(57)【要約】【課題】周辺基地局が定期監視に移行してもエア同期を継続できる無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる無線通信システム１００は、第１の基地局１１０Ｂと、第１の基地局から送信される制御信号に基づいてエア同期を行う第２の基地局１１０Ａとを備え、第１の基地局は、フレーム同期のために停波する定期監視に移行するとき、制御信号に第１フラグ１２４ｂを設定し、第２の基地局は、第１の基地局とエア同期を行っているとき、第１フラグが設定された制御信号を受信すると、第１の基地局が定期監視に移行する前に、第３の基地局１１０Ｃとエア同期を開始する。【選択図】図２
2015177210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基地局と、該第１の基地局から送信される制御信号に基づいてエア同期を行う第２の基地局とを備えた無線通信システムであって、
前記第１の基地局は、フレーム同期のために停波する定期監視に移行するとき、前記制御信号に第１フラグを設定し、
前記第２の基地局は、前記第１の基地局とエア同期を行っているとき、前記第１フラグが設定された前記制御信号を受信すると、前記第１の基地局が定期監視に移行する前に、第３の基地局とエア同期を開始することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第１の基地局は、定期監視から復旧するとき、前記制御信号に第２フラグを設定し、
前記第２の基地局は、前記第３の基地局とエア同期を行っているとき、第２フラグが設定された前記制御信号を受信すると、前記第１の基地局と再びエア同期を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記第２の基地局は、前記制御信号を複数回受信し、該制御信号より取得した初回から今回までの理想タイミングからのタイミング位相差の第１平均値と、初回から前回までのタイミング位相差の第２平均値との差分が許容誤差未満に収束した場合、前記第１平均値を用いて同期タイミングを決定することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
第１の基地局から送信される制御信号に基づいて第２の基地局がエア同期を行う無線通信方法であって、
前記第２の基地局は、
前記第１の基地局とエア同期を行っているとき、フレーム同期のために停波する定期監視に移行する旨を示す第１フラグが設定された前記制御信号を前記第１の基地局から受信すると、前記第１の基地局が定期監視に移行する前に、第３の基地局とエア同期を開始し、
前記第３の基地局とエア同期を行っているとき、定期監視から復旧する旨を示す第２フラグが設定された前記制御信号を前記第１の基地局から受信すると、前記第１の基地局と再びエア同期を行うことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エア同期を行う無線通信システムおよび無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムの一つとして、ＰＨＳ(Personal Handy phone System)が知られている。ＰＨＳでは、同時双方向通信を実現するためＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式が採用されている。ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式とは、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）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）とを組み合わせた方式である。
【０００３】
ＰＨＳは、フレームタイミングの同期を行うことで、自基地局と通信している無線端末の通信品質の劣化や、他の基地局と通信している無線端末への干渉を防止している。ＰＨＳのフレーム同期は、所定の基準クロックに対するフレームタイミングのずれを維持するように、その基地局の基本クロックを補正（加減速）することによって行われる。
【０００４】
エア同期では、周辺基地局が送信した制御信号（ＣＣＨ：Control CHannel）を受信し、周辺基地局のフレームタイミングを基準クロックとして、自局の基本クロックを補正する。回線同期では、ＩＳＤＮ回線のクロック、光回線のＯＮＵ（Optical Network Unit）から供給されるクロックを基準クロックとして同期を行う。また、これらの基準クロックを取得できないとき、自局の内部クロックを用いて行われるホールドオーバー同期（ＨＯ同期）も知られている。
