシーケンスの位
相をより正確に決定することができる。
【０００８】本発明によるシステムのさらにもう一つの
態様においては、主局は相関手段に供給される前に受信
された調節シーケンスをフィルタリングするための低域
通過フィルタを含み、この低域通過フィルタは受信され
た調節信号の周波数と実質的に一致する遮断周波数を持
つ。調節シーケンスのビット速度がデータビット速度よ
りも低い場合は、データのより高い周波数成分が抑圧さ
れ、微調節ウインドウの外側の粗調節サンプルに対する
向上された信号対妨害比のためにシステム性能が向上さ
れる。実際、後者は本発明の選択的に選ばれた相関ウイ
ンドウと帯域外信号法技術（out-of-band signalling t
echnique）を併用する。帯域外信号法自体については前
述のIEEE論文のページ４０から知ることができる。
【０００９】
【実施例】図１は伝送チャネル３を通じて複数の副局
４、５、６及び７と交信する主局２を含む本発明による
電気通信システム１を簡略的に示す。実際問題として
は、多数の副局が存在する。少なくとも部分的に副局４
から７までに共通するチャネル３は、伝送システム１が
PON-FITL（Fibre in the Loop ）-System とも呼ばれる
受動光ネットワーク（Passive Optical Network 、ＰＯ
Ｎ）の場合はグラスファイバケーブルである。主局２は
ローカル電話交換機であり、副局４から７に対して、単
一或は一群の加入者が電話、ファクシミリ及びテレック
スなどの様々なサービスを要求してアクセスできる。後
者のケースにおいては、このシステムはＴＰＯＮ（Tele
phone Passive Optical Network ；電話受動光ネットワ
ーク）と呼ばれる。ＰＯＮにおいては、主局２への情報
の輸送或はこれらかの受信のためにチャネル上で光信号
を分割（splitting ）及び結合（combining ）すること
が良く知られている。詳細については、当分野に関する
一般的な技術文献を参照すること。電気通信システム１
はまた移動無線電話システムでもあり得る。このケース
においては、一つ或は複数の主局２は固定局であり、副
局４から７は携帯電話、自動車電話などのような移動電
話機であり、伝送チャネル３は無線リンクとされる。電
気通信システム１内では、当分野において周知のよう
に、主局２と副局４から７との間で多重アクセスプロト
コル、例えば、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）に基づ
く通信が行なわれる。このようなシステム１の場合は、
システム１を制御するマスタである主局は、下流方向に
おいては、後に説明されるＴＤＭＡフレームを副局４か
ら７に伝送し、一方上流方向においては、副局４から７
が情報を主局に向けて伝送する。このようなシステム１
においては、上流通信のタイミングに関して特別の手段
が講じられなければ、例えば、変動し異なる伝送遅延及
びフレーム位置が伝送の前にこれら副局内において調節
されなければアクセス衝突が発生する。引用のＩＥＥＥ
文献においては、この目的のために、粗調節について説
明されており、また上に引用のＰＣＴ特許出願ＷＯ ９
１／０６１５７号においては、粗調節及び微調節の両方
について説明されている。本発明は、動作中のシステ
ム、つまり、ある副局が調節されている間に他の副局が
動作しているようなシステムに対して適当な後に説明さ
れる改良された粗調節方法（coarseranging method ）
を提供する。本発明に従う粗調節方法は副局がまだ一つ
も動作されてないシステム始動時においても使用するこ
とができる。
【００１０】図２はＴＤＭＡ信号の伝送及び受信に適当
である本発明による電気通信システム１内で使用される
主局２を示す。主局２は伝送チャネル１２に結合された
送信機ブランチ１０及び受信機ブランチ１１を含む。送
信機ブランチ１０内においては、様々な副局に送られる
べき加入者信号がマルチプレクサ１４を介してフレーム
アセンブラ１３に供給される。同期情報及び場合によっ
ては粗及び微調節制御情報も含むこうして多重化された
信号は、符号器１５内において符号化された後に送信機
１６を介してチャネル１２に供給される。チャネル符号
化はチャネル上の適当な周波数スペクトルを達成するた
