(57)【要約】【課題】ＰＨＳ端末との無線通信を行うにあたって、自局がＩＳＤＮやＧＰＳ受信機などのような高精度な時計を備えておらず、ＡＤＳＬなどを利用する簡易な構成のＰＨＳ基地局において、安定で高精度な同期を得られるようにする。【解決手段】ＴＤＭＡ１３が隣接基地局からのＴＤＭＡ信号における制御信号をモニタし、受信されたユニークワード信号から、同期基地局選択手段１４が自機の同期すべき基地局を選択して、その基地局に同期することでタイミングを取得するにあたって、複数の基地局からのユニークワード信号を受信可能な場合、受信タイミングのばらつきが最も少ない基地局に同期する。したがって、ＩＳＤＮ網に接続される精度の高い基地局を親として、子、孫、曾孫というように、下層側になる程精度が低くなる準基地局のできるだけ上位に同期をするので、安定で高精度な同期を得ることができる。【選択図】図１
2009111447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユニークワード検出手段が隣接基地局からのＴＤＭＡ信号における制御信号をモニタし、受信されたユニークワード信号から、同期基地局選択手段が自機の同期すべき基地局を選択して、無線通信装置にその基地局に同期して端末局と通信を行わせるようにした無線基地局用同期信号発生装置において、
前記同期基地局選択手段は、複数の基地局からのユニークワード信号を受信可能な場合、受信タイミングのばらつきが最も少ない基地局に同期することを特徴とする無線基地局用同期信号発生装置。
【請求項２】
前記同期基地局選択手段は、さらに、前記受信タイミングのばらつきの検出を、前記ユニークワード信号の受信成立回数が所定レベル以上の基地局に対して行うことを特徴とする請求項１記載の無線基地局用同期信号発生装置。
【請求項３】
前記同期基地局選択手段は、さらに、制御信号の受信レベルの波形値の平均値が最も高い基地局に同期することを特徴とする請求項１または２記載の無線基地局用同期信号発生装置。
【請求項４】
前記同期基地局選択手段は、さらに、制御信号の受信レベルの分散値が最も低い基地局に同期することを特徴とする請求項１または２記載の無線基地局用同期信号発生装置。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線基地局用同期信号発生装置に、前記無線通信装置を備えて成ることを特徴とする無線基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＨＳなどの端末局と無線通信を行う無線基地局に用いられる同期信号発生装置およびそれを用いる無線基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局であるＰＨＳ（Personal Handyphone System）基地局は、当初ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）に接続され、有線側はそのＩＳＤＮを介して通信が行われている。一方、最近ではインターネットの普及に伴い、同じ有線のデジタル回線でも、安価なＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）が普及している。したがって、このＡＤＳＬを利用することで、基地局のコスト低下を期待でき、当初の電話通話だけでなく、パーソナルコンピュータなどを使用した高速低コストな通信に好適であり、一層の基地局の増設も予想される。
【０００３】
しかしながら、前記ＡＤＳＬを利用した基地局が従来通り同期を行おうとしても、ＩＳＤＮとＡＤＳＬとではデータフォーマットや通信速度が異なるので、同期信号発生装置を変更しなければＡＤＳＬと同期は取れず、同期信号も生成できない。また、ＰＨＳ網内で基地局としての機能を果たすには、周辺基地局との同期が必要であるが、ＡＤＳＬの時間精度は低く、そのためＧＰＳ（Global Positioning System）受信機などの別途高精度な時計が必要になる。
【０００４】
そこで、本件出願人は、特許文献１を提案した。その従来技術によれば、隣接基地局からのＴＤＭＡ信号における制御信号をモニタし、受信されたユニークワード信号から、自機の同期すべき基地局を選択して、その基地局に同期して端末局と通信を行うように構成されている。これによって、その隣接基地局のタイミングを用いて、前記ＡＤＳＬによる時間精度の低さをカバーし、ＰＨＳ網内で、安価な、言わば準基地局として機能するように構成されている。
