JPS5877340A - Ｔｄｍａ通信系に適用される基準局の基準バ−スト送出方式 - 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】 本発明は、　ＴＤＭＡ　（時分割多元接続）通信系、特
に静止衛星を中継局とするＴＤＭＡ衛星通信系において
、　ＴＤＭＡフレームの基準を与える基準局の障害によ
るも通信系の機能に影響を与えることのない基準局の基
準バースト送出方式に関する。

複数の地上局が共通の衛星中継器（トランス？ンダ）を
時分割的に利用して相互に通信を行なうＴＤＭＡ通信系
において、各地上局が送信するデータは間欠的、且つ周
期的なバーストと呼ばれる形態をとり、中継器上でこれ
らのバーストが相互に重なり合わぬように制御されなが
ら相手局に向けて送信される。この結果、中継器を通っ
て各局に受信される信号は多数のバーストが配列され、
しかも周期的に繰り返すＴＤＭＡフレームと呼ばれる形
になる。

しかし、このようなＴＤＭＡフレームが形成され、維持
されるためには何等かの時間的な基準が必要である。通
常、参加間（複数の地上局）のうちから１つが選ばれて
基準局となり、この基準局から全局が識別出来る形の基
準バー、（）と呼ばれる特別なバーストを送出して、こ
れを時間基準としている。

このようにして維持されたＴＤＭＡフレームにおいて、
万一基準局に障害が起こり、基準バーストの送出が停止
すると、このＴＤＭＡ通信系は機能を保てなくなってし
まう。上記のような障害の発生を避けるためには、主基
準局の他に予備基準局を定めておき、主基準局に障害が
起った時９代って予備基準局が基準バーストを送信する
方法（基準局交代）がとられる。しかし、主基準局の障
害を予備基準局が検出し１．確認する迄には数秒の時間
がかかり、一般の局はこの間基準バーストの無い状態で
系を維持せねばならない。そのためには、それぞれの局
に高安定の基準発振器を必要とするなど。

局の設備を複雑にしている。問題は、主基準局における
障害の発生を誰が、どのような方法で判断するかにあり
９時には主基準局が基準バーストを送信しているにも拘
らず、予備基準局も基準バーストを送信してフレーム上
で両者の基準ノ４−ストが重畳する結果、かえって通信
系を゛瓦解させてしまうとともある。

このような問題を゛解決するために、主基準局と予備基
準局の両方が同時にＴＤＭＡフレーム中の異った個所に
それぞれの基準バーストを送出する方法もある。この場
合、°一般の局は２つの基準バーストの内、どちらが本
物であるかを常に監視する必要があり、また主基準局で
発生した障害を各局が独立に判定する結果９通信系内部
の制御に統一を欠き、混乱を生ずるという欠点がある。

勿論、こΩよ−うな問題を避けようとすればする程、各
局の装置は複雑なものにならざるを得ない。

本発明の目的は、複数の基準局のそれぞれから複数フレ
ームの周期で、かつ重畳しないフレームに基準バースト
を送出する。ことによって、一般局の設備を複雑にする
ことなく、かつ基準局の障害発生によるも、安定にＴＤ
ＭＡ通信系の機能を維持させることのできる基準局の基
準バースト送出方式を提供するにある。

本発明によれば、基準局装置から送出する基準バースト
ｔ−周期Ｔのフレームタイミングの基準とすることによ
って、１つの中継局を介し基準局を含む複数の通信局間
で通信を行なうＴＤＭＡ通信系に゛適用され、予検指定
されたＮ個（Ｎ′〉２）の基準局がそれぞれの装置から
ＭＴ、（Ｍ＞Ｎ）の周期で。

