無線通信システムの基地局装置及びタイミング調整方法
【課題】 本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置からなる無線通信システムおいて、複局同時送受信を可能とするため、各基地局装置間の上りおよび下りフレームの伝送タイミングを自動制御する。
【解決手段】 基地局装置３は、ＧＰＳ受信手段１１、無線送信タイミング算出手段１２、無線送信遅延手段１３、無線送受信手段１４を備え、無線送信タイミング算出手段１２は、本部局装置１から指定されたＧＰＳ時刻と、同じく指定された番号の下りフレームが自局に到達するまでの遅延時間を測定し、最遠端の基地局装置の遅延時間に相当する最大遅延時間から自局の遅延時間を減じた時間を無線送信遅延手段１３に設定することにより、複局同時送信を行う。
【解決手段】 基地局装置３は、ＧＰＳ受信手段１１、無線送信タイミング算出手段１２、無線送信遅延手段１３、無線送受信手段１４を備え、無線送信タイミング算出手段１２は、本部局装置１から指定されたＧＰＳ時刻と、同じく指定された番号の下りフレームが自局に到達するまでの遅延時間を測定し、最遠端の基地局装置の遅延時間に相当する最大遅延時間から自局の遅延時間を減じた時間を無線送信遅延手段１３に設定することにより、複局同時送信を行う。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一つの本部局装置にツリー状に接続された複数の基地局装置を有する無線通信システムにおいて、複局同時送受信を可能とする基地局装置及びタイミング調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一つの本部局装置にツリー状にリンク接続された複数の基地局装置から同時刻に無線信号を送信する複局同時送信を可能とする場合、ＧＰＳ（Global Positioning System ）の時刻に同期させて送信する方法がある（例えば、特開平８−３０７９３２号公報）。
【０００３】また、一つの移動局装置から発信された電波を複数の基地局装置で受信する場合、リンク間の上り伝送遅延を制御することによって、複数の基地局装置によるダイバーシチ受信（サイトダイバーシチ）を可能とすることができる。
【０００４】なお、ここでいうツリー状とは、本部局装置を最上位とする有階位網であり、ある基地局装置に着目した場合、その上位局は１つであるのに対し、下位局はｎ（１≦ｎ）局あり、下位方路にのみ分岐が可能な網をいう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のように、ＧＰＳ時刻に従属同期して無線送信する場合、ＧＰＳ時刻と同じ１秒周期のパルス信号を基地局装置内で発生させる必要があり、相応のＧＰＳ観測時間や同期維持手段が必要であった。
【０００６】また、複局同時受信によるサイトダイバーシチを行うにあたり、スター型の上り回線のタイミングの補正方法をそのままツリー状でトーナメント方式を行うシステムに適用すると、余計な処理時間を生じたり、基地局装置の増設やリンク回線の経路変更の際に、基地局装置の配置や遅延時間が大きく変化した場合、多大な設定コストを生じるという課題があった。
【０００７】また、基地局装置をツリー状に接続するシステムでは、下りは分配するだけでよいが、上りは方路がトーナメント式に絞られるため、もし移動局装置から送信された上りフレームが複数存在した場合、多重化できなければどの方路から到達した上りフレームを上位局に中継するかを選択する必要があるが、このとき少しでも先に到達した上りフレームを選択して中継する方法では、本部局装置に近い基地局装置で受信した上りフレームの方が中継されやすくなるため、下位局でより良好な状態で受信された上りフレームを本部局へ中継できなくなるという課題があった。
【０００８】本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、複局同時送受信を実現するうえで、基地局装置間のタイミング調整を自動化し、定期的なタイミング補正や基地局装置の増設を容易にすると共に、良好な回線品質を確立することができる無線通信システムの基地局装置及びタイミング調整方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の無線通信システムの基地局装置は、本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、本部局装置と基地局装置は、無線通信システム全てに対し同時刻を認識できる信号を受信する基準信号受信手段と、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、無線送信タイミング算出手段は、基準信号受信手段から得られた基準信号と本部局装置から送出される下りフレームの到達時間の差を測定して本部局装置へ通知し、本部局装置から報知される時間差の最大値以上の一定値から測定した時間差を減じた値を送信遅延手段における遅延時間とすることで、無線送信手段が複局同時送信を行う構成を有する。
【００１０】この構成により、各基地局装置は本部局装置から一斉通知された最大遅延時間から自局の遅延時間を減じた値を自局の遅延時間と設定することにより、本部局装置から送出された下りフレームを、この遅延時間分遅延させた後に無線送信することで全ての基地局装置から同時刻に送信する複局同時送信を行うことができることとなる。
【００１１】本発明の無線通信システムの基地局装置は、本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、基地局装置は、移動局装置からの電波を受信する無線受信手段と、無線送受信手段からの受信方路および下位局が接続されている下位方路からの上りフレームを各方路別に遅延制御する遅延補正手段と、各方路からの上りフレームタイミングを同期させるために遅延補正手段の遅延時間を制御するフレーム同期比較手段と、遅延補正手段で遅延した各方路のフレームを選択して上位局に転送する方路選択手段とを備え、移動局装置の送信波が複数の基地局装置で同時に受信された場合に、その複数の上りフレームが下位方路のある基地局装置において合流時にタイミングを揃えることで複局同時受信を行う構成を有する。
【００１２】この構成により、移動局装置の送信波が複数の基地局装置で同時に受信された場合に、その複数の上りフレームが下位方路のある基地局装置において合流時にタイミングを揃えることで複局同時受信が実現できることとなる。
【００１３】本発明の無線通信システムのタイミング調整方法は、本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、複数の基地局装置はそれぞれ任意の基準時刻と下りフレーム到着時刻との時間差を測定し、複数の基地局装置のなかで下位方路のない基地局装置は測定した時間差を遅延情報として本部局装置に通知し、本部局装置は通知された遅延情報のなかの最大値を複数の基地局装置へ報知し、複数の基地局装置は報知された遅延情報の最大値から自局で測定した時間差を減じた値を無線送信遅延時間としてそれぞれ設定し、複数の基地局装置は本部局装置から送出されたフレームを無線送信遅延時間分遅延させた後に送信することで複局同時送信を行うものである。
【００１４】この方法により、各基地局装置は本部局装置から一斉通知された遅延情報の最大値から自局の遅延時間を減じた値を自局の遅延時間と設定することにより、本部局装置から送出された下りフレームを、この遅延時間分遅延させた後に無線送信するので、全ての基地局装置から同時刻に送信できる複局同時送信ができることとなる。
