(57)【要約】【課題】基地局装置１と端末装置４１〜４６、５１〜５６とが無線により通信する無線通信システムで、端末装置の周波数の偏差を補正して、送受信周波数のずれを最小限に留める。【解決手段】構内の所定の場所６１、６２に保管される端末装置と、構内に設けられる基地局装置及び所定の場所に設けられて基地局装置からの送信波を有線を介して入力するアンテナ２１、３１を有する。基地局装置では、基地局発生器１１が原振信号を発生し、送信波出力手段１２、１３が原振信号を用いて所定の未使用チャネルを使用して送信波を有線を介してアンテナへ出力する。端末装置では、端末発生器が原振信号を発生し、受信手段がアンテナからの送信波を受信し、差検出手段が当該原振信号と受信された送信波に基づく原振信号との差を検出し、制御手段が差が小さくなるように端末発生器の原振信号を制御する。【選択図】  図１
2010057046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局装置と端末装置とが無線により通信する無線通信システムにおいて、
構内の所定の場所に保管される端末装置と、
前記構内に設けられる基地局装置及び前記所定の場所に設けられて前記基地局装置からの送信波を有線を介して入力するアンテナと、を有し、
前記基地局装置は、原振信号を発生する基地局発生器と、前記基地局発生器により発生させられた原振信号を用いて且つ所定の未使用チャネルを使用して送信波を前記有線を介して前記アンテナへ出力する送信波出力手段と、を備え、
前記端末装置は、原振信号を発生する端末発生器と、前記アンテナから無線により送信された送信波を受信する受信手段と、前記端末発生器により発生させられた原振信号と前記受信手段により受信された送信波に基づく原振信号との差を検出する差検出手段と、前記差検出手段により検出された差が小さくなるように前記端末発生器により発生させられる原振信号を制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置と端末装置とが無線により通信する無線通信システムに関し、特に、例えば、基地局装置と通信を行う端末装置の経年劣化等による原振周波数の変化（ずれ）を、構内に設置した小電力無線基地局装置からの送信波から再生した高精度クロックを使用して補正することが可能な無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、電圧制御型温度補償水晶発振器（ＶＣＴＣＸＯ）では、周波数調整端子に印加する電圧によって発振周波数を調整することができるとともに、周波数調整端子を基準電圧に保持した場合における周波数精度がユーザにより指定する温度範囲において所望の精度に収束するように調整されている。
無線端末装置では、通常、ＶＣＴＣＸＯを基準信号源として使用する。基地局装置との通信では、自動周波数制御（ＡＦＣ：Ａｕｔｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能により、基地局装置が送信する高精度で高安定な周波数に追従して、ＶＣＴＣＸＯの基準信号源を調整することにより、高精度な周波数制御が可能である。
【０００３】
しかしながら、無線端末装置の電源投入直後や無線端末装置が基地局装置のサービスエリア外にいる場合（圏外状態）のように基地局装置からの送信波が届かない場所では、高精度な基地局装置の送信周波数に追従することができず、無線端末装置内部のＶＣＴＣＸＯ単体での周波数精度のみに依存する。
【０００４】
ＶＣＴＣＸＯでは、このような観点から、使用温度範囲内において周波数精度を±数ｐｐｍ以内、特に「ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ６１」に規定されているＳＣＰＣ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｐｅｒ  Ｃａｒｒｉｅｒ）方式移動無線通信システムにおいては０．９ｐｐｍという非常に高精度な範囲に収束させることが要求されている。しかしながら、経年変化によってＶＣＴＣＸＯの回路内の浮遊容量などが変化して、周波数変動が生じるという問題があった。
