(57)【要約】【課題】複数の本部装置が接続される広域無線通信システムにおいて、複局同時送信を可能として周波数の有効利用を図る。【解決手段】一般本部装置２は、中央本部装置１と同様に、ＧＰＳを受信する手段１３、下りフレーム送信タイミング算出手段１４、最大遅延時間算出手段１５を備えている。一般本部装置２は、一般本部装置２に接続された自基地局から通知される遅延時間の中の最大値と中央本部装置１と間の回線遅延時間とを加算して、中央本部装置１へ通知する。一般本部装置２は、中央本部装置１から通知される通信システム内の最大遅延時間から、測定した自局までの遅延時間を減じた値を自基地局へ通知し、各基地局は、一般本部装置２より通知された遅延時間を、その送信遅延手段における遅延時間とすることで、その無線送信手段が複局同時送信を行う。【選択図】図３
2008219546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央本部装置と複数の一般本部装置とが専用ディジタル回線で互いに接続され、各本部装置に複数の基地局がツリー状に専用ディジタル回線で接続され、一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する広域無線通信システムにおいて、
前記中央本部装置及び各一般本部装置は、ＧＰＳを受信するＧＰＳ受信手段と、下りフレーム送信タイミング算出手段と、最大遅延時間算出手段とを備え、
各一般本部装置は、ＧＰＳ受信手段を備えた自基地局の各々から通知される遅延時間を収集し、当該一般本部装置の最大遅延時間算出手段により収集された遅延時間の中から最大遅延時間を求めると共に、当該一般本部装置の下りフレーム送信タイミング算出手段及びＧＰＳ受信手段により当該一般本部装置と前記中央本部装置との間の回線遅延時間を求めて、当該回線遅延時間と算出した上記最大遅延時間とを加算して得られる遅延時間を前記中央本部装置へ通知し、
前記中央本部装置は、各自基地局から通知される遅延時間及び各一般本部装置から通知される前記遅延時間を収集し、前記中央本部装置の最大遅延時間算出手段により収集された遅延時間の中から最大遅延時間を求め、各自基地局及び各一般本部装置へ当該最大遅延時間を通知し、
各自基地局は、前記中央本部装置から通知された前記最大遅延時間から当該自局までの遅延時間を減じた時間を遅延させて無線送信を行うと共に、
各一般本部装置は、前記中央本部装置から通知された前記最大遅延時間から、当該一般本部装置と前記中央本部装置との間の前記回線遅延時間を減じた時間を、当該一般本部装置に接続されている各基地局に通知し、
各一般本部装置に接続されている各基地局は、当該基地局に接続されている一般本部装置から通知された時間から、当該基地局と当該一般本部装置との間の前記遅延時間を減じた残りの時間分を遅延させて無線送信を行うことで、複局同時送信を行うことを特徴とする、
広域無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の広域無線通信システムであって、
前記中央本部装置は、設定した時刻になると、自動的に各一般本部装置や各自基地局に対して、遅延時間測定及び調整を指示することが出来るタイマー機能を具備していることを特徴とする、
広域無線通信システム。
【請求項３】
中央本部装置と複数の一般本部装置が専用ディジタル回線で接続され、各本部装置に複数の基地局がツリー状に専用ディジタル回線で接続され、一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する広域無線通信システムのタイミング調整方法において、
各一般本部装置に接続された各基地局は、その有するＧＰＳ受信手段より得られた基準信号と下りフレームの到達時間とから当該基地局までの遅延時間を算出して当該一般本部装置へ通知し、
各一般本部装置は、その有するＧＰＳ受信手段より得られた基準信号と前記中央本部装置からの下りフレームの到達時間とから当該一般本部装置までの遅延時間を算出し、当該一般本部装置に接続された各基地局より通知される遅延時間の中の最大値と前記一般本部装置までの遅延時間とを加算して成る遅延時間を前記中央本部装置に通知し、
前記中央本部装置は、各一般本部装置から通知されて来た遅延時間の中から最も大きな遅延時間を、前記中央本部装置から見て最遠端の基地局までの最大遅延時間として求め、求めた当該最大遅延時間を自局に接続される基地局及び各一般本部装置へ通知し、