【特許文献１】特開２００６−４１８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術は、安価な基地局の増設を可能にする優れた手法である。しかしながら、現在同期している基地局にトラブル等が発生して同期できなくなると、現在の自機の同期タイミングに近いタイミングの（最も同期し安い）局に切換えている。このため、前記トラブル等の発生に対するリカバーは速いものの、精度の高い（ＩＳＤＮに接続されている）基地局を親として、その下層の子、孫、曾孫・・・の下層側の基地局に同期してしまう可能性がある。その場合、精度の低い基地局でのタイミングのずれが、階層を経る程増幅されてしまい、自機の同期タイミングが安定しないという問題がある。また、元々ＰＨＳ基地局は、それぞれのサービスエリアが狭く、そのため多くが林立して設置されるので、単に受信電界強度（ＲＳＳＩ）が最も高い基地局に同期しても、同様に上述のような問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、簡易な構成で同期タイミングを安定させることができる無線基地局用同期信号発生装置およびそれを用いる無線基地局を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の無線基地局用同期信号発生装置は、ユニークワード検出手段が隣接基地局からのＴＤＭＡ信号における制御信号をモニタし、受信されたユニークワード信号から、同期基地局選択手段が自機の同期すべき基地局を選択して、無線通信装置にその基地局に同期して端末局と通信を行わせるようにした無線基地局用同期信号発生装置において、前記同期基地局選択手段は、複数の基地局からのユニークワード信号を受信可能な場合、受信タイミングのばらつきが最も少ない基地局に同期することを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、ＰＨＳシステムなどで、端末局との無線通信を行うにあたって、自局がＩＳＤＮやＧＰＳ受信機などのような高精度な時計を備えておらず、ＡＤＳＬなどを利用する簡易な構成の無線基地局に用いられる同期信号発生装置において、ユニークワード検出手段が隣接基地局からのＴＤＭＡ信号における制御信号をモニタし、受信されたユニークワード（同期用ワード）信号から、同期基地局選択手段が自機の同期すべき基地局を選択して、その基地局に同期することでタイミングを取得する際に、前記同期基地局選択手段が、複数の基地局からのユニークワード信号を受信可能な場合、受信電界強度（ＲＳＳＩ）が最も高い基地局に同期するのではなく、受信タイミングのばらつき（波形値の標準偏差値（分散値））が最も少ない基地局に同期する。一般的に、受信電界強度が高いと、受信タイミングのばらつきも少なくなる傾向があるが、準基地局と言える前述のような簡易な基地局の場合、自身の時計の精度が低いので、受信タイミングのばらつきは大きくなる。
【０００９】
したがって、受信タイミングのばらつきが最も少ない基地局に同期することで、ＩＳＤＮ網に接続される精度の高い基地局を親として、子、孫、曾孫というように、下層側になる程精度が低くなる前記準基地局のできるだけ上位に同期をしようとするので、安定で高精度な同期を得ることができる。
【００１０】
また、本発明の無線基地局用同期信号発生装置では、前記同期基地局選択手段は、さらに、前記受信タイミングのばらつきの検出を、前記ユニークワード信号の受信成立回数が所定レベル以上の基地局に対して行うことを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、前記の受信タイミングのばらつきの検出を行うにあたって、前記同期基地局選択手段は、総ての制御信号を受信可能な基地局に対して検出を行うのではなく、事前に前記ユニークワード信号の受信成立回数が所定レベル以上の基地局だけに篩をかける。
【００１２】
したがって、効率的に同期すべき基地局を判定することができる。
【００１３】