めに遂行される。副局４から７までからの信号は受信機
１７によって受信されるが、受信機の出力はデマルチプ
レクサ１９を介して様々な加入者に情報を提供するため
にフレーム分解手段１８に結合される。フレーム分解手
段１８はフレーム分解器２２に結合された復号器２１を
含む。復号器２１及び分解器２２には位相調節回路２３
によってクロック信号が提供される。主局２はさらに位
相調節回路、そしてとりわけ、フレームアセンブラ１３
に供給されるべきマスタクロックｆb を提供するための
システム或はマスタクロック回路を含むタイミング及び
制御手段２４を含む。マスタクロックｆb は割り算回路
２６内でＮによって割られ（ここで、Ｎは整数）、クロ
ックｆb ／Ｎが達成される。クロックｆb ／Ｎはクロッ
クｆb ／Ｎを時間ウインドウ信号ＴＷＳにて起動するク
ロック起動回路２７に供給される。ウインドウ化された
クロックｆb ／Ｎであるサンプルクロックｆs が本発明
による粗調節において使用される。このタイミング及び
制御手段２４は、さらに、本発明による粗調節において
使用されるべき開始信号Ｓを提供する。ここで、この開
始信号Ｓは、副局４から７までの伝送遅延或はラウンド
トリップ遅延を決定するための主局２に対する固定され
た基準である。分解器２２はさらに主局２の要求によっ
て副局４から７までによって伝送された微調節パルスか
ら微遅延情報を決定するための微調節決定手段２８に結
合される。微調節制御情報はフレームアセンブラ１３に
よって副局４から７に伝送されるべきフレームに組み立
てられる。受信機１７は主局２の要求によって任意の副
局４から７までによって主局２に伝送される低規模調節
シーケンス（rseq）をサンプリングするアナログデジタ
ル変換器４１を含む粗調節手段４０に結合される。本発
明によると、この低規模粗調節シーケンスは実質的に他
の副局からのデータが存在しないことが確かなときにの
みに、或は少し修正された形式においては、フレームの
データ搬送部分との少しの重複があるときにのみ、つま
りその位置が主局に知られている微調節ウインドウ（fi
ne ranging window ）内においてのみサンプリングされ
る。後者のケースにおいては、ビットクロック或はマス
タクロックｆb よりも低い周波数を持つサンプルクロッ
クｆs を選択し、データ信号の高周波成分を除去するた
めに低域通過フィルタ４２に掛けることが有利である。
重複が実質的に存在しない場合は、このフィルタは排除
し、こうしてより単純で安価なシステムを達成すること
もできる。アナログデジタル変換器４１の出力の所の粗
調節サンプル（coarse ranging sample 、ｃｒｓ）は粗
調節サンプルを処理するための処理手段４３に供給され
る。処理手段４３は粗調節情報をフレームアセンブラ１
３に提供し、こうして、粗調節制御情報が粗調節される
べき副局に伝送される。この粗調節されるべき副局は、
データ信号を伝送するための能動状態に切り替わる前に
その遅延を調節し、この粗調節の後に主局２によって要
求された場合、或は規則的な間隔にて微調節が遂行され
る。
【００１１】図３は本発明による粗調節サンプルｃｒｓ
を処理するための処理手段４３をより詳細に示す。処理
手段４３は相関器５１に結合された粗調節サンプルｃｒ
ｓを格納するためのメモリ５０を含む。メモリ５０内に
格納される粗調節信号ｃｒｓは後に説明される第一のシ
フトレジスタ内にデジタル信号Ａとして格納され、相関
器５１の後に説明される第二のシフトレジスタは、デジ
タル信号Ｂとして格納された主局２及び粗調節されるべ
き副局内で生成された先験的に知られている粗調節シー
ケンス（a priori known coarse ranging sequence）の
一部を含む。この粗調節シーケンスの部分を相関し、相
関器５１を通じてこの粗調節シーケンスをシフトするこ
とによって、先験的に知られている粗調節シーケンス内
の位相シフト或は位置からラウンドトリップ遅延が決定
されるが、この先験的に知られている調節シーケンスの
遅延がラウンドトリップ遅延の尺度となる。各時間にお
いてシーケンスの異なる部分との最大相関を決定するた
めに、処理手段４３は、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ及