かつ重畳しないフレームの所定位置に対してそれぞれ基
準バーストを送出することを特徴とする基準局の基準バ
ースト送出方式が得られる。

ここで９本発明との比較を容易にするために。

従来技術によるＴＤＭＡフレーム全体の構成一ついて第
１図を参照して説明する。図の（４）において。

ｌ、１′は基準局、より送出された基準・々−スト。

２　＝　３　ｅ　４　＃・・・はそれぞれ異なった一般
通信局より送信される本来の伝送すべきデータを含むデ
ータバーストである。図の（→は基準）々−スト１の詳
ツク情報を与える復調用同期パターイ、ｉ−２は’０１
１１１０００１００１　’のように一見ランダムに見え
、かつ前後にどのよりなノ臂ターンが付いても確実に識
別されるよりなノやターンをもったフレーム同期信号で
あり、一般にユニーク・ワード（Ｕｎｉｑｕｅ　Ｗｏｒ
ｄ　）とも呼ばれてい′る。１−３は基準局から一般局
への制御信号や、自局の識別符号。

状態を表わす符号、打合せ用信号等が含まれる部分であ
る。

先に、　ＴＤＭＡフレーム６時間基準は基準・々−スト
により与えられると述べたが、厳密にはユニークワード
１−２により与えられ、一般局がとのユ゛ニークワ−”
ドを丁度検出した時点、すなわちユニークワードの最終
ピットの位置がフレームの時間基準となる。一般局は、
との時間基準を用、いて受信される信号の内から自局に
必要なバーストを選び出し、また、こや受信時間基準に
基づいて自局のバーストを送信するタイミングを決める
。例えば。

自局が送信したバーストを自局で受信し、その受信位置
が基準バーストの受信位置を基点として自局に割当てら
れた位置と一致するか否かを調べ。

もし誤差があれば、自局バーストの送信タイミングを補
正しなければならない。このように構成されたＴＤＭＡ
フレームにおいて、基準局に障害が起こり、基準バース
トが失われた場合に生ずる通信系の機能失墜の問題や、
それをバックアップする面倒な方法については前に述べ
たとおりである。

次に９本発明による基準バースト送出方式について説明
する。この方式の特徴は、まず第１に主基準局と、予備
基準局がＴＤＭＡフレーム上の同じ位置に、ただし、交
互のフレームに基準ノ々−ストを送信することである。

この場合、予備基準局は一般局と同様に主基準局から送
信された基準ノ４−ストを受信して、それに基づき自局
のノ←ストの送信タイミングを決、める。一般局は、常
時、特にどの基準バーストがどちらの基準局から送信さ
れたかを意識する必要はないが、この２つが容易に識別
される時は、主基準局から送信された基準ノ々−ストを
先ず第１に基準とすべきことは言う迄もない。

すなわち、予備基準局から送信された基準ノ９−ストは
、その位置に多少の誤差を含むからである。

基準局の数は上記のように２局と限定する必要はない。

一般的に言えば、同期↑のフレーλを有するＴＤＭＡ通
信系において、Ｎ個（Ｎ≧２）の基準局があり、各基準
局はＮＴの周期で、ただし相互に重畳せぬフレームに基
準ノ４−ストを送出する方式と言うことになる。第２図
ｉ、この方式に適合する超フレームの構成を図示したも
のである。この図においては、基準局の数Ｎに対応して
Ｍ個。

（Ｍ＞Ｎ）のＴＤＭＡフレームから成る超フレームを考
え、フレームＪ１６１からＡＭ迄を超フレーム扁１゜フ
レームＡ（Ｍ＋１）から４２Ｍ迄を超フレーム屋２と言
うように９Ｍフレームを単位として繰り返し形成される
。ここで、Ｍ＝Ｎとして説明を続けると、１つのフレー
ムの中は第１図の場合と同様に基準バーストと複数のデ
ータバーストとかう成っているが基準バーストのみにつ
いて言うと、フレ−ムＡ１に関しては基準局１から基準
ノ４−スト１１が、フレーム４２には基準局２から基準
ノ４−スト１２が、以降順にフレームＡＭには基準局Ｍ
から基準１ｔ−ストＩＭが送信され・る。フレームＡ、
ＣＭ＋１）は図示していないが、再び基準局１より基準
パース）　１（Ｍ＋１）が送信されることになり。

以下同様に繰り返す。ここで重要なことは、基準バース
トを送出すべき位置は送信する基準局に依らず、単にフ
レームの時間基準を与える位置であす、フレーム内のデ
ータバーストの構成もｙｖ−ムに関係なく同一である。

