(57)【要約】  【課題】ＧＰＳ受信器等の複雑な受信器を設けずに、簡単構成の受信器を用いて各無線局間の同期をとり、同期をとるための同期基準局を別途設ける必要をなくす。  【解決手段】ＴＤＭＡ方式に基づいて無線通信をする各無線局２が、送信アンテナ２１を介して所定の送信タイミングに合わせて無線送信をする送信部２３を備えるＴＤＭＡ無線システムにおいて、各無線局２にＴＤＭＡ無線局間同期装置１を設けた。これは、上記ＴＤＭＡ無線システム外の他の既存の無線地上局により定期的に送信されるセル情報を含むビーコンの電波またはタイムコードを含む標準電波を受波して受信信号を受信する受信部１２と、受信信号を基に同期信号を生成する同期検出部１３と、同期信号を基に当該無線局２の送信タイミングの調整を行う送信制御部１４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＤＭＡ方式に基づいて無線通信をする各無線局が、所定の送信タイミングに合わせて無線送信をする送信手段を備えるＴＤＭＡ無線システムにおいて、前記各無線局に個々に設けられ、当該無線局の送信タイミングと他の無線局の送信タイミングとの同期をとるＴＤＭＡ無線局間同期装置であって、
前記ＴＤＭＡ無線システム外の他の既存の無線地上局により定期的に送信されるセル情報を含むビーコンの電波またはタイムコードを含む標準電波を受波して受信信号を受信する受信手段と、
この受信手段により受信された受信信号を基に同期信号を生成する同期検出手段と、
同期信号を基に当該無線局の送信タイミングの調整を行う送信制御手段と
を備えることを特徴とするＴＤＭＡ無線局間同期装置。
【請求項２】
前記同期検出手段により生成される同期信号に対する誤差が許容範囲内に所定期間収まる精度で、同期信号を前記送信制御手段に繰り返し出力する計時手段と、
前記所定期間を周期的に用いて、前記所定期間の前または後の期間において、前記受信手段による受信信号を受信する動作を許容するとともに、前記計時手段による同期信号を前記送信制御手段に繰り返し出力する動作を禁止する一方、前記所定期間内において、前記受信手段による受信信号を受信する動作を禁止するとともに、前記計時手段による同期信号を前記送信制御手段に繰り返し出力する動作を許容する制御を繰り返す受信制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載のＴＤＭＡ無線局間同期装置。
【請求項３】
前記ＴＤＭＡ無線システムにおける前記各無線局は、複数のグループに区分され、各グループ毎に異なる周波数の信号により無線通信をすることを特徴とする請求項１または２記載のＴＤＭＡ無線局間同期装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各無線局がＴＤＭＡ方式に基づいて無線通信をするＴＤＭＡ無線システムにおける各無線局に個々に設けられ、各無線局間の同期をとるＴＤＭＡ無線局間同期装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信方式の１つとしてＴＤＭＡ(時分割多元接続)方式がある。このＴＤＭＡ方式は、時間的にガードタイムで区切られたスロットに信号を含めてリアルタイムで衝突無く通信をする方法であることから、音声や画像などのやり取りをする携帯電話、ＰＨＳなどで使用されている。
【０００３】
ところで、上記ＴＤＭＡ方式に基づいて各無線局が無線通信をするＴＤＭＡ無線システムにおける各無線局に個々に設けられる従来のＴＤＭＡ無線局間同期装置には、順次送信同期方式を用いるものがある。この方式では、基準となる周辺基地局に対して他の周辺基地局の１局が同期を確立するよう遅延時間を補正し、さらに補正された周辺基地局を基準として別の周辺基地局の１局が同期を確立するというように１対１で遅延時間の補正が順次行われていく。しかし、そのような順次送信同期方式では、遅延補正完了時間が周辺基地局数に比例して大きくなるという問題がある。
【０００４】
この問題を解決するべく、特許文献１では、ＧＰＳ衛星を利用して各無線局間の同期をとるＴＤＭＡ無線局間同期装置が提案されている。この装置によれば、中央基地局から各周辺基地局へ呼出信号が送信される際にまちまちの遅延時間が発生しても、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ時刻により生成したＧＰＳクロックの周期に同期して各周辺基地局が一斉に呼出信号を送信できるため、呼出信号の同期を瞬時に確立することができる。
【０００５】
なお、特許文献２には、複数の送信機からいかなるタイミングで信号を送信しても、受信器が各々の送信機から送信される信号を確実に受け取ることができる非同期の多重無線通信機器が開示されている。
【特許文献１】特開平８−３０７９３２号公報