びＲＯＭメモリ並びにＩ／Ｏインターフェースを含むマ
イクロコントローラ５３に結合されたピーク検出器５２
を含む。各時間におけるフレームの開始に対する相対的
な遅延を決定するためにカウンタ５４が提供される。先
験的シーケンスは基準信号生成手段５５によって生成さ
れる。この基準シーケンスは、例えば、長さ２15−１の
多項式１＋ｘ＋ｘ15によって生成された最大長シーケン
スであり、このシーケンスは主局２によって伝送される
べき多重フレームよりも長い。つまり、次の上流多重フ
レーム内の調節ウインドウ（ranging window ）が常に
副局によって伝送されたシーケンスの一部にて満たされ
ることが確保される。このラウンドトリップ遅延に関し
ての先験的知識が得られる場合は、より短いシーケンス
が選択される。こうして選択されるのは良好な相関特性
を持つ低パワーシーケンスであるが、この低パワーは擬
似ノイズシーケンス（Pseudo Noise Sequence ）のよう
な挙動をするシーケンスによってデータが妨害されるこ
とを阻止するために必要とされる。サンプリングクロッ
クｆs は好ましくはビットクロックｆb と同一に選択さ
れるために、この擬似ノイズシーケンスの周波数はこれ
に対応して低減されなければならない。本発明による粗
調節においては、擬似ノイズシーケンスの１ビットのオ
ーダの粗調節精度（coarse ran ging accuracy ）が達
成できる。タイミング及び制御手段２４によって提供さ
れる信号Ｓが主局の多重フレームとの関係で適当なタイ
ミングを確保する。
【００１２】図４は処理手段４３内で使用されるための
相関器５１の一つの具体例を示す。図３との関連で説明
されたように、粗調節記号（coarse ranging symbols）
Ａは第一のシフトレジスタ６０内に格納され、基準擬似
ノイズシーケンスの一部である記号Ｂは第二のシフトレ
ジスタ６１内に格納される。第一及び第二のシフトレジ
スタ６０及び６１内の対応する記号を乗算する掛け算器
６２、６３，６４及び６６の対応する出力が加算器６７
によって加えられ、加算器６７の出力はマイクロコント
ローラ５３に供給されるべき相関値を与える。カウンタ
５４は信号Ｓによってリセット及び開始される。各カウ
ンタ値において、相関値が決定され、対応するカウンタ
出力がマイクロコントローラ５３内のルックアップテー
ブル内に対応する相関値と共に格納される。これによっ
て、それに対応するカウンタ値によって最大相関値を検
索することによって粗オフセット遅延（coarse offset
delay ）を計算し、対応する副局に伝送することが可能
になる。検索テーブルを応用する代わりに最大相関値を
見つけるためにピーク検出器５２を使用することもでき
る。この場合は、個々のカウンタ値に対してその相関値
がそれ以前の最大相関値と比較され、現在の値がそれ以
前の最大値を超える場合は、最大相関値が対応するカウ
ンタ値と共に更新される。こうして、相関動作の後、最
大相関値とそれに対応するカウンタ値が直ちに得られる
ようにされる。そのシーケンスのサンプリングされた部
分と元のシーケンスとの相関を計算するためのアルゴリ
ズムは以下の通りである。
【００１３】
【数１】 ここで、Ｍはサンプルの数であり、サンプリングシーケ
ンスはａi （ｉ＝１、２、．．．、Ｍ）であり、元の最
大長シーケンスはｂi （ｉ＝１、２、３、．．．、２15
−１）である。係数ｂi は＋１或は−１であり、同一の
確率を持つ。つまり、Ｐｒ（ｂi ＝−１）＝Ｐｒ（ｂi
＝＋１）＝０．５である。計算されるべき相関値ｃj の
数はｊmax であり、これは副局４から７と主局２との間
の最大ラウンドトリップ遅延に依存する。ｊmax ・Ｔが
最大遅延より大きなことが守られなければならない。こ
こで、Ｔは記号周期である。固定された遅延Ｄf が下流
方向多重フレームと上流方向多重フレームとの間にセッ
トされる。相関値ｃj の最大値と対応する位置インデッ
クスｊo に対して、粗遅延オフセットＥc は以下の通り
である。 Ｅc ＝（Ｄf −ｊo ）・Ｔ 相関器５１はマイクロコントローラ５３のＲＯＭ或はＥ
ＰＲＯＭ内にロードされたソフトウエアにて実現するこ
ともできる。つまり、上のアルゴリズムはハードウエア