【０００５】
特許文献１には、回線から供給されるクロックを基準クロックとして使用できず、回線同期を行うことができない基地局に関し、基地局がエア同期を行う技術が記載されている。特許文献１に記載の基地局では、周辺基地局から受信した制御信号とタイミングが合うように、自局の送信フレームのタイミングを補正することで、正確なフレーム同期が可能となる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９５１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＰＨＳの基地局は、夜間などに停波し、フレーム同期のための定期監視に移行する場合がある。このため、基地局は、周辺基地局とエア同期を行っているとき、周辺基地局が定期監視に移行した場合、この周辺基地局からの制御信号を受信できず、同期対象局をロストする。
【０００８】
同期対象局をロストした基地局は、フレーム同期を維持することが困難となり、通信品質が劣化するという問題が生じる。特許文献１に記載の基地局は、回線同期に代えてエア同期を行うものに過ぎず、エア同期を行っているときに、同期対象局をロストした状況を想定していない。
【０００９】
同期対象局をロストした後、基地局が、エア同期に代えてＨＯ同期を行うことも考えられる。しかし、ＨＯ同期で利用される内部クロックは過去の情報に基づいて生成されたものである。このため、ＨＯ同期を行った場合であっても、基地局は、周辺基地局のフレームとの間で徐々に位相ずれが生じ、周辺基地局との同期精度が低下してしまう。
【００１０】
本発明は、周辺基地局が定期監視に移行してもエア同期を継続できる無線通信システムおよび無線通信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】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明にかかる無線通信システムの代表的な構成は、第１の基地局と、第１の基地局から送信される制御信号に基づいてエア同期を行う第２の基地局とを備えた無線通信システムであって、第１の基地局は、フレーム同期のために停波する定期監視に移行するとき、制御信号に第１フラグを設定し、第２の基地局は、第１の基地局とエア同期を行っているとき、第１フラグが設定された制御信号を受信すると、第１の基地局が定期監視に移行する前に、第３の基地局とエア同期を開始することを特徴とする。
【００１２】
第１の基地局は、定期監視から復旧するとき、制御信号に第２フラグを設定し、第２の基地局は、第３の基地局とエア同期を行っているとき、第２フラグが設定された制御信号を受信すると、第１の基地局と再びエア同期を行うとよい。
【００１３】
第２の基地局は、制御信号を複数回受信し、制御信号より取得した初回から今回までの理想タイミングからのタイミング位相差の第１平均値と、初回から前回までのタイミング位相差の第２平均値との差分が許容誤差未満に収束した場合、第１平均値を用いて同期タイミングを決定するとよい。
【００１４】
上記課題を解決するために本発明にかかる無線通信方法の代表的な構成は、第１の基地局から送信される制御信号に基づいて第２の基地局がエア同期を行う無線通信方法であって、第２の基地局は、第１の基地局とエア同期を行っているとき、フレーム同期のために停波する定期監視に移行する旨を示す第１フラグが設定された制御信号を第１の基地局から受信すると、第１の基地局が定期監視に移行する前に、第３の基地局とエア同期を開始し、第３の基地局とエア同期を行っているとき、定期監視から復旧する旨を示す第２フラグが設定された制御信号を第１の基地局から受信すると、第１の基地局と再びエア同期を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、周辺基地局が定期監視に移行してもエア同期を継続できる無線通信システムおよび無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態にかかる無線通信システムの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す基地局の構成を例示する機能ブロック図である。
