(57)【要約】【課題】スロット同期およびフレーム同期を正確且つ確実に行うことができるＴＤＭＡ通信装置を提供する。【解決手段】フレーム同期が行われる時点において、ローカルスロットカウンタ８は自局のローカルスロット番号を番号の飛びがなく連続にカウントし続け、グローバルスロットカウンタ９は基準局のスロット番号に一致させてグローバルスロット番号を更新する。ＣＰＵ１はローカルスロット番号とグローバルスロット番号との差分値をスロットカウンタオフセット値としてメモリ１２に記憶しておき、ローカルスロット番号に準じて送信制御を行う。さらに、ＣＰＵ１は基準局のスロットタイミングが自局のスロットにおける基準スロット長の前半の半時間に入る場合には、このタイミングでのスロット同期は行わない。【選択図】  図２
2006186766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フレームに複数のスロットを時分割で割当てて、通信を行う各局がそれぞれにスロット同期およびフレーム同期を行って予約したスロットでデータ送信を行うＴＤＭＡ通信装置において、
自局内のローカルスロットタイミングを発生するローカルスロットタイミング発生手段と、
受信したスロットデータから、前記通信を行う各局で共通のグローバルスロット番号と、通信を行う他局の送信スロット番号とを検出するスロットデータ解析手段と、
前記ローカルスロットタイミングに基づき前記スロットデータ解析手段により検出された前記グローバルスロット番号に同期させてスロット番号をカウントするグローバルスロットカウンタと、
前記ローカルスロットタイミングに基づきスロット番号を連続的にカウントするローカルスロットカウンタと、
該ローカルスロットカウンタがカウントするスロット番号に基づいた自局の送信スロット番号を含む通信を行う全局の送信スロット番号と、前記ローカルスロットカウンタがカウントするスロット番号に対する前記グローバルスロット番号の差分値と、を記憶する記憶手段と、
該記憶手段により記憶された送信スロット番号と前記差分値とを用いて、前記ローカルスロットカウンタがカウントするスロット番号に準じて送信制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とするＴＤＭＡ通信装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記グローバルスロット番号に基づく自局の送信スロット番号、または、今回の送信スロット番号から次回の送信スロット番号へスキップするスロット数を、送信データに含む請求項１に記載のＴＤＭＡ通信装置。
【請求項３】
通信を行う全局が同期する基準タイミングを取得する基準タイミング取得手段を備え、
前記制御手段は、取得した基準タイミングが直前のローカルスロットタイミングから始まるスロット内の前側の所定期間内である場合に、当該取得した基準タイミングでローカルスロットタイミングを同期させるが、前記ローカルスロットカウンタのカウントを停止させてスロット同期を行う請求項１または請求項２に記載のＴＤＭＡ通信装置。
【請求項４】
前記スロットデータ解析手段は、基準局に独自な識別データを検出するとともに、このスロットの始まる基準タイミングから識別データの終わるタイミングまでのカウント値と、直前のローカルスロットタイミングから前記識別データの終わるタイミングまでのカウント値と、を差分してスロット遅延量を検出し、
前記制御手段は、該スロット遅延量に基づき、該スロット遅延量を取得した所定スロット後のローカルスロットタイミングから始まる単一スロットのスロット長を調整するか、複数のスロットのスロット長を調整してスロット同期を行う請求項１または請求項２に記載のＴＤＭＡ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＴＤＭＡ通信を行うＴＤＭＡ通信装置、特にＴＤＭＡ通信装置におけるスロット同期およびフレーム同期に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＴＤＭＡ通信は、時分割して所定数のスロットを割り当てたフレームを繰り返し、通信を行う全局がそれぞれに送信を行うスロット（送信スロット）を予め設定して通信を行う。このため、ＴＤＭＡ通信を行う全局では所定の基準タイミングに同期して通信を行わなければならず、スロットタイミングを同期するスロット同期と、各局間でのスロット番号を一致させるフレーム同期とを必要とする。このようなスロット同期、フレーム同期の方法は、これまでに非特許文献１をはじめ各種開示されている。
【０００３】
（従来のスロット同期）
図８は従来のスロット同期の手法を示す概念図であり、（ａ）は所定の基準タイミング信号が存在する場合、（ｂ）は基準タイミングとして基準局のスロットデータのユニークワードＵＷを用いる場合を示す。
【０００４】
図８（ａ）に示すように、従来のＴＤＭＡ通信で、ＧＰＳの１ＰＰＳ信号等の基準タイミング信号が存在する場合には、自局はこの基準タイミング信号を受信した時点で、自局のローカルスロットタイミングを更新していた。
【０００５】
また、図８（ｂ）に示すように、基準局からの受信パケットに含まれるユニークワードＵＷを用いる場合には、ユニークワードＵＷからスロットエンドまでの部分スロット長、すなわちユニークワードＵＷ受信時から直後の基準局のスロットタイミングまでの時間が予め分かっているので、この値を用いて自局のローカルスロットタイミングを更新していた。
【０００６】
（従来のフレーム同期）
図９は従来のフレーム同期の手法を示す概念図である。
図９では、最上段が基準局１０１の時系列のフレーム（スロット）構成を示し、第２段が基準局１０２の時系列のフレーム（スロット）構成を示す。第３段は自局の時系列のフレーム（スロット）構成を示し、第４段は送信タイミングを示す。