によってもソフトウエアによっても実現することができ
る。主局２内に受信されたパワーの測定値である最大相
関値は、パワー制御の目的にも使用される。この目的の
ために、主局２は最大相関値から受信されたパワーの測
定値を決定し、この測定値を要求される測定値と比較
し、要求された測定値からの受信されたパワーの測定値
の偏差の形式にてパワー制御情報を副局４から７に送信
する。副局４から７はそれらの伝送パワーをこれに従っ
て調節する。最終的に、こうして全ての副局信号が実質
的に同一のパワーで主局２によって受信されることが達
成される。
【００１４】図５は本発明による電気通信システム１内
で使用されるための副局４を示す。副局４は伝送チャネ
ル１２に結合された受信機ブランチ７０及び送信機ブラ
ンチ７１を持つ。受信機ブランチ７０は受信機７２、復
号器７３、フレーム分解器７４及びデマルチプレクサ７
５の直列構成を含む。受信機出力の所で、クロック回復
回路７６によってクロックが回復され、一方、同期検出
器７７は検出器７３の出力と結合される。送信機ブラン
チ７１はマルチプレクサ８０、粗及び微調節手段（coar
se and fine adjustment means）８１、符号器８２、及
び送信機８３の直列構成を持つ。機能的には、副局４か
ら７は、伝送及び受信に関する限り主局２と類似するよ
うに動作する。粗及び微調節手段８１は粗遅延調節セク
ション８４及び微遅延調節セクション８５を持つが、こ
れらはともにフレーム分解器７４に結合される。分解器
７４は主局２からの粗及び微調節制御情報をハウスキー
ピングタイムスロットを介して下流方向多重フレーム内
に提供する。１記号期間よりも小さい微調節を達成する
ために、微遅延調節セクション８５は記号周波数ｆb よ
り高い周波数にてクロックされる。これを達成するため
に、クロック回復回路７６はより高いクロックを持つ別
個のクロック出力を持つ。主局２に伝送されるべき低規
模の調節シーケンスを生成するために、副局４は擬似ノ
イズ信号生成器９１、送信機８３に結合された符号器９
２を含むシーケンス生成手段９０を含む。擬似ノイズ信
号生成器９１及び符号器９２はクロック回復回路７６の
出力から派生されるクロックｆb ／Ｎによってクロック
され、出力は割り算器回路９３に供給される。シーケン
ス生成手段は主局２からの粗調節要求によって始動さ
れ、実際に受信された下流多重フレームとの関連での所
定の時間基準にて開始される。副局４はパワー調節手段
９４も含むが、これらは送信機８３及びフレーム分解器
７４に結合される。このパワー調節手段９４は副局４に
よって伝送されるべきパワーを主局２によって伝送され
副局にて受信されたパワー制御情報に従って調節する。
【００１５】図６は電気通信システム１内で使用される
ＴＤＭＡフレーム構造を示すが、これは本発明による粗
調節を図解する。ここには下流方向への多重フレーム
（ダウン）と上流方向への多重フレーム（アップ）が示
される。主局２はアセンブラ１３にて組み立てされた多
重フレーム（ダウン）を下流方向に伝送する。ここに与
えられた例においては、この多重フレーム（ダウン）は
副局が主局の下流方向多重フレームに同期し、これらに
割り当てられたタイムスロットを抽出することを許す同
期タイムスロット（sync time slot、ＳＹ）を含む。こ
こに与えられた例においては、下流方向の多重フレーム
は１６個の基本フレーム（basic frame 、ＢＦ）を持
ち、各々のフレームはデータ輸送のために利用が可能な
１０２４個のタイムスロットを持ち、また各々はハウス
キーピングタイムスロット（housekeeping time slot
、ＨＫ）を持つ。好ましくは、上流多重フレーム（ア
ップ）はデータ及びハウスキーピングタイムスロットに
関しては類似する構造を持つが、但し、同期タイムスロ
ットの代わりに、調節の目的で時間ウインドウＣＲがフ
レーム内に予約される。一つの好ましい実施例において
は、この時間ウインドウＣＲは、上流多重フレーム（ア
ップ）内の対応する位置において微調節のためにフレー
ムに予約されたウインドウＦＲと実質的に一致する。後
者のケースにおいては、粗調節要求を任意の多重フレー
ム内で始動することができ、粗調節サンプルがそうでな
ければ微調節のために使用されるであろう同一の時間ウ
