(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基地局と第２基地局とを同期させる方法であって、
（ａ）前記第１基地局からの第１信号を前記第２基地局が受信するステップを含み、前記第１信号はタイムスタンプを含み、そして、前記第１基地局は、前記第２基地局のクロック信号と同期していないクロック信号を有しており、さらに、
（ｂ）前記第２基地局のクロック信号に関して前記第１信号の受信時刻を前記第２基地局が測定するステップと、
（ｃ）測定された前記第１信号の受信時刻と、前記第１基地局と前記第２基地局との間の距離とに基づいて、前記第２基地局のクロック信号に関して前記第１信号の送信時刻を前記第２基地局が決定するステップと、
（ｄ）前記タイムスタンプと前記送信時刻におけるクロック信号どうしの間の信号サイクル差とに基づいて、前記第２基地局のクロック信号を前記第１基地局のクロック信号に前記第２基地局が同期させるステップとを有することを特徴とする同期方法。
【請求項２】
（ｅ）第２信号を前記第２基地局が受信するステップと、
（ｆ）前記第２基地局のクロック信号に関して前記第２信号の受信時刻を前記第２基地局が測定するステップと、
（ｇ）前記第１信号の送信時刻と前記第２信号の受信時刻との間の差を前記第２基地局が決定するステップとをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２信号は、前記第１基地局とは異なる発信源から受信されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
（ｅ）前記第２基地局のクロック信号に関して前記第１信号に基づく所定時刻を前記第２基地局が測定するステップと、
（ｆ）第２信号を前記第２基地局が受信するステップと、
（ｇ）前記第２基地局のクロック信号に関して前記第２信号の受信時刻を前記第２基地局が測定するステップと、
（ｈ）前記所定時刻と前記第２信号の受信時刻の間の差を前記第２基地局が決定するステップとをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記所定時刻は、前記第１基地局が制御メッセージを送信した時刻を示すことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２信号は、前記第１基地局とは異なる発信源から受信されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
コンピュータ上に実装された同期システムであって、
第１基地局からの第１信号を第２基地局によって受信する手段を含み、前記第１基地局は、前記第２基地局のクロック信号と同期していないクロック信号を有し、そして、前記第１信号はタイムスタンプを含み、さらに、
前記第２基地局のクロック信号に関して前記第１信号の受信時刻を前記第２基地局によって測定する手段と、
測定された前記第１信号の受信時刻と、前記第１基地局と前記第２基地局との間の距離とに基づいて、前記第２基地局のクロック信号に関して前記第１信号の送信時刻を前記第２基地局によって決定する手段と、
前記タイムスタンプと前記送信時刻におけるクロック信号どうしの間の信号サイクル差とに基づいて、前記第２基地局のクロック信号を前記第１基地局のクロック信号に前記第２基地局によって同期させる手段とを含むことを特徴とする同期システム。
【請求項８】
第２信号を前記第２基地局によって受信する後続受信手段と、
前記第２基地局のクロック信号に関して前記第２信号の受信時刻を前記第２基地局によって測定する後続測定手段と、
前記第１信号の送信時刻と前記第２信号の受信時刻との間の差を前記第２基地局が決定する後続決定手段とをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の同期システム。
【請求項９】
前記第２信号は、前記第１基地局とは異なる発信源から受信されることを特徴とする請求項８に記載の同期システム。
【請求項１０】
前記第２基地局のクロック信号に関して前記第１信号に基づく所定時刻を前記第２基地局によって測定する第１後続測定手段と、
第２信号を前記第２基地局によって受信する後続受信手段と、
前記第２基地局のクロック信号に関して前記第２信号の受信時刻を前記第２基地局によって測定する第２後続測定手段と、