各一般本部装置は、前記中央本部装置から通知されて来た前記最大遅延時間から前記算出した遅延時間を減じた時間を、当該一般本部装置に接続される各基地局へ通知することで、各基地局は、当該一般本部装置から通知されて来た時間から前記算出した自局までの遅延時間を減じた時間分を遅延させて無線送信を行うことで複局同時送信を行うことを特徴とする、
広域無線通信システムのタイミング調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の本部装置にツリー状に複数の基地局が接続される広域無線通信システムにおいて、複局同時送信を可能にする広域無線通信システム及びそのタイミング調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、一般的な無線通信システムの構成を示すブロック図である。図４は、一つの中央本部装置１に複数の基地局４,５が専用のディジタルリンク回線によりツリー状に接続された構成を示している。中央本部装置１及び基地局４,５は、ＧＰＳ衛星装置１１からの電波を受信するＧＰＳ受信手段を備えている。通信方式としては、一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送するＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access ）方式を用いている。
【０００３】
本システムにおいて複局同時送信を実施するために、各基地局４,５は、中央本部装置１からの指示に応じて、中央本部装置１と各基地局４,５間の回線遅延時間をそれぞれ測定し、その結果を中央本部装置１に通知する。中央本部装置１は、各基地局４,５から通知されて来た回線遅延時間の中から最大遅延時間を求めて、その最大遅延時間を各基地局４,５へ通知し、各基地局４,５は、当該最大遅延時間から自局の回線遅延時間を減じた遅延時間に於いてディジタル信号を送信することで、各基地局から送信されるディジタル信号のタイミングは揃えられ、複局同時送信が可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術に於いては、１つの本部装置に対して複数の基地局が接続された構成においてのみ複局同時送受信が可能であり、異なる本部装置に接続された基地局間においては複局同時送信ができず、別周波数で送信する必要があった。そのため、無線回線の周波数を有効利用することができなかった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、中央本部装置と複数の一般本部装置が専用ディジタル回線で接続され、各本部装置に複数の基地局がツリー状に専用ディジタル回線で接続され、一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する広域無線通信システムにおいても、複局同時送信を実現可能とすることで、周波数の有効利用を達成することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の主題は、中央本部装置と複数の一般本部装置とが専用ディジタル回線で互いに接続され、各本部装置に複数の基地局がツリー状に専用ディジタル回線で接続され、一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する広域無線通信システムにおいて、前記中央本部装置及び各一般本部装置は、ＧＰＳを受信するＧＰＳ受信手段と、下りフレーム送信タイミング算出手段と、最大遅延時間算出手段とを備え、各一般本部装置は、ＧＰＳ受信手段を備えた自基地局の各々から通知される遅延時間を収集し、当該一般本部装置の最大遅延時間算出手段により収集された遅延時間の中から最大遅延時間を求めると共に、当該一般本部装置の下りフレーム送信タイミング算出手段及びＧＰＳ受信手段により当該一般本部装置と前記中央本部装置との間の回線遅延時間を求めて、当該回線遅延時間と算出した上記最大遅延時間とを加算して得られる遅延時間を前記中央本部装置へ通知し、前記中央本部装置は、各自基地局から通知される遅延時間及び各一般本部装置から通知される前記遅延時間を収集し、前記中央本部装置の最大遅延時間算出手段により収集された遅延時間の中から最大遅延時間を求め、各自基地局及び各一般本部装置へ当該最大遅延時間を通知し、各自基地局は、前記中央本部装置から通知された前記最大遅延時間から当該自局までの遅延時間を減じた時間を遅延させて無線送信を行うと共に、各一般本部装置は、前記中央本部装置から通知された前記最大遅延時間から、当該一般本部装置と前記中央本部装置との間の前記回線遅延時間を減じた時間を、当該一般本部装置に接続されている各基地局に通知し、各一般本部装置に接続されている各基地局は、当該基地局に接続されている一般本部装置から通知された時間から、当該基地局と当該一般本部装置との間の前記遅延時間を減じた残りの時間分を遅延させて無線送信を行うことで、複局同時送信を行うことを特徴とする。