【特許文献２】特開２００２−３１９８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のＴＤＭＡ無線局間同期装置では、例えば温度、湿度、人検知、発報などのセンサ情報を収集するシステムをＴＤＭＡ無線システムで構成する場合、スペクトラム拡散方式を用いるＧＰＳ受信器などの複雑な受信器を各無線局に設ける必要があるため、そのＴＤＭＡ無線システムの価格が勢い高価となる問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＧＰＳ受信器などの複雑な受信器を設けることなく、簡単な構成の受信器を用いて、各無線局間の同期をとることができ、各無線局間の同期をとるための同期基準局を別途設ける必要のないＴＤＭＡ無線局間同期装置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】
【０００８】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、ＴＤＭＡ方式に基づいて無線通信をする各無線局が、所定の送信タイミングに合わせて無線送信をする送信手段を備えるＴＤＭＡ無線システムにおいて、前記各無線局に個々に設けられ、当該無線局の送信タイミングと他の無線局の送信タイミングとの同期をとるＴＤＭＡ無線局間同期装置であって、前記ＴＤＭＡ無線システム外の他の既存の無線地上局により定期的に送信されるセル情報を含むビーコンの電波またはタイムコードを含む標準電波を受波して受信信号を受信する受信手段と、この受信手段により受信された受信信号を基に同期信号を生成する同期検出手段と、同期信号を基に当該無線局の送信タイミングの調整を行う送信制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成では、ＴＤＭＡ無線システム外の他の既存の無線地上局により定期的に送信される電波の受信信号を基に同期信号が生成され、その同期信号を基に当該無線局の送信タイミングの調整が行われるので、ＧＰＳ受信器などの複雑な受信器を設けることなく、簡単な構成の受信器を用いて、各無線局間の同期をとることができる。また、ＴＤＭＡ無線システム外の他の既存の無線地上局からの電波を利用するので、各無線局間の同期をとるための同期基準局を別途設ける必要がない。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のＴＤＭＡ無線局間同期装置において、前記同期検出手段により生成される同期信号に対する誤差が許容範囲内に所定期間収まる精度で、同期信号を前記送信制御手段に繰り返し出力する計時手段と、前記所定期間を周期的に用いて、前記所定期間の前または後の期間において、前記受信手段による受信信号を受信する動作を許容するとともに、前記計時手段による同期信号を前記送信制御手段に繰り返し出力する動作を禁止する一方、前記所定期間内において、前記受信手段による受信信号を受信する動作を禁止するとともに、前記計時手段による同期信号を前記送信制御手段に繰り返し出力する動作を許容する制御を繰り返す受信制御手段とを備えることを特徴とする。この構成では、周期的に用いられる所定期間内において、受信手段による受信信号を受信する動作が禁止されるとともに、計時手段による同期信号を送信制御手段に繰り返し出力する動作が許容されるので、各無線局間の同期をとることができるほか、受信手段を間欠動作させることができ、受信に消費される電力を削減することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のＴＤＭＡ無線局間同期装置において、前記ＴＤＭＡ無線システムにおける前記各無線局は、複数のグループに区分され、各グループ毎に異なる周波数の信号により無線通信をすることを特徴とする。この構成では、無線局が増えてもＴＤＭＡ無線システムの応答性の低下度合いを軽減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＧＰＳ受信器などの複雑な受信器を設けることなく、簡単な構成の受信器を用いて、各無線局間の同期をとることができ、各無線局間の同期をとるための同期基準局を別途設ける必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施形態１）
図１は本発明による実施形態１のＴＤＭＡ無線局間同期装置の構成図、図２は同ＴＤＭＡ無線局間同期装置を含む各無線局により構成されるＴＤＭＡ無線システムを示す図、図３は同ＴＤＭＡ無線局間同期装置の動作タイミングを示す図である。
【００１４】
図１，図２に示すように、本実施形態１のＴＤＭＡ無線局間同期装置１は、ＴＤＭＡ方式に基づいて無線通信をする各無線局２が、送信アンテナ２１を介して、所定の送信タイミング信号に合わせて入力部２２からのデータを含む信号の無線送信をする送信部２３を備えるＴＤＭＡ無線システムＡにおいて、それら各無線局２に個々に設けられる。
【００１５】
なお、図１では、送信部２３に対応する受信部などの他の構成部分の図示は省略してある。また、ＴＤＭＡ無線システムＡの形態については、図１，図２の例に示すように、移動体を含まずに各無線局２同士が無線通信をする構成でも、移動体を含み、移動体と各無線局２との間で無線通信をする構成でもよい。要するに、本発明のＴＤＭＡ無線システムは、ＴＤＭＡ方式に基づいて無線通信をする各無線局が、所定の送信タイミングに合わせて無線送信をする送信手段を備える構成であればよい。