前記所定時刻と前記第２信号の受信時刻との間の差を前記第２基地局によって決定する後続決定手段とをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の同期システム。
【請求項１１】
前記所定時刻は、前記第１基地局が制御メッセージを送信した時刻を示すことを特徴とする請求項１０に記載の同期システム。
【請求項１２】
プロセッサにより実行されたときに第１基地局と第２基地局とを同期させる複数のコードセグメントを有するデータ構造を含むコンピュータ可読媒体であって、前記複数のコードセグメントが、
前記第１基地局からの第１信号を前記第２基地局が受信する受信ソースコードセグメントを含み、前記第１信号はタイムスタンプを有し、そして、前記第１基地局は、前記第２基地局のクロック信号と同期していないクロック信号を有しており、さらに、
前記第２基地局のクロック信号に関して前記第１信号の受信時刻を測定する測定ソースコードセグメントと、
測定された前記第１信号の受信時刻と、前記第１基地局と前記第２基地局との間の距離とに基づいて、前記第２基地局のクロック信号に関して前記第１信号の送信時刻を決定する決定ソースコードセグメントと、
前記タイムスタンプと前記送信時刻におけるクロック信号どうしの間の信号サイクル差とに基づいて、前記第２基地局のクロック信号を前記第１基地局のクロック信号に同期させる同期ソースコードセグメントとを有することを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期していない基地局間に正確なタイミングソースを提供するために基地局と移動機の間で通信を行う方法に関し、特に、ワイヤレスＴＤＭＡまたはＡＭＰＳシステムにおける同期していない基地局間に正確なタイミングソースを提供するために基地局と移動機の間で通信を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セルラ、ＥＳＭＲ(enhanced specialized mobile radio)およびＰＣＳ(personal communication service)などのワイヤレス電話が広まることにより、（米国における）９１１（緊急電話番号）へのワイヤレス通話が急増している。公共安全機関は、陸上通信線発呼者に対するのと同レベルのサービスをセルラ発呼者にも提供しようと努力しているが、大きな技術的相違によって阻まれている。拡張９１１(enhanced 911)システムは、陸上通信線電話機をサポートするために設計され構築されている。陸上通信線電話機は、固定配線により電話局（ＴＣＯ：Telco Central Office）に接続されているため、電話機とその位置との間には固定した関係がある。陸上通信線電話機から９１１に発呼すると、その電話機の位置を用いて、最も近い警察、消防署、救急機関および公共安全応答ポイント（ＰＳＡＰ：public safety answering point）が決定される。この細かいオペレーションがオペレータにより直ちに実行されるため、周知のような９１１システムの迅速な応答が可能となる。
【０００３】
しかし、ワイヤレス発呼者は、特定の位置に関連づけられていない。このことは、ワイヤレス電話が広まった理由でもある。この利点は、緊急支援を必要とする場合のワイヤレス電話機すなわち移動機の使用に対しては逆に作用する。発呼者の地理的位置が未知である場合、オペレータは、その緊急事態の性質を十分に理解する前に、その位置と、その地域の警察、消防署、救急機関およびＰＳＡＰに関する基本的な情報を得るために、通話開始時に貴重な時間を費やさなければならない。従って、発呼者の位置の迅速な決定は、個人の安全にとって重大となることがある。
【０００４】
移動機位置決定システムを有するワイヤレス電話基地局が、移動機の地理的位置を決定するために考えられている。レーダの出現以来、高精度位置決定システムは、位置決定のための好ましい技術として、到着時間差（ＴＤＯＡ：time difference of arrival）法を用いている。実際、ＧＰＳ(全地球測位システム：Global Positioning System）は、ＦＣＣによって割り当てられている位置決定および監視サービスとして提案されているほとんどのシステムと同様、ＴＤＯＡに基づくシステムである。ＴＤＯＡシステムは、地理的に広い地域にわたって分布した複数の基地局に位置決定受信機を配置することによって動作する。信号が移動機から送信されると、その信号は毎秒約１０００フィート（３００ｍ／ｓ）でローカル基地局へ伝搬し、そこで、信号受信時刻（タイムスタンプ）が記録される。その後、周知の三角法を用いてタイムスタンプどうしの差を比較して、交差する双曲線を生成し、これから位置を推定する。