【０００８】
以下、この発明の主題の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明の主題によれば、異なる本部装置が専用のディジタル回線を通じて接続された広域無線通信システムにおいて、各本部装置間の遅延時間を考慮することで、各基地局から送信される信号のタイミングを調整し、複局同時送信を実現する方式を得ることができる。
【００１０】
第２の発明の主題によれば、本部装置と基地局間又は本部装置間で遅延時間に変動が発生した場合でも、自動的に遅延時間を測定し、自動的に送受信タイミングを再調整することができ、更に保守性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施の形態１）
本実施の形態の要点は、中央本部装置と複数の一般本部装置とが専用ディジタル回線で互いに接続され、各本部装置に複数の基地局がツリー状に専用ディジタル回線で接続され、一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する広域無線通信システムにおいて、本部装置間の遅延時間及び各本部装置とその自基地局間の遅延時間を考慮して、各基地局から移動局への無線送信タイミングを、中央本部装置から見て最遠端の基地局の無線送信タイミングに揃えられる様に、各基地局に於ける、無線送信するまでの遅延時間を調整する点にある。
【００１２】
斯かる方式の実現のため、本システムでは、各一般本部装置は、ＧＰＳを受信するＧＰＳ受信手段と、下りフレーム送信タイミング算出手段と、最大遅延時間算出手段とを備えている。下りフレーム送信タイミング算出手段は、ＧＰＳ受信手段より得られた１秒周期の基準信号の受信時間と中央本部装置より送出される下りフレームの到達時間との時間差を測定ないしは算出する。
【００１３】
各基地局は、ＧＰＳを受信するＧＰＳ受信手段と、無線送信タイミング算出手段と、無線送信遅延手段と、無線送信手段とを備えている。無線送信タイミング算出手段は、ＧＰＳ受信手段より得られた１秒周期の基準信号の受信時間と当該基地局が接続している本部装置から送出される下りフレームの到達時間との時間差を測定ないしは算出して、その時間差のデータを遅延時間として当該本部装置へ通知する。
【００１４】
各一般本部装置は、当該一般本部装置に接続されている各基地局から通知される遅延時間の中から最大値を最大遅延時間として算出し、その最大遅延時間のデータに、既に算出済みの中央本部装置との上記回線遅延時間を加算して、得られた加算値を遅延時間として中央本部装置へ通知する。
【００１５】
中央本部装置は、各一般本部装置及び自基地局から収集した遅延時間の中から最大の値を本システム内の最大遅延時間として求め、この最大遅延時間のデータを自基地局及び各一般本部装置へ通知する。
【００１６】
各一般本部装置は、中央本部装置から通知される本通信システム内の最大遅延時間から、測定した当該一般本部装置までの回線遅延時間を減じた値を、各自基地局へ遅延時間として通知し、各基地局は、対応する一般本部装置より通知された遅延時間から、当該基地局と当該対応一般本部装置間の上記遅延時間を減じて得られる残りの時間分を、その無線送信遅延手段における遅延時間とすることで、各基地局の無線送信手段が、当該遅延時間経過後に、即ち、本通信システム内の最大遅延時間から自局までの遅延時間を減じた残りの時間を遅延させた時点に於いて、無線送信することで、複局同時送信が実行されることとなっている。以下、この発明の実施の形態１の内容を、図面を参照しつつ記載する。
【００１７】
図１は、本実施の形態１に係る広域無線通信システムの構成を示すブロック図である。図１に示す通り、全体の送受信のタイミングを管理する中央本部装置１に、複数の基地局４，５が専用のディジタル回線により接続されている。しかも、中央本部装置１の下位に一般本部装置２，３が専用のディジタル回線により接続され、各一般本部装置２，３に複数の基地局６〜９が接続されており、各基地局４〜９と移動局１0との間で無線通信が行われる。
【００１８】
