JP2995967B2 - 移動通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動通信システムに係
り、とくに、複数の基地局を用いて広いサービスエリア
を構成する小ゾーン方式の移動通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信方式は、基地局・端末間は無線
方式を用いるもので他に代替手段がないのが特徴的であ
る。かかる移動通信方式で使用しうる周波数帯域には限
度があるため、多数の利用者を収容し、サービス性の良
いシステムを構成するには、無線周波数の有効利用が不
可欠となる。その一つの要因に無線ゾーンの構成があ
り、複数の小無線ゾーンを用いて広いサービス・エリア
をカバーする場合に、周波数の有効利用から各小無線ゾ
ーン毎に設置された複数の無線基地局から同時に同じ送
信電波を送出する方法が多く用いられる（参考文献：電
子情報通信学会発行「移動通信の基礎」７．４項）。

【０００３】その際に、複数の無線基地局からの電波の
強度がほぼ等しい地域で必要な伝送品質を確保するため
に、各無線基地局から送出する信号の位相を同期させる
必要がある。二つの基地局間の位相同期をさせるために
は、信号を送出する局（以下「中央局」と言う。）と各
無線基地局間の伝送路の遅延時間を測定し、その遅延時
間が全ての無線基地局に対して中央局と同一になるよう
に信号を遅延させる必要がある。遅延時間を測定する方
法として、基準となる無線基地局（以下、「基準局」と
いう。）の電波を他の無線基地局（以下、「周辺局」と
いう。）で受信して比較するなど、無線回線を用いるの
が一般的である（参考文献：電子情報通信学会発行
「「自動車電話」７．５項）。なお、中央局から送信さ
れる信号の遅延時間が中央局と各周辺局との間の伝送路
の遅延時間より大きくなるように、中央局に遅延回路を
挿入する必要がある。

【０００４】図６には、従来の小ゾーン方式の移動通信
システムの構成が示されている。この図６のシステム
は、位相同期のための信号を送出する中央局３１と、基
準局３２と、周辺局３３とから構成されている。ここ
で、基準局３２，周辺局３３は、回線伝送路３４，３５
をそれぞれ介して中央局３１と接続されている。この図
６において、符号３６は中央局３１の送信アンテナを、
符号３７は基準局３２の受信アンテナを、符号３８は基
準局３２の送信アンテナを、符号３９は変復調器（ＭＯ
ＤＥＭ）を、それぞれ示す。

【０００５】図７には、周辺局３３の構成が示されてい
る。この周辺局３３は、受信・制御部４１と、送信機４
２の二部分から構成されており、受信制御部４１は、受
信アンテナ４３を介して到来した電波を受信し復調する
ＲＦ受信機４４と、到来電波に含まれる特殊信号を解読
する符号解読部４５と、解読されたそれぞれの特殊信号
の位相差を測定する位相比較部４６と、位相比較部４６
で測定された位相差に対応する遅延量が挿入される可変
遅延部４７と、クロック同期部４９とを含んで構成され
ている。この図において、符号４８は送信アンテナを示
す。

【０００６】図８には、このような構成の従来システム
における位相差測定のタイミングチャートが示されてい
る。この図８のタイミングチャートを参照しつつ、従来
の位相同期のための位相差測定動作について説明する。
周辺局３３のＲＦ受信機４４では、受信アンテナ４３を
介して自らの送信アンテナ４８から送出された電波（自
周辺局電波）ＥＷ２、基準局３２から送出された電波
（基準局電波）ＥＷ１をそれぞれ受信，復調し、符号解
読部４５で受信電波（正確には受信電波の復調信号）に
含まれる特殊信号を解読する。そして、位相比較部４６
では、図８に示すように、受信した自局の特殊信号Ｓ１
を基準に仮想特殊信号Ｓ２のタイミングを発生させ、基
準局３３の特殊信号Ｓ３をＲＦ受信機４４で受信復調さ
れたタイミングと比較し、位相差Ａを測定する。このよ
うにして位相差Ａ，即ち遅延時間差を測定することによ
り等価的に伝送路の遅延時間が測定されていた。

【０００７】ここで、ＲＦ受信機４４で受信する電波Ｅ
Ｗ１，ＥＷ２の周波数は同一であるため、図８に符号Ｂ
で示すように、基準局３２の電波ＥＷ１を受信する時
は、一時周辺局３３の電波ＥＷ２の出力を停止させ、基
準局３３からの電波ＥＷ１を受信する必要があった。し
かし、基準局３２と周辺局３３との間の距離が長かった
り、基準局３２と周辺局３３との間に山等の障害があっ
たりすると、周辺局３３に設置されたＲＦ受信機４４で
は十分な受信電界が得られない場合がある。このような
場合、高利得の受信アンテナを使用したり、ＲＦ受信機
４４の前段にＮＦの良い増幅器等を挿入し、利得を高め
ることがなされていた。