次に、万−Ｎ個の基準局の内の１個、又は複数□の基準
局に障害が起こり、それらの基準ノＲ−ストの送信が止
った場合、一定の確認時間の後に残りの基準局の内の１
〜つ、または幾つかが代りに障害局の分の基準バースト
を送信することが考えられる。前者の場合は、Ｎ個の基
準局の内、最も太きな優先権を有す、る主基準局がすべ
ての障害局の肩を 代りりすべきである。主基準局の役割がそれ程強くな゛
いシステムの場合には障害局の前、又は後のフレームに
基準バーストを送信する基準局が代行するのが適当であ
ろう。Ｎ個の基準局の内の１つを主基準局として識別す
る方法としては、ユニークワードで区別する方法とユニ
ークワードはすべて同一とし、それ以外に局識別符号、
又は状態表示符号により識別する方法がある。

ユニークワードで区別する場合には９例えば主基準バー
ストには＠０１１１１０００１００１”を使用し、他の
基準パフストには″１００００１１１０１１０”を使用
す−れば、これを検出するノ・−ドは共通に出来る等の
利点がある。しかし、この方法は、　ＰＳＫ変調波の復
調時に問題となる位相不確定性除去の目的に合うよう、
ユニークワードの／４ターンを利用する場合には適用出
来ない。また状態符号を用いる方法としては１例えば主
基輌局、第１予備基準局、第２予備基準局、その他の基
準局に対して″１１”、″１０　”、”　０１　”およ
び′００”の符号を割り振り、ユニークワードのあとに
付けて送信するようなやり方が用いられる。

なお、主基準Δ障害が発生した場合は１通常論議されて
いる基準局交代の手順に従って９例えば順次下位の基準
局が上位の基・準局に昇格する。

前に障害を起こした主基準局の障害が直った場合。

最下位につく方法と第１予備基準局になる方法。

又、、主基準局に戻る方法などあるが、こ些はソフト的
な問題であり９本発明とは直接関係ないのでこれ以上の
説明祉省略する。

本発明を適用することにより、一般Ｒ（主基準局以外の
基準局を含む）の各種同期が基準局障害の影響を受けな
いことと、実際の運用に於いて基準局を１つしか持たな
いような小規模のシステムから出発したＴＤＭＡ通信系
が、系の発展、あるいは利用度の増大に応じて、基準局
設備の増設のみで系の信頼性を改善して行くことが出来
るという利点が得られる。このことは、新らたに通信系
を建設する場合に大きなフレキシビリティを与えるもの
である。ここで、前者、すなわち同期の問題について説
明を加尺ると、　ＴＤＭＡ通信系に於ける信号の受信に
は、先ずフレーム同期を確立することが先決であり、前
述のように、これは基準バーストのユニークワードを検
出することにより行なわ汗る。しかし、ユニークワード
は有限の長さのノやターンであるから、他のデータバー
ストの中にたまたま同一のノ４’ターンが現われる確率
は可成り高い。

場合によっては、データバーストの成る場所にユニーク
ワ−トド同一のノ臂ターンが幾フレームモ続いて現われ
ることも有り得る。

このような基準のユニークワードと同じノやターンをユ
ニークワードと誤って検出することを誤り検出と言う。

この誤り検出により、受信装置が誤って同期状態になる
ことを防ぐために保護処置がとられるが、この保護過程
を１後方保護”という。

また、一度同期状態になっても、ユニークワードが検出
されなくなると同期外れとなるが、ユニークワードの喪
失が一度的なものか、継続的なものかと判断する程過を
１前方保護”と言う。これらの関係を図示すると、第３
図のようになる。先ず“前方保護”について、従来の方
式では、基準局に障害があって基準バーストが喪失した
場合、同期外れとなって通信系全体が瓦解するか、また
は。

各局が高安定の発振器を有し、予備基準局が基準バース
トを代りに送出する迄の数秒間を自己のタイミングで保
持する必要があった。

しかし９本発明を適用した場合、一般局の同期回路に９
例えば＠Ｌフレーム連続してユニークワードが検出出来
なかったら同期外れと判定する”（Ｌフレーム中１回で
もユニークワードが検出されたら同期状態を維持し続け
る）と言った９通常良く用いられる前方保護の論理を用
いている限り。