さらにまた、本発明の無線基地局用同期信号発生装置では、前記同期基地局選択手段は、さらに、制御信号の受信レベルの波形値の平均値が最も高い基地局に同期することを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、前記のユニークワード信号の受信タイミングのばらつき（波形値の標準偏差値（分散値））が最も少ない基地局の条件をクリアする基地局が複数存在する場合、さらに前記同期基地局選択手段は、制御信号の受信レベルの波形値、すなわち受信電界強度（ＲＳＳＩ）の平均値が最も高い基地局を選択して同期する。
【００１５】
したがって、一層適切に同期すべき基地局を判定することができる。
【００１６】
また、本発明の無線基地局用同期信号発生装置では、前記同期基地局選択手段は、さらに、制御信号の受信レベルの分散値が最も低い基地局に同期することを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、前記のユニークワード信号の受信タイミングのばらつき（波形値の標準偏差値（分散値））が最も少ない基地局の条件をクリアする基地局が複数存在する場合、さらに前記同期基地局選択手段は、制御信号でも、受信タイミングのばらつき（波形値の標準偏差値（分散値））を見て、それが最も低い基地局を選択して同期する。
【００１８】
したがって、一層適切に同期すべき基地局を判定することができる。
【００１９】
さらにまた、本発明の無線基地局は、前記の無線基地局用同期信号発生装置に、前記無線通信装置を備えて成ることを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、安定で高精度な同期を得ることができる無線基地局を実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の無線基地局用同期信号発生装置は、以上のように、ＰＨＳシステムなどで端末局との無線通信を行うにあたって、自局がＩＳＤＮやＧＰＳ受信機などのような高精度な時計を備えておらず、ＡＤＳＬなどを利用する簡易な構成の無線基地局に用いられる無線基地局用同期信号発生装置において、ユニークワード検出手段が隣接基地局からのＴＤＭＡ信号における制御信号をモニタし、受信されたユニークワード（同期用ワード）信号から、同期基地局選択手段が自機の同期すべき基地局を選択して、その基地局に同期することでタイミングを取得する際に、前記同期基地局選択手段が、複数の基地局からのユニークワード信号を受信可能な場合、受信タイミングのばらつき（波形値の標準偏差値（分散値））が最も少ない基地局に同期する。
【００２２】
それゆえ、ＩＳＤＮ網に接続される精度の高い基地局を親として、子、孫、曾孫というように、下層側になる程精度が低くなる前記準基地局のできるだけ上位に同期をしようとするので、安定で高精度な同期を得ることができる。
【００２３】
また、本発明の無線基地局用同期信号発生装置は、以上のように、前記の受信タイミングのばらつきの検出を行うにあたって、総ての制御信号を受信可能な基地局に対して検出を行うのではなく、事前に前記ユニークワード信号の受信成立回数が所定レベル以上の基地局だけに篩をかける。
【００２４】
それゆえ、効率的に同期すべき基地局を判定することができる。
【００２５】
さらにまた、本発明の無線基地局用同期信号発生装置は、以上のように、前記のユニークワード信号の受信タイミングのばらつき（波形値の標準偏差値（分散値））が最も少ない基地局の条件をクリアする基地局が複数存在する場合、さらに制御信号の受信レベルの波形値、すなわち受信電界強度（ＲＳＳＩ）の平均値が最も高い基地局を選択して同期する。
【００２６】
それゆえ、一層適切に同期すべき基地局を判定することができる。
【００２７】
また、本発明の無線基地局用同期信号発生装置は、以上のように、前記のユニークワード信号の受信タイミングのばらつき（波形値の標準偏差値（分散値））が最も少ない基地局の条件をクリアする基地局が複数存在する場合、さらに制御信号でも、受信タイミングのばらつき（波形値の標準偏差値（分散値））を見て、それが最も低い基地局を選択して同期する。
【００２８】
それゆえ、一層適切に同期すべき基地局を判定することができる。
【００２９】
さらにまた、本発明の無線基地局は、以上のように、前記の無線基地局用同期信号発生装置に、前記無線通信装置を備えて成る。
【００３０】