また、図９は基準局が基準局１０１から基準局１０２に切り替わった場合の自局１００のフレーム同期を示す。
【０００７】
従来のＴＤＭＡ通信装置では、基準局１０１が基準局である時には、自局１００は基準局１０１に対してフレーム同期を行う。すなわち、基準局１０１のスロット番号に自局１００のスロット番号を一致させる。ところが、基準局１０１からの受信パケットが途絶し、基準局１０２に基準局が切り替わると、自局１００は基準局１０２からの受信パケットを取得した時点で、基準局１０２に対してフレーム同期を行う。これにより、自局１００のスロット番号が基準局１０２のスロット番号に一致する。
【非特許文献１】飯田尚志編著，「ウェーブサミット講座  衛星通信」，第１版，オーム社，平成９年２月，ｐ．２６６−２８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、従来のＴＤＭＡ通信装置のスロット同期およびフレーム同期には次に示す解決すべき課題が存在した。
【０００９】
（スロット同期の問題点）
図８（ａ）に示すようなスロット同期方法では、自局のスロットタイミング（ローカルスロットタイミング）に関わらず、外部から受信する所定の基準スロットタイミングに同期するので、図８（ａ）に示すような極端にスロット長の短い極小スロットが発生する可能性がある。ところが、各種のプログラムの中には、スロット内での終了を前提とするものが存在するので、場合によってはプログラムが終了せずにバグが発生する可能性がある。また、極小スロットが増えることによりスロット数が変化してしまい、スロット管理に不都合が生じる。
【００１０】
また、図８（ｂ）に示すようなスロット同期方法では、基準局からの受信パケットのユニークワードＵＷを用いることでスロット同期を行っているが、ＵＡＩＳ（Universal Automatic Identification System）のようなＴＤＭＡ通信網のあらゆる局が基準局となり得るシステムでは、基準局のみが有するユニークワードＵＷが存在しない。この場合、スタートフラグで代用しようとしても、スタートフラグに基準局を識別するデータが含まれていないので、特定の基準局にのみスロット同期を行うことができない。
【００１１】
（フレーム同期の問題点）
図９に示すようなフレーム同期方法では、基準局１０１と基準局１０２とがフレーム同期されていなければ、基準局１０１から受信した最後のスロット番号と基準局１０２から受信した最初のスロット番号とが不連続になる。
【００１２】
一方、自局１００は予め所定スロット番号で送信を行うように設定されている。自局１００は、当初、基準局１０１にフレーム同期していたので、自局スロット番号２、５で送信を行っていれば、これは基準局１０１のスロット番号２，５で送信していたのと同じであり、これは通信を行う各局で認識されている。ところが、前述のようにフレーム同期が行われると、基準局が基準局１０２に切り替わった時点から、自局１００のスロット番号２，５は基準局１０２のスロット番号２，５に対応する。これは、仮に基準局１０１に対応させるとスロット番号０，３に相当してしまう。このため、予め設定されている自局１００の送信スロット番号が変化してしまい、ＴＤＭＡ通信を行う全局間での通信が規格通りに行われなくなってしまう。
【００１３】
以上の問題点にしたがって、この発明の目的は、スロット同期およびフレーム同期を正確且つ確実に行うことができるＴＤＭＡ通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、１フレームに複数のスロットを時分割で割当てて、通信を行う各局がそれぞれにスロット同期およびフレーム同期を行って予約したスロットでデータ送信を行うＴＤＭＡ通信装置において、自局内のローカルスロットタイミングを発生するローカルスロットタイミング発生手段と、受信したスロットデータから通信を行う各局で共通のグローバルスロット番号と通信を行う他局の送信スロット番号とを検出するスロットデータ解析手段と、ローカルスロットタイミングに基づきスロットデータ解析手段により検出されたグローバルスロット番号に同期させてスロット番号をカウントするグローバルスロットカウンタと、ローカルスロットタイミングに基づきスロット番号を連続的にカウントするローカルスロットカウンタと、ローカルスロットカウンタがカウントするスロット番号に基づいた自局の送信スロット番号を含む通信を行う全局の送信スロット番号とローカルスロットカウンタがカウントするスロット番号に対するグローバルスロット番号の差分値とを記憶する記憶手段と、この記憶手段により記憶された送信スロット番号と差分値とを用いてローカルスロットカウンタがカウントするスロット番号に準じて送信制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
ここで、この発明のＴＤＭＡ通信装置は、制御手段で、グローバルスロット番号に基づく自局の送信スロット番号、または、今回の送信スロット番号から次回の送信スロット番号へスキップするスロット数を、送信データに含むことを特徴としている。
【００１６】