【図３】図１に示す基地局の定期監視に伴う制御信号の状態遷移を示す図である。
【図４】本実施形態にかかる無線通信方法の全体の動作を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す基地局の定期監視時の動作を示すフローチャートである。
【図６】図１に示す基地局から見た制御チャネルの状態を示す図である。
【図７】図１に示す基地局のエア同期の様子を示す図である。
【図８】第２実施形態にかかる基地局から見た制御チャネルの状態を示す図である。
【図９】第２実施形態にかかる基地局の制御信号に設定されるフラグを示す図である。
【図１０】第２実施形態にかかる基地局の同期の様子を示す図である。
【図１１】第３実施形態にかかる基地局から見た制御チャネルの状態を示す図である。
【図１２】第３実施形態にかかる基地局での同期タイミングを決定する手法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態にかかる無線通信システムの概略構成を示す図である。かかる無線通信システム１００は、図示のように複数の基地局１１０Ａ〜１１０Ｇを含む。これらの基地局１１０Ａ〜１１０Ｇは、ＰＨＳのＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用していて、１フレームを８つのタイムスロットに分割し、４つを送信用に、４つを受信用に使用して複数の不図示の無線端末との通信を行う。
【００１９】
基地局１１０Ａ〜１１０Ｇは、基地局間同期（エア同期）を行い、自局と通信している無線端末の通信品質の劣化や、周辺基地局と通信している無線端末への干渉を防止している。エア同期では、周辺基地局が送信した制御信号（ＣＣＨ）を受信し、周辺基地局と自局のフレームのタイミング差を維持するように、自局が基準クロックの補正（加減速）を行う。これにより、自局と周辺基地局とのフレームタイミングの同期を可能としている。
【００２０】
以下では、基地局１１０Ｂ（第１の基地局）を同期対象局として、基地局１１０Ａ（第２の基地局）が基地局１１０Ｂとエア同期を行っている場合について説明する。図２は、図１に示す基地局１１０Ａ、１１０Ｂの構成を例示する機能ブロック図である。
【００２１】
基地局１１０Ａは、図２（ａ）に示すように、同期制御部１１２を備える。同期制御部１１２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により基地局１１０Ａ全体を管理および制御する。無線通信部１１４は、通信アンテナ１１４ａを介して、周囲に存在する周辺基地局（ここでは、基地局１１０Ｂ）の制御信号を取得する。
【００２２】
取得された基地局１１０Ｂの制御信号は、ベースバンド部１１６を経由して同期タイミング誤差検出部１１８に伝達される。ベースバンド部１１６は、ベースバンド信号をアナログ／デジタル変換し、フレーム同期やチャネルデコード等の処理を行う。
【００２３】
同期タイミング誤差検出部１１８は、同期対象局である基地局１１０Ｂと自局との同期タイミングの位相差を検出する。また、同期タイミング誤差検出部１１８は、検出したタイミング位相差を周辺基地局用メモリ１２０に記憶し、さらにクロック制御部１２２に伝達する。
【００２４】
基地局１１０Ｂの制御信号には、基地局１１０Ｂの定期監視に伴う状態遷移を示すフラグ１２４ａ、第１フラグ１２４ｂ、第２フラグ１２４ｃ（図３参照）のうちいずれかが設定されている。同期タイミング誤差検出部１１８は、制御信号に設定されたフラグ１２４ａ、第１フラグ１２４ｂ、第２フラグ１２４ｃのいずれかを周辺基地局用メモリ１２０に記憶する。
【００２５】
図３は、図１に示す基地局１１０Ｂの定期監視に伴う制御信号の状態遷移を示す図である。基地局１１０Ｂは、夜間などに停波して、フレーム同期のための定期監視に移行し、基地局１１０Ａ以外の他の基地局とフレーム同期を行った後、定期監視から復旧して、制御信号を再度送信する、という状態遷移を示す。
【００２６】
図３（ａ）は、基地局１１０Ｂが定期監視に移行する前の状態遷移を示している。図３（ｂ）は、基地局１１０Ｂが定期監視に移行し復旧した後の状態遷移を示している。基地局１１０Ｂは、定期監視に直ちに移行することはない通常状態であれば、図３（ａ）に例示するように、制御信号のうちの２ビットを用いて、「００」で示されるフラグ１２４ａを設定する。基地局１１０Ｂは、定期監視に移行する時刻が近づくと、「０１」で示される第１フラグ１２４ｂを設定する。
【００２７】