【０００５】
しかし、ＴＤＯＡ法は、三角法に用いられる基地局の時刻が正確に揃っていることを必要とする。換言すれば、基地局は同期していなければならない。現在、ＴＤＭＡおよびＡＭＰＳワイヤレスシステムでは、必要なタイミング精度および同期を提供するためには、すべての基地局に外部装置を追加しなければならない。
【０００６】
ＣＤＭＡは、ＴＤＭＡやＡＭＰＳとは非常に異なる技術である。ＣＤＭＡは、Ｎ＝１の周波数再使用計画を有し、同じ周波数スペクトルが（容量を増大させるために）隣接するセルによって使用される。ＣＤＭＡセルの同期により、ディジタル符号化音声データが隣のセルへシームレスにハンドオフされることが可能となる。ＴＤＭＡはＮ＝７の周波数再使用計画を有し、３０ｋＨｚ周波数チャネルは、チャネル間干渉を最小にするために、隣接するセルによって再使用されず、十分離れたセルによって使用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、ＴＤＭＡおよびＡＭＰＳシステムにおいて、高価な外部装置を実装せずに、基地局どうしの間にタイミング同期を提供する方法を実現することが必要とされている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、同期していない基地局どうしの間にＴＤＭＡ／ＡＭＰＳ無線インタフェースを用いてタイミング同期を提供する方法を実現することにより、従来のＴＤＭＡおよびＡＭＰＳシステムを改良する。これは、好ましい実施例では、サービス基地局から、所定の（候補）基地局に到着する信号のタイムスタンプを記録することによって実現される。タイムスタンプは、それぞれの候補基地局のクロック信号に関して記録される。それぞれの候補基地局は、各候補基地局で計算されるダウンリンクオフセットに基づいてサービス基地局と同期する。ダウンリンクオフセットは、それぞれの候補基地局の内部シンボルクロックに関して、信号がサービス基地局から送信される時刻から、その候補基地局のシンボルクロックの次の所定の周期的時点までの分数シンボル時間を表す。所定の周期的時点は、例えば、クロックがハイになる次のサイクルの開始時点である。それぞれの候補基地局は、その候補基地局で信号が受信される時刻と、信号がサービス基地局からその候補基地局まで伝搬するのにかかる既知の時間とに基づいて、信号が送信された時刻を決定する。
【０００９】
サービス基地局は、シンボルクロックサイクルの既知の時点（例えば、クロックサイクルの開始時点）で信号を送信するため、候補基地局は、サービス基地局の内部シンボルクロックに自己の内部シンボルクロックを同期させることができる。同期は、サービス基地局での信号送信時刻に対応するように、計算されたダウンリンクシンボルオフセットを合わせることによって確立される。
【００１０】
基地局の内部シンボルクロックは互いに同期していないが、基地局は、正確な通常のＴ１リンククロックに基づいて同じ周波数で動作する。すなわち、各クロックは、約１．５４４ＭＨｚ±７５Ｈｚの周波数で動作する。このため、基地局シンボルクロックは、他の基地局シンボルクロックと揃ってほぼ同じ関係を維持する。従って、同期している２つの基地局は、後続の通信で同期を維持することになる。基地局どうしが同期しているときには、同期した局を必要とする動作（例えば、ＴＤＯＡ情報を用いて移動機の位置を決定する）を実行することが可能である。従って、本発明は、従来のＴＤＯＡ法を用いて移動機の位置を決定することができるように基地局を同期させる方法を提供することになる。
【００１１】
移動機の位置を決定することは、９１１通話からの緊急処理の応用以外にも多くの利点を有する。他の応用例、例えば、詐欺取締、位置対応課金、車両・船舶・航空機の管理、在庫・パッケージの監視、および、ワイヤレスシステム設計もまた、大きなハードウェア実装コストなしにＴＤＭＡおよびＡＭＰＳシステムで利用可能となる。
【００１２】