この構成では、通信網で基準となるグローバルスロット番号に同期してスロット番号をカウントするグローバルスロットカウンタと、通信網に対して無関係に自局内のみで連続してスロット番号をカウントするローカルスロットカウンタとを備えることで、基準局が替わった場合でも、通信を行う他局への送受信はローカルスロットタイミングカウンタでカウントされるスロット番号（以下、「ローカルスロット番号」と称する。）にて管理し、他局に送信する自局の送信スロット番号情報はグローバルスロット番号か、今回のスロットから予約する次回のスロットまでのスキップするスロット数を用いる。具体的には、フレームを越えて次のスロットを予約するＳＯＴＤＭＡ方式のようにグローバルスロット番号に基づく送信スロット番号を送信する必要がある場合、記憶手段に記憶されている、連続的に変化するローカルスロット番号によって設定された自局の送信スロット番号を含む全ての局の送信スロット番号と、グローバルスロット番号とローカルスロット番号との差分値とから、送信制御はローカルスロット番号に基づく送信スロット番号に応じて行われる。また、他局に送信する自局の送信スロット番号はローカルスロット番号で記憶された送信スロット番号と差分値とからグローバルスロット番号で送信される。すなわち、その時点の通信環境、基準局の設定等により変化しないが、他局に通知する自局の送信スロット番号は、その時点の通信環境、基準局の設定等により変化する共通のグローバルスロット番号に基づく。一方、同じフレーム内のスロットを予約するＩＴＤＭＡ方式のように次のスロットの予約にグローバルスロット番号を用いる必要がない場合には、ローカルスロット番号により設定されるスキップするスロット数が送信するパケットデータに用いられる。
【００１７】
また、この発明のＴＤＭＡ通信装置は、通信を行う全局が同期する基準タイミングを取得する基準タイミング取得手段を備え、制御手段で、取得した基準タイミングが直前のローカルスロットタイミングから始まるスロット内の前側の所定期間内である場合に、今回の基準タイミングでローカルスロットタイミングを同期させるがローカルスロットカウンタのカウントを停止させることを特徴としている。
【００１８】
この構成では、ローカルスロットタイミングが検出された直後で、所定時間（予め設定されたスロット長の所定約数値）内に基準タイミングが検出されると、この時点でのスロット同期を行うが、ローカルスロット番号の更新は行わない。すなわち、ローカルスロットの境界としては検出せず、新たなスロットとしては認識しない。このため、同期タイミング（基準タイミング）までの短いスロットと、同期後の１スロット長分のスロットとが連続した１つのスロットになり、１スロットよりも長いスロット長が確保される。また、このように設定されたスロット内の所定期間外で基準タイミングに同期した場合には、最小限として前記指定期間に相当するスロット長が確保される。この際、この判定の基準となる値、すなわち指定範囲（期間）の長さは、使用されるプログラムの実行時間等から設定される。
【００１９】
また、この発明のＴＤＭＡ通信装置のスロットデータ解析手段は、基準局に独自な識別データを検出するとともに、このスロットの始まるグローバルスロットタイミングから識別データの終わるタイミングまでのカウント値と、直前のローカルスロットタイミングから識別データの終わるタイミングまでのカウント値とを差分してスロット遅延量を検出し、制御手段で、スロット遅延量に基づき、スロット遅延量を取得した所定スロット後のローカルスロットタイミングから始まる単一スロットのスロット長を調整するか、複数のスロットのスロット長を調整してスロット同期を行うことを特徴としている。
【００２０】
この構成では、基準局に独自な識別データとして、スロットデータに含まれるＩＤ番号とスタートフラグとを用いる。そして、自局は、これらが検出されたスロットデータを完全に受信した時点で、直前のローカルスロットタイミングと基準タイミングと、このスロットデータのヘッド（基準タイミング）からスタートフラグまでの時間とからスロット遅延量を算出する。このスロット遅延量が自局のスロットタイミング（ローカルスロットタイミング）と基準局のスロットタイミングとのずれに相当するので、次のローカルスロットタイミングの時点から前記スロット遅延量と正規の１スロット長とを加えた時間をカウントして更新用のローカルスロットタイミングを発生する。ここで、スロット遅延量を複数のスロットに分割して加えれば、各スロットでのスロット長の変化が少なく、複数のスロットを用いて徐々にスロット同期のタイミングが取られる。このようなスロット長の更新を行うことで、ローカルスロットタイミングが基準タイミングと一致してスロット同期が行われる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、１ＰＰＳ等の基準信号が有る場合でも無い場合でも、さらには特定の基準局が継続的に存在しなくても、通信網に混乱を招くことなく、正確、確実にスロット同期およびフレーム同期を行えるＴＤＭＡ通信装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のＴＤＭＡ通信装置について図１〜図７を参照して説明する。
図１は本実施形態のＴＤＭＡ通信装置で処理する送信／受信パケットデータの概略構成について示した図である。なお、本実施形態では、ＡＩＳで用いる送信／受信パケットデータを例に説明する。
図１に示すように、本実施形態の通信装置で処理する送信／受信パケットデータは、大きく分けて５つのブロックから構成され、時系列にプリアンブル（PREAMBLE）、スタートフラグ（STARTFLAG）、通信データ（DATA）、フレームチェックシーケンス（FCS）、エンドフラグ（END FLAG）からなる。通信データは、緯度経度情報等の動的データと航行メッセージや船名等の静的データと、通信を行う各局で共通のコミュニケーションステート（COMMUNICATION STATE）とを備え、コミュニケーションステートは通信データの最後部に存在する。
コミュニケーションステートは、表１および表２に表すように、ＴＤＭＡ通信の方式に応じたデータ構成からなり、ＳＯＴＤＭＡ方式の場合には表１に示すデータ構成である。
【００２３】
【表１】
2006186766.tif 000003
【００２４】