【００１５】本発明の無線通信システムのタイミング調整方法は、下位方路のない基地局装置が本部局装置に遅延情報を通知する際に、遅延情報に自局の基地局ＩＤを付加して上位方路に転送し、下位方路を有する基地局装置は下位方路のない基地局装置から基地局ＩＤ付き遅延情報を受けると、これらに自局の基地局ＩＤを付加して上位方路に転送するものである。
【００１６】この方法により、本部局装置が遅延情報を得る際に、同時に基地局装置のトポロジーを認識することが可能となる。
【００１７】本発明の無線通信システムのタイミング調整方法は、複数の基地局装置はＧＰＳから得られた位置情報を自局の基地局ＩＤと共に遅延情報に付加して本部局装置へ転送し、本部局装置は地図データと照合することにより、地理的な位置関係も含めた接続状態図を構築するものである。
【００１８】この方法により、各基地局装置は本部局装置に通知する遅延情報にＧＰＳの位置情報を加えて送ることにより、本部局装置は地理的な位置関係も含めた接続状態を認識することができることとなる。
【００１９】本発明の無線通信システムのタイミング調整方法は、本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、下位方路を有する基地局装置は各下位方路および自局の無線受信手段で受信した上りフレームタイミングおよびそのフレーム番号を比較し、同一のフレーム番号のフレームタイミングが一致するように各下位方路に設けた遅延補正手段を調整し、任意または予め優先度を定めた方路の上りフレームを選択して上位局に中継することで複局同時受信を行う。
【００２０】この方法により、複数の基地局装置で移動局装置の送信波が受信された場合、その上りフレームが本部局装置に到達するまでにタイミングを揃えられるため、複局同時受信が実現することとなる。
【００２１】本発明の無線通信システムのタイミング調整方法は、下位方路からの上りフレームと自局の無線受信手段で受信したフレームとを比較して選択する際に、回線品質が最良と推定された方路の上りフレームを上位局に中継するものである。
【００２２】この方法により、複局同時受信が可能な状態において、受信した基地局装置が上りフレームに受信品質情報を付加し、上りフレームに含まれる受信品質情報を比較して受信品質の良い上りフレームを選択し、上位局に中継することで、ある移動局装置からの送信波が複数の基地局装置で同時に受信された場合に、より受信品質の良い基地局装置で受信した上りフレームが自動的に選ばれるサイトダイバーシチが可能となるものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２４】（実施の形態１）図１は、本発明が適用される無線通信システムの構成図で、一つの本部局装置１に複数の基地局装置２〜７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。また、基地局装置２〜７は移動局装置８〜９との間で無線交信を行うための無線送受信手段を備えており、本部局装置１および基地局装置２〜７はＧＰＳ衛星装置１０からの電波を受信するＧＰＳ受信手段を備えている。そして、通信方式として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。
【００２５】また、この無線通信システムは、具体的には本部局装置１の下位に基地局装置２および基地局装置７が接続され、基地局装置２の下位に基地局装置３および基地局装置６が接続され、基地局装置３の下位に基地局装置４および基地局装置５が接続されている。各基地局装置を結ぶリンク回線は上位局に対する従属同期（これを網同期という）とし、リンク回線による伝送遅延については網同期後は変動しないものとする。
【００２６】また、基地局装置２〜７および移動局装置８〜９間の下り無線回線周波数にはＦ１、上り無線回線周波数にはＦ２が割当てられており、下りＦ１に同期して上りＦ２が送信される。上りおよび下り回線の信号はフレーム単位で連続的に伝送され、無線送受信手段においては下りフレームに同期して上りフレームが送出される。なお、基地局リンク間の上下方向のフレーム同期は既に確立（下りおよび上り回線の伝送フレームのビット内容が読み出せる状態をさす）しているものとする。
【００２７】下り回線においては、各基地局装置２〜７は上位局からの信号を下位方路の基地局に分配するとともに無線で送信する。このとき、例えば基地局装置４から移動局装置８への送信波Ｆ１（４−８）と、基地局装置５から移動局装置８への送信波Ｆ１（５−８）のタイミングがある程度ずれると、Ｆ１（４−８）とＦ１（５一８）は互いに干渉波となり、移動局装置８では正常に受信できなくなる可能性があるため、Ｆ１（４−８）とＦ１（５一８）の送信タイミングを同一にしなければならない。そのためには、上位局からの信号を下位方路に送出したタイミングでは無線送信を行わず、下りの伝送遅延を考慮し、最も下位の基地局装置に到達するまで無線送信を遅延させることにより、複数の基地局が同じ信号を同時刻に送信することができる。このように複数の基地局装置から同一のタイミングで送信波Ｆ１を送信することを複局同時送信という。
【００２８】上り回線においては、各基地局装置２〜７は下位局で受信した上り信号または自局で受信した上り信号を上位局へ中継する。ここで、移動局装置９から上り信号Ｆ２が送信された場合、基地局装置５で受信した上り信号をＦ２（９−５）、基地局装置６で受信した上り信号をＦ２（９−６）とすると、それぞれ基地局装置で受信したタイミングが同一だったとしても、その上位局である基地局装置２においては、各ルート毎の伝送遅延の差によりＦ２（９−５）とＦ２（９−６）の到達タイミングがずれる可能性がある。このように到達タイミングがずれた場合において、基地局装置２がＦ２（９−５）とＦ２（９−６）を同一の上り信号Ｆ２として認識できる状態を複局同時受信という。
【００２９】この無線通信システムでは、複局同時送信と複局同時受信を実現するうえで、少ないコストで基地局装置間のタイミングの調整を自動化し、定期的なタイミング補正や基地局装置の増設を容易にするとともに、良好な回線品質を確立するようにしている。
【００３０】図２は、複局同時送信を実現する基地局装置の構成を示すブロック図で、基地局装置３を例に示している。なお、他の基地局装置２および４〜７も同一の構成を有している。
【００３１】この基地局装置３は、基準信号受信手段としてＧＰＳ衛星装置１０からの電波を受信するＧＰＳ受信手段１１と、基準信号に対して本部局装置１から送出された下りフレームが到達するまでの時間差を測定する無線送信タイミング算出手段１２と、複局同時送信を行うために無線送信タイミングを遅延させる無線送信遅延手段１３と、移動局装置との間で無線送受信を行う無線送受信手段１４と、自局の無線送受信手段１４または下位局からの上りフレームのいずれかを選択して上位局へ送る方路選択手段１６とを備えている。
【００３２】上位局である基地局装置２からのフレームはＧＰＳ時刻補正手段１２および無線送信遅延手段１３に供給され、さらに下位局の基地局装置４、５に転送される構成となっている。
【００３３】次に、図３に示す説明図を参照しながら、本実施の形態による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。
