(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一周波数のＴＤＭＡ方式により複数の基地局と複数の移動局とが通信を行い、各基地局は、ＴＤＭＡフレームの先頭にて報知チャネルを送信する無線通信システムの基地局間同期方法において、
新設基地局がキャリアセンスを行って既設基地局のランダムアクセスチャネル、または空き時間に報知チャネルを送信し、
新設基地局および各既設基地局は、自局の報知チャネルの送信時刻および自局と前後の他の基地局との報知チャネルの送信時刻差を記憶し、
この記憶した自局の報知チャネルの送信時刻および前後の局との送信時刻差の情報に基づいて、次フレームの自局の報知チャネルの送信時刻を、前の基地局との報知チャネルの送信時刻差と後の基地局との報知チャネルの送信時刻差との差分の１／２の値が移動局に対するタイミング変動許容範囲内であれば、前記差分の１／２の値で補正し、前記差分の１／２の値が前記タイミング変動許容範囲を越える場合には、タイミング変動許容値で補正する
ことを特徴とする基地局間同期方法。
【請求項２】
自局の報知チャネルの送信時刻を補正したとき、補正した報知チャネルの該当フレーム以降のＮ（Ｎ≧１）フレームの間は報知チャネルをフレーム周期で送信しＮ＋１フレーム目に再度送信時刻補正を行う請求項１記載の基地局間同期方法。
【請求項３】
同一周波数のＴＤＭＡ方式により複数の基地局と複数の移動局とが通信を行い、各基地局は、ＴＤＭＡフレームの先頭にて報知チャネルを送信する無線通信システムの基地局間同期方法において、
新設基地局がキャリアセンスを行って既設基地局のランダムアクセスチャネル、または空き時間に報知チャネルを送信したとき、自局の優先時間内に新設基地局の報知チャネルを受信した既設基地局は基準基地局となって報知チャネルをフレーム間隔で送信し、
基準基地局以外の他の既設基地局および前記新設基地局は、自局の報知チャネルの送信時刻および自局と前後の他の基地局との報知チャネルの送信時刻差を記憶し、
この記憶した自局の報知チャネルの送信時刻および前後の局との送信時刻差の情報に基づいて、次フレームの自局の報知チャネルの送信時刻を、前の基地局との報知チャネルの送信時刻差と後の基地局との報知チャネルの送信時刻差との差分の１／２の値が移動局に対するタイミング変動許容範囲内であれば、前記差分の１／２の値で補正し、前記差分の１／２の値が前記タイミング変動許容範囲を越える場合には、タイミング変動許容値で補正する
ことを特徴とする基地局間同期方法。
【請求項４】
同一周波数のＴＤＭＡ方式により通信を行う複数の基地局および移動局を備え、
各基地局は、ＴＤＭＡフレームの先頭にて報知チャネルを送信する手段を備えた
無線通信装置において、
新設基地局は、キャリアセンスを行って既設基地局のランダムアクセスチャネル、または空き時間に報知チャネルを送信する手段を備え、
前記既設基地局および前記新設基地局は、
他の基地局が送信する報知チャネルを受信する手段と、
自局の報知チャネルの送信時刻および前記受信する手段により受信した自局の前後の他の基地局が送信する報知チャネルの送信時刻と自局の報知チャネルの送信時刻との送信時刻差を記憶し、この記憶した自局の報知チャネルの送信時刻および前後の局との送信時刻差の情報に基づいて、次フレームの自局の報知チャネルの送信時刻を前の基地局との報知チャネルの送信時刻差と後の基地局との報知チャネルの送信時刻差との差分の１／２の値が移動局に対するタイミング変動許容範囲内であれば、前記差分の１／２の値で補正し、前記差分の１／２の値が前記タイミング変動許容範囲を越える場合には、タイミング変動許容値で補正する手段と
を備えた
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
前記補正する手段は、自局の報知チャネルの送信時刻を補正したとき、該当フレーム以降のＮ（Ｎ≧１）フレームの間は報知チャネルをフレーム周期で送信しＮ＋１フレーム目に再度送信時刻補正を行う手段を含む請求項４記載の無線通信装置。
