(57)【要約】【課題】移動局とのみ無線通信可能な１波単信型の携帯局において安定して周波数偏差の補正が可能な無線通信システムを提供すること。【解決手段】基地局と２波複信方式で通信を行う移動局と、前記移動局と１波単信方式で通信を行う携帯局とを少なくとも１つずつ備え、前記移動局は、前記基地局からの送信周波数を基準として、自局の送受信周波数を補正可能な無線通信システムにおいて、前記移動局は周波数補正を行った場合に自局が発信する信号に周波数補正済み情報を付加して送信する機能を具備し、前記携帯局は受信した信号に周波数補正済み情報を付加されている場合にのみ受信した送信周波数を基準として自局の送受信周波数の補正を行うことを特徴とする無線通信システム。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と２波複信方式で通信を行う移動局と、前記移動局と１波単信方式で通信を行う携帯局とを少なくとも１つずつ備え、前記移動局は、前記基地局からの送信周波数を基準として、自局の送受信周波数を補正可能な無線通信システムにおいて、前記移動局は周波数補正を行った場合に自局が発信する信号に周波数補正済み情報を付加して送信する機能を具備し、前記携帯局は受信した信号に周波数補正済み情報を付加されている場合にのみ受信した送信周波数を基準として自局の送受信周波数の補正を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記携帯局は、周波数補正を行った場合に自局が発信する信号に周波数補正済み情報を付加して送信する機能を具備することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記移動局及び携帯局は、前回の周波数を補正した日時を記憶する機能を有しており、前回の周波数補正した日時から所定の時間が経過した場合には、周波数補正済み情報を削除し送信する機能を具備することを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記移動局及び携帯局は、前回の周波数を補正した時の温度を記憶する機能を有しており、前回の周波数補正をした時から所定の温度変化が生じた場合には、周波数補正済み情報を削除し送信する機能を具備することを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局とのみ無線通信可能な１波単信型の無線機を搭載した携帯局における周波数偏差の補正を可能とする無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基地局、移動局、携帯局等の間で行われる無線通信において、各々の無線装置には送受信信号の周波数を決定するＰＬＬ回路等の基準信号源として水晶発振器が使用されている。この水晶発振器は周囲の温度条件によって発振周波数が変化する特性を有しており、また、経年変化するという特性も有している。
【０００３】
これらの周波数の変化うち、周囲温度による変化を防ぐために、ＯＣＸＯ（Oven Controlled Xtal Oscillator：恒温槽型水晶発振器）が既に提案されている。ＯＣＸＯは、水晶発振器を恒温槽内に封入して温度一定としたもので、非常に安定した周波数特性を示すものであるが、高価であることと装置全体が大きくなってしまうことから、移動局や携帯局には採用することができず、専ら基地局において採用されていた。
【０００４】
一方、移動局や携帯局においては、電圧によって制御することで温度補償を行うＶＣ−ＴＣＸＯ（Voltage Controlled Temperature Compensated Xtal Oscillator：電圧制御温度補償型水晶発振器）が採用されている。このＶＣ−ＴＣＸＯは、ＯＣＸＯよりも発振周波数の安定性は劣るものの、安価で小型であることから移動局や携帯局に採用されている。
【０００５】
また、前記ＯＣＸＯ、ＶＣ−ＴＣＸＯは共に発振周波数の経年変化が生じる。特に、ＶＣ−ＴＣＸＯにおいては、温度変化による周波数特性がＯＣＸＯほど安定でないことも相まって、経年変化による周波数ずれを放置すると規定の周波数で送信出来なくなる恐れがあり、経年変化による周波数ずれを補正する必要がある。このような周波数の経年変化の問題を課題としたものとして、例えば、特許文献１及び２が挙げられる。
【０００６】
特許文献１に記載の無線通信システムは、移動局が基地局と交信する基地局モードと移動局と移動局が交信する直接通信モードを有する場合を想定したものであって、直接通信モードにおいて移動局のＰＬＬシンセサイザー方式発振回路に使用する基準可変水晶発振器が経年変化により発振周波数が変動してしまう問題を解決するために、基地局から定期的に基地局モード時の使用周波数ではなく、直接通信モード時の使用周波数を送信することにより、移動端末側の補正モード、つまり基地局からの直接通信用周波数を受信して、受信周波数と移動局のＰＬＬシンセサイザー方式発振回路の発振周波数との差分を検出して、検出した差分による補正データをＥＥＰＲＯＭ内の周波数データと比較して、算出した補正データを基準に電圧可変型水晶発振器の制御電圧を可変させるようにしたものである。