インドウ内の次に続くフレーム内に持ち込まれる。粗及
び微調節の両方が遂行されるようなシステムにおいて
は、このような調節（ranging ）は粗調節及び微調節に
対して別個のウインドウを使用するシステムと比較して
良好なフレーム効率を与える。主局２は上流方向におけ
る通信の多重フレーム（アップ）のために多重フレーム
（ダウン）に対して固定された遅延Ｄf をセットする。
つまり、主局は副局４から７を傾聴するための固定基準
（fixed reference ）をセットする。本発明によると、
サンプルは基本フレームＢＦ内のデータタイムスロット
と実質的に重複しない時間ウインドウＴＷの内側から取
られる。システム１においては、複数の加入者が処理さ
れる。加入者当り１タイムスロットを想定すると、ここ
に与えられる例においては、１０２４の加入者が一度に
処理される。加入者がより多くのタイムスロットを占拠
する場合は、一度に処理することができる加入者の総数
は少なくなる。システム１においては、各副局４から７
に複数の加入者が結合でき、各加入者に一つ或は複数の
タイムスロットを割り当てることができる。副局がいっ
たん粗調節されると、タイムスロットの割り当てが可能
になる。また、調節された副局に、後に動的にタイムス
ロットを割り当てることもできる。ここに与えられた例
においては、それにタイムスロット４或は場合によって
は他のタイムスロットが基本フレームＢＦ内に割り当て
られるべき副局は粗調節されるものと想定される。さら
に、問題とされる副局は、まだ粗調節されてない場合
は、シフトされた位置にタイムスロット４を伝送し、こ
のため他のタイムスロットとの干渉が発生するものと想
定する。これはタイムスロット４’にて示される。本発
明による粗調節により、副局内の遅延が時間遅延ｔd が
排除されるように調節される。関連する加入者はデータ
を一連の基本フレームＢＦ１、ＢＦ２等の対応するタイ
ムスロット内に伝送することに注意する。関連する副局
は固定された基準ポイントに対する、例えば、受信され
た同期タイムスロットＳＹに対する伝送遅延を決定す
る。示されるフレームは時間ｔの関数である。時間ｔ＝
ｔo において、それに対してタイムスロット４及び場合
によっては他のタイムスロットが割り当てられるべき副
局は粗調節要求（coarse ranging request）を受信し、
ある例においては、ｔ＝ｔ1 において低パワー粗調節シ
ーケンス要求を送信する。ここで、この伝送遅延に関す
る先験的な知識がない場合は、この調節シーケンスは一
つの多重フレーム（アップ）よりも長い。本発明による
と、この粗調節シーケンス要求は時間ウインドウ信号Ｔ
ＷＳによって起動された主局２内のアナログデジタル変
換器４１によって時間ウインドウＴＷの内側でサンプリ
ングされる。時間ウインドウＴＷの間は、通常、どの副
局もデータの伝送を行なわない。つまり、データとの干
渉は起こらず、受信機ノイズのみが存在する。結果とし
て、時間ウインドウＴＷの内側の信号対妨害比（signal
-to-interference ratio）は多重フレーム（アップ）の
他の部分内よりも一桁の規模良好である。こうして向上
された信号対妨害比のために、疑似ノイズシーケンスの
位相がより正確に予備フィルタリングを必要とすること
なしに決定できる。
【００１６】図７は本発明の一つの実施例との関連でＴ
ＤＡＭフレーム構造の一部を示すが、ここでは、時間ウ
インドウ信号ＴＷＳは、前に述べられた例よりも幾分か
広い。残りに関しては、このフレーム構造は、図６に示
されるフレーム構造と類似する。この実施例において
は、タイムスロットを運ぶデータとの間に少しの重複が
存在する。利用可能なより多くのサンプルを持つため
に、相関プロセスはより正確である。この重複レンジは
広過ぎるとデータ信号との干渉を起こし、本発明の利点
が低減されるためにあまり広すぎてはならない。主局に
おいてシーケンスを予備フィルタリングするためのフィ
ルタを省くことによって安価にすることも可能である
が、この実施例においては、より高い周波数のデータ成
分をろ波するために単純なフィルタ、例えば、二次チェ
ビシェフフィルタ（Chebyshev-filter）が使用される。
【００１７】図８は本発明の一つの実施例における調節
ビット及びデータの周波数スペクトルを示す。上に述べ