【請求項６】
同一周波数のＴＤＭＡ方式により通信を行う複数の基地局および移動局を備え、
各基地局は、ＴＤＭＡフレームの先頭にて報知チャネルを送信する手段と他の基地局が送信する報知チャネルを受信する手段とを備えた無線通信装置において、
新設基地局は、キャリアセンスを行って既設基地局のランダムアクセスチャネル、または空き時間に報知チャネルを送信する手段を備え、
前記既設基地局は、前記受信する手段が自局の優先時間内に前記新設基地局の報知チャネルを受信したときには基準基地局となって、報知チャネルをフレーム間隔で送信する手段を備え、
前記既設基地局は、従属基地局として、自局の報知チャネルの送信時刻および前記受信する手段で受信した自局の前後の他の基地局の報知チャネルの送信時刻と自局の報知チャネルの送信時刻との送信時刻差を記憶し、この記憶した自局の報知チャネルの送信時刻および前後の局との送信時刻差の情報に基づいて、次フレームの自局の報知チャネルの送信時刻を前の基地局との報知チャネルの送信時刻差と後の基地局との報知チャネルの送信時刻差との差分の１／２の値が移動局に対するタイミング変動許容範囲内であれば、前記差分の１／２の値で補正し、前記差分の１／２の値が前記タイミング変動許容範囲を越える場合には、タイミング変動許容値で補正する手段を備え、
前記新設基地局は、
自局の報知チャネルの送信時刻および前記受信する手段で受信した自局の前後の他の基地局の報知チャネルの送信時刻と自局の報知チャネルの送信時刻との送信時刻差を記憶し、この記憶した自局の報知チャネルの送信時刻および前後の局との送信時刻差の情報に基づいて、次フレームの自局の報知チャネルの送信時刻を前の基地局との報知チャネルの送信時刻差と後の基地局との報知チャネルの送信時刻差との差分の１／２の値が移動局に対するタイミング変動許容範囲内であれば、前記差分の１／２の値で補正し、前記差分の１／２の値が前記タイミング変動許容範囲を越える場合には、タイミング変動許容値で補正する手段を備えた
ことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式による移動通信に利用する。特に、ダイナミックスロット割当方式に利用するに適する。本発明は、複数の基地局間の同期技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＴＤＭＡ方式を用いた移動通信における時間割当てを図２および図３を参照して説明する。図２は二つの基地局間で同期をとりつつ均等に時間割当を行っている例を示す図である。時刻ｔ０からｔ２は基地局１の優先時間であり、基地局２の非優先時間である。また時刻ｔ２からｔ３までは基地局１の非優先時間であり、基地局２の優先時間である。また時刻ｔ１からｔ２までは、基地局１のトラフィックが少ないために生じる空き時間を表している。
【０００３】
この環境に新設基地局が立ち上がる場合を図３に示す。図３は二つの基地局間が均等に時間割当てされている状態に新設基地局が立ち上がった場合の従来例を示す図である。新設基地局である基地局３はキャリアセンスを行い基地局１もしくは基地局２のランダムアクセスチャネルもしくは、空き時間を見つけた場合に、そこに報知チャネルを送信する。ただし、ランダムアクセスチャネルもしくは、空き時間の開始からＹ秒間のタイムラグを置いた後に送信することとする。これは、他の端末または基地局からのアクセスの有無を確認するためである。
【０００４】
以後、基地局１、基地局２、基地局３とも、一定間隔（１Ｆｒａｍｅ間隔：Ｌ秒）で報知チャネルを送信する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来方式においては、基地局１、基地局２、基地局３の各基地局が有する優先時間に不公平が生じる。つまり、図３の場合には、基地局２がもっとも長い優先時間を有し、基地局３のもつ優先時間がもっとも短くなっている。
【０００６】
移動局のユーザは、公平な優先時間の割当てを期待しており、アクセスタイミングの差によって生じるこのような優先時間の不公平は、サービス品質向上のために無くすことが望ましい。