好ましい実施例では、同期システムは、移動機の地理的位置の決定に用いられる、コンピュータ上のソフトウェア実装である。このソフトウェア実装は、サービス基地局から候補基地局に送信された第１信号の受信のタイムスタンプを受け取る。このタイムスタンプは、候補基地局のシンボルクロックに関して測定される。同期システムは、信号の受信タイムスタンプと、サービス基地局と候補基地局の間の既知の距離とに基づいて、信号がサービス基地局から送信された時刻を、送信タイムスタンプとして決定する。この送信タイムスタンプは、候補基地局のシンボルクロックに関して測定される。その後、同期システムは、信号の決定された送信タイムスタンプを、サービス基地局からの実際の送信タイムスタンプを表すサービス基地局シンボルクロックサイクルの既知の時点に合わせることによって、候補基地局のシンボルクロックをサービス基地局のシンボルクロックに同期させる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、高価な外部基地局装置を使用せずに、ＴＤＭＡ無線インタフェースを用いて移動機位置決定に関して基地局間でタイミング同期を行う方法のための同期システムに関する。このシステムおよび方法は、ＴＤＭＡおよびＡＭＰＳ通信方式をサポートし、従来の基地局ハードウェアを用いた９１１の現行の距離および応答時間要求条件を満たす。ここに記載する実施例はＴＤＭＡ通信システムで用いられるが、理解されるように、これらの実施例は、以下で説明するようにＡＭＰＳ通信システムにも適用可能である。
【００１４】
ある通信局を別の通信局に同期させる方法の一実施例を図１に示す。図１において、従来のＴＤＭＡワイヤレスシステム５は、サービス基地局１０、候補基地局２０、候補基地局３０、および移動機４０を有する。サービス基地局１０は、候補基地局２０からは既知の距離Ｄsaだけ離れ、候補基地局３０からは既知の距離Ｄsbだけ離れている。移動機４０は、基地局１０、２０および３０の間に位置し、データおよび符号で変調された信号が伝送される通信チャネルを通じて基地局１０、２０および３０と通信する。
【００１５】
図２のＡに、同期システム実装を示す。同期システム１は、コンピュータ６０、製造物７０を有し、好ましくは、サービス基地局１０に、あるいは、サービス基地局１０の受信機または送信機とリアルタイムで通信可能な位置に配置される。すなわち、同期システム１は、候補基地局２０、３０のうちの１つや、サービス基地局１０に通信接続された別の位置に配置されることも可能である。製造物７０は、コンピュータ可読媒体を有し、候補基地局２０、３０をサービス基地局１０に同期させ、移動機４０を位置決定する実行可能プログラムを含む。
【００１６】
図２のＢに、もう１つの同期システム実装を示す。同期システム１は、候補基地局２０、３０をサービス基地局１０に同期させる実行可能プログラムを運ぶ信号８０を受信するコンピュータ６０を有する。信号８０は、搬送波のある、または、搬送波のない、ディジタルフォーマットで伝送される。
【００１７】
本発明の好ましい実施例について以下の順序で説明する。まず、候補基地局２０、３０をサービス基地局１０に同期させる方法について、図３および図４を参照して説明する。次に、サービス基地局１０からの送信イベントと、後続のイベントの受信との間の時間を測定する方法について、図４および図５を参照して説明する。最後に、移動機４０を位置決定するために異なる候補基地局２０、３０に対する時間差を収集する方法について図４および図６を参照して説明する。
【００１８】
図３に、それぞれの候補基地局２０、３０の観点から、候補基地局２０、３０をサービス基地局１０に同期させる方法の流れ図を示す。サービス基地局１０は、フレームの未使用データシンボルにタイムスタンプを埋め込んで、ダウンリンク「イベント」を送信する。ＴＤＭＡの場合、この「イベント」は、例えば、送信において位相変化がシンボル間で起こる時点である。Ｓ１０で、候補基地局２０、３０は、ダウンリンクイベントを受信し、この「イベント」に埋め込まれたタイムスタンプを測定する。候補基地局２０、３０は、それぞれの候補基地局２０、３０のシンボルクロックに基づいて、受信時刻を測定する。
【００１９】
