(57)【要約】【課題】設置状況に応じて適した同期を行うことができ、高い同期精度および同期安定性を得ることが可能な中継局およびその同期先決定方法を提供する。【解決手段】本発明にかかる中継局１２０の構成は、無線通信部１３２と、ＧＰＳ信号受信部１３４と、当該中継局の周囲の基地局１３０の制御信号を取得し、その制御信号を参照して同期候補の基地局を選定する基地局選定部１２４と、クロック信号の受信タイミングと、同期候補の基地局の制御信号の受信タイミングとの差分であるタイミング差を計算するタイミング計算部１２６と、タイミング差を参照し、タイミング差が閾値以上であった場合は当該中継局の同期先をＧＰＳ衛星に決定し、タイミング差が閾値未満であった場合は当該中継局の同期先を同期候補として選定された基地局に決定する同期決定部１２８とを備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末と基地局との通信を中継する中継局であって、
前記無線端末および前記基地局との無線通信を行う無線通信部と、
クロック信号を含むＧＰＳ信号をＧＰＳ衛星から受信するＧＰＳ信号受信部と、
当該中継局の周囲に存在する前記基地局のうち同期候補となる基地局を選定する基地局選定部と、
前記クロック信号の受信タイミングと、前記同期候補として選定された基地局の制御信号の受信タイミングとの差分であるタイミング差を計算するタイミング計算部と、
前記タイミング差に応じて当該中継局の同期先を前記ＧＰＳ衛星か、前記同期候補として選定された基地局かの何れかに決定する同期決定部と、
を備えたことを特徴とする中継局。
【請求項２】
無線端末と基地局との通信を中継する中継局における同期先を決定する中継局の同期先決定方法であって、
クロック信号を含むＧＰＳ信号をＧＰＳ衛星から受信し、
前記中継局の周囲に存在する前記基地局の制御信号を取得し、
前記取得した制御信号を参照して同期候補となる前記基地局を選定し、
前記クロック信号の受信タイミングと、前記同期候補として選定された基地局の制御信号の受信タイミングとの差分であるタイミング差を計算し、
前記タイミング差を参照し、該タイミング差が閾値以上であった場合は当該中継局の同期先をＧＰＳ衛星に決定し、該タイミング差が閾値未満であった場合は当該中継局の同期先を前記同期候補として選定された基地局に決定することを特徴とする中継局の同期先決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末と基地局との通信を中継する中継局、およびかかる中継局における同期先を決定する中継局の同期先決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＨＳ(Personal Handy phone System)に代表される無線通信システムでは、同時双方向通信を実現するため、通信経路を時間軸で区分けし交互に送信と受信とを行うＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割多重複信）と、その送受信時間（フレーム）を複数のタイムスロットに時分割したＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）とを組み合わせたＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式が採用されている。現在、このＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式において、無線エントランスシステム（Radio Bypass System、以下、ＲＢＳと称する）が導入されている。
【０００３】
ＲＢＳでは、一般にリピーターと呼ばれる無線中継器（以下、中継局と称する）を、山間部や幹線道路等の回線の届かないエリアに設置し、他の基地局との無線を介して通信網を構築している（例えば特許文献１）。これにより、基地局を設置する場合よりも低いコストでサービスエリアを拡大することが可能となる。
【０００４】
ここで、一般に基地局間の同期では、ＧＰＳユニットが接続された特定の基地局を中心としたＧＰＳ同期システムが構築されている（例えば特許文献１）。ＧＰＳ同期システムでは、ＧＰＳユニットが接続されたＧＰＳ接続局が、ＧＰＳ衛星からのクロックに基地局の送信タイミングを合わせて送信を行う。ＧＰＳユニットが接続されていない周辺の基地局は、このＧＰＳ接続局から送信されたタイミングを基準として同期を行う。
【０００５】
一方、ＲＢＳでは、ＧＰＳを搭載している中継局はＧＰＳに対して同期を実施するが、同期を行なった中継局に対して他の基地局は同期しない。これは、中継局は、一般に他の基地局から離れた僻地に設置されるケースが多く、伝搬遅延のため同期ずれが大きくなる可能性が高いからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１８２６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＲＢＳは山間部等の回線の届かないエリアにおいて利用されていたが、近年では、回線コストを下げるために都市部でのＲＢＳの利用も検討されている。上述したように、ＧＰＳユニットを搭載した基地局や中継局ではＧＰＳ衛星に対して同期する構成になっているが、都市部等、建造物が密集したエリアは見通しが悪いことも多い。