【００１６】
ＴＤＭＡ無線局間同期装置１は、当該無線局２の送信タイミングと他の無線局２の送信タイミングとの同期をとるものであり、アンテナ１１と、受信部１２と、同期検出部１３と、送信制御部１４とを備えている。
【００１７】
受信部１２は、ＴＤＭＡ無線システムＡ外の他の既存のＴＤＭＡ無線システムにおける無線地上局Ｂにより定期的に送信されるセル情報を含むビーコンの電波を、アンテナ１１で受波した後に復調などしてビーコン受信信号を受信し、そのビーコン受信信号を同期検出部１３に出力するものである。ここで、無線地上局Ｂとしては、例えば、携帯電話またはＰＨＳなどのシステムにおける無線局が利用される。このような場合、無線地上局Ｂにより定期的に送信されるビーコンには、基地局のＩＤ、通信品質などのセル情報が含まれる。なお、無線局２のアンテナは共通アンテナでもよい。
【００１８】
同期検出部１３は、受信部１２により受信されたビーコン受信信号を基に同期信号を生成するものである。同期信号は、例えばレベル判定などにより、ビーコン内の所定情報に対応する波形の立ち上がりないし立ち下がり時点に合わせて生成される。
【００１９】
送信制御部１４は、同期検出部１３により生成された同期信号を基に、当該無線局２の送信タイミングの調整を行うものである。例えば、スロットおよびガードタイムからなる１周期を、同期検出部１３により生成された同期信号に合わせるとともに、当該無線局２の送信タイミングを自局（当該無線局２）に割り当てられたスロットの開始時点になるように合わせる調整が行われる。
【００２０】
次に、本実施形態１の特徴となる動作について説明する。ＴＤＭＡ無線システムＡ外の他の既存のＴＤＭＡ無線システムにおける無線地上局Ｂから、セル情報を含むビーコンの電波が定期的に送信される。そのビーコンの電波がアンテナ１１で受波されると、受信部１２によりビーコン受信信号が受信される。そのビーコン受信信号が図３に示すように受信部１２から同期検出部１３に出力されると、同期検出部１３によりビーコン受信信号を基に同期信号が生成される。その同期信号が同期検出部１３から送信制御部１４に出力されると、その同期信号を基に当該無線局２の送信タイミングの調整が行われ、その調整後の送信タイミング信号が送信制御部１４から送信部２３に出力される。
【００２１】
このとき、送信部２３において、図３では、例えば上述のセンサなどの入力部２２からの送信すべきデータが無いので、送信タイミング信号に応じた無線送信は行われない。この状態が３回続いた後、送信すべきデータが入力しているが、送信制御部１４からの送信タイミング信号が無いので、そのデータはバッファに一時保持（蓄積）される。そして、送信制御部１４から送信タイミング信号が入力した時点で、一時保持している上記データを含む信号の無線送信が送信アンテナ２１を介して行われる。
【００２２】
以上、本実施形態１によれば、ＴＤＭＡ無線システムＡ外の他の既存のＴＤＭＡ無線システムにおける無線地上局Ｂにより定期的に送信されるビーコンの電波のビーコン受信信号を基に同期信号が生成され、その同期信号を基に当該無線局２の送信タイミングの調整が行われるので、ＧＰＳ受信器などの複雑な受信器を設けることなく、簡単な構成の受信器を用いて、各無線局２間の同期をとることができる。また、ＴＤＭＡ無線システムＡ外の他の既存の無線地上局Ｂからの電波を利用するので、各無線局２間の同期をとるための同期基準局を別途設ける必要がない。
【００２３】
なお、実施形態１では、無線地上局Ｂとして、例えば携帯電話またはＰＨＳなどのシステムにおける無線局が利用される構成になっているが、これに限らず、タイムコードを含む標準電波を送波する無線局が利用される構成でもよい。この構成の場合、同期検出部１３は、例えばレベル判定などにより、タイムコードの所定情報に対応する波形の立ち上がりないし立ち下がり時点に合わせて同期信号を生成するようにすればよい。具体的には、秒はパルス信号の立ち上がりで規定され、パルスの立ち上がりの５５％値が標準時の１秒信号に同期しているので、その１秒信号を基に同期信号を生成することができる。
【００２４】
また、送信部２３は、ＴＤＭＡ無線局間同期装置１に含めても含めなくてもよいことはいうまでもない。要するに、本発明は、ＴＤＭＡ無線システム外の他の既存の無線地上局により定期的に送信されるセル情報を含むビーコンの電波またはタイムコードを含む標準電波を受波して受信信号を受信する受信手段と、この受信手段により受信された受信信号を基に同期信号を生成する同期検出手段と、同期信号を基に当該無線局の送信タイミングの調整を行う送信制御手段とを備える構成であればよい。
【００２５】
（実施形態２）
図４は本発明による実施形態２のＴＤＭＡ無線局間同期装置の構成図、図５は同ＴＤＭＡ無線局間同期装置の動作タイミングを示す図である。
【００２６】