【０００７】
特許文献２に記載の移動通信周波数安定システムは、基地局からの電波を常に受信しなくとも送受の周波数を安定させるために、移動局間の直接無線通信において周波数の偏差を通信毎に平均化させ偏差を小さくさせることにより送受信の周波数を収束させるものである。
【特許文献１】特開２００８−２５２３２９号公報
【特許文献２】特開２００１−１０２９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、相互に無線通信を行う基地局と移動局の他に、移動局とのみ無線通信可能な１波単信型の携帯局が存在する。この携帯局の場合、基地局エリアの内外にかかわらず基地局の送信を直接受信できないため、安定した周波数である基地局の信号を基準に周波数偏差を補正することができない。また、移動局の信号を基準に周波数偏差を補正することは可能であるが、移動局に周波数偏差が生じていると携帯局の周波数も同様の偏差が生じてしまうことになる。
【０００９】
前記特許文献１に記載された無線通信システムのように、基地局から周波数偏差の補正のための信号を送信可能とすることも考えられるが、基地局に２つの帯域の異なる周波数で送信する機能を持たせる必要があるため、機器のコストアップに繋がるという問題がある。また、このような構成を付加したとしても、基地局圏外に存在する携帯局の周波数偏差の補正はできない。
【００１０】
また、特許文献２のように、移動局間で通信毎に周波数偏差を平均化させ偏差を小さくさせることにより送受信の周波数を収束させる方法では、何れの移動局が正しい周波数であるかを識別する手法がないため、周波数偏差の大きい移動局と正確な周波数の移動局とで平均化を行った場合に、正確な移動局の周波数に偏差が生じてしまうという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、移動局とのみ無線通信可能な１波単信型の携帯局において安定して周波数偏差の補正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ものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１は、基地局と２波複信方式で通信を行う移動局と、前記移動局と１波単信方式で通信を行う携帯局とを少なくとも１つずつ備え、前記移動局は、前記基地局からの送信周波数を基準として、自局の送受信周波数を補正可能な無線通信システムにおいて、前記移動局は周波数補正を行った場合に自局が発信する信号に周波数補正済み情報を付加して送信する機能を具備し、前記携帯局は受信した信号に周波数補正済み情報が付加されている場合にのみ受信した送信周波数を基準として自局の送受信周波数の補正を行うことを特徴とする無線通信システムである。
【００１３】
本発明の請求項２は、請求項１に加えて、前記携帯局は、周波数補正を行った場合に自局が発信する信号に周波数補正済み情報を付加して送信する機能を具備することを特徴とする無線通信システムである。
【００１４】
本発明の請求項３は、請求項１又は２に加えて、前記移動局及び携帯局は、前回の周波数を補正した日時を記憶する機能を有しており、前回の周波数補正した日時から所定の時間が経過した場合には、周波数補正済みの情報を削除し送信する機能を具備することを特徴とする無線通信システムである。
【００１５】
本発明の請求項４は、請求項１又は２に加えて、前記移動局及び携帯局は、前回の周波数を補正した時の温度を記憶する機能を有しており、前回の周波数補正をした時から所定の温度変化が生じた場合には、周波数補正済み情報を削除し送信する機能を具備することを特徴とする無線通信システムである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、移動局は周波数補正を行った場合に自局が発信する信号に周波数補正済み情報を付加して送信する機能を具備し、携帯局は受信した信号に周波数補正済み情報を付加されている場合にのみ受信した送信周波数を基準として自局の送受信周波数の補正を行うようにしたので、携帯局は、周波数補正済み情報が付加された信頼の置ける周波数に基づいて安定した周波数偏差の補正が可能となる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、携帯局は、周波数補正を行った場合に自局が発信する信号に周波数補正済み情報を付加して送信する機能を具備するようにしたので、通信エリアの関係上携帯局とのみ通信可能な携帯局においても、周波数補正済み情報が付加された信頼の置ける周波数に基づいて安定した周波数偏差の補正が可能となる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、前記移動局及び携帯局は、前回の周波数を補正した日時を記憶する機能を有しており、前回の周波数補正した日時から所定の時間が経過した場合には、周波数補正済みの情報を削除し送信する機能を具備するようにしたので、時間経過により送信周波数に信頼が置けない場合に携帯局で周波数偏差の補正が行われることを防止することができる。