なお、基地局装置のサービスエリア内に無線端末装置が置かれていても、長い間電源が投入されていない場合などには、経年劣化が起こる状況にも関わらず補正を行うことができず、上記と同様な問題が生じる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０５４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、従来の無線端末装置（例えば、携帯型の無線端末装置）では、周波数の補正を行わなかったり、或いは、ＭＣＡ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｃｃｅｓｓ）システムでは基地局装置の圏外に長い間置かれたりした場合に、端末装置内部の原振周波数に偏差が生じて、送受信周波数がずれてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、無線端末装置の周波数の偏差を補正して、送受信周波数のずれを最小限に留めることが可能な無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、基地局装置と端末装置とが無線により通信する無線通信システムにおいて、次のような構成とした。
すなわち、構内の所定の場所に保管される端末装置と、前記構内に設けられる基地局装置及び前記所定の場所に設けられて前記基地局装置からの送信波を有線を介して入力するアンテナと、を有する。
前記基地局装置では、基地局発生器が、原振信号を発生する。送信波出力手段が、前記基地局発生器により発生させられた原振信号を用いて且つ所定の未使用チャネル（例えば、予め、基地局装置と端末装置に設定されたチャネルであり、通信に割り当てられていない空きチャネル）を使用して送信波を前記有線を介して前記アンテナへ出力する。
前記端末装置では、端末発生器が、原振信号を発生する。受信手段が、前記アンテナから無線により送信された送信波を受信する。差検出手段が、前記端末発生器により発生させられた原振信号と前記受信手段により受信された送信波に基づく原振信号との差（例えば、周波数のずれ）を検出する。制御手段が、前記差検出手段により検出された差が小さく（好ましくは、最小に）なるように、前記端末発生器により発生させられる原振信号（例えば、原振信号の周波数）を制御する。
【０００９】
従って、例えば、無線端末装置の周波数の偏差を補正して、送受信周波数のずれを最小限に留めることができる。
なお、原振信号としては、例えば、通信（送信や受信）を行うときに用いられる周波数の基準となるような信号が用いられる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によると、基地局装置と端末装置とが無線通信する無線通信システムにおいて、例えば、基地局装置の周波数に対して、構内の所定の場所に保管される端末装置の周波数の偏差を補正して、送受信周波数のずれを最小限に留めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る無線通信システムの構成例を示してある。本例では、無線端末装置として、携帯型の無線端末装置を用いた場合を例として説明する。
まず、構内と外部があり、構内には複数（本例では、２つ）の部屋６１、６２がある。
主な構成としては、基地局無線装置（基地局装置に相当するもの）１と、部屋６１、６２に保管された複数の無線端末装置４１〜４６、５１〜５６からなる。
【００１２】
本例の無線通信システムでは、構内であって部屋６１、６２の外に、基地局無線装置１と、電源部２と、タイマー３を備えている。
基地局無線装置１は、高精度原振信号発生器（高安定原振）１１と、送信部１２と、増幅部１３を備えている。
また、本例の無線通信システムでは、部屋６１に、アンテナ２１と、電源２２と、複数（本例では、６個）の携帯型の無線端末装置４１〜４６を備えており、また、部屋６２に、アンテナ３１と、電源３２と、複数（本例では、６個）の携帯型の無線端末装置５１〜５６を備えている。
【００１３】
図２には、携帯型の無線端末装置４１〜４６、５１〜５６の内部における周波数補正の制御系統の一例を示してある。
本例の無線端末装置は、周波数補正の制御系統として、比較器１０１と、メモリ１０２と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０３と、ＶＣＴＣＸＯ１０４を備えている。
【００１４】
本例の無線通信システムにおいて行われる動作の一例を示す。
基地局無線装置１では、高安定原振１１により発生させた原振信号を用いて送信部１２により高精度で高安定な送信波を生成し、当該送信波を増幅部１３により電力増幅して、各部屋６１、６２のアンテナ２１、３１へ出力する。
ここで、本例では、増幅する電力は、免許が不要である特定省電力並みの電力である１０ｍＷ或いは１ｍＷ程度であるとする。
【００１５】
増幅部１３からの送信出力（送信波）は、無線端末装置４１〜４６、５１〜５６が保管されている各部屋や倉庫（本例では、一例として、第１の部屋である部屋６１と第２の部屋である部屋２の２部屋を考える）へ同軸ケーブル（同軸線）などを使用して、引き回しを行う。同軸線は各部屋６１、６２において各アンテナ２１、３１に接続される。これにより、各部屋６１、６２において、それぞれに設置されたアンテナ２１、３１から基地局無線装置１からの送信波（基地局波）を発する。