【００３４】まず、本部局装置１は、図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、ＧＰＳ衛星装置１０から受信したＧＰＳ信号より得られた任意のＵＴＣ時刻（以下、ＧＰＳ時刻、という）ｔと、その△ｔ〈０〉秒後に送出する下りフレーム番号ｎと、１フレームの長さａ秒とから、ＧＰＳ時刻ｔ＋ｘ秒の直後に本部局装置１から送出する予定の下りフレーム番号ｍを算出し、各基地局装置ｉ（ｉ＝２，３，…，７）に測定予定時刻としてｔ＋ｘ、測定フレーム番号としてｍを通知する。
【００３５】ただし、測定予定時刻ｔ＋ｘは、ｔ＋ｘ秒よりも前に全ての基地局装置が本部局装置１から測定予定時刻ｔ＋ｘと測定フレーム番号ｍの通知を受信して測定準備できるのに必要十分な時間とし、測定フレーム番号ｍは、ｍ＝ｎ＋ｉｎｔ｛（ｘ−Δｔ〈０〉）／ａ｝
となる。
【００３６】次に、基地局装置ｉに具備した無線送信タイミング算出手段１２は、図３（ｃ）に示すように、ＧＰＳ時刻がｔ＋ｘとなった時点から、下りフレームが自局に到達するまでの時間差Δｔ〈ｉ〉を測定し、さらに下位方路に基地局装置がない末端の基地局装置４〜７の測定結果を本部局装置１へ通知する。
【００３７】本部局装置１は、通知された遅延時間Δｔ〈ｉ〉から最大値Δｔ〈ｍａｘ〉を求めて各基地局装置ｉへ通知する。
【００３８】各基地局装置ｉの無線送信タイミング算出手段１２は、通知された最大値Δｔ〈ｍａｘ〉から自局の遅延時間Δｔ〈ｉ〉を減じた値以上の値を自局の無線送信遅延手段１３の遅延時間として設定する。これにより、図３（ｄ）と図３（ｅ）に示すように、本部局装置１からの下りフレームは、各基地局装置ｉの無線送信遅延手段１３で「Δｔ〈ｍａｘ〉−Δｔ〈ｉ〉」遅延された後に、無線送受信手段１４から送信されるため、最遠端の基地局装置の無線送信タイミングに基地局装置ｉの無線送信タイミングが揃えられ、全ての基地局装置から複局同時送信がされることとなる。
【００３９】なお、本実施の形態では、ＧＰＳ時刻と下りフレーム到着時刻の差とから遅延時間Δｔ〈ｉ〉を算出したが、本部局装置１と全ての基地局装置に同時刻であることを通知できる電波や光などの信号でありさえすれば、本部局装置１から各基地局装置へ測定予定時刻と測定フレーム番号を通知するという手順に変わりがないため、ＧＰＳ電波の代用とすることができる。例えばＧＰＳに近いシステムとしては、低軌道周回衛星位置情報システムがあるが、光ビーコンのようなものでも代用可能である。
【００４０】（実施の形態２）図４は、各基地局装置ｉは、自局の下位局がないとき、本部局装置１から自局までの下り伝送遅延時間の測定結果「Ｅｉ」を本部局装置１への上りフレームに載せて通知するが、このとき測定結果を中継する基地局装置が測定結果に自局の基地局ＩＤである「００ｉ」を付加して上りフレームに載せる場合の実施の形態を示す構成図である。図中、「（ ）」は各方路における上りフレームの伝送単位、「／」は方路の分岐を示す記号とする。
【００４１】この例では、基地局装置４〜７が末端となるので、基地局装置４〜７の遅延情報Ｅ４〜Ｅ７に、それぞれ自局の基地局ＩＤである００４〜００７を付加して上位局へ送信する状態を示している。
【００４２】下位方路を有する基地局装置２〜３では、下位方路から基地局ＩＤ付きの遅延情報が上って来た場合、自局の基地局ＩＤを追加して上り回線に転送するが、下位方路が複数ある基地局装置２〜３の場合は、全ての方路からの遅延情報が揃うまで待ってから上位局へ伝送する。
【００４３】例えば基地局装置２は、リンクＬ２からの遅延情報００３（００４Ｅ４／００５Ｅ５）と、リンクＬ５からの遅延情報００６Ｅ６の両方が揃ってから、００２（（００３（００４Ｅ４／００５Ｅ５））／００６Ｅ６）をリンクＬ１に送出することになる。
【００４４】このように動作することにより、本部局装置１においては遅延情報を得ると同時に全基地局装置のトポロジー（接続状態）を認識でき、また下位方路が複数ある基地装置においてはＩＤなどの情報が衝突したり重複しないように制御することが可能となる。
【００４５】ここで、本部局装置１に伝送される情報と、各リンクＬ１〜Ｌ６を伝送される情報とを整理して示しておく。
【００４６】本部局装置：００１((００２((００３（００４Ｅ４／００５Ｅ５)))/００６Ｅ６)/００７Ｅ７）
Ｌ１：００２((００３（００４Ｅ４／００５Ｅ５))／００６Ｅ６）
Ｌ２：００３（００４Ｅ４／００５Ｅ５）
Ｌ３：００４Ｅ４Ｌ４：００７Ｅ７Ｌ５：００６Ｅ６Ｌ６：００５Ｅ５また、各基地局装置ｉは本部局装置１に通知する遅延情報にＧＰＳ受信手段１２から得られた位置情報を加えて送ることにより、本部局装置１は地理的な位置関係も含めた接続状態を認識することができる。従って、例えば基地局装置の設置に際して、得られた位置情報を元に地図上にプロットすることができるため、基地局間の距離や設置場所の周辺地形などの確認が容易となる。
【００４７】（実施の形態３）図５は、複局同時受信を実現するための基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、基地局装置３を例に示しているが、他の基地局装置２および４〜７も同一の構成を有している。
【００４８】この基地局装置３は、無線送受信手段１４と、無線送受信手段１４からの受信方路および下位局が接続されている下位方路からの上りフレームのタイミングを同期させるためのフレーム同期比較手段１７と、フレーム同期比較手段１７によって遅延時間が制御される各ノード別に具備した遅延補正手段１８と、無線送受信手段１４からの受信方路および下位局からのフレームを選択して上位局に転送する方路選択手段１６とを備えている。
【００４９】次に、図６に示す説明図を参照しながら、本実施の形態による無線通信システムの複局同時受信のタイミング調整方法について説明する。なお、図中に示すＡ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４は、図５に同一符号で示す位置の信号の発生タイミングを表している。
【００５０】まず、本部局装置１で生成され各基地局装置ｉに同報される下りフレームＡ１は、無線送信遅延手段１３で遅延され、無線送受信手段１４から無線信号Ａ２として送信される。また、フレームＡ１はリンク回線を通り下位局である基地局装置４、５にフレームＢ１、Ｃ１として到達する。
【００５１】無線基地局４に到達したフレームＢ１は、無線送信遅延手段１３で遅延され、無線送受信手段１４から無線信号Ｂ２として送信される。無線基地局５に到達したフレームＣ１も、無線送信遅延手段１３で遅延され、無線送受信手段１４から無線信号Ｃ２として送信される。このとき、無線基地局３〜５の各無線送信遅延手段１３の遅延時間を、前述のように設定しておくことにより、無線信号Ａ２〜Ｃ２を複局同時送信することができる。
【００５２】一方、複局同時送信が可能な状態で、任意の下りフレームが無線送受信手段１４に到達した時点より一定時間後に上りフレーム同期信号を発生させる。この上りフレーム同期信号に含まれるフレーム番号は、任意の下りフレームに含まれるフレーム番号と対応させれば、各基地局で同一に設定できる。
【００５３】次に、各基地局装置ｉに具備したフレーム同期比較手段１７は、各下位方路から到達した上りフレームＡ３〜Ｃ３から同じフレーム番号を含むものを比較し、一番到着が遅い方路の上りフレームに合わせて他の上りフレームが揃うように遅延時間を算出する。