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、前記移動局及び携帯局は、前回の周波数を補正した時の温度を記憶する機能を有しており、前回の周波数補正をした時から所定の温度変化が生じた場合には、周波数補正済み情報を削除し送信する機能を具備するようにしたので、温度条件の変化により送信周波数に信頼が置けない場合に携帯局で周波数偏差の補正が行われることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の無線システムを構成する基地局、移動局及び携帯局の位置関係の一例を表した模式図である。
【図２】移動局及び携帯局の構成を表したブロック図である。
【図３】実施例１における基地局、移動局、携帯局の本発明による動作を表した動作図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明による無線通信システムは、基地局と２波複信方式で通信を行う移動局と、前記移動局と１波単信方式で通信を行う携帯局とを少なくとも１つずつ備え、前記移動局は、前記基地局からの送信周波数を基準として、自局の送受信周波数を補正可能な無線通信システムにおいて、前記移動局は周波数補正を行った場合に自局が発信する信号に周波数補正済み情報を付加して送信する機能を具備し、前記携帯局は受信した信号に周波数補正済み情報を付加されている場合にのみ受信した送信周波数を基準として自局の送受信周波数の補正を行うことを特徴とするものである。以下、詳細に説明を行う。
【実施例１】
【００２２】
本発明による無線通信システムは、基地局、移動局及び携帯局を少なくとも１以上ずつ含んだものであり、以下、一例として、図１に示す位置関係に基づいて説明を行う。本発明において、基地局は、周波数ＦＨで送信し周波数ＦＬで受信する機能（２波複信方式）を有しており、移動局は、周波数ＦＨで受信し周波数ＦＬで送信する機能及び周波数ＦＬで送受信を行う機能（２波複信方式）を有しており、携帯局は、周波数ＦＬで送受信を行う機能（１波単信方式）を有しているものとする。また、本発明においては、移動局とのみ無線通信可能な１波単信型（１波単信方式）の無線機を搭載したものを携帯局と表すこととする。図１においては、１つの基地局、２つの移動局１及び２、３つの携帯局１乃至３の位置関係を表している。
【００２３】
図２に示すのは、移動局及び携帯局に共通する基本構成を表したブロック図である。この図２に示すように、移動局及び携帯局は、無線部１１と制御演算部１２によって構成されている。無線部１１には、ＴＣＸＯ１３が設けられ、Ｄ／Ａ変換部２１及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２を介して電圧制御により発振周波数調整が行える構成となっている。また、ＴＣＸＯ１３付近には、温度センサ１４が設けられており、測定した温度をＡ／Ｄ変換部２３を介して制御部２９に出力する。ＴＣＸＯ１３で生成された基準信号は、ＰＬＬシンセサイザー部１５内にある局部発振器で周波数変換され、ローカル周波数（自局の送受信周波数）として送受信回路部１６へ入力される。
なお、ＴＣＸＯ１３は、電圧制御型のＶＣ−ＴＣＸＯを含むものとする。
【００２４】
制御演算部１２において、受信信号を復調する場合には、送受信回路１６からの受信信号をＡ／Ｄ変換部２０を介して復調部２４へ入力する。復調部２４では、フィルタリング処理、位相誤差検出・補正、タイミング補正、デマッピング処理等が行われる。電力検出部２６においては、復調処理後のデータの振幅や現在の受信電界レベルの計算を行い、また、タイミング検出部２７においては、データを復号するためのシンボル位置の検出処理を行う。また、復調部２４で得られた復調データは、チャネル分解部２５において機能チャネルに分解され、制御部２９において電文・制御情報を解読する。さらに、周波数偏差検出部２８において復調データから周波数偏差情報を取得し、ＴＣＸＯ・ＡＦＣ（Auto Frequency Control：自動周波数制御）部３０で周波数偏差から補正量を計算して、Ｄ／Ａ変換部２１へ出力する電圧値を制御して、ＴＣＸＯ１３の発振周波数を変更し、受信周波数と自局のローカル周波数が一致するように補正する。Ｄ／Ａ変換部２１へ出力する最新の電圧値はメモリ３１に記憶される。