図４に示すように、本実施形態２のＴＤＭＡ無線局間同期装置１は、実施形態１との相違点として、同期検出部１３により生成される同期信号に対する誤差が許容範囲内に所定期間（図５のＴ２参照）収まる精度で、つまり所定時間内において同期検出部１３により生成される同期信号と実質的に等しい同期信号を送信制御部１４に繰り返し出力する内部タイマ１５と、受信部１２および内部タイマ１５の動作を制御する受信制御部１６とをさらに備えている。
【００２７】
次に、受信制御部１６の具体構成について、本実施形態２の特徴となる動作とともに説明する。受信制御部１６は、図４，図５に示すように、上記所定期間Ｔ２を周期的に用いて、所定期間Ｔ２の前または後の期間（図５では前の期間Ｔ１）において、受信部１２へのビーコン受信制御信号を例えばＨｉｇｈレベルにして、受信部１２による受信信号を受信する動作を許容するとともに、内部タイマ１５へのタイマ制御信号を例えばＬｏｗレベルにして、内部タイマ１５による同期信号を送信制御部１４に繰り返し出力する動作を禁止する。これにより、受信部１２は、例えばＨｉｇｈレベルに変化したビーコン受信制御信号に応じて、受信信号を受信する動作をする。内部タイマ１５は、例えばＬｏｗレベルに変化したタイマ制御信号に応じて、同期信号を送信制御部１４に繰り返し出力する動作を停止する。なお、内部タイマ１５は、その動作を停止している期間Ｔ１において、自己が同期信号を出力するタイミングを、同期検出部１３から出力される同期信号のタイミングに合わせるようにしてもよい。
【００２８】
また、受信制御部１６は、上記期間Ｔ１後の所定期間Ｔ２内において、受信部１２へのビーコン受信制御信号を例えばＬｏｗレベルにして、受信部１２による受信信号を受信する動作を禁止するとともに、内部タイマ１５へのタイマ制御信号を例えばＨｉｇｈレベルにして、内部タイマ１５による同期信号を送信制御部１４に繰り返し出力する動作を許容する。これにより、受信部１２は、例えばＬｏｗレベルに変化したビーコン受信制御信号に応じて、受信信号を受信する動作を停止する。内部タイマ１５は、例えばＨｉｇｈレベルに変化したタイマ制御信号に応じて、同期信号を送信制御部１４に繰り返し出力する動作をする。さらに、上記一連の制御は繰り返し実行される。
【００２９】
以上、本実施形態２によれば、周期的に用いられる所定期間Ｔ２内において、受信部１２による受信信号を受信する動作が禁止されるとともに、内部タイマ１５による同期信号を送信制御部１４に繰り返し出力する動作が許容されるので、各無線局２間の同期をとることができるほか、受信部１２を間欠動作させることができ、受信に消費される電力を削減することができる。
【００３０】
また、内部タイマ１５が、同期信号を送信制御部１４に繰り返し出力する動作を停止している期間Ｔ１において、自己が同期信号を出力するタイミングを、同期検出部１３から出力される同期信号のタイミングに合わせるように構成すれば、各期間Ｔ２において、同期検出部１３により生成される同期信号に対する誤差が許容範囲内に所定期間Ｔ２収まる精度で、同期信号を送信制御部１４に繰り返し出力することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態１，２では、同期信号は、送信制御部１４で利用される構成になっているが、図示省略した受信制御部で利用され、その受信制御部が、ＴＤＭＡ無線システムＡ内の無線局２または移動体からの無線電波を受波して受信信号を受信する受信部に対して、上記同期信号を基に受信タイミングの調整を行う構成にしてもよい。
【００３２】
また、上記実施形態１，２の変形例として、図６に示すように、ＴＤＭＡ無線システムＡにおける各無線局２が、複数のグループＧ１，…，Ｇｎに区分され、各グループ毎に異なる周波数ｆ１，…，ｆｎの信号により無線通信をする構成にしてもよい。この構成によれば、無線局２が増えてもＴＤＭＡ無線システムＡの応答性の低下度合いを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による実施形態１のＴＤＭＡ無線局間同期装置の構成図である。
【図２】同ＴＤＭＡ無線局間同期装置を含む各無線局により構成されるＴＤＭＡ無線システムを示す図である。
【図３】同ＴＤＭＡ無線局間同期装置の動作タイミングを示す図である。
【図４】本発明による実施形態２のＴＤＭＡ無線局間同期装置の構成図である。
【図５】同ＴＤＭＡ無線局間同期装置の動作タイミングを示す図である。
【図６】実施形態１，２の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ＴＤＭＡ無線局間同期装置
１１  アンテナ
１２  受信部
１３  同期検出部
１４  送信制御部
１５  内部タイマ
１６  受信制御部
２  無線局
２１  送信アンテナ
２２  入力部
２３  送信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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