たチェビシェフフィルタ、つまり、主局２内の低域通過
フィルタ４２は疑似ノイズシーケンスのビット周波数の
遮断周波数を持ち、一方、データ周波数はこれよりも４
倍高く、こうして、より高い周波数のデータ成分がろ波
される。
【００１８】ここに与えられる例においては、粗調節手
段４０及び／或は微調節手段２８は主局２内に含まれ
る。つまり、集中システムについて説明された。別の非
集中方式の実施例においては、粗及び／或は微調節手段
４０及び２８は副局４から７内に含まれる。この場合、
主局２は副局４から７によって伝送された調節情報（ra
nging information ）を中継するための中継局として
機能する。調節プロセスは、主局２の先導によって、或
は調節されるべき副局４から７の先導によって開始され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電気通信システムを簡略的に示す
ブロック図。
【図２】本発明による電気通信システム内で使用される
主局の構成を示すブロック図。
【図３】本発明による粗調節サンプルを処理するための
処理手段の構成を示すブロック図。
【図４】処理手段内で使用されるための相関器の一つの
具体例を示すブロック図。
【図５】電気通信システム内で使用されるための副局の
構成を示すブロック図。
【図６】本発明による粗調節を図解する目的で電気通信
システム内で使用されるＴＤＭＡフレーム構造を示す模
式図。
【図７】本発明の一実施例のＴＤＭＡフレーム構造を示
すタイミングチャート。
【図８】本発明の一実施例の調節ビット及びデータの周
波数スペクトラムを示すグラフ。
【符号の説明】
１ 伝送システム ２ 主局 ３ チャネル ４，５，６，７ 副局 １０ 送信機ブランチ １１ 受信機ブランチ １２ チャネル １３ フレームアセンブラ １４ マルチプレクサ １５ 符号器 １６ 送信機 １７ 受信機 １８ フレーム分解手段 １９ デマルチプレクサ ２１ 復号器 ２２ フレーム分解器 ２３ 位相調節回路 ２４ タイミング及び制御手段 ２６ 割り算回路 ２８ 微調節決定手段 ４０ 粗調節手段 ４１ アナログデジタル変換器 ４３ 処理手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィルフレッド、アンドレ、マリア、スニ デルス オランダ国5621、ベーアー、アインドーフ ェン、フルーネヴァウツウェッハ、１

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】主局（２）及び複数の副局（４から７）を
    含む電気通信システム（１）であって、システム（１）
    の主局（２）と副局（４から７）の間の通信が多重アク
    セスプロトコル（ＴＤＭＡ）に基づいて伝送チャネル
    （１２）を介して起こり、チャネル（１２）が副局（４
    から７）を粗調節する目的のために少なくとも一部副局
    （４から７）に対して共通であり、副局（４から７）は
    タイムスロット内に伝送されるべきデータの規模と比較
    して低規模の調節シーケンスを伝送するための調節情報
    伝送手段（９０）を有し、前記主局（２）は伝送された
    シーケンスと同一の基準シーケンスと受信された調節シ
    ーケンス（rseq）の相関を計算することによって調節情
    報を回復するための相関手段（４３）を有するとともに
    基準シーケンスを提供するための手段を有する電気通信
    システムにおいて、 前記通信がフレームをベースとし、粗調節のために前記
    の相関手段（４３）が調節のためにフレーム内に予約さ
    れた時間ウインドウ（ＣＲ）の実質的に内側に入る受信
    された調節シーケンスのサンプルのみを相関の対象とし
    て使用することを特徴とする電気通信システム。
  2. 【請求項２】前記時間ウインドウ（ＣＲ）は実質的に微
    調節のためにフレーム内に予約されたウインドウ（Ｆ
    Ｒ）と一致することを特徴とする請求項１記載の電気通
    信システム（１）。
  3. 【請求項３】前記調節シーケンスのビット速度（ｆb ／
    Ｎ）は副局のデータビット速度（ｆb ）よりも低く、時
    間ウインドウ（ＣＲ）の内側の受信された調節シーケン