【００２５】
制御演算部１２において、送信信号を生成する場合には、制御部２９において送信すべき電文・制御情報をまとめ、チャネル組立部３２でデータフォーマットを作成する。次に、変調部３３及びＤ／Ａ変換部１７においてベースバンド信号が生成され、送受信回路部１６にてＰＬＬシンセサイザー部１５からのローカル周波数とミキシングされて送受信回路部１６から送信される。
【００２６】
本発明は、基地局からの送信周波数を基準として周波数補正を行った移動局が他の移動局若しくは携帯局と通信を行うために信号を送信する場合に、その送信信号に周波数補正済み情報を付加することを特徴とするものであり、以下、図１の位置関係に基づいた動作説明を図３を用いて詳細に説明を行う。
【００２７】
図３において、基地局エリア内にいる移動局１、移動局２は、基地局から周波数ＦＨで送信された送信周波数を基準として周波数偏差の補正を行う。通常、基地局における水晶発振器はＯＣＸＯが採用されているため、非常に安定した周波数で送信される。周波数偏差の補正を行った移動局１、移動局２では、周波数偏差の補正を行った日時をメモリ３１に記憶する。そして、図３に示すように、移動局１から携帯局１、携帯局２に対して送信を行う場合には、周波数補正済み情報を付加して送信する。具体的には、移動局１の制御部２９において送信する電文を作成する際に、補正済みであることを示す情報ビットを設けてこれを補正済みを示す情報に書き換えた上で電文を作成し（例えば、１ビットの情報ビットにおいて“１”とする）、送信信号とする。
【００２８】
移動局１からの信号を受信した携帯局１、携帯局２は、受信した信号に周波数補正済み情報が含まれているか否かを確認し、周波数補正済み情報が含まれている場合にはこれを基準波として自局の送受信周波数の補正を行う。具体的には、移動局から受信した信号に周波数補正済み情報が付加されている場合にのみ移動局からの信号を基準として周波数偏差を取得して、取得した周波数偏差に基づいて、移動局から受信した信号の周波数と自局のローカル周波数が一致するようにＴＣＸＯ１３に印加する制御電圧を変更する。
また、携帯局１、携帯局２においても、周波数偏差の補正を行った日時をメモリ３１に記憶し、例えば、図３に示すように、携帯局２から携帯局３に対して送信を行う場合には、周波数補正済み情報を付加して送信して、携帯局３ではこれを基準波として周波数偏差の補正を行う。
【００２９】
一方、移動局１において、メモリ３１に記憶された前回に周波数偏差の補正を行った日時から所定の時間経過があった場合には、周波数補正済み情報を削除（例えば、１ビットの情報ビットにおいて“０”とする）して送信電文を作成する。よって、この場合には、移動局１からの送信信号を携帯局１、携帯局２において受信したとしても周波数偏差の補正は行われないことになる。この場合の経過時間については、経時変化による周波数偏差により良好な通信が阻害されない範囲の長さで設定可能である。
【００３０】
以上のように、本発明によれば基地局エリアの内外を問わず、移動局とのみ無線通信可能な１波単信型の携帯局において、周波数補正済み情報の有無に応じて周波数偏差の補正を行うか否かを判断することができ、これによって携帯局で信頼性のある安定した周波数偏差の補正が可能となる。
【００３１】
なお、上記の例においては、前回に周波数偏差の補正を行った日時から所定の時間経過があった場合に周波数補正済み情報を削除する構成としたが、これに限られるものではない。例えば、前回に周波数偏差の補正を行った際のＴＣＸＯ１３付近の温度をメモリ３１に記憶しておき、温度変化による周波数偏差により良好な通信が阻害される程度に温度が変化した場合に周波数補正済み情報を削除する構成とすることもできる。このような温度条件の変化の場合も追加することで、より信頼性のある安定した周波数偏差の補正が可能となる。
【００３２】
また、本説明においては、基地局と移動局との通信を２波複信としたが、これが２波半複信、２波単信による運用であっても、全く同様の方式で移動局及び携帯局の送受信周波数の補正が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１１…無線部、１２…制御演算部、１３…ＴＣＸＯ、１４…温度センサ、１５…ＰＬＬシンセサイザー部、１６…送受信回路部、１７…Ｄ／Ａ変換部、２０…Ａ／Ｄ変換部、２１…Ｄ／Ａ変換部、２２…ローパスフィルタ、２３…Ａ／Ｄ変換部、２４…復調部、２５…チャネル分解部、２６…電力検出部、２７…タイミング検出部、２８…周波数ずれ検出部、２９…制御部、３０…ＴＣＸＯ・ＡＦＣ部、３１…メモリ、３２…チャネル組立部、３３…変調部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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