【００５４】このように方路毎に算出した遅延時間を各々の方路に具備した遅延補正手段１８に設定することにより、遅延補正手段１８を通過した上りフレームＡ４〜Ｃ４のフレーム同期信号の位置が一致するようになる。通過した上りフレームＡ４〜Ｃ４は方路選択手段１６により予め一定のルールで優先度が決められた方路の上りフレームが選択され、上位局に中継される。
【００５５】このように動作することにより、最下位局から順に遅延補正手段１８の遅延時間が決定し、上りフレームが合流する基地局装置において上りフレームのタイミングが揃えられるため、最後に本部局装置１の遅延補正手段１８の設定が終わった時点で、複局同時受信が実現する。
【００５６】また、複局同時受信が可能な状態において、受信した基地局装置が上りフレームに受信品質情報（受信入力レベルや同期ワードの相関値など）を付加し、基地局装置に具備した方路選択手段１６が上りフレームに含まれる受信品質情報を比較して、受信品質の良い上りフレームを選択し、上位局に中継するようにしてもよい。
【００５７】例えば、移動局装置９の送信波が基地局装置５と基地局装置６に受信され（それぞれ順にＦ２（９−５）、Ｆ２（９−６）と呼ぶ）、Ｆ２（９一６）の受信品質の方が良い場合、基地局装置３では基地局装置４からの上りフレームにはＦ２が含まれないため、Ｆ２（９−５）が上位局である基地局装置２に中継されるが、基地局装置２ではＦ２（９−６）とＦ２（９−５）の受信品質情報を比較し、Ｆ２（９−６）が本部局装置１に中継される。
【００５８】このように方路選択手段１６が上りフレームに含まれる受信品質情報を比較することにより、ある移動局装置からの送信波が複数の基地局装置で同時に受信された場合に、より受信品質の良い基地局装置で受信した上りフレームが自動的に選ばれるサイトダイバーシチが可能となる。
【００５９】以上のように本実施の形態によれば、下り回線においては各基地局装置の無線送信タイミングをＧＰＳ時刻を参照して補正することで複局同時送信が可能となり、上り回線においては補正された無線送信タイミングに同期した上りフレームが基地局装置を経由して合流する毎に一番遅い上りフレームタイミングに揃えられた後に選択されることで、複局同時受信が可能となるものである。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は各基地局装置において本部局装置から一斉通知された遅延情報の最大値から自局の遅延時間を減じた値を自局の遅延時間と設定することにより、基地局装置間のタイミング調整を自動化し、本部局装置から送出された下りフレームを、この遅延時間分遅延させた後に無線送信することで全ての基地局装置から同時刻に送信する複局同時送信が可能な無線通信システムの基地局装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される無線通信システムの構成図
【図２】図１に示す基地局装置の構成図
【図３】複局同時送信のためのタイミング調整方法を示す説明図
【図４】遅延情報に自局ＩＤを付加して上位局へ送信する無線通信システムの構成図
【図５】図１に示す基地局装置の構成図
【図６】複局同時受信のためのタイミング調整方法を示す説明図
【符号の説明】
１ 本部局装置
２、３、４、５、６、７ 基地局装置
８、９ 移動局装置
１０ ＧＰＳ衛星装置
１１ ＧＰＳ受信手段
１２ 無線送信タイミング算出手段
１３ 無線送信遅延手段
１４ 無線送受信手段
１５ スイッチ手段
１６ 方路選択手段
１７ フレーム同期比較手段
１８ 遅延補正手段
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一つの本部局装置にツリー状に接続された複数の基地局装置を有する無線通信システムにおいて、複局同時送受信を可能とする基地局装置及びタイミング調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一つの本部局装置にツリー状にリンク接続された複数の基地局装置から同時刻に無線信号を送信する複局同時送信を可能とする場合、ＧＰＳ（Global Positioning System ）の時刻に同期させて送信する方法がある（例えば、特開平８−３０７９３２号公報）。
【０００３】また、一つの移動局装置から発信された電波を複数の基地局装置で受信する場合、リンク間の上り伝送遅延を制御することによって、複数の基地局装置によるダイバーシチ受信（サイトダイバーシチ）を可能とすることができる。
【０００４】なお、ここでいうツリー状とは、本部局装置を最上位とする有階位網であり、ある基地局装置に着目した場合、その上位局は１つであるのに対し、下位局はｎ（１≦ｎ）局あり、下位方路にのみ分岐が可能な網をいう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のように、ＧＰＳ時刻に従属同期して無線送信する場合、ＧＰＳ時刻と同じ１秒周期のパルス信号を基地局装置内で発生させる必要があり、相応のＧＰＳ観測時間や同期維持手段が必要であった。
【０００６】また、複局同時受信によるサイトダイバーシチを行うにあたり、スター型の上り回線のタイミングの補正方法をそのままツリー状でトーナメント方式を行うシステムに適用すると、余計な処理時間を生じたり、基地局装置の増設やリンク回線の経路変更の際に、基地局装置の配置や遅延時間が大きく変化した場合、多大な設定コストを生じるという課題があった。
【０００７】また、基地局装置をツリー状に接続するシステムでは、下りは分配するだけでよいが、上りは方路がトーナメント式に絞られるため、もし移動局装置から送信された上りフレームが複数存在した場合、多重化できなければどの方路から到達した上りフレームを上位局に中継するかを選択する必要があるが、このとき少しでも先に到達した上りフレームを選択して中継する方法では、本部局装置に近い基地局装置で受信した上りフレームの方が中継されやすくなるため、下位局でより良好な状態で受信された上りフレームを本部局へ中継できなくなるという課題があった。
【０００８】本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、複局同時送受信を実現するうえで、基地局装置間のタイミング調整を自動化し、定期的なタイミング補正や基地局装置の増設を容易にすると共に、良好な回線品質を確立することができる無線通信システムの基地局装置及びタイミング調整方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の無線通信システムの基地局装置は、本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、本部局装置と基地局装置は、無線通信システム全てに対し同時刻を認識できる信号を受信する基準信号受信手段と、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、無線送信タイミング算出手段は、基準信号受信手段から得られた基準信号と本部局装置から送出される下りフレームの到達時間の差を測定して本部局装置へ通知し、本部局装置から報知される時間差の最大値以上の一定値から測定した時間差を減じた値を送信遅延手段における遅延時間とすることで、無線送信手段が複局同時送信を行う構成を有する。
【００１０】この構成により、各基地局装置は本部局装置から一斉通知された最大遅延時間から自局の遅延時間を減じた値を自局の遅延時間と設定することにより、本部局装置から送出された下りフレームを、この遅延時間分遅延させた後に無線送信することで全ての基地局装置から同時刻に送信する複局同時送信を行うことができることとなる。