表１に示すように、ＳＯＴＤＭＡ方式の場合、コミュニケーションステートは「SyncState」、「Slot Timeout」、「Sub Message」を備える。「Sync State」は同期基準を示し、「SlotTimeout」は同じスロットを予約し続けるフレーム数を示し、「Sub Message」は、「Slot Timeout」の値に応じて、受信局数、グローバルスロット番号に準じた送信スロット番号、ＵＴＣ時間、「SlotTimeout」が「０」の場合の次フレームの予約スロット番号までのスキップ数のいずれかを示す。
【００２５】
一方、ＩＴＤＭＡ方式の場合には表２に示すデータ構成である。
【００２６】
【表２】
2006186766.tif 000004
【００２７】
表２に示すように、ＩＴＤＭＡ方式の場合、コミュニケーションステートは「Sync State」、「Slot Increment」、「Number of Slots」、「Keep Flag」を備える。「Sync State」は同期基準を示し、「SlotIncrement」は同フレーム内の次の予約スロットまでのスキップ数を示し、「Number of Slots」は次の予約スロットのスロット長すなわち次の送信で使用する連続スロット数を示し、「Keep Flag」は現スロット番号を次フレームでも使用するかどうかを設定する情報を示す。
【００２８】
このように、本実施形態のＴＤＭＡ通信装置では、その時点のＴＤＭＡ通信方式に応じて、グローバルスロット番号に準じた送信スロット番号の予約と、単にスキップするスロット数による送信予約スロットの予約とが行われる。そして、本実施形態のＴＤＭＡ通信装置は、後述する構成を用いることにより、グローバルスロット番号に影響されない、装置独自のローカルスロット番号を用いて送信制御を行うとともに、送信パケットデータには通信条件に応じてグローバルスロット番号かスキップするスロット数を添付する。
【００２９】
図２は本実施形態のＴＤＭＡ通信装置の概略構成を示すブロック図である。
送信部２は、送信パケットデータのベースバンド信号をＲＦ信号に変換して送受切替器３に出力する。送受切替器３は、ＣＰＵ１からの送受信切替制御命令に応じて、送信時に送信部２とアンテナ４とを導通させ、受信時にアンテナ４を受信部５とを導通させる。アンテナ４は送受切替器３を介して送信部２から入力されるＲＦ信号を外部に送信し、受信したＲＦ信号を送受切替器３を介して受信部５に出力する。受信部５は入力されたＲＦ信号をベースバンド信号に変換して復調器６に出力し、復調器６は入力されたベースバンド信号をビットストリームに変換して受信パケット解析部７に出力する。
【００３０】
受信パケット解析部７は、ビットストリームからスタートフラグを検出して、各スロットに対応する受信パケットデータ（本発明の「スロットデータ」に相当。）の切り出しを行う。そして、受信パケット解析部７は、受信パケットデータのチェックを行って問題がなければ、データビット数とともに受信パケットデータをＣＰＵ１に出力する。また、受信パケット解析部７は、スロットタイミング発生カウンタ１０から入力されるスロットタイミングから検出した基準タイミングを差分して、スロット遅延量を算出する。さらに、受信パケット解析部７は、ローカルスロットカウンタ８から入力されるローカルスロット番号を用いて受信時ローカルスロット番号を検出する。なお、この受信パケット解析部７が本発明の「スロットデータ解析手段」に相当する。
【００３１】
スロットタイミング発生カウンタ１０は、スロットタイミング制御回路１１からのスロットタイミング発生制御信号に基づき、スロットタイミング信号を生成して、受信パケット解析部７、ローカルスロットカウンタ８、グローバルスロットカウンタ９、およびＣＰＵ１に出力する。スロットタイミング制御回路１１は、ＣＰＵ１から入力されるスロット制御信号や、外部装置であるＧＰＳ受信機２０から入力される１ＰＰＳ信号に基づいて、前記スロットタイミング発生制御信号を生成してスロットタイミング発生カウンタ１０に出力する。ここで、スロット制御信号とは、前記スロット遅延量などに基づくスロットタイミングの調整を指示する信号である。このスロットタイミング発生カウンタ１０が「スロットタイミング発生手段」に相当する。
【００３２】
ローカルスロットカウンタ８は、スロットタイミング発生カウンタ１０から入力されるスロットタイミング信号に基づき、通信状況に応じた番号飛びが発生しないような連番で、ローカルスロット番号をカウントアップする。このカウントアップされたローカルスロット番号はＣＰＵ１および受信パケット解析部７に出力される。
【００３３】
グローバルスロットカウンタ９は、スロットタイミング発生カウンタ１０から入力されるスロットタイミング信号に基づき、グローバルスロット番号をカウントアップする。この際、ＣＰＵ１からグローバルスロットカウンタ設定値が入力されると、グローバルスロットカウンタ９は、ＣＰＵ１により指示されたスロット番号にカウントアップ中のグローバルスロット番号を更新する。
【００３４】
メモリ１２には、他局からのパケットデータより取得した送信スロット番号と、自局が送信予約した送信スロット番号とから、ローカルスロット番号で設定された送信スケジュールが記憶されるとともに、グローバルスロット番号とローカルスロット番号との差分値（オフセット）であるスロットカウンタオフセット値が記憶されている。このメモリ１２が本発明の「記憶手段」に相当する。
【００３５】