その場合、ＧＰＳ衛星との通信がし難く、同期が不安定となり、周辺の基地局と同期ずれが生じて、互いに干渉するおそれがある。中継局を周辺の基地局と同期する構成とすることも考えられるが、同期先の基地局との距離に応じて伝搬遅延による同期ずれが生じるため、距離が遠い場合にはやはり干渉の原因となるおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み、設置状況に応じて適した同期を行うことができ、高い同期精度および同期安定性を得ることが可能な中継局および中継局の同期先決定方法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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明にかかる中継局の代表的な構成は、無線端末と基地局との通信を中継する中継局であって、前記無線端末および前記基地局との無線通信を行う無線通信部と、クロック信号を含むＧＰＳ信号をＧＰＳ衛星から受信するＧＰＳ信号受信部と、当該中継局の周囲に存在する前記基地局のうち同期候補となる基地局を選定する基地局選定部と、前記クロック信号の受信タイミングと、前記同期候補として選定された基地局の制御信号の受信タイミングとの差分であるタイミング差を計算するタイミング計算部と、前記タイミング差に応じて当該中継局の同期先を前記ＧＰＳ衛星か、前記同期候補として選定された基地局かの何れかに決定する同期決定部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる中継局の同期先決定方法の代表的な構成は、無線端末と基地局との通信を中継する中継局における同期先を決定する中継局の同期先決定方法であって、クロック信号を含むＧＰＳ信号をＧＰＳ衛星から受信し、中継局の周囲に存在する基地局の制御信号を取得し、取得した制御信号を参照して同期候補となる基地局を選定し、クロック信号の受信タイミングと、同期候補として選定された基地局の制御信号の受信タイミングとの差分であるタイミング差を計算し、タイミング差を参照し、タイミング差が閾値以上であった場合は当該中継局の同期先をＧＰＳ衛星に決定し、タイミング差が閾値未満であった場合は当該中継局の同期先を同期候補として選定された基地局に決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、設置状況に応じて適した同期を行うことができ、高い同期精度および同期安定性を得ることが可能な中継局および中継局の同期先決定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態にかかる中継局を含む無線通信システムを説明する図である。
【図２】本実施形態の中継局の構成を例示する機能ブロック図である。
【図３】本実施形態の中継局の同期先決定方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、本実施形態にかかる中継局１２０を含む無線通信システム１００を説明する図である。以下、図１に示す無線通信システム１００について説明しながら本実施形態にかかる中継局１２０およびその同期先決定方法について説明する。また、理解を容易にするために、以下に説明する実施形態では、無線端末としてＰＨＳ端末（以下、ＰＨＳ端末１１０と称する。）を例示するが、これに限定するものではなく、無線通信が可能な無線端末、例えば携帯電話やスマートフォン等であってもよい。
【００１５】
なお、以下の説明では、特にことわらない限り、ＰＨＳ端末１１０と称した際には、ＰＨＳ端末１１０ａ・１１０ｂの両方をさすものとする。同様に、中継局１２０と称した際には中継局１２０ａ・１２０ｂの両方を、基地局１３０と称した際には、基地局１３０ａ・１３０ｂ・１３０ｃ・１３０ｄ・１３０ｅ・１３０ｆの全てをさすものとする。
【００１６】
図１に示すように、無線通信システム１００は、ＰＨＳ端末１１０と基地局１３０、およびそれらの通信を中継する中継局１２０を含んで構成される。本実施形態では、中継局１２０ａは、従来のように山間部等の回線が届かないエリアに設置された中継局であり、中継局１２０ｂは、都市部等の周辺に基地局１３０が存在するエリアに設置された中継局である。ＰＨＳ端末１１０ａは、中継局１２０ａを介して（中継して）基地局１３０ａに接続され、ＰＨＳ端末１１０ｂは、中継局１２０ｂを介して基地局１３０ａに接続される。これにより、ＰＨＳ端末１１０ａとＰＨＳ端末１１０ｂとの無線通信が可能となる。
【００１７】
図２は、本実施形態の中継局１２０の構成を例示する機能ブロック図である。図２に示すように、本実施形態の中継局１２０は、制御部１２２、無線通信部１３２およびＧＰＳ信号受信部１３４を備える。制御部１２２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により中継局１２０全体を管理および制御する。無線通信部１３２は、通信アンテナ１３２ａを介して、ＰＨＳ端末１１０および基地局１３０との無線通信を行う。ＧＰＳ信号受信部１３４は、ＧＰＳアンテナ１３４ａを介してＧＰＳ衛星１０２（図１参照）からのＧＰＳ信号を受信する。かかるＧＰＳ信号受信部１３４において受信したＧＰＳ信号にクロック信号が含まれている。
【００１８】