【０００７】
本発明は、このような背景に行われたものであって、各基地局間で公平にタイムスロットを使用することができる基地局間同期方法および無線通信装置を提供することを目的とする。本発明は、移動局が基地局の報知チャネルの捕捉に失敗する確率を抑制することができる基地局間同期方法および無線通信装置を提供することを目的とする。本発明は、簡潔に基地局間の同期をとることができる基地局間同期方法および無線通信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、各基地局が自局のランダムアクセス用の時間帯と、自局のＴＤＭＡ送受信割当を行っていない時間帯とについてキャリアセンスを行い、他の基地局が送信する報知チャネルの送信時刻を記憶し、自局が送信する報知チャネルの送信時刻と、他の基地局が送信する報知チャネルの送信時刻の差が等しくなるように、自局の報知チャネルの送信時刻を決定することを特徴とする。
【０００９】
このとき、各基地局が、自局の報知チャネルの送信時刻を補正した場合に、該当フレーム以降のＮ（≧０）フレームの間は報知チャネルを固定間隔（フレーム周期）で送信し、Ｎ＋１フレーム目に再度送信時刻補正を行うようにすることが望ましい。
【００１０】
また、ある基地局が自局の割当ランダムアクセス用時間と、自局の優先時間内におけるＴＤＭＡ送受信割当を行っていない時間に、新設基地局の報知チャネルを受信した場合には、その基地局が基準基地局となり、一定間隔で報知チャネルを送信しつづけ、新設基地局は、基準基地局の報知チャネルの送信時刻と、他の基地局の報知チャネル送信時間との差が等しくなるタイミングに、報知チャネルの送信時刻を補正するようにすることが望ましい。
【００１１】
各基地局が報知チャネルの送信時刻を決める場合に、各基地局は、各移動局のタイミング変動許容範囲（アパーチャタイム：ＡＴ）の範囲から、報知チャネルの受信タイミングが大幅に変動し、端末側で報知チャネルの受信に失敗する確率を小さくするため、補正する時刻を、ある値Ｘ（０≦Ｘ＜ＡＴ）を超えない範囲で、決定することが望ましい。
【００１２】
このように、各基地局は、自局のランダムアクセス用の時間帯と、自局のＴＤＭＡ送受信割当を行っていない時間帯においてキャリアセンスを行うことにより、他の基地局からの報知チャネルの送信時刻を記憶し、また、その時刻を基に自局の報知チャネルの送信時刻を決定することにより、各基地局間の優先時間を等しくし、各基地局に対して公平なスロットの割当が可能となる。
【００１３】
すなわち、本発明の第一の観点は、同一周波数のＴＤＭＡ方式により複数の基地局と複数の移動局とが通信を行い、この基地局は、ＴＤＭＡフレームの先頭に前記基地局および前記移動局の送信スロット位置情報を含む報知チャネルを配置し、この送信スロット位置情報にしたがってタイムスロット割当を行う無線通信システムの基地局間同期方法である。
【００１４】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記基地局は、他の複数の基地局が送信する報知チャネルを受信すると、この受信した他の複数の基地局が送信する報知チャネルの送信時刻を記憶し、この記憶した他の複数の基地局が送信する報知チャネルの送信時刻の間隔が等しくなるように自局の報知チャネルの送信時刻を補正するところにある。
【００１５】
また、自局の報知チャネルの送信時刻を補正したとき、該当フレーム以降のＮ（≧０）フレームの間は報知チャネルを固定間隔（フレーム周期）で送信しＮ＋１フレーム目に再度送信時刻補正を行うことが望ましい。
【００１６】
また、前記基地局が自局の優先時間内に新設基地局の報知チャネルを受信したときには当該基地局が基準基地局となって報知チャネルを一定間隔で送信し、他の複数の基地局および前記新設基地局は従属基地局となり、当該従属基地局は、前記基準基地局および他の従属基地局の報知チャネルの送信時刻と自局の報知チャネル送信時刻の間隔が等しくなるタイミングに報知チャネルの送信時刻を補正することが望ましい。