ＣＰＵ１は、スロットタイミング信号とメモリ１２に記憶されている送信スケジュールとに基づき送信制御信号を送信部２に出力する。また、ＣＰＵ１は、ＧＰＳ受信機２０から時間情報が得られない場合、予め記憶されているスロット長、受信パケット解析部７から入力される受信パケットデータに含まれるＩＤ情報や受信パケットデータから得られるスロット遅延量、スロットタイミング発生カウンタ１０から入力されるスロットタイミング信号を用いて、スロット同期のためのスロット制御信号を生成してスロットタイミング制御回路１１に出力する。一方、ＧＰＳ受信機２０から時間情報が得られる場合、ＣＰＵ１からスロット制御信号は出力されず、スロットタイミング制御回路１１にはＧＰＳ受信機２０から１ＰＰＳ信号が直接入力される。また、ＣＰＵ１は、受信パケット解析部７から入力される受信パケットデータに含まれる基準局のスロット番号と、受信時ローカルスロット番号とを用いて、グローバルスロットカウンタ設定値を算出してグローバルスロットカウンタ９に出力することでグローバルスロット番号を更新する。これによりフレーム同期が実現される。この際、ＣＰＵ１はグローバルスロットカウンタ９から出力された更新後のグローバルスロット番号と、ローカルスロットカウンタ８から出力されるローカルスロット番号とを用いて新たにスロットカウンタオフセット値を算出する。この新たに算出されたスロットカウンタオフセット値はメモリ１２に書き込まれ、スロットカウンタオフセット値が更新される。
なお、前述のようにＣＰＵ１とスロットタイミング制御回路１１とでスロットタイミングの制御を行っているので、ＣＰＵ１とスロットタイミング制御回路１１とが、本発明の「制御手段」に相当する。
【００３６】
次に、このような構成のＴＤＭＡ通信装置のスロット同期方法およびフレーム同期方法について説明する。
【００３７】
（１）スロット同期された状態でのフレーム同期方法
図３はスロット同期された状態でのフレーム同期方法を示す概念図である。なお、以下に示す例では、基準局１０１から基準局１０２に基準局が切り替わった場合の自局１００のフレーム同期方法について説明する。また、自局１００は予め基準局１０１にフレーム同期していたものとして説明する。
基準局１０１が基準である時点では、前述の前提のように自局１００は基準局１０１に対してフレーム同期している。この際、基準局１０１のスロット番号と自局１００のグローバルスロット番号とは同じ値であり、さらに、図２の場合では自局１００のローカルスロット番号も同じである。この結果、スロットカウンタオフセット値は「０」としてメモリ１２に記憶されている。この際、送信スケジュールには、「２」番，「５」番を送信スロット番号とするように記憶されている。
【００３８】
次に、基準局１０１が何らかの理由によりパケットデータを送信することができず、基準局１０１から新たな基準局１０２に基準局が切り替わった場合、ＣＰＵ１は、受信パケット解析部７から受け取った受信パケットデータからその時点での新たな基準である基準局１０２のスロット番号「１」を検出する。ＣＰＵ１は検出した基準局１０２のスロット番号「１」を用いて、スロットタイミング信号に同期させてグローバルスロットカウンタ９でカウントしてきた基準局１０１のスロット番号に準ずるグローバルスロット番号「４」から基準局１０２のスロット番号「１」にグローバルスロット番号を更新する。この際、ＣＰＵ１はローカルスロットカウンタから出力される、更新時点のローカルスロット番号「５」と更新したグローバルスロット番号「１」とを差分してスロットカウンタオフセット値「４」を生成してメモリ１２に書き込む。
【００３９】
そして、ＣＰＵ１は引き続きローカルスロット番号とメモリ１２に記憶された送信スケジュールとに基づき、送信制御信号を生成して送信部２に出力する。すなわち、ＣＰＵ１はローカルスロット番号に基づき、送信スケジュールに記憶されている「２」番スロット、「５」番スロットの時点で送信制御信号を出力する。この際、ＳＯＴＤＭＡ通信方式のグローバルスロット番号を送信する場合には、前記ローカルスロット番号と差分値とを用いて、該当するグローバルスロット番号に準じた送信スロット番号を送信パケットデータに添付する送信制御を行う。例えば、図３の例ではローカルスロット番号に準じた送信スロット番号「２」、「５」から差分値を減算したスロット番号を添付する。ここで、減算結果が「０」を下回る場合には、減算結果は「５」へ戻り順に数値が減少する方向に遷移する。例えば、ローカルスロット番号が「５」であれば減算結果は「１」となり、ローカルスロット番号が「２」であれば減算結果は「−２」ではなく「４」となる。
【００４０】
一方、ＳＯＴＤＭＡ通信方式やＩＴＤＭＡ通信方式でスキップするスロット数を送信する場合には、前記ローカルスロット番号に準じてカウントされるスロット数を算出して送信パケットデータに添付する送信制御を行う。
【００４１】
このように、いずれのＴＤＭＡ通信方式であってもローカルスロット番号を用いることで、スロット番号を基準にしても送信タイミング（図３中では３スロット毎の送信周期）が変化することはない。これにより、送信タイミングが変化することなく送信制御が行われる。
【００４２】
このようなフレーム同期制御を行うことで、基準局が切り替わり、基準となるグローバルスロット番号が不連続になっても送信タイミングが乱れることなく、送信停止を起こさずＴＤＭＡ通信を継続するＴＤＭＡ通信装置を構成することができる。
【００４３】
（２）１ＰＰＳ信号等のタイミングパルス信号を検出することができる場合のスロット同期方法およびフレーム同期方法
図４、図５は１ＰＰＳ信号を取得可能な状態でのスロット同期およびフレーム同期の方法を示す概念図であり、図４は基準スロットタイミング（１ＰＰＳ信号）がスロット更新マスク期間外に検出された場合を示し、図５は基準スロットタイミング（１ＰＰＳ信号）がスロット更新マスク期間内で検出された場合を示す。このスロット更新マスク期間が本発明の「所定期間」に相当する。
【００４４】