本実施形態の特徴として、制御部１２２は、基地局選定部１２４、タイミング計算部１２６および同期決定部１２８としても機能する。詳細には、基地局選定部１２４は、当該中継局１２０の周囲に存在する基地局１３０の制御信号を取得し、取得した制御信号を参照して同期候補となる基地局１３０を選定する。タイミング計算部１２６は、クロック信号の受信タイミングと、同期候補として選定された基地局１３０の制御信号の受信タイミングとの差分であるタイミング差を計算する。同期決定部は、タイミング差を参照して当該中継局１２０の同期先を決定する。
【００１９】
図３は、本実施形態の中継局１２０の同期先決定方法のフローチャートである。図３に示すように、本実施形態の中継局１２０の同期先決定方法では、まず、制御部１２２は、ＧＰＳ信号受信部１３４によってＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し（ステップＳ２０２）、かかるＧＰＳ信号に含まれるクロック信号を取得する（ステップＳ２０４のＹＥＳ）。そして、制御部１２２は、無線通信部１３２によって基地局サーチを行い（ステップＳ２０６）、基地局選定部１２４は、当該中継局１２０の周囲に存在する基地局１３０の制御信号を取得する（ステップＳ２０８のＹＥＳ）。
【００２０】
なお、本実施形態においては、ステップＳ２０２およびステップＳ２０４においてクロック信号を取得した後に、ステップＳ２０６およびステップＳ２０８において制御信号を取得する構成を例示したが、これに限定するものではない。それらは同時に行われてもよいし、制御信号を取得した後にクロック信号を取得する構成とすることも可能である。
【００２１】
次に、基地局選定部１２４は、取得した制御信号を参照し、その中で通信品質が高いと判断される基地局１３０を同期候補として選定する（ステップＳ２１０）。そして、タイミング計算部１２６は、ステップＳ２０２において受信したＧＰＳ信号（クロック信号）の受信タイミングと、ステップＳ２１０において選定された同期候補の基地局１３０の制御信号の受信タイミングとの差分であるタイミング差を計算する（ステップＳ２１２）。
【００２２】
続いて、同期決定部１２８は、ステップＳ２１２において計算されたタイミング差を参照し、かかるタイミング差が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１４）。そして、タイミング差が閾値以上であったら（ステップＳ２１４のＹＥＳ）、同期決定部１２８は、当該中継局１２０の同期先をＧＰＳ衛星に決定し（ステップＳ２１６）、ＧＰＳとの同期（ＧＰＳ同期）を行う（ステップＳ２１８）。一方、タイミング差が閾値未満であったら（ステップＳ２１４のＮＯ）、同期決定部１２８は、当該中継局１２０の同期先を同期候補として選定された基地局１３０に決定し（ステップＳ２２０）、かかる基地局１３０との同期（フレーム同期）を行う（ステップＳ２２２）。
【００２３】
なお、ＧＰＳ信号が受信できず、クロック信号が取得できなかった場合（ステップＳ２０４のＮＯ）、同期決定部１２８は、当該中継局１２０の同期先を同期候補として選定された基地局１３０に決定する（ステップＳ２２０）。一方、基地局サーチにおいて当該中継局１２０の周囲に存在する基地局１３０の制御信号を取得できなかった場合（ステップＳ２０８のＮＯ）、同期決定部１２８は、当該中継局１２０の同期先をＧＰＳ衛星１０２（図１参照）に決定する（ステップＳ２１６）。
【００２４】
上記構成によれば、タイミング差が閾値以上であったら、すなわち周囲の基地局１３０との距離が離れていて、伝搬遅延のため同期ずれが大きくなる可能性が高い場合には、ＧＰＳ同期が行われる。これにより、中継局１２０ａのように基地局１３０から離れた場所に設置された中継局１２０の同期精度を高めることができ、伝搬遅延による同期ずれの発生、ひいてはそれに起因する干渉を防ぐことが可能となる。一方、タイミング差が閾値未満であったら、周囲の基地局１３０との距離が近いとして、かかる基地局１３０とフレーム同期が行われる。これにより、中継局１２０ｂのように、都市部等、建造物が多く、ＧＰＳ衛星１０２との同期がし難いエリアに設置された中継局において高い同期安定性を確保することができる。したがって、本実施形態にかかる中継局１２０およびその同期方法によれば、かかる中継局１２０の設置状況に応じて適した同期を行うことが可能となる。
【００２５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、無線端末と基地局との通信を中継する中継局、およびかかる中継局における同期先を決定する中継局の同期先決定方法として利用可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１００…無線通信システム、１０２…ＧＰＳ衛星、１１０…ＰＨＳ端末、１１０ａ…ＰＨＳ端末、１１０ｂ…ＰＨＳ端末、１２０…中継局、１２０ａ…中継局、１２０ｂ…中継局、１２２…制御部、１２４…基地局選定部、１２６…タイミング計算部、１２８…同期決定部、１３０…基地局、１３０ａ…基地局、１３０ｂ…基地局、１３０ｃ…基地局、１３０ｄ…基地局、１３０ｅ…基地局、１３０ｆ…基地局、１３２…無線通信部、１３２ａ…通信アンテナ、１３４…ＧＰＳ信号受信部、１３４ａ…ＧＰＳアンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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