基準局の障害は通信系の運用に何等の影響を与えないし
、基準局間で行なわれる基準局交代も同等影響を与えな
い。特に、基準局交代過程で誤まって２つの基準局が同
一のタイムスロ、）Ｋ基準パーストを重畳して送出して
しまうような事故が起っても、一般局はこのような干渉
を受けた信号を正常に受信することが出来ず、結局基準
バーストの喪失と同じ結果となるため１通信系の運用は
やはり影響を受け、ないことは強調されるべき点である
。上記りの値はＭ、またはＭより欠きい値とするのが適
当であり、５〜１０位が一般的であろう。

次に、′後方保護”について考える。これは前述のよう
に後方保護データ中にたまたま現われた基準のユニーク
ワ−トド同一のノヤターンヲユニークワードと誤って、
これに同期することを避ける過程である。一般には、幾
つかのユニークワードが継続す為フレームで検出される
ことを条件としている。従って１本発明を適用した場合
も、基準局交代が実行されつつある過渡的な数秒間は、
後方保護過程により自動的に同期確立が禁止されるのが
安全であろう。すなわち、後方保護により。

ユニークワードカ同一タイムスロ、トにＬフレーム以上
継続して受信されたり、あるいはユニークワードが同一
タイムスロット内にＬフレーム中にフレーム検出され、
その中に主基準バーストのものが含まれている場合など
に同期の禁止されることが妥当であろう。ただし、Ｌ≧
Ｍ、”Ｋ（Ｌとする。

前述の説明において、超フレームを構成するフレーム数
Ｍと基準局の数Ｎとが異なる場合もあり得ることを示し
たが、これは超フレームを他の目的にも、使用すること
があり、必ずしも基準局の数と一致しなくても良いため
である。この場合は。

Ｍ−Ｎの局が障害を起したと見なして主基準局。

又は隣接する局がこれを埋めればよいし、場合によって
は故意に基準バースト無しで明けておくことが効果的で
ある。これは゛：基準バーストのユニークワードが成る
フレームで検出出来ると言うことを後方保護の条件に入
れることが出来るからである。

一般局における送信の同期は′、受信フレーム同期が確
立した後に行なわれるが、ここで重要な機能は、自局の
送信したデータバーストのフレーム内の割当てられた位
置に在るか否かを監視するととである。この場合の基準
は、やはり基準バーストのユニークワード検出位置であ
る。この様な監視機能により実際に自局データバースト
の位置の誤差を測定し、送信タイミングを補正する頻度
は静止衛星を用い斥衛星通信の場合は約０．３秒以上に
１回である。これは、衛星までの電波の往復に０．３秒
近い時間がかかるためである。一方、基準局から送信す
る基準バーストも主基準局の基準バーストが基準となっ
ており、主基準局以外の基準局が送信した基準バースト
のタイミングには多少の誤差を含む可能性が大きい。従
って、上述の自局データバースト位置の誤差測定は主基
準局からの基準バーストを受信したフレームで行うのが
好ましいことは言うまでもない。

主基準局の障害で基準局交代が行なわれている期間、一
般局の送信タイミングの決定に他の基準局バーストを使
用するか、自局内のタイミングに依存するかは、自局内
のり゛ロックの安定度と基準局交代に要する時間とにか
かわる。一般論で言えば、短期的には自局内のクロック
に依存し９次いで９次に主基準局となるべき第１予備基
準局の基準バーストに依存するのが適当である。