ここで、移動局１０の下り無線周波数にはＦ１が、上り無線周波数にはＦ２が割り当てられ、基地局からの周波数Ｆ１の無線信号に同期して周波数Ｆ２の無線信号が基地局に送信される。本システムでは、受信及び送信は、フレーム単位で行われる、既述のＴＤＭＡ方式が用いられている。
【００１９】
例えば、基地局５から移動局１０への下り周波数Ｆ１(5−10)を有する無線信号と基地局９から移動局１０への下り周波数Ｆ１(9−10) を有する無線信号とのタイミングが一定時間以上ずれると、下り周波数Ｆ１(5−10)の無線信号と下り周波数Ｆ１(9−10) の無線信号は互いに干渉し合い、移動局１０は送信されて来る無線信号を正常に受信出来なく成る可能性がある。このため、下り周波数Ｆ１(5−10) の無線信号の送信タイミングと下り周波数Ｆ１(9−10)の無線信号の送信タイミングとを同一に設定しなければならない。そのためには、本広域無線通信システム内で中央本部装置１から見て最も遠い位置に存在する基地局に下りフレームが到達するまでの伝送路遅延時間を測定し、その測定結果を踏まえて、最も遠い基地局からの送信タイミングに合わせてその他の各基地局が無線信号を送信することを実現するべきであり、この様な送信形態を「複局同時送信」という。
【００２０】
ここで、図２は、広域無線通信システムに於ける複局同時送信のタイミング調整方法を模式的に示すタイミングチャートである。又、図３は、中央本部装置１の構成を示すブロック図である。尚、図示してはいないが、中央本部装置１に接続されている各一般本部装置２，３もまた、中央本部装置１と同様に、「ＧＰＳ受信手段」、「下りフレーム送信タイミング算出手段」及び「最大遅延時間算出手段」を具備している。
【００２１】
次に、図２及び図３を参照しつつ、本実施の形態に於ける広域無線通信システムの複局同時送信のタイミング調整方法について説明する。
【００２２】
本部装置と基地局間の回線において、１フレームの長さを1/Ｎ秒とした場合（１秒をＮ個のフレームで分割する場合）、ユーザーが中央本部装置１内の管理装置１２を介して遅延時間の測定を指示すると、中央本部装置１は、下りフレーム送信タイミング算出手段１４により、ＧＰＳ受信手段１３より得られた一秒周期の基準信号の受信直後のフレーム番号（図２の一例ではフレーム番号はＮ）と、その時間差Δtとを測定する。
【００２３】
次に、中央本部装置１は、次フレーム以降に（図２の一例ではフレーム（Ｎ＋１）以降に）、遅延時間測定のコマンドとそのフレーム番号（図２の一例ではフレーム番号はＮ）と時間差Δtの情報とを乗せて、自基地局４，５及び各一般本部装置２，３へ通知する。各一般本部装置２，３及び各自基地局４，５は、中央本部装置１より通知されたフレーム番号（図２の一例ではフレーム番号はＮ）のフレーム受信時とＧＰＳ受信手段より得られた一秒周期の基準信号の受信時との時間差を測定し、当該測定結果から時間差Δtのデータを減算することで、中央本部装置１と間の回線遅延時間（ここでは中央本部装置１と各一般本部装置との間の回線遅延時間をΔＴと定義する。）を算出する（図２の一例では、中央本部装置１と自基地局４，５との間の回線遅延時間はΔｔ１、中央本部装置１と最も遠方に存する基地局が繋がっている一般本部装置との間の回線遅延時間はΔＴＨである。）。
【００２４】
更に、各一般本部装置２，３は、中央本部装置1からの上記遅延時間測定の指示を受けて、中央本部装置１と同様に、その下りフレーム送信タイミング算出手段（図示せず）により、ＧＰＳ受信手段（図示せず）より得られた一秒周期の基準信号の受信直後のフレーム番号（図２の一例ではフレーム番号は（Ｎ−２））とその時間差Δt'とを測定し、次フレーム以降に（図２の一例ではフレーム（Ｎ−１）以降に）、遅延時間測定のコマンドとそのフレーム番号（図２の一例ではフレーム番号は（Ｎ−２））と時間差Δt'の情報とを乗せて、自基地局６〜９へ通知する。
【００２５】
各一般本部装置２，３の自基地局６〜９は、対応する一般本部装置から通知されたフレーム番号（図２の一例ではフレーム番号は（Ｎ−２））及び時間差Δt'の情報に基づき、そのＧＰＳ受信手段（図示せず）及び無線装置タイミング算出手段（図示せず）により、先ず、ＧＰＳ受信手段（図示せず）より得られた一秒周期の基準信号の受信時刻と、当該基準信号の受信直後の通知されたフレーム番号（図２の一例ではフレーム番号は（Ｎ−２））の下りフレームの当該基地局への受信時刻との時間差を測定し、次に、測定した時間差のデータから上記の時間差Δt'のデータを減算して得られる遅延時間（ここでは当該遅延時間をΔＴＢと定義し、特に図２の一例では、中央本部装置１から見て最も遠方に位置する基地局で測定・算出される遅延時間をΔＴＢｍａｘとして示している。）を算出し、算出した遅延時間を対応する一般本部装置へ通知する。