【００１７】
このとき、前記基地局は、報知チャネルの送信時刻を補正する際にその基地局が収容する移動局に対するタイミング変動許容範囲（アパーチャタイム）内で報知チャネルの送信時刻を補正することが望ましい。
【００１８】
本発明の第二の観点は、同一周波数のＴＤＭＡ方式により通信を行う複数の基地局および移動局を備え、この基地局は、ＴＤＭＡフレームの先頭に前記基地局および前記移動局の送信スロット位置情報を含む報知チャネルを配置する手段と、この送信スロット位置情報にしたがってタイムスロット割当を行う手段とを備えた無線通信装置である。
【００１９】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記基地局は、他の基地局が送信する報知チャネルを受信する手段と、この受信する手段により受信した他の基地局が送信する報知チャネルの送信時刻を記憶する手段と、この記憶する手段により記憶した各基地局が送信する報知チャネルの送信時刻の間隔が等しくなるように自局の報知チャネルの送信時刻を補正する手段とを含むところにある。
【００２０】
前記送信時刻を補正する手段は、自局の報知チャネルの送信時刻を補正したとき、該当フレーム以降のＮ（≧０）フレームの間は報知チャネルを固定間隔（フレーム周期）で送信しＮ＋１フレーム目に再度送信時刻補正を行う手段を含むことが望ましい。
【００２１】
前記受信する手段が自局の優先時間内に新設基地局の報知チャネルを受信したときには自局が基準基地局となって報知チャネルを一定間隔で送信する手段を備え、他の基地局および前記新設基地局は従属基地局となり、当該従属基地局は、前記基準基地局および他の従属基地局の報知チャネルの送信時刻と自局の報知チャネル送信時刻の間隔が等しくなるタイミングに報知チャネルの送信時刻を補正する手段を含むことが望ましい。
【００２２】
前記基地局は、報知チャネルの送信時刻を補正する際にその基地局が収容する移動局に対するタイミング変動許容範囲（アパーチャタイム）内で報知チャネルの送信時刻を補正する手段を含むことが望ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明実施例の構成を図１を参照して説明する。図１は本発明実施例の全体構成を示す図である。
【００２４】
本発明は、図１に示すように、同一周波数のＴＤＭＡ方式により通信を行う複数の基地局１および移動局２を備え、この基地局１は、ＴＤＭＡフレームの先頭に基地局１および移動局２の送信スロット位置情報を含む報知チャネルを配置する手段である報知チャネル送信部１０と、この送信スロット位置情報にしたがってタイムスロット割当を行う手段であるタイムスロット割当部１１とを備えた無線通信装置である。
【００２５】
ここで、本発明の特徴とするところは、基地局１は、他の基地局が送信する報知チャネルを受信する手段である報知チャネル受信部１２と、この報知チャネル受信部１２により受信した他の基地局が送信する報知チャネルの送信時刻を記憶する手段である時刻記憶部１３と、この時刻記憶部１３により記憶した各基地局が送信する報知チャネルの送信時刻の間隔が等しくなるように自局の報知チャネルの送信時刻を補正する手段である送信時刻補正部１４とを含むところにある。
【００２６】
送信時刻補正部１４は、自局の報知チャネルの送信時刻を補正したとき、該当フレーム以降のＮ（≧０）フレームの間は報知チャネルを固定間隔（フレーム周期）で送信しＮ＋１フレーム目に再度送信時刻補正を行う。
【００２７】
報知チャネル受信部１２が自局の優先時間内に新設基地局の報知チャネルを受信したときには、自局が基準基地局となって、報知チャネル送信部１０から報知チャネルを一定間隔で送信し、他の基地局および前記新設基地局は従属基地局となり、当該従属基地局は、前記基準基地局および他の従属基地局の報知チャネルの送信時刻と自局の報知チャネル送信時刻の間隔が等しくなるタイミングに報知チャネルの送信時刻を補正する。
【００２８】