ＧＰＳ受信機２０から１ＰＰＳ信号が入力されると、スロットタイミング制御回路１１は、１ＰＰＳ信号の検出タイミングとスロットタイミング発生カウンタ１０から出力されるスロットタイミング信号とに基づき、１ＰＰＳ信号の検出タイミングがスロット更新マスク期間内であるかどうかを検出する。この検出方法としては、例えば、図４、図５に示すように、スロットタイミング信号を基準スロット長Ｓｔの半時間で「０」，「１」が反転する信号とし、スロットタイミングから前半の半時間を状態「０」とし、後半の半時間を状態「１」とする。そして、状態「０」である前半の半時間をスロット更新マスク期間に設定する。これにより、スロットタイミング制御回路１１は、１ＰＰＳ信号を検出した時点でスロットタイミング信号が状態「０」であることを検出すると、スロット更新マスク期間内であることを検出できる。一方、１ＰＰＳ信号を検出した時点でスロットタイミング信号が状態「１」であることを検出すると、スロット更新マスク期間外であることを検出できる。そして、ＧＰＳ受信機２０から時間情報が入力されると、ＣＰＵ１は１ＰＰＳ信号のタイミングでグローバルスロットカウンタを基準局のスロット番号「Ｘ」に更新するように設定する。なお、この場合、ＣＰＵ１およびスロットタイミング制御回路１１が本発明の「基準タイミング取得手段」に相当する。
【００４５】
（２−１）１ＰＰＳ信号の検出タイミングがスロット更新マスク期間外である場合（図４）
スロットタイミング制御回路１１は１ＰＰＳ信号の検出タイミングがスロット更新マスク期間外であれば、すなわちスロット更新マスク期間内でなければ、スロットタイミング制御回路１１に対して、入力される１ＰＰＳ信号にスロットタイミングを同期させるスロット制御信号を出力する。スロット制御回路１１は１ＰＰＳ信号に基づきスロットタイミング発生制御信号をスロットタイミング発生カウンタ１０に出力し、スロットタイミング発生カウンタ１０はスロットタイミング信号を出力する。
【００４６】
ローカルスロットカウンタ８は入力されたスロットタイミング信号に基づき、ローカルスロット番号を「Ｎ＋２」から「Ｎ＋３」に１つ更新（インクリメント）する。
【００４７】
ここで、ＣＰＵ１は、ＧＰＳ受信機２０から入力された時間情報に基づき１ＰＰＳ信号の立ち上がりタイミング時のスロット番号「Ｘ」を算出すると、１ＰＰＳ信号の立ち上がりのタイミングで、グローバルスロットカウンタ９に受信パケットデータに含まれる新たな基準のスロット番号「Ｘ」を出力するようにグローバルスロットカウンタ９を設定する。グローバルスロットカウンタ９は入力された１ＰＰＳ信号に基づき、直前（その時点）のグローバルスロット番号「Ｍ＋２」を基準のスロット番号「Ｘ」に更新する。この際、ＣＰＵ１はローカルスロットカウンタから出力される、更新直後のローカルスロット番号「Ｎ＋３」と更新したグローバルスロット番号「Ｘ」とを差分したスロットカウンタオフセット値「Ｎ＋３−Ｘ」を生成してメモリ１２に書き込む。
【００４８】
そして、ＣＰＵ１は引き続きローカルスロット番号と送信スケジュールとに基づき、送信制御信号を生成して送信部２に出力する。この際、送信パケットデータに与える自局の送信スロット番号の設定にはグローバルスロット番号かスキップするスロット数を用いる。
【００４９】
このような構成および制御を用いることで、スロット更新マスク期間外に１ＰＰＳ信号を検出した場合には、更新時スロット長Ｓｔｕは基準スロット長Ｓｔよりも短くはなるが、スロット更新マスク期間により設定される最低限必要なスロット長を確保することができる。例えば、前述のように基準スロット長Ｓｔの半時間の長さを本実施形態のＴＤＭＡ通信装置が利用するプログラムの実行に必要最小限なスロット長とすれば、少なくとも基準スロット長Ｓｔの半時間の長さ（Ｓｔ／２）よりも長い更新時スロット長Ｓｔｕを確保することができる。
【００５０】
（２−２）１ＰＰＳ信号の検出タイミングがスロット更新マスク期間内である場合（図５）
一方、スロットタイミング制御回路１１は１ＰＰＳ信号の検出タイミングで、スロットタイミング制御回路１１に入力される１ＰＰＳ信号にスロットタイミングを同期させるスロット制御信号を出力する。スロット制御回路１１は入力されたスロット制御信号と１ＰＰＳ信号とに基づきスロットタイミング発生制御信号をスロットタイミング発生カウンタ１０に出力し、スロットタイミング発生カウンタ１０はスロットタイミング信号を出力する。この際、１ＰＰＳ信号の検出タイミングがスロット更新マスク期間内であれば、スロットタイミング信号の立ち下がりエッジが発生しないので、ローカルスロットカウンタ８のカウントは更新されない。
【００５１】
ＣＰＵ１は、ＧＰＳ受信機２０の時間情報から１ＰＰＳ信号の検出タイミングでスロット番号「Ｘ」を算出すると、グローバルスロットカウンタ９に新たな基準局のスロット番号「Ｘ」を出力する。グローバルスロットカウンタ９は入力された１ＰＰＳ信号に基づき、直前（その時点）のグローバルスロット番号「Ｍ＋２」を基準局のスロット番号「Ｘ」に更新する。
【００５２】
一方、１ＰＰＳ信号の検出タイミングではスロットタイミング信号がスロットタイミング発生カウンタ１０から出力されていないので、ローカルスロットカウンタ８は、ローカルスロット番号「Ｎ＋２」を更新（インクリメント）せず、次のスロットタイミング信号でローカルスロット番号を「Ｎ＋２」から「Ｎ＋３」に更新（インクリメント）する。
【００５３】
この際、ＣＰＵ１はローカルスロットカウンタから出力される、１ＰＰＳ信号の検出タイミングでのローカルスロット番号「Ｎ＋２」と更新したグローバルスロット番号「Ｘ」とを差分したスロットカウンタオフセット値「Ｎ＋２−Ｘ」を生成してメモリ１２に書き込む。
【００５４】
そして、ＣＰＵ１は引き続きローカルスロット番号と送信スケジュールとに基づき、送信制御信号を生成して送信部２に出力する。この際、送信パケットデータに与える自局の送信スロット番号の設定にはグローバルスロット番号かスキップするスロット数を用いる。
【００５５】
このような構成および制御を用いることで、スロット更新マスク期間内に１ＰＰＳ信号を検出した場合には、その時点でのスロットの更新が行われないので、更新時スロット長Ｓｔｕは基準スロット長Ｓｔよりも長くなり、スロット更新マスク期間により設定される最低限必要なスロット長を確保することができる。