【００２６】
その後、各一般本部装置２，３は、その最大遅延時間算出手段（図示せず）により、自基地局６〜９から通知されて来る上記の遅延時間ΔＴＢのデータを収集して、これらのΔＴＢのデータ群の中から最大値ΔＴＢＭを算出し、次に、この最大値ΔＴＢＭに、中央本部装置1と各一般本部装置２，３間の上記遅延時間ΔＴを加算して得られる遅延時間（ΔＴＢＭ＋ΔＴ）（特に図２の一例では、ΔＴＢｍａｘ＋ΔＴＨ）を、中央本部装置1へ通知する。
【００２７】
その後、中央本部装置1は、その最大遅延時間算出手段１５により、自基地局４，５及び各一般本部装置２，３から通知されて来た遅延時間のデータ群から、本広域無線通信システム内の最大遅延時間（図２の一例により、ここでの最大遅延時間はΔＴＢｍａｘ＋ΔＴＨとなる。）を求めて、当該最大遅延時間のデータ（ΔＴＢｍａｘ＋ΔＴＨ）を各一般本部装置２，３及び各自基地局４，５へ通知し、遅延時間調整を指示する。
【００２８】
中央本部装置1の基地局４，５は、中央本部装置1より通知される最大遅延時間（ΔＴＢｍａｘ＋ΔＴＨ）から自局の遅延時間Δｔ１（図２参照）を減じた時間（ΔＴＢｍａｘ＋ΔＴＨ−Δｔ１）だけ遅延させたタイミングに於いて無線送信を行う。
【００２９】
又、各一般本部装置２，３は、中央本部装置1より通知される最大遅延時間（ΔＴＢｍａｘ＋ΔＴＨ）から、測定した自局までの遅延時間ΔＴ（図２の例、即ち、中央本部装置1に対して最遠端の基地局が繋がれた一般本部装置では、測定した自局までの遅延時間はΔＴＨである。）を減じた値を、遅延時間として、自基地局６〜９へ通知する。その通知に応じて、各基地局６〜９は、対応する一般本部装置２，３より通知された遅延時間から自局の遅延時間ΔＴＢ（図２に示す中央本部装置1に対して最遠端の基地局の場合には、自局の遅延時間はΔＴＢｍａｘである。）を減じた残りの時間だけ遅延させたタイミングに於いて無線送信を行う（図２に示す中央本部装置1に対して最遠端の基地局の場合には、減じて残る遅延時間は０秒である。即ち、遅延無し。）。この様な各基地局４〜９の無線送信のタイミング調整により、図１の広域無線通信系では、各基地局４〜９から移動局１０に対して或るフレーム（例えばフレームＮ）が無線送信されるタイミングは、中央本部装置1に対して最遠端の基地局から移動局１０に対して或るフレーム（例えばフレームＮ）が無線送信されるタイミングに揃えられ、その結果、全ての基地局４〜９から複局同時送信が可能となる。
【００３０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、中央本部装置１は更にタイマー機能手段（図示せず）を具備し、設定した時刻になると、自動的に一般本部装置２，３及び自基地局４，５に対して、実施の形態１で記載した様な遅延時間測定を指示する。
【００３１】
この様なタイマー機能の追加により、遅延時間に変動があった場合でも、タイマー機能手段に設定した時刻になると、本システムは、実施の形態１で既述した様な遅延時間調整を実施し、自動的に各基地局の送信タイミングを調整して、複局同時送信を維持することが出来る。
【００３２】
（付記）
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る広域無線通信システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る広域無線通信システムの複局同時送信のタイミング調整方法を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る広域無線通信システムの中央本部装置の構成図である。
【図４】従来の無線通信システムの構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  中央本部装置、２、３  一般本部装置、４、５、６、７、８、９  基地局、１０  移動局、１１  ＧＰＳ衛星装置、１２  管理装置、１３  ＧＰＳ受信手段、１４  下りフレーム送信タイミング算出手段、１５  最大遅延時間算出手段。
【図１】
2008219546.tif 000003
【図２】
2008219546.tif 000004
【図３】
2008219546.tif 000005
【図４】
2008219546.tif 000006