基地局１１０Ｂは、図３（ｂ）に例示するように、制御信号に第１フラグ１２４ｂが設定された状態で停波し、定期監視に移行する。定期監視から復旧すると、基地局１１０Ｂは、第１フラグ１２４ｂに代えて「１０」で示される第２フラグ１２４ｃを制御信号に設定する。
【００２８】
図２（ａ）に例示する同期制御部１１２は、周辺基地局用メモリ１２０に記憶されたフラグ１２４ａ、第１フラグ１２４ｂ、第２フラグ１２４ｃを参照して、定期監視に伴う同期対象局の選定および切替えを行う。また、同期制御部１１２は、２０フレーム（１００ｍｓｅｃ）に１回送信される制御信号の位相位置情報を取得するために空スロットの監視も行う。
【００２９】
クロック制御部１２２は、同期タイミング誤差検出部１１８から伝達されたタイミング位相差などを参照し、基本クロックを生成する電圧制御発振器１２６（ＶＣＴＣＸＯ）に印加する制御電圧を調節する。これにより、電圧制御発振器１２６のクロックスピードが制御され、当該基地局１１０Ａのクロック同期が行われる。電圧制御発振器１２６により生成された基本クロックは、フレームクロック生成部１２８に伝達される。フレームクロック生成部１２８は、その基本クロックを参照してフレームクロックを生成する。フレームクロック生成部１２８により生成されたフレームクロックは、ベースバンド部１１６に伝達される。
【００３０】
ホールドオーバー用メモリ１３０は、クロック制御部１２２が電圧制御発振器１２６に印加した制御電圧を記憶している。仮に、同期対象局から制御信号を受信できないとき、クロック制御部１２２は、ホールドオーバー用メモリ１３０に記憶された制御電圧を読み出し、この制御電圧を電圧制御発振器１２６に印加できる。この場合には、基地局１１０Ａは、自局の内部クロックを用いたＨＯ同期を行うことになる。
【００３１】
しかし、ＨＯ同期で利用される内部クロックは、ホールドオーバー用メモリ１３０に記憶された過去の情報（制御電圧）に基づいて生成されたものである。このため、ＨＯ同期を行った場合であっても、基地局１１０Ａは、周辺基地局のフレームとの間で徐々に位相ずれが生じ、周辺基地局との同期精度が低下してしまう。
【００３２】
そこで本実施形態では、基地局１１０Ｂの定期監視に伴う状態遷移を示すフラグ１２４ａ、第１フラグ１２４ｂ、第２フラグ１２４ｃを参照し、基地局１１０Ａがエア同期を行っているときに同期対象局の切替えを行い、エア同期を継続する構成を採用している。
【００３３】
基地局１１０Ｂは、図２（ｂ）に例示するように、制御部１３２を備える。制御部１３２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により基地局１１０Ｂ全体を管理および制御する。また制御部１３２は、定期監視通知生成部１３４としても機能する。定期監視通知生成部１３４は、基地局１１０Ｂの定期監視に伴う状態遷移に応じて、上記フラグ１２４ａ、第１フラグ１２４ｂ、第２フラグ１２４ｃを制御信号に設定する。メモリ１３６は、定期監視を行う時刻などが記憶されている。
【００３４】
ベースバンド部１３８は、ベースバンド信号をアナログ／デジタル変換し、フレーム同期やチャネルデコード等の処理を行う。無線通信部１４０は、通信アンテナ１４０ａを介して、フラグ１２４ａ、第１フラグ１２４ｂ、第２フラグ１２４ｃのいずれかが設定された制御信号を送信し、周囲に存在する他の基地局（ここでは、基地局１１０Ａ）とのエア同期を行う。また、定期監視に移行した後、無線通信部１４０による通信によって取得された基地局１１０Ａ以外の他の基地局の制御信号は、ベースバンド部１３０を経由して制御部１１２に伝達される。
【００３５】
図４は、本実施形態にかかる無線通信方法の全体の動作を示すフローチャートである。まず、基地局Ａ（基地局１１０Ａ）は、周辺基地局Ｂ（基地局１１０Ｂ）からの制御信号をフレームタイミング（１００ｍｓｅｃ）毎に受信し、タイミング調整することでエア同期を行っている（ステップＳ１００）。このとき、基地局１１０Ｂの制御信号には、定期監視に直ちに移行することはない旨を示すフラグ１２４ａが設定されている。
【００３６】
基地局１１０Ｂは、メモリ１３６から定期監視を行う時刻を読み出し、定期監視に移行する時刻が近づくと、制御信号に第１フラグ１２４ｂを設定する（ステップＳ１０２）。基地局１１０Ａは、第１フラグ１２４ｂが設定された制御信号を受信すると、他の周辺基地局Ｃを同期対象局として選定する（ステップＳ１０４）。周辺基地局Ｃは、ここでは基地局１１０Ｃ（第３の基地局）とする。ステップＳ１０４で選定される同期対象局は、例えば、基地局１１０Ａが周辺基地局からの制御信号を受信する基地局サーチを行った結果、基地局１１０Ｂに次いで受信信号強度（ＲＳＳＩ）が高い制御信号を送信した基地局としてよい。