【００５６】
以上のような構成とすることにより、１ＰＰＳ信号等の基準タイミング信号が検出される場合において、必要最小限のスロット長を確保するとともに、送信タイミングが乱れることなく、送信停止を起こさずＴＤＭＡ通信を継続するＴＤＭＡ通信装置を構成することができる。
【００５７】
（３）１ＰＰＳ信号等のタイミングパルス信号を検出することができず、特定の基準局に同期させる場合のスロット同期方法およびフレーム同期方法
図６は特定の基準局に同期させる場合のスロット同期およびフレーム同期の方法を示す概念図である。また、図７は更新時設定スロット長の算出方法を示す概念図である。
１ＰＰＳ信号等の共通の基準となるタイミングパルス信号が存在せず、ＴＤＭＡ通信網内の特定の基準局のスロットタイミングに同期させる場合、まず、ＣＰＵ１は、受信パケット解析部７から受け取った受信データに基づいて送信元の局のＩＤ番号が基準局のものであると確認する。そして、ＣＰＵ１は、自局のスロットタイミングと、受信パケットの先頭のタイミングと、スタートフラグＳＴＦのタイミングとの時間関係から、受信パケット解析部７で演算されたスロット遅延量を用いて更新時設定スロット長を算出する。なお、ここで、ＩＤ番号とスタートフラグＳＴＦとからなるデータが本発明の「識別データ」に相当し、さらに、この場合、ＣＰＵ１および受信パケット解析部７が本発明の「基準タイミング取得手段」に相当する。
【００５８】
ここで、スロット遅延量は次のように算出される。
まず、受信パケット解析部７はスロットタイミング発生カウンタ１０からのスロットタイミング信号を検出した時点から、その後で最初に受信した基準局の受信パケットデータのスタートフラグＳＴＦを検出する時点までの時間をカウントする。そして、この受信パケットデータの解析とともに、次式からスロット遅延量を算出する。
前記カウントにより得られる自局１００のスロットタイミングからスタートフラグＳＴＦまでの時間をｎカウントとし、予め分かっている検出されたスタートフラグＳＴＦの存在する受信パケットデータのヘッド（先端）からスタートフラグＳＴＦ（ボトム）までの時間をｕカウントとすると、スロット遅延量は、
（スロット遅延量）＝ｎ−ｕ
となる。このスロット遅延量を用いて更新時設定スロット長を算出する。
【００５９】
次に、更新時設定スロット長は次のように算出される（図７参照。）。
図７（ａ）に示すように、受信パケットデータのヘッドが自局１００のスロットタイミングから基準スロット長の半時間Ｓｔ／２内に存在する場合、スロット遅延量（ｎ−ｕ）は基準スロット長の半時間Ｓｔ／２よりも短くなる。このため、前述のように、このスロット遅延量（ｎ−ｕ）を更新時設定スロット長とすると、基準スロット長の半時間Ｓｔ／２よりも短くなるので、プログラム実行に不具合を生じることがある。したがって、この場合には、スロット遅延量（ｎ−ｕ）に基準スロット長Ｓｔを加算した値（Ｓｔ＋（ｎ−ｕ））を更新時設定スロット長Ｓｔｕに設定する。
【００６０】
図７（ｂ）に示すように、受信パケットデータのヘッドとスタートフラグＳＴＦとが自局１００のスロットタイミングから基準スロット長の半時間Ｓｔ／２よりも後に存在する場合、スロット遅延量（ｎ−ｕ）は基準スロット長の半時間Ｓｔ／２よりも長くなる。このため、前述のように、このスロット遅延量（ｎ−ｕ）を更新時設定スロット長にしても基準スロット長の半時間Ｓｔ／２よりも長くなるので、問題ない。したがって、この場合には、スロット遅延量（ｎ−ｕ）をそのまま更新時設定スロット長Ｓｔｕに設定する。
【００６１】
図７（ｃ）に示すように、受信パケットの先端とスタートフラグＳＴＦとが自局のスロットタイミングにおいて異なるスロットに存在する場合、スロット遅延量（ｎ−ｕ）は負の値となる。スロット遅延量（ｎ−ｕ）が負の値となるということは、その時点では検出したスタートフラグＳＴＦの存在する受信パケットデータのヘッドが、更新時設定スロット長Ｓｔｕの基準とする自局１００のスロットタイミングよりも先行していることとなる。このため、このスロット遅延量（ｎ−ｕ）に基準スロット長Ｓｔを加算した値（Ｓｔ＋（ｎ−ｕ））を更新時設定スロット長Ｓｔｕに設定する。
【００６２】
また、ＣＰＵ１は、受信パケット解析部７から入力される受信時ローカルスロット番号ＲＲＳＮと、グローバルスロット番号を更新する時点でのローカルスロット番号ＵＲＳＮと、受信パケットから解析された基準局スロット番号ＳＳＮとを用いて、次式から更新時の設定グローバルスロット番号ＵＧＳＮを決定する。
【００６３】
ＵＳＧＮ＝（ＳＳＮ＋（ＵＲＳＮ−ＲＲＳＮ）＋１）％（フレーム当たりのスロット数）
なお、この式中の「％」は剰余演算子であり、剰余演算子前の値を剰余演算子後の値で除算し、その剰余を返すものである。
【００６４】
また、受信時ローカルスロット番号ＲＲＳＮは、受信パケットのスロット中央位置（時点）に対するローカルスロット番号であり、前述のスロット遅延長（ｎ−ｕ）に基準スロット長の半時間Ｓｔ／２を加算した値（Ｓｔ／２＋（ｎ−ｕ））が基準スロット長Ｓｔよりも短ければスタートフラグＳＴＦ検出時のローカルスロット番号をそのまま用い、これ以外の場合にはスタートフラグＳＴＦ検出時のローカルスロット番号に「１」を加算した値を用いる。
【００６５】
このように、更新時設定スロット長Ｓｔｕおよび設定グローバルスロット番号ＵＳＧＮを決定した後、ＣＰＵ１は更新時設定スロット長Ｓｔｕを含むスロット制御信号をスロットタイミング制御回路１１に出力する。スロットタイミング制御回路１１は入力されたスロット制御信号に基づき、更新設定スロット時に更新時設定スロット長Ｓｔｕに応じた間隔でスロットタイミング発生制御信号をスロットタイミング発生カウンタ１０に出力する。これにより、スロットタイミング発生カウンタ１０からは基準スロット長Ｓｔと異なる間隔でスロットタイミング信号を発生し、スロット同期が行われる。