それゆえ、安定で高精度な同期を得ることができる無線基地局を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明の実施の一形態に係るＰＨＳ基地局の電気的構成を示すブロック図である。このＰＨＳ基地局は、ＰＨＳ端末２０との無線通信を行う無線通信装置２１に、その同期を制御する同期信号発生装置１を備えて構成される。前記同期信号発生装置１は、大略的に、他の基地局からの信号をアンテナ１１からＲＦ回路１２で受信し、その出力信号を、ＴＤＭＡ１３がモニタし、時分割処理するなどして復調して制御信号の中のユニークワード信号を検出し、検出された複数のユニークワード信号から、同期基地局選択手段１４が自機の同期先となる基地局を選択、すなわちユニークワード信号の取得先を選択することで、同期を得て、ＰＨＳ端末（接続機器）２０との通信を可能にするものである。
【００３２】
ここで、前記特許文献１に記載のように、日本国内で汎用化されているＰＨＳ通信方式は、主にＴＤＭＡ−ＴＤＤ（Time Division Multiple Access−Time Division Duplex）を採用しており、その一形態として、送信４スロット、受信４スロットの計８スロットを１サイクルとした略定期的な通話および通信を行う形態が採用されている。そして、各スロットは、ＴＤＭＡ信号の前記制御信号の役目を担う所謂ＣＣＨと称される制御チャネルや、所謂ＴＣＨと称される通信チャネルとして利用される。その制御チャネルＣＣＨは、一定周期（１００ｍｓｅｃ）で送信され、この制御チャネルＣＣＨに前記ユニークワード信号が含まれる。
【００３３】
前記同期基地局選択手段１４での選択結果に対応した制御信号を受信すべき基地局（ユニークワード信号の取得先）に対応した周波数の情報は、ＶＣＸＯ制御手段１６に与えられて制御量に変換され、その制御量はＤ／Ａコンバータ１７においてアナログの制御電圧に変換されてＶＣＸＯ（電圧制御発振器）１５に与えられる。したがって、ＶＣＸＯ１５は、前記制御信号を受信すべき基地局に対応した周波数で発振し、分周回路１８で分周されることでＴＤＭＡ動作させるために必要なクロックの周波数に変換され、前記ＴＤＭＡ１３に与えられるとともに、もう１つの分周回路１９で分周されて、前記ＰＨＳ端末２０に送信する同期信号の周波数に変換され、そのＰＨＳ端末２０と無線通信を行う無線通信装置２１に与えられる。前記無線通信装置２１は、ＡＤＳＬのネットワーク２３に接続され、ＰＨＳ端末２０との間で送受信した信号をこのＡＤＳＬのネットワーク２３から電話会社の交換機を経て相手先の電話会社の交換機から相手先に送受信する。こうして、該ＰＨＳ基地局１は、無線通信装置２１がＰＨＳ端末２０との無線通信を行うにあたって、前記ＩＳＤＮやＧＰＳ受信機などのような高精度な時計を備えておらず、ＡＤＳＬを利用する簡易な構成の、言わば準基地局として機能する。
【００３４】
上述のように構成される同期信号発生装置１において、注目すべきは、ユニークワード検出手段である前記ＴＤＭＡ１３が隣接基地局からのＴＤＭＡ信号における制御信号をモニタし、受信されたユニークワード信号から、同期基地局選択手段１４が自機の同期すべき基地局を選択して、無線通信装置２１をその基地局に同期させてＰＨＳ端末２０と通信を行うにあたって、前記同期基地局選択手段１４は、複数の基地局からのユニークワード信号を受信可能な場合、受信タイミングのばらつきが最も少ない基地局に同期することである。
【００３５】
図２は、そのような同期基地局の選択動作を説明するためのフローチャートである。電源ＯＮ後、ステップＳ１では、複数の各基地局から１００ｍｓｅｃ毎に送信される制御信号をアンテナ１１およびＲＦ回路１２で受信し、ＴＤＭＡ１３がその中の特定の局についてユニークワード信号を検出し、受信タイミングを計測する。このとき、ＶＣＸＯ１５に対しては制御は行わない。ステップＳ２では、前記ＴＤＭＡ１３は、上記受信タイミングでその制御信号を受信できた基地局に仮同期を取る。ステップＳ３では、仮同期のまま、同期基地局選択手段１４がＴＤＭＡ１３で得られた受信タイミングを一定時間モニタする。ステップＳ４では、制御信号を受信可能な基地局の総てに対して、前記ステップＳ１〜Ｓ３の処理を行ったか否かが判断され、そうでないときにはステップＳ１に戻る。こうして制御信号を受信可能な基地局の総てに対して、一定期間、ユニークワード信号の受信タイミングが順にモニタされた後、ステップＳ５に移る。
【００３６】