【００３７】
つぎに、基地局１１０Ａは、同期対象局を切替えて基地局１１０Ｃとのエア同期を開始する（ステップＳ１０６）。その後、基地局１１０Ｂは停波し、定期監視に移行する（ステップＳ１０８）。そして、基地局１１０Ｂは、定期監視を行い、さらに制御信号に第２フラグ１２４ｃを設定し定期監視から復旧する（ステップＳ１１０）。
【００３８】
基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｃとエア同期を行っているとき、第２フラグ１２４ｃが設定された制御信号を受信すると、同期対象局を切替えて基地局１１０Ｂと再度エア同期を開始する（ステップＳ１１２）。
【００３９】
図５は、図１に示す基地局１１０Ｂの定期監視時の動作を示すフローチャートである。基地局１１０Ｂは、停波し定期監視に移行すると（ステップＳ２００）、自局のスロットを受信モードにして、周辺基地局からの制御信号を受信する基地局サーチを行う（ステップＳ２０２）。基地局１１０Ｂは、受信した制御信号のＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）の値をチェックし、異常が検出されなかった周辺基地局の情報をメモリ１３６に記憶する（ステップＳ２０４）。周辺基地局の情報としては、ＲＳＳＩ、タイミング情報、基地局ＩＤ情報、基地局種別などが挙げられる。なおタイミング情報は、自局と周辺基地局との受信タイミングの位相差を示す情報である。
【００４０】
つぎに、基地局１１０Ｂは、空スロットの監視を行い、自局の制御信号を割り当てるための空スロットを確保する（ステップＳ２０６）。そして、基地局１１０Ｂは、メモリ１３６に記憶された周辺基地局の情報に基づいて、条件のよい周辺基地局をフレーム同期局（例えば、基地局１１０Ｇ）に選定する（ステップＳ２０８）。条件のよい周辺基地局としては、例えば受信した制御信号のＲＳＳＩが高い基地局が挙げられる。
【００４１】
基地局１１０Ｂは、フレーム同期局の受信タイミングの位置を「０」に設定し（ステップＳ２１０）、フレーム同期局に対する他の周辺基地局の受信タイミングの位相差をメモリ１３６に記憶する（ステップＳ２１２）。続いて、基地局１１０Ｂは、今回受信した周辺基地局の受信タイミングと、メモリ１３６に記憶された受信タイミングとの差分に基づいて、位相補正を行う（ステップＳ２１４）。
【００４２】
つぎに、基地局１１０Ｂは、第１フラグ１２４ｂに代えて第２フラグ１２４ｃを自局の制御信号に設定し（ステップＳ２１６）、定期監視から復旧してエア同期を再開する（ステップＳ２１８）。なお全ての周辺基地局を監視しながらエア同期を再開すると、周波数利用効率が低下してしまう。このため、ステップＳ２１８では、制御信号の受信状態が良好な周辺基地局のスロットのみ受信モードとし、それ以外のスロットは解放して同期を維持する。
【００４３】
以下図６および図７を参照して、基地局１１０Ａのエア同期について説明する。図６は、図１に示す基地局１１０Ａから見た制御チャネルの状態を示す図である。図７は、図１に示す基地局１１０Ａのエア同期の様子を示す図である。
【００４４】
図６に例示する制御チャネルのマップ１５０は、２０フレームに１回送信される制御信号が割り当てられたスロットを示している。マップ１５０は、基地局１１０Ｂが定期監視に移行する前から復旧後まで、基地局１１０Ａが空スロットを監視することで得られたものである。ここで制御信号は、例えばフレームのスロット０〜３のうちスロット１に割り当てられるものとする。
【００４５】
制御チャネルＡは、図６に示すように、フレーム１０に位置し、自局である基地局１１０Ａの制御信号が割り当てられている。制御チャネルＢは、フレーム１に位置し、定期監視に移行する前の基地局１１０Ｂの制御信号が割り当てられている。制御チャネルＢは、定期監視に移行する前の基地局１１０Ｂと基地局１１０Ａとの同期維持に使用される。一例として、基地局１１０Ａは、図７（ａ）に示すように、制御チャネルＢに割り当てられた制御信号を受信することで、基地局１１０Ｂと自局とのフレームのタイミング差Ｔ１を維持（同期）する。
【００４６】
制御チャネルＣは、フレーム１２に位置し、基地局１１０Ｃの制御信号が割り当てられている。制御チャネルＣは、第１フラグ１４０ｂ（図３参照）が設定された制御信号を基地局１１０Ａが受信したとき、基地局１１０Ｃと基地局１１０Ａとの同期維持に使用される。一例として、基地局１１０Ａは、図７（ｂ）に示すように、制御チャネルＣに割り当てられた制御信号を受信することで、基地局１１０Ｃと自局とのフレームのタイミング差Ｔ２を維持する。