【０００８】

【発明の解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例にあっては、受信アンテナの利得に限界があっ
たり、同じシステムにおいてチャンネルが増えるとＲＦ
受信機の前段にＮＦの良い増幅器を挿入した場合でも混
変調を軽減するため狭帯域な帯域濾波器を設ける必要が
あることから十分な利得が得られなくなるという不都合
があった。また、上述した従来システムにあっては、一
定間隔ごとに位相補正動作がなされるため、各基地局の
送信機の起動及び停止により回路部品等へのストレスが
かかり、このことが故障の原因ともなっていた。

【０００９】

【発明の目的】本発明の目的は、かかる従来技術の有す
る不都合を改善し、とくに、受信電界強度が弱い場合で
も２基地局間の伝送路の遅延時間差を十分に測定し得る
とともに、位相同期動作のために各基地局の回路部品に
かかるストレスを軽減し得る移動通信システムを提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の移動通信システ
ムは、複数の小無線ゾーンのひとつに設けられ無線基地
局間の位相同期のための信号を送出する中央局と、この
中央局が設けられた小無線ゾーン以外の小無線ゾーンの
それぞれに設置され中央局に回線伝送路を介して接続さ
れた複数の周辺局と、中央局からの電波と複数の周辺局
からの電波とが共に十分受信できる位置に設置され回線
伝送路を介して中央局に接続された位相差測定局とを備
えている。そして、この位相差測定局が、複数の無線基
地局から一定時間間隔で送信される第１の特殊信号を常
時受信し解読する機能と、第１の特殊信号を解読できな
かった場合に中央局へ位相同期動作の命令信号を出力す
るとともに中央局と周辺局からの電波に含まれる第２の
特殊信号を受信し解読する機能と、この解読されたそれ
ぞれの第２の特殊信号の位相差を測定し中央局へ送出す
る機能とを有するとともに、中央局が、位相同期動作の
命令信号を受けた場合に位相差測定局が位相差の測定が
できるように各周辺局及び自局の送信機を起動・停止制
御する機能と、位相差測定局から送出された位相差に応
じて位相差の補正を行なう機能とを有している。このよ
うな構成によって、前述した目的を達成しようとするも
のである。

【００１１】

【作用】数基地局間（中央局と数局の周辺局間）の伝送
路の遅延時間差（位相差）を測定する位相差測定局が、
中央局からの電波の受信電界と各周辺局からの電波の受
信電界が十分に得られる地点（例えば、中間地点）に設
置されていることから、この位相差測定局で、中央局と
周辺局の伝送路の遅延時間（位相差）を測定し、測定さ
れた位相差に基づき中央局で位相差の補正を行うことに
より各基地局間の位相の同期がとられる。また、位相差
測定局では、数基地局から送られてくる一定間隔の特殊
信号を常時監視し、特殊信号が解読出来なくなった時の
み、位相補正動作を行うことから、各基地局の送信機の
起動及び停止による回路部品等へのストレスが軽減され
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図５に
基づいて説明する。

【００１３】図１には、本発明の一実施例の構成が示さ
れている。この図１の実施例は、複数の小無線ゾーンの
ひとつに設けられ無線基地局間の位相同期のための信号
を送出する中央局１と、この中央局１が設けられた小無
線ゾーン以外の小無線ゾーンのそれぞれに設置され中央
局１に回線伝送路７を介して各別に接続された３つの周
辺局３と、中央局１からの電波と３つの周辺局３からの
電波とが共に十分受信できる位置に設置され回線伝送路
８を介して中央局１に接続された位相差測定局２とを備
えている。この図１において符号４は中央局１の送信ア
ンテナを、符号５は周辺局３の送信アンテナをそれぞれ
示す。

【００１４】ここで、位相差測定局２は、中央局１及び
３つの周辺局３から一定時間間隔で送信される第１の特
殊信号を常時受信し解読する機能と、第１の特殊信号を
解読できなかった場合に中央局１へ位相同期動作の命令
信号を出力するとともに中央局１と周辺局３からの電波
に含まれる第２の特殊信号を受信し解読する機能と、こ
の解読されたそれぞれの第２の特殊信号の位相差を測定
し中央局１へ送出する機能とを有している。また、中央
局１は、位相同期動作の命令信号を受けた場合に位相差
測定局２が位相差の測定ができるように各周辺局３及び
自局の送信機を起動・停止制御する機能と、位相差測定
局２から送出された位相差に応じて位相差の補正を行な
う機能とを有している。

【００１５】これを更に詳述すると、周辺局３は、図２
に示すように、クロック同期部１３と、回線伝送路７を
介して中央局１から送られてきた制御信号を解読する符
号解読部１４と、この符号解読部１４及び中央局１から
の信号により制御される送信機１５とを備えている。