送信時刻補正部１４は、報知チャネルの送信時刻を補正する際にその基地局が収容する移動局２に対するタイミング変動許容範囲（アパーチャタイム）内で報知チャネルの送信時刻を補正する。
【００２９】
以下に、本発明実施例の動作を図面とともに詳細に説明する。
【００３０】
（第一実施例）
ここでは、図２の環境に新設基地局が立ち上がる場合を想定し、本発明第一実施例を図４を参照して説明する。また、本発明第一実施例の新設基地局の立ち上げ手順、既設基地局の同期手順について、図６、図７、図８、図９のフローチャートで示す。図４は二つの基地局間が均等に時間割当てされている状態に、新設基地局が立ち上がった場合を示すタイムチャートである。図６は新設基地局が立ち上がる場合の手順を示すフローチャートである。図７は既設基地局同期の手順を示すフローチャートである。図８は報知チャネル送信補正の手順を示すフローチャートである。図９は補正送信時間決定の手順を示すフローチャートである。
【００３１】
図４および図６に示すように、新設基地局３はキャリアセンスを行い基地局１もしくは基地局２のランダムアクセスチャネルもしくは、空き時間をみつけた場合に、そこに報知チャネルを送信する。ただし、ランダムアクセスチャネルもしくは、空き時間の開始からＹ秒間のタイムラグを置いた後に送信することとする。これは、他の端末または基地局からのアクセスの有無を確認するためである。
【００３２】
図４に示すように、例えば基地局３は、報知チャネル送信前のキャリアセンスおよび空き時間と非優先時間でのキャリアセンスを行うことで、自局の送信した報知チャネルの時間ｔ１０１と、基地局１の報知チャネル送信時刻ｔ１００との差δｔａ、および基地局２の報知チャネル送信時刻ｔ１０２との差δｔｂを記憶する。
【００３３】
図９に示すように、基地局３は時刻ｔ１０４において次の報知チャネル送信時刻ｔ１０７を次式のように決定する。
δＴ（ｔ１０７）＝（δｔｂ−δｔａ）／２
｜δＴ（ｔ１０７）｜≦Ｘならば
ΔＴ（ｔ１０７）＝δＴ（ｔ１０７）
｜δＴ（ｔ１０７）｜＞Ｘならば
ΔＴ（ｔ１０７）＝Ｘ  ｉｆ  δＴ（ｔ１０７）＞０
ΔＴ（ｔ１０７）＝−Ｘ  ｉｆ  δＴ（ｔ１０７）＜０
ｔ１０７＝ｔ１０４＋Ｌ＋ΔＴ（ｔ１０７）
ただし
δｔａ＝｜ｔ１０１−ｔ１００｜，δｔｂ＝｜ｔ１０１−ｔ１０２｜
Ｌ：フレーム周期
Ｘ：固定値
【００３４】
なお、図９においては、
ｔａ：前報知チャネルタイミング検出時刻
ｔｂ：報知チャネル送出時刻
ｔａ′：後報知チャネルタイミング検出時刻
α：該当条件ブロック以下の処理を行える時間
である。
【００３５】
ここでＸは端末局のタイミング変動許容範囲（アパーチャタイム：ＡＴ）を超えない値である。図８に示すように、上記報知チャネル送信時間補正を行った後、基地局３はＮフレームの間、固定周期（Ｌ）で報知チャネルを送信する。図４の例はＮ＝１とした場合である。
【００３６】
図７に示すように、基地局１および基地局２も上記基地局３の方法と同様に報知チャネル送信時間補正と、固定周期での送信を繰り返す。
【００３７】
（第二実施例）
次に、図２の環境に新設基地局が立ち上がる場合を想定し、本発明第二実施例を図５に示す。また、本発明第二実施例の新設基地局の立ち上げ手順、既設基地局の同期手順について、図６、図９、図１０、図１１のフローチャートで示す。図５は二つの基地局間が均等に時間割当てされている状態に、新設基地局が立ち上がった場合を示すタイムチャートである。図１０は本発明第二実施例の既設基地局同期の手順を示すフローチャートである。図１１は本発明第二実施例の報知チャネル送信補正手順を示すフローチャートである。
【００３８】
図５および図６に示すように、新設基地局である基地局３はキャリアセンスを行い基地局１もしくは基地局２のランダムアクセスチャネルもしくは、空き時間を見つけた場合に、そこに報知チャネルを送信する。ただし、ランダムアクセスチャネルもしくは、空き時間の開始からＹ秒間のタイムラグを置いた後に送信することとする。これは、他の端末または基地局からのアクセスの有無を確認するためである。
【００３９】