図４に、サービス基地局１０と候補基地局２０、３０の内部シンボルクロックのタイミングチャート例を示す。図示のように、サービス基地局１０は、送信時刻Ｔ0にダウンリンク「イベント」を送信し、これは、候補基地局２０、３０で、図３のステップＳ１０に記載したように、ダウンリンク受信時刻Ｔ1に受信される。ダウンリンク「イベント」受信時刻Ｔ1は、図４に示すように、それぞれの候補基地局２０、３０のシンボルクロックに関して示されている。
【００２０】
図３のステップＳ２０で、同期システム１は、候補基地局２０、３０のシンボルクロックに関して、ダウンリンク「イベント」の送信時刻Ｔ0を決定する。ダウンリンク送信時刻Ｔ0は、信号が候補基地局２０、３０で受信された時刻Ｔ1と、サービス基地局１０とそれぞれの受信側基地局２０、３０の間の既知の距離とに基づいて決定される。すなわち、ダウンリンク送信時刻Ｔ0は、ダウンリンク受信時刻Ｔ1から、サービス基地局１０から候補基地局２０、３０までダウンリンク信号が伝搬する時間を引いたものに等しい。視線（見通し線）信号路を仮定すると、信号の伝搬時間は、サービス基地局と候補基地局の間の距離を、信号波の速度で割ったものに等しい。
【００２１】
図３のステップＳ３０で、同期システム１は、シンボルクロック差に従って、候補基地局２０、３０のシンボルクロックをサービス基地局１０に合わせる。サービス基地局１０は、時刻Ｔ0（例えば、送信において位相変化がシンボル間で起こるとき）にそのダウンリンク「イベント」を送信する。図４に示すように、位相変化の送信時刻Ｔ0は、シンボルクロックがハイになるときに起こる。候補基地局２０、３０によって決定されるダウンリンク送信時刻Ｔ0は、候補基地局２０、３０のシンボルクロックにマークされ、サービス基地局１０がダウンリンク「イベント」を送信する既知の時点に合わせられる。同期システム１は、送信時刻Ｔ0と、候補基地局２０、３０における次のシンボルクロックサイクルの開始時点との間の時間としてダウンリンクオフセットＤ0を決定する。すなわち、ダウンリンクオフセットＤ0は、サービス基地局１０とそれぞれの候補基地局２０、３０とのクロック間のシンボルオフセットを表す。
【００２２】
こうして、候補基地局２０、３０のシンボルクロックは、サービス基地局１０のシンボルクロックと同期する。サービス基地局１０のシンボルクロック上の任意の時点が、ダウンリンクオフセットＤ0だけずらされた、候補基地局２０、３０のシンボルクロック上の同様の時点に対応するからである。すなわち、サービス基地局１０におけるシンボルクロックの所定時刻を、計算されたダウンリンク送信時刻Ｔ0に合わせることにより、候補基地局２０、３０はサービス基地局１０と同期する。
【００２３】
次に、サービス基地局１０の送信イベントと、後続のイベントの受信との間の時間を測定する方法について、図４および図５を参照して説明する。候補基地局２０または３０が、ダウンリンクオフセットＤ0に基づいてサービス基地局１０と同期すると、後続の「イベント」もまた同期する。すなわち、候補基地局２０、３０で受信される後続のタイムスタンプは、サービス基地局１０のシンボルクロック上の既知の時点から測定することができる。従って、後続の信号が候補基地局２０、３０によって受信されると、同期システムは、ダウンリンク送信時刻Ｔ0と、その後続信号の受信との間の時間差を決定することができる。
【００２４】
図５に、同期システム１のもう１つの好ましい実施例の例示的な流れ図を示す。この好ましい実施例では、ステップＳ１００で、同期システム１は、前述（図３のステップＳ１０、Ｓ２０およびＳ３０）のように、受信側基地局２０、３０をサービス基地局１０に同期させる。同期システム１が候補システム２０、３０を同期させた後、ステップＳ１１０で、それぞれの候補基地局２０、３０は、後続の信号を受信する。この後続信号は、移動機４０、サービス基地局１０、または別の候補基地局２０、３０のような、任意の発信源から発信されたものであることが可能である。候補基地局２０、３０は、受信側候補基地局２０、３０のシンボルクロックに関して、この後続信号の受信時刻を測定する。
【００２５】