【００４７】
制御チャネルＢ´は、フレーム６に位置し、定期監視から復旧後の基地局１１０Ｂの制御信号が割り当てられている。制御チャネルＢ´は、第２フラグ１４０ｃが設定された制御信号を基地局１１０Ａが受信したとき、定期監視から復旧後の基地局１１０Ｂと基地局１１０Ａとの同期維持に使用される。一例として、図７（ｃ）に示すように、基地局１１０Ｂは、制御チャネルＢ、Ｂ´を比較すると、定期監視の移行前と復旧後で、フレームのタイミング差Ｔ３を有している。そして、基地局１１０Ａは、図７（ｃ）に示すように、制御チャネルＢに割り当てられた制御信号を受信することで、タイミング差Ｔ３を含む基地局１１０Ｂと自局とのフレームのタイミング差Ｔ４を維持する。
【００４８】
制御チャネルＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、それぞれフレーム４、７、９、１５に位置し、基地局基地局１１０Ｄ、１１０Ｅ、１１０Ｆ、１１０Ｇの制御信号が割り当てられている。これらの制御チャネルＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、受信した制御信号のＲＳＳＩが制御チャネルＣに割り当てられた制御信号よりも低いため、基地局１１０Ａのエア同期では使用されない。
【００４９】
本実施形態によれば、基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｂとのエア同期中に、第１フラグ１２４ｂが設定された制御信号を基地局１１０Ｂから受信すると、基地局１１０Ｂが定期監視に移行する前に、基地局１１０Ｃとエア同期を開始する。つまり、基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｂから定期監視に移行する旨が通知されると、基地局１１０Ｂが停波する前に同期対象局を切替える。このため、基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｂが定期監視に移行してもエア同期を継続できる。
【００５０】
また、基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｃとのエア同期中に、第２フラグ１２４ｃが設定された制御信号を基地局１１０Ｂから受信すると、基地局１１０Ｂと再びエア同期を行う。ここで、基地局１１０Ｂは、基地局１１０Ａの元々の同期対象局であり、制御信号のＲＳＳＩが高いなど条件がよく、再度エア同期するには好ましい。したがって、基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｃとのエア同期中であっても、基地局１１０Ｂが定期監視から復旧すると、条件のよい基地局１１０Ｂと再びエア同期を継続できる。
【００５１】
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態にかかる基地局１１０Ａから見た制御チャネルの状態を示す図である。図９は、第２実施形態にかかる基地局１１０Ａの制御信号に設定されるフラグを示す図である。
【００５２】
図８に例示する制御チャネルのマップ１６０は、基地局１１０Ｂが定期監視に移行する前から復旧後まで、基地局１１０Ａが空スロットを監視することで得られたものである。第２実施形態は、マップ１６０に示すように、基地局１１０Ａが基地局１１０Ｃ〜１１０Ｇの制御信号を受信できず、基地局１１０Ｂの制御信号のみ受信可能である状況を例示している。
【００５３】
第２実施形態では、基地局１１０Ｂが定期監視に移行し復旧するまでの間、基地局１１０Ａは、エア同期に代えて自局の内部クロックを用いたＨＯ同期を行う。ＨＯ同期で利用される内部クロックは、上記したように、エア同期中にホールドオーバー用メモリ１３０に記憶された過去の情報（制御電圧）に基づいて生成されたものである。このため、基地局１１０Ａは、ＨＯ同期中、周辺基地局のフレームとの間で徐々に位相ずれが生じる。さらに、周辺基地局が、ＨＯ同期中の基地局１１０Ａを同期対象局とした場合、位相がずれた状態で同期し、同期精度が低下してしまう。
【００５４】