【００１６】
電源部２は、電力を基地局無線装置１や各部屋６１、６２の電源２２、３２へ供給する。
各部屋６１、６２の電源２２、３２は、電源部２からの電力を受けて、例えば有線を介して、当該各部屋６１、６２の各無線端末装置４１〜４６、５１〜５６へ電力を供給する。
ここで、送信を行う時間としては、常送（常に送信する）の態様、或いは非常送（常に送信するのではなく所定の期間だけ送信する）の態様を用いることができる。非常送の場合には、タイマー３を使用して送信期間を制御することができる。
【００１７】
非常送の場合には、タイマー３は、予め設定された時間（期間）のみ、基地局無線装置１への電源部２をオンにして電力を供給させる。
また、この場合、電源部２から各部屋６１、６２の電源２２、３２へも、例えば、前記した予め設定された時間（期間）のみ、電力が供給される。このように、無線端末装置４１〜４６、５１〜５６に電源を投入する際にも、タイマー３を使用して、電源２２、３３の投入を行うことができる。
なお、基地局無線装置１への電力供給の時間（期間）と、各電源２２、３２への電力供給の時間（期間）としては、本例では同一としたが、他の構成例として、ずらすことも可能である。
【００１８】
図３には、周波数配置の一例を示してある。
本例では、受信機において１６チャネル（ｃｈ）を受信可能帯域として有する場合における周波数帯域を示してある。
実際に事業者に対して割り当てられるのは、これらのうちの１波あるいは数波である。従って、受信可能な帯域のうち、免許外のチャネルについては、通常は使用しないチャネルとなる。
本例では、通信に使用できる（免許認可された）チャネルとして、事業者にチャネル１、２のみが割り当てられたものとする。従って、受信機では、３〜１６チャネルが実際の通信では使用しないチャネル（未使用チャネル）となる。
【００１９】
本例では、周波数の補正のための基地局波の受信では、これらの空きチャネルを使用し、ここでは、１６チャネルを使用するとして説明する。また、ここでは、部屋６１に存在する無線端末装置４１〜４６を例として説明するが、部屋６２に存在する無線端末装置５１〜５６についても同様である。
【００２０】
部屋６１における無線端末装置４１〜４６では、保管時のデフォルトチャネルとして、設定を１６チャネルに合わせておくものとする。
各無線端末装置４１〜４６は、受信系統を使用して、部屋６１のアンテナ２１から送信される基地局波を受信し、通常の同期処理を行う。このとき、各無線端末装置４１〜４６は、シンボルタイミングの生成を行い、基準信号から再生した高安定なクロック信号（高安定原振信号）ａ１を得る。
【００２１】
図２を参照して、各無線端末装置４１〜４６の内部で行われる処理の一例を示す。
各無線端末装置４１〜４６の内部では、前記した高安定なクロック信号（高安定原振信号）ａ１と、これに対する比較対象となる無線端末装置の原振からのクロック信号（無線端末装置の原振周波数信号）ａ３が、比較器１０１に入力される。この無線端末装置の原振からのクロック信号（無線端末装置の原振周波数信号）ａ３は、無線端末装置の原振である電圧制御型温度補償水晶発信器（ＶＣＴＣＸＯ）１０４からのクロック信号である。
【００２２】
比較器１０１は、入力された２つの信号ａ１、ａ３を比較して、これらの偏差（ずれ）を比較結果としてＣＰＵ１０３へ出力する。
ＣＰＵ１０３は、比較器１０１から入力された比較結果を元に、ＶＣＴＣＸＯ１０４に対して周波数補正信号ａ２を出力することによりＶＣＴＣＸＯ１０４に対する周波数制御を行い、比較結果の偏差が最小になるように値（周波数制御のための値）を設定する。
【００２３】
ＶＣＴＣＸＯ１０４は、ＣＰＵ１０３から入力される周波数補正信号ａ２により電圧制御され、制御された周波数を有するクロック信号（無線端末装置の原振周波数信号）ａ３を出力する。
また、ＣＰＵ１０３は、最小の偏差を得られたところで、メモリ１０２に周波数の補正値（例えば、周波数補正信号ａ２の電圧値など）を保存する。そして、ＣＰＵ１０３は、次回の起動時には、周波数補正の初期値として、メモリ１０２に保存された値を使用する。
【００２４】
ここで、本例では、構内において、高精度で高安定な原振を有する小電力の基地局無線装置１を設置して、基地局無線装置１が有する周波数帯のうち、事業者に割り当てられていないチャネル（本例では、１６チャネル）にてごく微小な電力で送信を行うように構成してある。
また、前記したチャネル（本例では、１６チャネル）を使用して、無線端末装置４１〜４６、５１〜５６において、基地局無線装置１からの高精度な送信波を受信することにより、高精度な周波数を再生して周波数補正処理を行う処理部へ入力し、無線端末装置内部のＶＣＴＣＸＯ１０４の補正を行うことができる。