ステップＳ５では、前記同期基地局選択手段１４は、そのモニタ結果の中で、ユニークワード信号を受信できた回数（受信成立回数）が所定レベル以上の基地局を選択する（基地局からの制御信号が不安定な場合、受信できない回数が多くなる）。ステップＳ６では、前記同期基地局選択手段１４は、そのユニークワード信号の受信回数が所定レベル以上の基地局において、受信タイミングのばらつき（波形値の標準偏差値（分散値））が最も少ない基地局を同期基地局に選択し、ステップＳ７で、その基地局からのユニークワード信号の受信タイミングをＶＣＸＯ制御手段１６に送る。ステップＳ８では、前記ＶＣＸＯ制御手段１６は、送られてきたユニークワード信号の受信タイミングを用い、ユニークワード信号の受信タイミングが基準値以内に近付くようにＶＣＸＯ１５の制御量を演算し、その演算結果をＤ／Ａコンバータを介してＶＣＸＯ１５に与えることで、前記制御量に応じた周波数で発振させる。
【００３７】
続いて、ステップＳ９では、ＶＣＸＯ１５の発振信号を前記分周回路１９，１８で分周して、無線通信装置２１に与えられるとともに、ＴＤＭＡ１３は制御後の周波数でユニークワード信号の受信タイミングを計測する。ステップＳ１０では、その受信タイミングのばらつきが所定レベルより悪化したか否かが判断され、そうであるときにはステップＳ１１で受信成立回数が前記所定レベル以内の基地局で、受信タイミングのばらつきが次位の基地局に同期先を切換えて前記ステップＳ７に戻り、そうでないときにはこのステップＳ９を繰返す。
【００３８】
このようにＰＨＳ端末２０との無線通信を行うにあたって、自局がＩＳＤＮやＧＰＳ受信機などのような高精度な時計を備えておらず、ＡＤＳＬネットワーク２３を利用する簡易な構成の無線基地局に用いられる同期信号発生装置１において、ユニークワード検出手段であるＴＤＭＡ１３が隣接基地局からのＴＤＭＡ信号における制御信号をモニタし、受信されたユニークワード（同期用ワード）信号から、同期基地局選択手段１４が自機の同期すべき基地局を選択して、その基地局に同期することでタイミングを取得する際に、前記同期基地局選択手段１４が、複数の基地局からのユニークワード信号を受信可能な場合、受信電界強度（ＲＳＳＩ）が最も高い基地局に同期するのではなく、受信タイミングのばらつき（波形値の標準偏差値（分散値））が最も少ない基地局に同期することで、ＩＳＤＮ網に接続される精度の高い基地局を親として、子、孫、曾孫というように、下層側になる程精度が低くなる前記準基地局のできるだけ上位に同期をしようとするので、安定で高精度な同期を得ることができる。
【００３９】
また、前記同期基地局選択手段１４は、前記ユニークワード信号の受信タイミングのばらつきの検出を行うにあたって、総ての制御信号を受信可能な基地局に対して検出を行うのではなく、事前に前記ユニークワード信号の受信成立回数が所定レベル以上の基地局だけに篩をかけるので、効率的に同期すべき基地局を判定することができる。
【００４０】
好ましくは、前記ステップＳ６において、ユニークワード信号の受信タイミングのばらつきが最も少ない基地局の条件をクリアする基地局が複数存在する場合、さらに前記同期基地局選択手段１４は、制御信号の受信レベルの波形値、すなわち受信電界強度（ＲＳＳＩ）の平均値が高い基地局を選択するようにしてもよく、または前記制御信号でも、受信タイミングのばらつきを見て、それが低い基地局を選択するようにしてもよい。これによって、一層適切に同期すべき基地局を判定することができる。
【００４１】
本発明は、ＰＨＳ基地局に限らず、携帯電話などの他の無線基地局にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の一形態に係るＰＨＳ基地局の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る同期基地局の選択動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１    同期信号発生装置
１１    アンテナ
１２    ＲＦ回路
１３    ＴＤＭＡ
１４    同期基地局選択手段
１５    ＶＣＸＯ
１６    ＶＣＸＯ制御手段
１７    Ｄ／Ａコンバータ
１８，１９    分周回路
２０    ＰＨＳ端末
２１    無線通信装置
２３    ＡＤＳＬネットワーク
【図１】
2009111447.tif 000003
【図２】
2009111447.tif 000004