【００１１】本発明の無線通信システムの基地局装置は、本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、基地局装置は、移動局装置からの電波を受信する無線受信手段と、無線送受信手段からの受信方路および下位局が接続されている下位方路からの上りフレームを各方路別に遅延制御する遅延補正手段と、各方路からの上りフレームタイミングを同期させるために遅延補正手段の遅延時間を制御するフレーム同期比較手段と、遅延補正手段で遅延した各方路のフレームを選択して上位局に転送する方路選択手段とを備え、移動局装置の送信波が複数の基地局装置で同時に受信された場合に、その複数の上りフレームが下位方路のある基地局装置において合流時にタイミングを揃えることで複局同時受信を行う構成を有する。
【００１２】この構成により、移動局装置の送信波が複数の基地局装置で同時に受信された場合に、その複数の上りフレームが下位方路のある基地局装置において合流時にタイミングを揃えることで複局同時受信が実現できることとなる。
【００１３】本発明の無線通信システムのタイミング調整方法は、本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、複数の基地局装置はそれぞれ任意の基準時刻と下りフレーム到着時刻との時間差を測定し、複数の基地局装置のなかで下位方路のない基地局装置は測定した時間差を遅延情報として本部局装置に通知し、本部局装置は通知された遅延情報のなかの最大値を複数の基地局装置へ報知し、複数の基地局装置は報知された遅延情報の最大値から自局で測定した時間差を減じた値を無線送信遅延時間としてそれぞれ設定し、複数の基地局装置は本部局装置から送出されたフレームを無線送信遅延時間分遅延させた後に送信することで複局同時送信を行うものである。
【００１４】この方法により、各基地局装置は本部局装置から一斉通知された遅延情報の最大値から自局の遅延時間を減じた値を自局の遅延時間と設定することにより、本部局装置から送出された下りフレームを、この遅延時間分遅延させた後に無線送信するので、全ての基地局装置から同時刻に送信できる複局同時送信ができることとなる。
【００１５】本発明の無線通信システムのタイミング調整方法は、下位方路のない基地局装置が本部局装置に遅延情報を通知する際に、遅延情報に自局の基地局ＩＤを付加して上位方路に転送し、下位方路を有する基地局装置は下位方路のない基地局装置から基地局ＩＤ付き遅延情報を受けると、これらに自局の基地局ＩＤを付加して上位方路に転送するものである。
【００１６】この方法により、本部局装置が遅延情報を得る際に、同時に基地局装置のトポロジーを認識することが可能となる。
【００１７】本発明の無線通信システムのタイミング調整方法は、複数の基地局装置はＧＰＳから得られた位置情報を自局の基地局ＩＤと共に遅延情報に付加して本部局装置へ転送し、本部局装置は地図データと照合することにより、地理的な位置関係も含めた接続状態図を構築するものである。
【００１８】この方法により、各基地局装置は本部局装置に通知する遅延情報にＧＰＳの位置情報を加えて送ることにより、本部局装置は地理的な位置関係も含めた接続状態を認識することができることとなる。
【００１９】本発明の無線通信システムのタイミング調整方法は、本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、下位方路を有する基地局装置は各下位方路および自局の無線受信手段で受信した上りフレームタイミングおよびそのフレーム番号を比較し、同一のフレーム番号のフレームタイミングが一致するように各下位方路に設けた遅延補正手段を調整し、任意または予め優先度を定めた方路の上りフレームを選択して上位局に中継することで複局同時受信を行う。
【００２０】この方法により、複数の基地局装置で移動局装置の送信波が受信された場合、その上りフレームが本部局装置に到達するまでにタイミングを揃えられるため、複局同時受信が実現することとなる。
【００２１】本発明の無線通信システムのタイミング調整方法は、下位方路からの上りフレームと自局の無線受信手段で受信したフレームとを比較して選択する際に、回線品質が最良と推定された方路の上りフレームを上位局に中継するものである。
【００２２】この方法により、複局同時受信が可能な状態において、受信した基地局装置が上りフレームに受信品質情報を付加し、上りフレームに含まれる受信品質情報を比較して受信品質の良い上りフレームを選択し、上位局に中継することで、ある移動局装置からの送信波が複数の基地局装置で同時に受信された場合に、より受信品質の良い基地局装置で受信した上りフレームが自動的に選ばれるサイトダイバーシチが可能となるものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２４】（実施の形態１）図１は、本発明が適用される無線通信システムの構成図で、一つの本部局装置１に複数の基地局装置２〜７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。また、基地局装置２〜７は移動局装置８〜９との間で無線交信を行うための無線送受信手段を備えており、本部局装置１および基地局装置２〜７はＧＰＳ衛星装置１０からの電波を受信するＧＰＳ受信手段を備えている。そして、通信方式として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。
【００２５】また、この無線通信システムは、具体的には本部局装置１の下位に基地局装置２および基地局装置７が接続され、基地局装置２の下位に基地局装置３および基地局装置６が接続され、基地局装置３の下位に基地局装置４および基地局装置５が接続されている。各基地局装置を結ぶリンク回線は上位局に対する従属同期（これを網同期という）とし、リンク回線による伝送遅延については網同期後は変動しないものとする。
【００２６】また、基地局装置２〜７および移動局装置８〜９間の下り無線回線周波数にはＦ１、上り無線回線周波数にはＦ２が割当てられており、下りＦ１に同期して上りＦ２が送信される。上りおよび下り回線の信号はフレーム単位で連続的に伝送され、無線送受信手段においては下りフレームに同期して上りフレームが送出される。なお、基地局リンク間の上下方向のフレーム同期は既に確立（下りおよび上り回線の伝送フレームのビット内容が読み出せる状態をさす）しているものとする。
【００２７】下り回線においては、各基地局装置２〜７は上位局からの信号を下位方路の基地局に分配するとともに無線で送信する。このとき、例えば基地局装置４から移動局装置８への送信波Ｆ１（４−８）と、基地局装置５から移動局装置８への送信波Ｆ１（５−８）のタイミングがある程度ずれると、Ｆ１（４−８）とＦ１（５一８）は互いに干渉波となり、移動局装置８では正常に受信できなくなる可能性があるため、Ｆ１（４−８）とＦ１（５一８）の送信タイミングを同一にしなければならない。そのためには、上位局からの信号を下位方路に送出したタイミングでは無線送信を行わず、下りの伝送遅延を考慮し、最も下位の基地局装置に到達するまで無線送信を遅延させることにより、複数の基地局が同じ信号を同時刻に送信することができる。このように複数の基地局装置から同一のタイミングで送信波Ｆ１を送信することを複局同時送信という。