そこで、第２実施形態にかかる基地局１１０Ａは、図９に示すように、基地局１１０Ｂとエア同期中である旨を示す第３フラグ１６２ａ（例えば、「００」）を設定する。つぎに、基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｂが定期監視に移行すると、自局がＨＯ同期中である旨を示す第４フラグ１６２ｂ（例えば、「０１」）を制御信号に設定する。そして、基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｂが定期監視から復旧し、基地局１１０Ｂとのエア同期によって位相補正が終了すると、第４フラグ１６２ｂに代えて第３フラグ１６２ａを制御信号に再び設定する。
【００５５】
図１０は、第２実施形態にかかる基地局１１０Ａの同期の様子を示す図である。まず、基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｂが定期監視に移行する前で、基地局１１０Ｂとのエア同期中であるとき、図１０（ａ）に示すように、基準位置の位相１６４ａで同期している。このとき、基地局１１０Ａの制御信号には第３フラグ１６２ａが設定されている。
【００５６】
つぎに、基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｂとのエア同期中に、第１フラグ１２４ｂ（図３参照）が設定された制御信号を基地局１１０Ｂから受信すると、基地局１１０Ｂが定期監視に移行する前に、ＨＯ同期を開始する。基地局１１０Ａは、図１０（ｂ）に示すように、ＨＯ同期中、時間の経過とともに図中矢印Ｈに示すように基準位置から徐々にずれた位相１６４ｂとなっていく。このとき、基地局１１０Ａの制御信号には、第３フラグ１６２ａに代えて第４フラグ１６２ｂが設定されている。
【００５７】
基地局１１０Ａは、ＨＯ同期中に、第２フラグ１２４ｃが設定された制御信号を基地局１１０Ｂから受信すると、ＨＯ同期に代えて、定期監視から復旧した基地局１１０Ｂと再びエア同期を行う。基地局１１０Ａでは、図１０（ｃ）に示すように、ＨＯ同期に代えてエア同期を行うことで、図中矢印Ｉに示すように基準位置の位相１６４ａに近づくように、位相が補正される。このとき、基地局１１０Ａでは、位相補正が行われているものの、基準位置の位相１６４ａとは位相がずれているため、制御信号には第４フラグ１６２ｂが設定されている。
【００５８】
続いて、基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｂとエア同期を行い、図１０（ｄ）に示すように、基準位置の位相１６４ａで再び同期すると、第４フラグ１６２ｂに代えて第３フラグ１６２ａを制御信号に再び設定する。
【００５９】
第２実施形態によれば、基地局１１０Ａがエア同期に代えてＨＯ同期を行った旨を示す第４フラグ１６２ｂを制御信号に設定する。このため、周辺基地局は、第４フラグ１６２ｂが設定された制御信号を基地局１１０Ａから受信すると、基地局１１０ＡがＨＯ同期中であることを検出できる。よって、周辺基地局は、ＨＯ同期中の基地局１１０Ａを同期対象局として選定しないことで、位相がずれた状態で同期し同期精度が低下することを回避できる。
【００６０】
また、基地局１１０Ａは、定期監視から復旧した基地局１１０Ｂとのエア同期によって位相補正が終了すると、第３フラグ１６２ａを制御信号に設定する。このため、周辺基地局は、第３フラグ１６２ａが設定された制御信号を基地局１１０Ａから受信すると、基地局１１０Ａがエア同期により位相補正が終了したことを検出できる。よって、周辺基地局は、基地局１１０Ａを同期対象局として選定することで、位相ずれのない状態で同期できる。
【００６１】
（第３実施形態）
図１１は、第３実施形態にかかる基地局１１０Ａから見た制御チャネルの状態を示す図である。図１２は、第３実施形態にかかる基地局１１０Ａでの同期タイミングを決定する手法を説明する図である。
【００６２】
図１１に例示する制御チャネルのマップ１７０は、基地局１１０Ａが空スロットを監視することで得られたものである。第３実施形態は、マップ１７０に示すように、基地局１１０Ａが基地局１１０Ｂ〜１１０Ｇの制御信号を受信可能である状況を例示している。特に、基地局１１０Ｂは、上記第１実施形態および第２実施形態と異なり、定期監視に移行せず、制御チャネルＢにのみ制御信号が割り当てられている。以下では、基地局１１０Ａが同期対象局である基地局１１０Ｂとエア同期を行っているとき、同期タイミングの精度を高める手法について説明する。
【００６３】