    スのサンプルを使用しての相関に加えて、前記相関手段
    （４３）は前記時間ウインドウ（ＣＲ）の外側で受信さ
    れた調節シーケンスのサンプルも相関のために使用し、
    ここで実質的により多くのサンプルが前記時間ウインド
    ウの外側からよりも前記時間ウインドウの内側から取ら
    れることを特徴とする請求項１或は２記載の電気通信シ
    ステム（１）。
  4. 【請求項４】前記主局は相関手段（４３）に供給される
    前に前記の受信された調節シーケンス（rseq）をろ波す
    るための低域通過フィルタ（４２）を含み、前記の低域
    通過フィルタ（４２）は前記受信された調節信号（rse
    q）の周波数（ｆb ／Ｎ）と実質的に一致する遮断周波
    数を持つことを特徴とする請求項３記載の電気通信シス
    テム（１）。
  5. 【請求項５】前記相関手段は前記受信された調節シーケ
    ンス（rseq）と粗調節されるべき各副局に対する基準シ
    ーケンスとの相関を取ることによって最大相関値を決定
    し、この最大相関値から受信されたパワー値を決定し、
    次に要求されるパワー値に対する前記パワー値の偏差に
    従って伝送パワーの調節を行なうためにパワー制御情報
    を副局に伝送し、前記副局は前記パワー制御情報に従っ
    て伝送パワーを調節するためのパワー調節手段を含むこ
    とを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気
    通信システム（１）。
  6. 【請求項６】主局（２）及び複数の副局（４から７）を
    含む電気通信システム（１）であって、前記主局（２）
    と副局（４から７）との間のシステム（１）の通信が伝
    送チャネル（１２）を介して多重アクセスプロトコル
    （ＴＤＭＡ）に基づいて行なわれ、前記チャネル（１
    ２）が少なくとも部分的に前記副局（４から７）を粗調
    節する目的で前記副局（４から７）に対して共通にさ
    れ、前記副局（４から７）がタイムスロット内に伝送さ
    れるべきデータの規模と比較して低規模の調節シーケン
    スを伝送するための調節情報伝送手段（９０）、主局に
    よって中継された受信調節シーケンス（rseq）と伝送さ
    れたシーケンスと同一の基準シーケンスとの相関によっ
    て調節情報を回復するための手段、及び基準シーケンス
    を提供するための手段を有している電気通信システムに
    おいて、 前記通信はフレームベースとされ、粗調節のために前記
    相関手段は調節のためにフレーム内に予約された時間ウ
    インドウ（ＣＲ）の実質的に内側に入る受信調節シーケ
    ンスのサンプルのみを相関に使用することを特徴とする
    電気通信システム（１）。
  7. 【請求項７】請求項１乃至５のいずれかに記載の電気通
    信システム（１）内で使用される主局（２）であって、
    これが副局（４から７）からのタイムスロット内のデー
    タを受信するため、及び粗調節の目的で副局（４から
    ７）によって伝送されるべき調節シーケンス（rseq）を
    受信するための受信手段（１７、１８）と、 受信された調節信号（rseq）と伝送された調節シーケン
    スと同一である基準シーケンスの相関によって調節情報
    を回復するための相関手段（４３）と、 基準シーケンスを提供するための手段を含む主局におい
    て、 前記通信はフレームベースであり、粗調節のために前記
    相関手段（４３）は調節のためにフレーム内に予約され
    た時間ウインドウ（ＣＲ）の実質的に内側に入る前記受
    信調節シーケンス（rseq）のサンプルのみを相関のため
    に使用することを特徴とする主局。
  8. 【請求項８】前記相関手段は最大相関値から受信パワー
    値を決定し、要求されるパワー値に対する受信されたパ
    ワー値の偏差に従ってパワー調節を行なうためにパワー
    制御情報を副局に伝送することを特徴とする請求項７記
    載の主局。
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