【００２８】上り回線においては、各基地局装置２〜７は下位局で受信した上り信号または自局で受信した上り信号を上位局へ中継する。ここで、移動局装置９から上り信号Ｆ２が送信された場合、基地局装置５で受信した上り信号をＦ２（９−５）、基地局装置６で受信した上り信号をＦ２（９−６）とすると、それぞれ基地局装置で受信したタイミングが同一だったとしても、その上位局である基地局装置２においては、各ルート毎の伝送遅延の差によりＦ２（９−５）とＦ２（９−６）の到達タイミングがずれる可能性がある。このように到達タイミングがずれた場合において、基地局装置２がＦ２（９−５）とＦ２（９−６）を同一の上り信号Ｆ２として認識できる状態を複局同時受信という。
【００２９】この無線通信システムでは、複局同時送信と複局同時受信を実現するうえで、少ないコストで基地局装置間のタイミングの調整を自動化し、定期的なタイミング補正や基地局装置の増設を容易にするとともに、良好な回線品質を確立するようにしている。
【００３０】図２は、複局同時送信を実現する基地局装置の構成を示すブロック図で、基地局装置３を例に示している。なお、他の基地局装置２および４〜７も同一の構成を有している。
【００３１】この基地局装置３は、基準信号受信手段としてＧＰＳ衛星装置１０からの電波を受信するＧＰＳ受信手段１１と、基準信号に対して本部局装置１から送出された下りフレームが到達するまでの時間差を測定する無線送信タイミング算出手段１２と、複局同時送信を行うために無線送信タイミングを遅延させる無線送信遅延手段１３と、移動局装置との間で無線送受信を行う無線送受信手段１４と、自局の無線送受信手段１４または下位局からの上りフレームのいずれかを選択して上位局へ送る方路選択手段１６とを備えている。
【００３２】上位局である基地局装置２からのフレームはＧＰＳ時刻補正手段１２および無線送信遅延手段１３に供給され、さらに下位局の基地局装置４、５に転送される構成となっている。
【００３３】次に、図３に示す説明図を参照しながら、本実施の形態による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。
【００３４】まず、本部局装置１は、図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、ＧＰＳ衛星装置１０から受信したＧＰＳ信号より得られた任意のＵＴＣ時刻（以下、ＧＰＳ時刻、という）ｔと、その△ｔ〈０〉秒後に送出する下りフレーム番号ｎと、１フレームの長さａ秒とから、ＧＰＳ時刻ｔ＋ｘ秒の直後に本部局装置１から送出する予定の下りフレーム番号ｍを算出し、各基地局装置ｉ（ｉ＝２，３，…，７）に測定予定時刻としてｔ＋ｘ、測定フレーム番号としてｍを通知する。
【００３５】ただし、測定予定時刻ｔ＋ｘは、ｔ＋ｘ秒よりも前に全ての基地局装置が本部局装置１から測定予定時刻ｔ＋ｘと測定フレーム番号ｍの通知を受信して測定準備できるのに必要十分な時間とし、測定フレーム番号ｍは、ｍ＝ｎ＋ｉｎｔ｛（ｘ−Δｔ〈０〉）／ａ｝
となる。
【００３６】次に、基地局装置ｉに具備した無線送信タイミング算出手段１２は、図３（ｃ）に示すように、ＧＰＳ時刻がｔ＋ｘとなった時点から、下りフレームが自局に到達するまでの時間差Δｔ〈ｉ〉を測定し、さらに下位方路に基地局装置がない末端の基地局装置４〜７の測定結果を本部局装置１へ通知する。
【００３７】本部局装置１は、通知された遅延時間Δｔ〈ｉ〉から最大値Δｔ〈ｍａｘ〉を求めて各基地局装置ｉへ通知する。
【００３８】各基地局装置ｉの無線送信タイミング算出手段１２は、通知された最大値Δｔ〈ｍａｘ〉から自局の遅延時間Δｔ〈ｉ〉を減じた値以上の値を自局の無線送信遅延手段１３の遅延時間として設定する。これにより、図３（ｄ）と図３（ｅ）に示すように、本部局装置１からの下りフレームは、各基地局装置ｉの無線送信遅延手段１３で「Δｔ〈ｍａｘ〉−Δｔ〈ｉ〉」遅延された後に、無線送受信手段１４から送信されるため、最遠端の基地局装置の無線送信タイミングに基地局装置ｉの無線送信タイミングが揃えられ、全ての基地局装置から複局同時送信がされることとなる。
【００３９】なお、本実施の形態では、ＧＰＳ時刻と下りフレーム到着時刻の差とから遅延時間Δｔ〈ｉ〉を算出したが、本部局装置１と全ての基地局装置に同時刻であることを通知できる電波や光などの信号でありさえすれば、本部局装置１から各基地局装置へ測定予定時刻と測定フレーム番号を通知するという手順に変わりがないため、ＧＰＳ電波の代用とすることができる。例えばＧＰＳに近いシステムとしては、低軌道周回衛星位置情報システムがあるが、光ビーコンのようなものでも代用可能である。
【００４０】（実施の形態２）図４は、各基地局装置ｉは、自局の下位局がないとき、本部局装置１から自局までの下り伝送遅延時間の測定結果「Ｅｉ」を本部局装置１への上りフレームに載せて通知するが、このとき測定結果を中継する基地局装置が測定結果に自局の基地局ＩＤである「００ｉ」を付加して上りフレームに載せる場合の実施の形態を示す構成図である。図中、「（ ）」は各方路における上りフレームの伝送単位、「／」は方路の分岐を示す記号とする。
【００４１】この例では、基地局装置４〜７が末端となるので、基地局装置４〜７の遅延情報Ｅ４〜Ｅ７に、それぞれ自局の基地局ＩＤである００４〜００７を付加して上位局へ送信する状態を示している。
【００４２】下位方路を有する基地局装置２〜３では、下位方路から基地局ＩＤ付きの遅延情報が上って来た場合、自局の基地局ＩＤを追加して上り回線に転送するが、下位方路が複数ある基地局装置２〜３の場合は、全ての方路からの遅延情報が揃うまで待ってから上位局へ伝送する。
【００４３】例えば基地局装置２は、リンクＬ２からの遅延情報００３（００４Ｅ４／００５Ｅ５）と、リンクＬ５からの遅延情報００６Ｅ６の両方が揃ってから、００２（（００３（００４Ｅ４／００５Ｅ５））／００６Ｅ６）をリンクＬ１に送出することになる。
【００４４】このように動作することにより、本部局装置１においては遅延情報を得ると同時に全基地局装置のトポロジー（接続状態）を認識でき、また下位方路が複数ある基地装置においてはＩＤなどの情報が衝突したり重複しないように制御することが可能となる。
【００４５】ここで、本部局装置１に伝送される情報と、各リンクＬ１〜Ｌ６を伝送される情報とを整理して示しておく。
【００４６】本部局装置：００１((００２((００３（００４Ｅ４／００５Ｅ５)))/００６Ｅ６)/００７Ｅ７）
Ｌ１：００２((００３（００４Ｅ４／００５Ｅ５))／００６Ｅ６）
Ｌ２：００３（００４Ｅ４／００５Ｅ５）
Ｌ３：００４Ｅ４Ｌ４：００７Ｅ７Ｌ５：００６Ｅ６Ｌ６：００５Ｅ５また、各基地局装置ｉは本部局装置１に通知する遅延情報にＧＰＳ受信手段１２から得られた位置情報を加えて送ることにより、本部局装置１は地理的な位置関係も含めた接続状態を認識することができる。従って、例えば基地局装置の設置に際して、得られた位置情報を元に地図上にプロットすることができるため、基地局間の距離や設置場所の周辺地形などの確認が容易となる。
【００４７】（実施の形態３）図５は、複局同時受信を実現するための基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、基地局装置３を例に示しているが、他の基地局装置２および４〜７も同一の構成を有している。
【００４８】この基地局装置３は、無線送受信手段１４と、無線送受信手段１４からの受信方路および下位局が接続されている下位方路からの上りフレームのタイミングを同期させるためのフレーム同期比較手段１７と、フレーム同期比較手段１７によって遅延時間が制御される各ノード別に具備した遅延補正手段１８と、無線送受信手段１４からの受信方路および下位局からのフレームを選択して上位局に転送する方路選択手段１６とを備えている。