以上の説明により明らかなように９本発明による基準バ
ースト送出方式を用いることにより一９障害発生に起因
する′基準局交代に伴う種々の問題は。

基準局相互間のみの問題に限定され９通信系の運用や基
準局以外の一般局には無関係とすることが出来るから、
多数の一般小型地球局を有するトメく得られる効果は大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術によるＴＤＭＡフレームの構成を説明
する図、第２図は本発明の基準バースト送出方式に適合
する超フレーム構成を説明する図、第３図は本発明を適
用した場合の一般局における同期状態の遷移を説明する
図である。 図において、１１〜Ｉ　Ｍ　、　１　（Ｍ＋１）は基準
バースト、２，３．４はデータバーストである。 率１図 第２図 弗３図 手続補正書（自発） 昭和ｔり年〆月１２日 特許庁長官　若　杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和、５６年特許願第１７６．１２２号２、発明の名称 ＴＤＭＡ通信系に適用される基準局の 基準バースト送出方式 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都港区芝五丁目３３番１号 名称　（４２３）日本電気株式会社 代表者　関　本　忠　弘 ４、代理人　〒１０５ 住　所　東京都港区西新橋１丁目４番１０号６、補正の
内容 イ）別紙のとおり °口）次のとおシ （１）明−書簡１頁第１８〜１９行にｌ’−ＴＤＭＡフ
レームムのタイミング基準を与える基準局の障害が通信
系の機能に」に訂正する。 （２）明細書第２頁第１〜３行に「複数の地上局が・・
・送信するデータは」とあるのを「複数の通信局が共通
の中継器を時分割的に利用して相互に通信を行なうＴＤ
ＭＡ通信系において、各通信局が送信するデータは」に
訂正する。 （５）°明細書第２頁第１２行に「通常、参加１局（複
数の地上局）のうちから」とあるのを「通常１通信系に
参加して゛いる複数の通信局のうちから」に訂正する。 （４）明細書第２頁第１３〜１４行に「この基準局から
全局が・・・」とあるのを「この基準局から全通信局が
・・・」に訂正する。 （５）明細書第３頁第１行に「主基準局の他に予備基準
局を定め」とあるのを「１つの主基準局と。 その他に予備基準局を定め」に訂正する。 （６）明細書第４頁第９〜１０行に「かつ基準局の障害
発生によるも、」とあるのを「かつ基準局に障害が起こ
っても、」に訂正する。 （７）明細書第４頁第１８〜２０行に「それぞれの装置
から・・・送出すること」とあるのを「それぞれＭＴ（
Ｍ〉Ｎ）の期間に１回以上、相互に重畳しないフレーム
に対して、フレーム内の所定位置に基準バーストラ送出
すること」に訂正する。 （８）明細書第１３頁第１７行から第１４頁第４行まで
に［すなわち、後方保護により、・・・Ｋ＜Ｌとする咄
とあるのを［すなわち、後方保護の論理は、“ユニーク
ワードが同一タイムスロットにＬフレーム以上継続して
検出される１、あるいは１ユニークワードが同一タイム
スロット内にＬフレーム中にフレーム検出され、その中
に主基準バーストのものが含まれている１などが考えら
れる。 ただし、Ｋ〉Ｍ、Ｍ＜Ｌとする。」に訂正する。 （９）明細書第１４頁第１４行に［成るフレームで検出
出来ると言う」とあるのを「成る特定のフレームで検出
出来ないと言う」に訂正する。 （１０）明細書第１５頁第７〜８行に「一方、基準局か
ら・・・」とあるのを「一方、主基準局以外の基準局か
ら・・・」に訂正する。 （別紙） 特許請求の範囲 １、基準局装置から送出する基準パース）１−周期Ｔの
フレームタイミングの基準とすることによって、１つ、
の中継局を介し基準局を含む複数の通信局間で通信を行
なうＴＤＭＡ通信系に適用され、予め指定されたＮ個（
Ｎ〉２　）の基準局がそれぞれＭＴ（Ｍ＞Ｎ）の期間に
１回以上、相互に重畳しないフレームに対して、フレー
ム内の所定位置に基準パース）Ｖ送出することを特徴と
する基準局の基準バースト送出方式。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　基準局装置から送出する基準バーストを周期Ｔの
   フレームタイミングの基準とすることによって、１つの
   中継局を介し基準局を含む複数の通信局間で通信を行な
   うＴＤＭＡ通信系に適用され、予め指定されたＮ個（Ｎ
   ≧２）の基準局がそれぞれの装置からＭＴ（Ｍ≧Ｎ）の
   周期で、かつ重畳しないフレームの所定位置に対してそ
   れぞれ基準ノ々−ストを送出することを特徴とする基準
   局の基準バースト送出方式。