ステップＳ１００で、候補基地局２０、３０がサービス基地局１０からダウンリンクメッセージを受信し、それぞれの候補基地局２０、３０をサービス基地局１０に同期させた後、移動機４０のような発信源は、制御メッセージに応答して、アップリンク「イベント」を送信する。このアップリンク「イベント」は、例えば、送信において既知のシンボル間で起こる位相変化である。サービス基地局１０および候補基地局２０、３０は、アップリンク「イベント」を受信し、それぞれの基地局１０、２０および３０のシンボルクロックに基づいて、アップリンク「イベント」の受信時刻を測定する。候補基地局２０、３０はステップＳ１００でサービス基地局１０と同期しているため、同期システム１は、ステップＳ１２０で、サービス基地局１０から送信されたダウンリンク「イベント」の送信時刻Ｔ0と、移動機４０から送信されそれぞれの候補基地局２０、３０で受信されたアップリンク「イベント」の受信時刻Ｔ4との間の差を決定することができる。もちろん、同期システム１は、ステップＳ１２０で、サービス基地局１０から送信されたダウンリンク「イベント」の送信時刻Ｔ0と、移動機４０から送信されサービス基地局１０で受信されたアップリンク「イベント」の受信時刻Ｔ5との間の差を決定することも可能である。時間差は、ダウンリンクオフセットＤ0（時刻Ｔ0から、次のシンボルの開始（立ち上がり）時刻までの時間）と、下記のアップリンクオフセットＵ0と、ダウンリンクオフセットＤ0とアップリンクオフセットＵ0の間のシンボル数との和として報告される。
【００２６】
図４には、候補基地局２０、３０によって受信されるアップリンク「イベント」のアップリンクオフセットＵ0の例も示されている。上記のように、図５のステップＳ１１０で、候補基地局２０、３０は、候補シンボルクロックに関してＴ4にアップリンク「イベント」を受信する。次に、同期システム１は、Ｔ4と、シンボルクロックの最近の立ち上がり時刻（時刻Ｔ3）との間の時間間隔を測定する。すると、アップリンクオフセットＵ0は、それぞれの候補基地局２０、３０の内部シンボルクロックに関して、最後のシンボルクロック立ち上がり時刻Ｔ3からアップリンク「イベント」受信時刻Ｔ4までのシンボルクロックの一部分として決定される。こうして、同期システム１は、サービス基地局１０からのダウンリンク「イベント」の送信時刻Ｔ0と、候補基地局２０、３０で受信されるアップリンク「イベント」の受信時刻との間の総時間を、ダウンリンクオフセットＤ0、アップリンクオフセットＵ0およびそれらの間のシンボル数の和として測定する。
【００２７】
次に、移動機４０を位置決定するために相異なる候補基地局２０、３０からの時間差を収集する方法について、図４および図６を参照して説明する。この実施例は、９１１通話を発呼する移動機４０の地理的位置を決定するために正確なタイミングソースを提供する方法を記述する。
【００２８】
図６のステップＳ２００で、サービス基地局１０は、「９１１」呼を受信する。この呼は、移動機４０により逆方向（リバース）チャネル上に送信され、例えば以下で述べるように基地局１０が移動機４０を位置決定するきっかけとなる。９１１呼に応答して、サービス基地局１０は、サービス基地局１０の近隣の基地局に、地理的位置決定要求を送信する。この地理的位置決定要求は、Ｔ１制御メッセージに埋め込まれ、ＰＳＴＮの交換機で実行制御プロセッサ（ＥＣＰ：executive control processor）を通じて送信される。
【００２９】
地理的位置決定要求に基づいて、近隣の基地局は、移動機４０から送信された送信信号の信号品質をチェックし、ＥＣＰを通じてサービス基地局１０にその信号品質レベルを返送する。ステップＳ２２０で、返送された信号を受信すると、サービス基地局１０は、どの近隣基地局が、移動機４０の地理的位置決定の良好な候補であるかを決定する。移動機４０からの送信信号を十分に高い信号品質で受信した近隣基地局が候補基地局２０、３０に割り当てられ、以下で説明するように、ＴＤＯＡ情報を収集するために使用される。
【００３０】
ステップＳ２３０で、サービス基地局は、移動機へダウンリンクメッセージを送信する。これは、候補基地局２０、３０によっても受信される。好ましい実施例では、図７に示すように、ＩＳ１３６Ａメッセージフォーマットが利用される。図７のＡは、移動局から基地局へのメッセージのスロットフォーマットを示し、図７のＢは、基地局から移動局へのメッセージのスロットフォーマットを示す。スロットＧはガードタイム(guard time)を表し、スロットＲはランプタイム(ramp time)を表し、ＤＡＴＡはユーザ情報あるいはＦＡＣＣＨを表し、ＳＡＣＣＨは低速対応制御チャネル(slow associated control channel)を表し、ＣＤＶＣＣは符号化ディジタル検証カラー符号(coded digital verification color code)を表し、ＳＹＮＣはトレーニングにおける同期を表し、ＣＤＬは符号化ディジタル制御チャネルロケータ(coded digital control channel locator)、ＲＳＶＤは予約を表す。本実施例では、コマンドは、ダウンリンクメッセージのＳＡＣＣＨ期間中に送信することが可能である。