【００４９】次に、図６に示す説明図を参照しながら、本実施の形態による無線通信システムの複局同時受信のタイミング調整方法について説明する。なお、図中に示すＡ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４は、図５に同一符号で示す位置の信号の発生タイミングを表している。
【００５０】まず、本部局装置１で生成され各基地局装置ｉに同報される下りフレームＡ１は、無線送信遅延手段１３で遅延され、無線送受信手段１４から無線信号Ａ２として送信される。また、フレームＡ１はリンク回線を通り下位局である基地局装置４、５にフレームＢ１、Ｃ１として到達する。
【００５１】無線基地局４に到達したフレームＢ１は、無線送信遅延手段１３で遅延され、無線送受信手段１４から無線信号Ｂ２として送信される。無線基地局５に到達したフレームＣ１も、無線送信遅延手段１３で遅延され、無線送受信手段１４から無線信号Ｃ２として送信される。このとき、無線基地局３〜５の各無線送信遅延手段１３の遅延時間を、前述のように設定しておくことにより、無線信号Ａ２〜Ｃ２を複局同時送信することができる。
【００５２】一方、複局同時送信が可能な状態で、任意の下りフレームが無線送受信手段１４に到達した時点より一定時間後に上りフレーム同期信号を発生させる。この上りフレーム同期信号に含まれるフレーム番号は、任意の下りフレームに含まれるフレーム番号と対応させれば、各基地局で同一に設定できる。
【００５３】次に、各基地局装置ｉに具備したフレーム同期比較手段１７は、各下位方路から到達した上りフレームＡ３〜Ｃ３から同じフレーム番号を含むものを比較し、一番到着が遅い方路の上りフレームに合わせて他の上りフレームが揃うように遅延時間を算出する。
【００５４】このように方路毎に算出した遅延時間を各々の方路に具備した遅延補正手段１８に設定することにより、遅延補正手段１８を通過した上りフレームＡ４〜Ｃ４のフレーム同期信号の位置が一致するようになる。通過した上りフレームＡ４〜Ｃ４は方路選択手段１６により予め一定のルールで優先度が決められた方路の上りフレームが選択され、上位局に中継される。
【００５５】このように動作することにより、最下位局から順に遅延補正手段１８の遅延時間が決定し、上りフレームが合流する基地局装置において上りフレームのタイミングが揃えられるため、最後に本部局装置１の遅延補正手段１８の設定が終わった時点で、複局同時受信が実現する。
【００５６】また、複局同時受信が可能な状態において、受信した基地局装置が上りフレームに受信品質情報（受信入力レベルや同期ワードの相関値など）を付加し、基地局装置に具備した方路選択手段１６が上りフレームに含まれる受信品質情報を比較して、受信品質の良い上りフレームを選択し、上位局に中継するようにしてもよい。
【００５７】例えば、移動局装置９の送信波が基地局装置５と基地局装置６に受信され（それぞれ順にＦ２（９−５）、Ｆ２（９−６）と呼ぶ）、Ｆ２（９一６）の受信品質の方が良い場合、基地局装置３では基地局装置４からの上りフレームにはＦ２が含まれないため、Ｆ２（９−５）が上位局である基地局装置２に中継されるが、基地局装置２ではＦ２（９−６）とＦ２（９−５）の受信品質情報を比較し、Ｆ２（９−６）が本部局装置１に中継される。
【００５８】このように方路選択手段１６が上りフレームに含まれる受信品質情報を比較することにより、ある移動局装置からの送信波が複数の基地局装置で同時に受信された場合に、より受信品質の良い基地局装置で受信した上りフレームが自動的に選ばれるサイトダイバーシチが可能となる。
【００５９】以上のように本実施の形態によれば、下り回線においては各基地局装置の無線送信タイミングをＧＰＳ時刻を参照して補正することで複局同時送信が可能となり、上り回線においては補正された無線送信タイミングに同期した上りフレームが基地局装置を経由して合流する毎に一番遅い上りフレームタイミングに揃えられた後に選択されることで、複局同時受信が可能となるものである。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は各基地局装置において本部局装置から一斉通知された遅延情報の最大値から自局の遅延時間を減じた値を自局の遅延時間と設定することにより、基地局装置間のタイミング調整を自動化し、本部局装置から送出された下りフレームを、この遅延時間分遅延させた後に無線送信することで全ての基地局装置から同時刻に送信する複局同時送信が可能な無線通信システムの基地局装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される無線通信システムの構成図
【図２】図１に示す基地局装置の構成図
【図３】複局同時送信のためのタイミング調整方法を示す説明図
【図４】遅延情報に自局ＩＤを付加して上位局へ送信する無線通信システムの構成図
【図５】図１に示す基地局装置の構成図
【図６】複局同時受信のためのタイミング調整方法を示す説明図
【符号の説明】
１ 本部局装置
２、３、４、５、６、７ 基地局装置
８、９ 移動局装置
１０ ＧＰＳ衛星装置
１１ ＧＰＳ受信手段
１２ 無線送信タイミング算出手段
１３ 無線送信遅延手段
１４ 無線送受信手段
１５ スイッチ手段
１６ 方路選択手段
１７ フレーム同期比較手段
１８ 遅延補正手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】 本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、前記本部局装置と前記基地局装置は、前記無線通信システム全てに対し同時刻を認識できる信号を受信する基準信号受信手段と、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、前記無線送信タイミング算出手段は、前記基準信号受信手段から得られた基準信号と前記本部局装置から送出される下りフレームの到達時間の差を測定して本部局装置へ通知し、前記本部局装置から報知される前記時間差の最大値以上の一定値から前記測定した時間差を減じた値を前記送信遅延手段における遅延時間とすることで、前記無線送信手段が複局同時送信を行うことを特徴とする無線通信システムの基地局装置。
【請求項２】 本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、移動局装置からの電波を受信する無線受信手段と、前記無線送受信手段からの受信方路および下位局が接続されている下位方路からの上りフレームを各方路別に遅延制御する遅延補正手段と、前記各方路からの上りフレームタイミングを同期させるために前記遅延補正手段の遅延時間を制御するフレーム同期比較手段と、前記遅延補正手段で遅延した前記各方路のフレームを選択して上位局に転送する方路選択手段とを備え、前記移動局装置の送信波が前記複数の基地局装置で同時に受信された場合に、その複数の上りフレームが下位方路のある前記基地局装置において合流時にタイミングを揃えることで複局同時受信を行うことを特徴とする無線通信システムの基地局装置。