図５、図１０および図１１に示すように、基地局１は自局の優先時間内で、新設基地局である基地局３の報知チャネル送信を認識した場合には、基地局１は自局を基準基地局とし、一定間隔（１Ｆｒａｍｅ間隔：Ｌ秒）で報知チャネルを送信することとする。
【００４０】
基地局３は、報知チャネル送信前のキャリアセンスおよび、空き時間と非優先時間でのキャリアセンスを行うことで、自局の送信した報知チャネルの時間ｔ２０１と、基地局１の報知チャネル送信時刻ｔ２００との差δｔａ、および基地局２の報知チャネル送信時刻ｔ２０２との差δｔｂを記憶する。
【００４１】
図９に示すように、基地局３が次回の報知チャネル送信時刻ｔ２０４を決める場合には、次式のように行う。
δＴ（ｔ２０４）＝（δｔｂ−δｔａ）／２
｜δＴ（ｔ２０４）｜≦Ｘならば
ΔＴ（ｔ２０４）＝δＴ（ｔ２０４）
｜δＴ（ｔ２０４）｜＞Ｘならば
ΔＴ（ｔ２０４）＝Ｘ  ｉｆ  δＴ（ｔ２０４）＞０
ΔＴ（ｔ２０４）＝−Ｘ  ｉｆ  δＴ（ｔ２０４）＜０
ｔ２０４＝ｔ２０１＋Ｌ＋ΔＴ（ｔ２０４）
ただし
δｔａ＝｜ｔ２０１−ｔ２００｜，δｔｂ＝｜ｔ２０１−ｔ２０２｜
Ｌ：フレーム周期
Ｘ：固定値
【００４２】
なお、図９においては、
ｔａ：前報知チャネルタイミング検出時刻
ｔｂ：報知チャネル送出時刻
ｔａ′：後報知チャネルタイミング検出時刻
α：該当条件ブロック以下の処理を行える時間
である。
【００４３】
ここでＸは端末局のタイミング変動許容範囲（アパーチャタイム：ＡＴ）を超えない値である。
【００４４】
以降、基地局２が次回報知チャネル送信時刻を決める場合は上記基地局３の方法と同様である。基地局１ついては固定フレーム周期（Ｌ）で報知チャネルを送信する。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各基地局間が優先して送受信する時間が等しく割り当てられ、各基地局間で公平なタイムスロットの使用が可能となる。また、報知チャネルの送信時刻を決定する場合には、移動局の有するアパーチャタイム以内で時刻を補正するため、移動局が前記基地局の報知チャネルの捕捉に失敗する確率を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の全体構成を示す図。
【図２】二つの基地局間で同期をとりつつ均等に時間割当を行っている例を示す図。
【図３】二つの基地局間が均等に時間割当てされている状態に新設基地局が立ち上がった場合の従来例を示す図。
【図４】二つの基地局間が均等に時間割当てされている状態に新設基地局が立ち上がった場合を示すタイムチャート。
【図５】二つの基地局間が均等に時間割当てされている状態に新設基地局が立ち上がった場合を示すタイムチャート。
【図６】新設基地局が立ち上がる場合の手順を示すフローチャート。
【図７】既設基地局同期の手順を示すフローチャート。
【図８】報知チャネル送信補正の手順を示すフローチャート。
【図９】補正送信時間決定の手順を示すフローチャート。
【図１０】本発明第二実施例の既設基地局同期の手順を示すフローチャート。
【図１１】本発明第二実施例の報知チャネル送信補正手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  基地局
２  移動局
１０  報知チャネル送信部
１１  タイムスロット割当部
１２  報知チャネル受信部
１３  時刻記憶部
１４  送信時刻補正部
【図１】
0003828318.tif 000002
【図２】
0003828318.tif 000003
【図３】
0003828318.tif 000004
【図４】
0003828318.tif 000005
【図５】
0003828318.tif 000006
【図６】
0003828318.tif 000007
【図７】
0003828318.tif 000008
【図８】
0003828318.tif 000009
【図９】
0003828318.tif 000010
【図１０】
0003828318.tif 000011
【図１１】
0003828318.tif 000012