【００２５】
以上のように、本例の周波数補正方式では、基地局装置（本例では、基地局無線装置１）と無線端末装置４１〜４６、５１〜５６による通信を行う無線通信システムの無線端末装置４１〜４６、５１〜５６において、次のような構成とした。
すなわち、構内に、高精度な原振信号発生器を実装した小電力の基地局無線装置１を設置し、無線端末装置４１〜４６、５１〜５６が保管されている部屋６１、６２まで同軸ケーブルにて引き伸ばしてアンテナ２１、３１を設置した。
そして、無線端末装置４１〜４６、５１〜５６が持つ受信帯域のうち、免許認可されていない周波数（チャネル）において、特定小電力程度の微小電力にて基地局無線装置１から送信を行う。各部屋６１、６２において、定時に無線端末装置４１〜４６、５１〜５６の電源を投入した際に、無線端末装置４１〜４６、５１〜５６の受信部にて基地局無線装置１からの送信波を受信し、再生した高精度な原振周波数信号を無線端末装置内部の電圧制御型温度補償水晶発振器（ＶＣＴＣＸＯ）１０４の原振周波数信号と比較し、これらの偏差（例えば、周波数の差）が最小となるように制御を行い、その偏差の補正値をメモリ１０２に保存する。
また、本例では、１局の基地局装置（本例では、基地局無線装置１）に対して設置するアンテナ２１、３１を複数とし、複数の部屋６１、６２において同時に周波数補正を行うことを可能とした。
【００２６】
従って、本例では、構内に保管された無線端末装置４１〜４６、５１〜５６について定期的にＶＣＴＣＸＯ１０４の偏差の補正を行うことができ、常にＶＣＴＣＸＯ１０４の偏差を最小限に留めることができる。また、高精度な原振を小電力の基地局装置に実装し、構内にアンテナ２１、３１で一括して送信するため、周波数補正を行うための装置（本例では、基地局無線装置１やアンテナ２１、３１や同軸ケーブル）を容易に設置することができる。
【００２７】
具体的には、従来では、ＭＣＡ通信システム等では、無線端末装置が基地局装置の通信エリアの圏外に存在することがあり、このために基地局装置の周波数に合わせた周波数補正をすることができず、周波数偏差が生じてしまうという問題があった。
そこで、本例では、構内に省電力の基地局装置（本例では、基地局無線装置１）を設置し、無線端末装置４１〜４６、５１〜５６を保管する部屋６１、６２など特定の場所まで同軸ケーブルでアンテナ２１、３１を伸ばし、基地局無線装置１が有する周波数帯の内で、事業者に割り当てられていないチャネルにてごく微小な電力で送信を行うことにより、無線端末装置４１〜４６、５１〜５６の原振周波数の偏差を防ぐこととした。
【００２８】
なお、本例の無線通信システムでは、端末装置４１〜４６、５１〜５６が保管される任意の構内の所定の場所として複数の部屋６１、６２が用いられており、当該構内に基地局装置１が設けられており、基地局装置１に有線の同軸ケーブルを介して接続されたアンテナ２１、３１が各部屋６１、６２の中に無線信号を送信できるように設けられている。
また、本例の基地局装置１では、高精度原振信号発生器１１が基地局発生器として用いられており、送信部１２や増幅部１３の機能により送信波出力手段が構成されている。
また、本例の端末装置４１〜４６、５１〜５６では、ＶＣＴＣＸＯ１０４が端末発生器として用いられており、アンテナ２１、３１からの送信波を受信する受信手段の機能（例えば、アンテナや受信部）を有しており、比較器１０１の機能により差検出手段が構成されており、その比較結果に基づいてＣＰＵ１０３がＶＣＴＣＸＯ１０４を制御する機能により制御手段が構成されている。
【００２９】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例に係る無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】携帯型の無線端末装置の内部における周波数補正の制御系統の一例を示す図である。
【図３】周波数配置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・基地局無線装置、  ２・・電源部、  ３・・タイマー、  １１・・高精度原振信号発生器、  １２・・送信部、  １３・・増幅部、  ２１、３１・・アンテナ、  ２２、３２・・電源、  ４１〜４６、５１〜５６・・無線端末装置、  ６１、６２・・部屋、  １０１・・比較器、  １０２・・メモリ、  １０３・・ＣＰＵ、  １０４・・ＶＣＴＣＸＯ、
【図１】
2010057046.tif 000003
【図２】
2010057046.tif 000004
【図３】
2010057046.tif 000005