【請求項３】 本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、前記複数の基地局装置はそれぞれ任意の基準時刻と下りフレーム到着時刻との時間差を測定し、前記複数の基地局装置のなかで下位方路のない基地局装置は測定した時間差を遅延情報として前記本部局装置に通知し、前記本部局装置は前記通知された遅延情報のなかの最大値を前記複数の基地局装置へ報知し、前記複数の基地局装置は報知された前記遅延情報の最大値から自局で測定した時間差を減じた値を無線送信遅延時間としてそれぞれ設定し、前記複数の基地局装置は前記本部局装置から送出されたフレームを前記無線送信遅延時間分遅延させた後に送信することで複局同時送信を行うことを特徴とする無線通信システムのタイミング調整方法。
【請求項４】 前記下位方路のない基地局装置が前記本部局装置に前記遅延情報を通知する際に、前記遅延情報に自局の基地局ＩＤを付加して上位方路に転送し、下位方路を有する前記基地局装置は前記下位方路のない基地局装置から基地局ＩＤ付き遅延情報を受けると、これらに自局の基地局ＩＤを付加して上位方路に転送することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システムのタイミング調整方法。
【請求項５】 前記複数の基地局装置はＧＰＳから得られた位置情報を前記自局の基地局ＩＤと共に前記遅延情報に付加して前記本部局装置へ転送し、前記本部局装置は地図データと照合することにより、地理的な位置関係も含めた接続状態図を構築することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システムのタイミング調整方法。
【請求項６】 本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、下位方路を有する基地局装置は各下位方路および自局の無線受信手段で受信した上りフレームタイミングおよびそのフレーム番号を比較し、同一のフレーム番号のフレームタイミングが一致するように各下位方路に設けた遅延補正手段を調整し、任意または予め優先度を定めた方路の上りフレームを選択して上位局に中継することで複局同時受信を行うことを特徴とする無線通信システムのタイミング調整方法。
【請求項７】 前記下位方路からの上りフレームと前記自局の無線受信手段で受信したフレームとを比較して選択する際に、回線品質が最良と推定された方路の上りフレームを上位局に中継することを特徴とする請求項６に記載の無線通信システムのタイミング調整方法。
【請求項１】 本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、前記本部局装置と前記基地局装置は、前記無線通信システム全てに対し同時刻を認識できる信号を受信する基準信号受信手段と、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、前記無線送信タイミング算出手段は、前記基準信号受信手段から得られた基準信号と前記本部局装置から送出される下りフレームの到達時間の差を測定して本部局装置へ通知し、前記本部局装置から報知される前記時間差の最大値以上の一定値から前記測定した時間差を減じた値を前記送信遅延手段における遅延時間とすることで、前記無線送信手段が複局同時送信を行うことを特徴とする無線通信システムの基地局装置。
【請求項２】 本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、移動局装置からの電波を受信する無線受信手段と、前記無線送受信手段からの受信方路および下位局が接続されている下位方路からの上りフレームを各方路別に遅延制御する遅延補正手段と、前記各方路からの上りフレームタイミングを同期させるために前記遅延補正手段の遅延時間を制御するフレーム同期比較手段と、前記遅延補正手段で遅延した前記各方路のフレームを選択して上位局に転送する方路選択手段とを備え、前記移動局装置の送信波が前記複数の基地局装置で同時に受信された場合に、その複数の上りフレームが下位方路のある前記基地局装置において合流時にタイミングを揃えることで複局同時受信を行うことを特徴とする無線通信システムの基地局装置。
【請求項３】 本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、前記複数の基地局装置はそれぞれ任意の基準時刻と下りフレーム到着時刻との時間差を測定し、前記複数の基地局装置のなかで下位方路のない基地局装置は測定した時間差を遅延情報として前記本部局装置に通知し、前記本部局装置は前記通知された遅延情報のなかの最大値を前記複数の基地局装置へ報知し、前記複数の基地局装置は報知された前記遅延情報の最大値から自局で測定した時間差を減じた値を無線送信遅延時間としてそれぞれ設定し、前記複数の基地局装置は前記本部局装置から送出されたフレームを前記無線送信遅延時間分遅延させた後に送信することで複局同時送信を行うことを特徴とする無線通信システムのタイミング調整方法。
【請求項４】 前記下位方路のない基地局装置が前記本部局装置に前記遅延情報を通知する際に、前記遅延情報に自局の基地局ＩＤを付加して上位方路に転送し、下位方路を有する前記基地局装置は前記下位方路のない基地局装置から基地局ＩＤ付き遅延情報を受けると、これらに自局の基地局ＩＤを付加して上位方路に転送することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システムのタイミング調整方法。
【請求項５】 前記複数の基地局装置はＧＰＳから得られた位置情報を前記自局の基地局ＩＤと共に前記遅延情報に付加して前記本部局装置へ転送し、前記本部局装置は地図データと照合することにより、地理的な位置関係も含めた接続状態図を構築することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システムのタイミング調整方法。
【請求項６】 本部局装置とツリー状に接続された複数の基地局装置間で一定周期のフレーム単位でディジタル信号を伝送する無線通信システムにおいて、下位方路を有する基地局装置は各下位方路および自局の無線受信手段で受信した上りフレームタイミングおよびそのフレーム番号を比較し、同一のフレーム番号のフレームタイミングが一致するように各下位方路に設けた遅延補正手段を調整し、任意または予め優先度を定めた方路の上りフレームを選択して上位局に中継することで複局同時受信を行うことを特徴とする無線通信システムのタイミング調整方法。
【請求項７】 前記下位方路からの上りフレームと前記自局の無線受信手段で受信したフレームとを比較して選択する際に、回線品質が最良と推定された方路の上りフレームを上位局に中継することを特徴とする請求項６に記載の無線通信システムのタイミング調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００２−２７５３４（Ｐ２００２−２７５３４Ａ）
【公開日】平成１４年１月２５日（２００２．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−２０６１１０（Ｐ２０００−２０６１１０）
【出願日】平成１２年７月７日（２０００．７．７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年１月２５日（２００２．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年７月７日（２０００．７．７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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