基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｂからの制御信号を受信してエア同期を行っている。制御信号は、２０フレーム（１００ｍｓｅｃ）毎に１回送信されるものの、無線によって基地局１１０Ａで受信されている。このため、基地局１１０Ｂに対する基地局１１０Ａの同期タイミングは、図１２（ａ）の分布曲線１７２ａに示すように、中央値に対する分散と、理想タイミングからのタイミング位相差（１００ｍｓｅｃからの位相ずれ）とが存在する。なお図中、点Ｊは、制御信号より取得した初回のタイミング位相差（初期値）を示している。同期タイミングの分散が大きいことは、同期精度が低いことを意味する。また、理想タイミングからのタイミング位相差が存在すると、他の基地局１１０Ｃ〜１１０Ｇとの位相ずれも大きくなってしまう。
【００６４】
そこで、第３実施形態にかかる基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｂから制御信号を複数回取得した結果、制御信号を取得した周期（２０フレームのうち何フレーム目で制御信号を取得したかという情報）と、理想タイミングからのタイミング位相差とを周辺基地局用メモリ１２０に蓄積する。基地局１１０Ａは、周辺基地局用メモリ１２０に蓄積された情報に基づいて、正しい値からの初期値の誤差を算出し、初期値の誤差を補正する。
【００６５】
以下、具体的に説明する。まず、制御信号より周期的に取得した初回（１回目）から今回（ｎ回目）までの理想タイミングからのタイミング位相差ｔ１、ｔ２…ｔｎの第１平均値ａｎを、式（１）から算出する。なおタイミング位相差ｔ１が初期値である。
ａｎ＝ａｖｇ（ｔ１、ｔ２…ｔｎ）      （１）
【００６６】
また、制御信号より周期的に取得した初回（１回目）から前回（ｎ−１回目）までの理想タイミングからのタイミング位相差ｔ１、ｔ２…ｔｎ−１の第２平均値ａｎ−１を、式（２）から算出する。
ａｎ−１＝ａｖｇ（ｔ１、ｔ２…ｔｎ−１）      （２）
【００６７】
つぎに、第１平均値ａｎと第２平均値ａｎ−１との誤差が、式（３）で示すように、許容誤差α未満に収束すると、第１平均値ａｎを用いて同期タイミングを決定する。
ａｂｓ（ａｎ−１−ａｎ）＜α      （３）
【００６８】
つまり、基地局１１０Ａは、初期値をｔ１からａｎに更新することで、初期値の誤差を補正する。更新後の初期値は、図１２（ｂ）に点Ｋとして例示されている。
【００６９】
また、基地局１１０Ａは、分散が小さくなるように自動周波数制御（ＡＦＣ：Automatic Frequency Control）を行って、初期値の誤差を補正してもよい。図１２（ｂ）の分布曲線１７２ｂは、ＡＦＣにより初期値の誤差を補正して得られる分散を例示している。なお基地局１１０Ａは、上記手法によって基地局１１０Ｂに限らず、他の基地局１１０Ｃ〜１１０Ｇの制御信号に対する初期値の誤差を定期的に補正し、基地局１１０Ｃ〜１１０Ｇに対する同期タイミングの精度を高めるようにしてよい。
【００７０】
第３実施形態によれば、基地局１１０Ａは、基地局１１０Ｂの制御信号から取得する同期タイミングを、瞬時値ではなく、第１平均値ａｎと第２平均値ａｎ−１との差分が許容誤差α未満に収束したときに決定する。よって、基地局１１０Ａは、理想タイミングに対する初回のタイミング位相差ｔ１（初期値の誤差）が大きくても、その誤差の影響を小さくできるため、同期タイミングの精度を向上できる。
【００７１】
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】
【００７２】
本発明は、エア同期を行う無線通信システムおよび無線通信方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１００…無線通信システム、１１０Ａ〜１１０Ｇ…基地局、１１２…同期制御部、１１４、１４０…無線通信部、１１４ａ、１４０ａ…通信アンテナ、１１６、１３８…ベースバンド部、１１８…同期タイミング誤差検出部、１２０…周辺基地局用メモリ、１２２…クロック制御部、１２４ａ…フラグ、１２４ｂ…第１フラグ、１２４ｃ…第２フラグ、１２６…内部発振器、１２８…フレームクロック生成部、１３０…ホールドオーバー用メモリ、１３２…制御部、１３４…定期監視通知生成部、１３６…メモリ、１５０、１６０、１７０…マップ、１６２ａ…第３フラグ、１６２ｂ…第４フラグ、１６４ａ、１６４ｂ…位相、１７２ａ、１７２ｂ…分布曲線
【図１】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
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