【００６６】
また、ＣＰＵ１はこの更新スロットの先頭のタイミングに同期して、グローバルスロットカウンタ９に設定グローバルスロット番号ＵＳＧＮを出力する。グローバルスロットカウンタ９は入力された設定グローバルスロット番号ＵＳＧＮにグローバルスロット番号を更新し、フレーム同期が行われる。
【００６７】
さらに、ＣＰＵ１はローカルスロットカウンタ８からの更新時のローカルスロット番号と、グローバルスロットカウンタ９に設定したグローバルスロット番号との差分演算を行い、この差分値をスロットカウンタオフセット値としてメモリ１２に記憶させる。
【００６８】
例えば、図６の例では、自局１００のローカルスロット番号「Ｎ＋１」の時点で、基準局からの基準局スロット番号「Ｘ＋１」の受信パケットデータのスタートフラグＳＴＦを検出した場合で、ローカルスロット番号「Ｎ＋３」のスロットにてスロット同期およびフレーム同期を行う場合には、基準局スロット番号「Ｘ＋１」の受信パケットデータから基準局のＩＤ番号を検出し、基準局スロット番号「Ｘ＋１」とローカルスロット番号「Ｎ＋１」との時間関係よりスロット遅延量（ｎ−ｕ）を検出する。この際、スタートフラグＳＴＦと受信パケットのタイミングがローカルスロット番号「Ｎ＋１」のスロットの前半の半時間Ｓｔ／２に存在するので、更新時設定スロット長ＳｔｕはＳｔ＋（ｎ−ｕ）となる。さらに更新時ローカルスロット番号ＵＲＳＮが「Ｎ＋３」であり、受信時ローカルスロット番号ＲＲＳＮが「Ｎ＋１」であり、基準局スロット番号ＳＳＮが「Ｘ＋１」であることから、設定グローバルスロット番号ＵＧＳＮは「Ｘ＋３」となる。
【００６９】
次に、これら更新時設定スロット長Ｓｔｕ（＝Ｓｔ＋（ｎ−ｕ））と設定グローバルスロット番号ＵＳＧＮ（＝「Ｘ＋３」）と、更新時ローカルスロット番号ＵＲＳＮ（＝「Ｎ＋３」）とから、ローカルスロット番号「Ｎ＋３」のスロット長を更新時設定スロット長Ｓｔｕ（＝Ｓｔ＋（ｎ−ｕ））に設定してスロットタイミング信号を発生するとともに、該当スロットのグローバルスロット番号を「Ｘ＋３」に更新する。そして、更新時のローカルスロット番号「Ｎ＋３」とグローバルスロット番号「Ｘ＋３」との差分値「Ｎ−Ｘ」をスロットカウンタオフセット値として記憶する。
【００７０】
以上のような構成とすることにより、１ＰＰＳ信号等の基準タイミング信号がない場合であっても特定の基準局に対してスロット同期およびフレーム同期して、且つ、必要最小限のスロット長を確保するとともに、送信タイミングが乱れることなく、送信停止を起こさずＴＤＭＡ通信を継続するＴＤＭＡ通信装置を構成することができる。
【００７１】
なお、前述の説明では、スロット更新マスク期間をスロットの前半時間に設定したが、プログラムの実行時間等の条件に応じて適当な長さに変更してもよい。
【００７２】
また、前述の説明では、１つの更新時スロットでスロット長の調整を行った。例えば、図６において、更新時スロットであるローカルスロット番号が「Ｎ＋３」のスロットでスロット同期用のスロット調整を行った。しかしながら、更新時スロットのみでなく、これに続く複数スロットで順次スロット長を調整しても良い。例えば、更新時スロットからｍスロットでスロット同期を行う場合には、更新時設定スロット長Ｓｔｕ’をＳｔ＋（ｎ−ｕ）／ｍに設定する。この（ｎ−ｕ）はもちろん正でも負でもよい。これにより、ｍ＋１スロット目にスロット同期が行われる。このように、複数のスロットで徐々にスロット同期を行ってもよい。この際、スロット長の調整を行う各スロットのスロット長は全て同じでなくてもかまわない。
【００７３】
また、前述の説明では、メモリ１２に記憶されている送信スケジュールとスロットカウンタオフセット値とから自局の送信スロットを制御した。しかし、実際に自局の送信スロットを送信するタイミングに対して、送信するスロットのデータを編集するタイミングがｎスロット前であることが明確である場合、送信スロットデータを編集する時にグローバルスロットカウンタを読み、その値に対してｎスロット進めた値を用いることにより、他局に送信する自局の送信スロット番号を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】ＴＤＭＡ通信の送信／受信パケットデータの構成について示した図
【図２】本発明のＴＤＭＡ通信装置の概略構成を示すブロック図
【図３】スロット同期された状態でのフレーム同期方法を示す概念図
【図４】１ＰＰＳ信号がスロット更新マスク期間外に検出された場合のスロット同期およびフレーム同期の方法を示す概念図
【図５】１ＰＰＳ信号がスロット更新マスク期間内で検出された場合のスロット同期およびフレーム同期の方法を示す概念図
【図６】特定の基準局に同期させる場合のスロット同期およびフレーム同期の方法を示す概念図
【図７】更新時設定スロット長の算出方法を示す概念図
【図８】従来のスロット同期の手法を示す概念図
【図９】従来のフレーム同期の手法を示す概念図
【符号の説明】
【００７５】
１−ＣＰＵ（中央処理演算部）
２−送信部
３−送受切替器
４−アンテナ
５−受信部
６−復調器
７−受信パケット解析部
８−ローカルスロットカウンタ
９−グローバルスロットカウンタ
１０−スロットタイミング発生カウンタ
１１−スロットタイミング制御回路
１２−メモリ
２０−ＧＰＳ受信機
【図１】
2006186766.tif 000005
【図２】
2006186766.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006186766.tif 000010
【図７】
2006186766.tif 000011
【図８】
2006186766.tif 000012
【図９】
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