【００３１】
次に、候補基地局２０、３０は、図３のステップＳ１０〜Ｓ３０に関して既に説明したように、自己の内部シンボルクロックをサービス基地局１０の内部シンボルクロックと同期させる。
【００３２】
また、ダウンリンクメッセージは、サービス基地局１０が制御メッセージを移動機４０に送信することになることをそれぞれの候補基地局２０、３０に通知する。すなわち、ダウンリンクメッセージに埋め込まれるのは、サービス基地局１０が特定の時刻（例えば、候補基地局２０、３０に送信されるダウンリンクメッセージの送信からあるシンボルクロックサイクル数の後）に制御メッセージを移動機４０に送信することになることを候補基地局２０、３０に通知する指令である。例えば、ダウンリンクメッセージに埋め込まれるのは、サービス基地局１０が図４に示す時刻Ｔmに制御メッセージを移動機４０に送信することになることを候補基地局２０、３０に通知する指令である。
【００３３】
候補基地局２０、３０は、サービス基地局１０と同期しており、サービス基地局１０が移動機制御メッセージを送信するときとしてダウンリンクメッセージが示している特定時刻までカウントダウンし、その特定時刻Ｔmからカウントを開始する。図６のステップＳ２４０で、サービス基地局１０は、移動機制御メッセージを送信する。移動機制御メッセージは、アップリンク「イベント」（例えば上記のように、ＴＤＭＡにおけるシンボル位相変化の発生）を送信するよう移動機４０に指令する。これにより、移動機４０は、サービス基地局１０から移動機制御メッセージを受信し、応答アップリンク「イベント」を基地局１０、２０および３０へ送信する。ステップＳ２５０で、基地局１０、２０、３０は応答アップリンク「イベント」を受信し、図５で既に説明したステップＳ１１０と同様にして、応答アップリンク「イベント」の受信時刻を測定する。
【００３４】
図６のステップＳ２６０で、基地局１０、２０および３０は、サービス基地局１０から送信された移動機制御メッセージの送信時刻と、それぞれの基地局１０、２０および３０で受信された移動機４０のアップリンク「イベント」の受信時刻との間の時間差を決定する。候補基地局２０および３０に対する差は、図５のステップＳ１２０について前述した方法と同様にして決定される。本実施例では、サービス基地局１０からの移動機制御メッセージの送信時刻と、移動機アップリンク「イベント」の受信時刻との間の差は、ダウンリンクオフセットＤ0と、アップリンクオフセットＵ0と、それぞれの基地局２０および３０において時刻ＴmとアップリンクオフセットＵ0との間に生じたシンボルカウント数との和として決定される。
【００３５】
理解されるように、この時間差は、各基地局２０、３０に固有の遅延を含まない。これらの遅延は、候補基地局２０および３０の受信機パスの群遅延と、サービス基地局１０と候補基地局２０および３０との間の距離による遅延とを含む。しかし、これらの遅延はいずれも既知であるか、または容易に決定することができる。群遅延は、信号が基地局受信機回路、基地局送信機回路、または移動機の受信機もしくは送信機回路を通過する際の信号の遅延である。群遅延は一定値であるが、各基地局ごとに測定しなければならない。基地局と候補基地局の間の遅延は、ＲＦ信号が伝搬する距離による（１ｍあたり約３ナノ秒）。
【００３６】
サービス基地局１０からの信号の送信時刻と、サービス基地局１０における移動機４０のアップリンク「イベント」の受信時刻との間の時間差は、候補基地局２０および３０について、ステップＳ１２０およびＳ２６０で既に説明した方法と同様にして決定される。しかし、サービス基地局１０は自分自身に同期しており、そのダウンリンク「イベント」および移動機制御メッセージはシンボルクロックの開始時点でサービス基地局１０から送信されるため、ダウンリンクオフセットＤ0はない。従って、ステップＳ２６０におけるサービス基地局１０についての時間差は、時刻Ｔmにおける移動機制御メッセージの送信と時刻Ｔ5におけるアップリンク「イベント」の受信との間に生じる内部シンボルカウント数と、前のシンボルからアップリンク「イベント」受信時刻Ｔ5間でのシンボル時間の一部分であるアップリンクオフセットＵ0との和に等しい。
【００３７】
候補基地局２０および３０について既に述べたのと同様に、既知の群遅延を上記の和から減算し、候補基地局２０および３０について決定された時間差と整合する時間差を得る。サービス基地局１０の場合、遅延は、サービス基地局１０の受信機におけるアップリンク「イベント」の受信の実際の時刻から、タイムスタンプの記録時刻までの、サービス基地局１０における受信機の群遅延を含む。サービス基地局１０におけるもう１つの遅延は、信号を送信する指令の受信と、その送信の実際の時刻の間の時間差として測定される送信機群遅延である。上記のように、これらのカウントは既知であるか、または、容易に決定することができる。
【００３８】
図６に示すように、ステップＳ２６０で、移動機制御メッセージの送信時刻Ｔ4と移動機アップリンク「イベント」の受信時刻Ｔmの間の時間差が決定された後、候補基地局２０および３０は、その時間差をサービス基地局１０に送信する。ステップＳ２７０で、サービス基地局１０は、候補基地局２０、３０から時間差を受信する。ステップＳ２８０で、例えばサービス基地局１０に位置するコンピュータは、時間差に基づいて、ＴＤＯＡを用いて、移動機４０の位置を決定する。移動機４０の位置を決定するために用いられるＴＤＯＡ法は周知であり、基地局１０、２０および３０がアップリンク「イベント」を受信する時刻の間の時間差に基づいている。
【００３９】
また、理解されるように、移動機４０において、移動機４０が移動機制御メッセージを受信する時刻と、移動機４０が「イベント」を送信する時刻の間には遅延が存在する。しかし、この移動機遅延は、それぞれの決定された時間差に対して同一であるため、基地局１０、２０および３０のうちの１つからの時間差を、基地局１０、２０および３０のうちの別の１つと比較する際には互いにキャンセルされる。
【００４０】
上記の実施例は、ＴＤＭＡシステムに関して説明した。ＡＭＰＳシステムの場合、方法は基本的に同一である。２つの方法の間の主な相違点は、移動機４０によって送信されるアップリンク「イベント」が、ＴＤＭＡイベントではなくＡＭＰＳイベントであることである。このため、アップリンク「イベント」は、例えば、アップリンク信号に含まれる移動機識別番号の受信によって測定される。移動機識別番号は、逆方向（リバース）チャネル上で送信される「イベント」データの送信ストリング中の所定の時点に位置する。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、ＴＤＭＡおよびＡＭＰＳシステムにおいて、高価な外部装置を実装せずに、基地局どうしの間にタイミング同期を提供する方法が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＴＤＭＡ／ＡＭＰＳワイヤレスシステムの基本コンポーネントを示すブロック図である。
【図２】Ａは、本発明の好ましい実施による同期システム実装の概略図である。Ｂは、本発明のもう１つの好ましい実施による同期システム実装の概略図である。
【図３】同期システムの好ましい実施例の流れ図である。
【図４】本発明の好ましい実施例による、相異なる基地局からの内部シンボルクロックの同期の例を示す流れ図である。
【図５】同期システムのもう１つの好ましい実施例の流れ図である。
【図６】同期システムのさらにもう１つの好ましい実施例の流れ図である。
【図７】同期システムの好ましい実施例における例示的なメッセージフォーマットの図である。
【符号の説明】
１  同期システム
５  ＴＤＭＡワイヤレスシステム
１０  サービス基地局
２０  候補基地局
３０  候補基地局
４０  移動機
６０  コンピュータ
７０  製造物
８０  信号
【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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【図７】
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