【００１６】位相差測定局２は、図３に示すように、受
信アンテナ１１，受信アンテナ１２及びＲＦ受信電波合
成部３０をそれぞれ介して中央局１，３つの周辺局３か
ら到来した電波ＥＷ１，ＥＷ２を受信し復調するＲＦ受
信機１７と、中央局１及び３つの周辺局３から一定時間
間隔に送信され到来電波の復調波に含まれる第１の特殊
信号（図５中符号Ｓ１１1 ，Ｓ１２1 参照）を常時受信
し解読する第１の符号解読部１８と、中央局１からの電
波ＥＷ１と３つの周辺局３からの電波ＥＷ２に含まれる
第２の特殊信号（図５中符号１３参照）を受信し解読す
る第２の符号解読部１９と、この第２の符号解読部１９
で解読されたそれぞれの第２の特殊信号の位相差を測定
する位相比較部２０と、この位相比較部２０で測定され
た位相差に相当する遅延量を符号化して中央局１に送出
する符号化部２４と、中央局１より回線伝送路８を介し
て入力した信号を解読し位相比較部２０に出力する符号
解読部２３と、クロック同期回路２１，２２とを含んで
構成されている。

【００１７】中央局１は、図４に示すように、３つの周
辺局３に対応して設けられ位相差測定局２を構成する符
号化部２４で符号化されたそれぞれの遅延量を解読する
３つの遅延量解読部２６と、各周辺局３への回線伝送路
７に対応してそれぞれ設けられ解読された遅延量が挿入
される３つの可変遅延部２７と、クロック同期部２５と
を含んで構成されている。図１ないし図４において、符
号６は変復調器を示す。

【００１８】図５には、本実施例における位相差測定の
タイミングチャートが示されている。ここで、この図５
を参照しつつ、本実施例の動作を説明する。

【００１９】位相差測定局２では、各無線基地局から送
られてくる電波をＲＦ受信機１７で受信し復調する。第
１の符号解読部１８で受信電波に含まれる第１の特殊信
号を解読する。この場合において、図５（Ａ）に示すよ
うに中央局１及び周辺局３から同時送信される電波ＥＷ
１，ＥＷ２に含まれる信号の位相が合っていると第１の
特殊信号（図５中Ｓ１１1 ，１２1 参照）を符号解読部
１８で解読できる。しかし、中央局１及び周辺局３から
同時送信される電波に含まれる信号の位相がずれている
と、第１の特殊信号（図５中Ｓ１１2 ，Ｓ１２2 参照）
を第１の符号解読部１８で解読できなくなる。

【００２０】この時、位相差測定局２の位相比較部２０
では、位相の比較ができないので、符号化部２４，回線
伝送路８を経由して中央局１へ位相同期動作の命令信号
を送出する。中央局１では、この位相同期動作の命令信
号を受けて各周辺局３に制御信号を出力して各送信機１
５の送信動作を停止し、図５（Ｂ）中符号Ｃで示すよう
に中央局電波の測定の妨害電波となる周辺局電波を一時
的に停止させる。この時、位相差測定局２では、ＲＦ受
信機１７で中央局１からの第二特殊信号Ｓ１３を受信復
調し、第２の符号解読部１９で解読する。

【００２１】次に、位相比較部２０では、受信した中央
局の第２の特殊信号１３を基準に図５（Ｃ）に示すよう
に中央局の仮想第２の特殊信号Ｓ１５のタイミングを発
生させる。また、中央局１では、自局からの電波（中央
局１の電波）を図５（Ｂ）中符号Ｄで示すように、一時
停止させる。この時、位相差測定局２では、ＲＦ受信機
１７で周辺局３からの第２の特殊信号Ｓ１４を受信復調
し、第２の符号解読部１９で解読する。

【００２２】そして、位相比較部２０では、周辺局３か
らの第２の特殊信号Ｓ１４を受信復調したタイミング
と、前述した中央局の仮想第２の特殊信号Ｓ１５のタイ
ミングとを比較し、図５（Ｃ）に示す位相差（遅延量）
Ａを測定する。測定された位相差Ａは、符号化部２４で
符号化され回線伝送路８を経由して中央局１へ送出され
る。次に、中央局１では、送られてきた符号化された遅
延量を遅延量解読部２６で解読し、可変遅延部２７に挿
入し、回線伝送路７を介して位相差が測定された周辺局
３に送出し、信号の位相を同期させる。このようにし
て、全ての周辺局３に対して位相同期動作を行うことに
より、すべての位相を同期させることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
相差測定局が中央局からの受信電界強度と各周辺局から
の受信電界強度が十分に得られる地点に設置されている
ことから、中央局からの受信電界強度が弱い場合でも２
基地局間（中央局と各周辺局）の伝送路の遅延時間差
（位相差）を十分に測定することができ、同じシステム
においてチャンネルが増えた場合にＲＦ受信機内で発生
する混変調に対しても、希望波（Ｄ波）が強くなり妨害
波（Ｕ波）が弱くなるために特性が改善され、位相差測
定に使用する装置を位相差測定局にのみ設ければ十分で
あり、各周辺局に各別に設ける必要がなくなり、また、
各基地局からの信号の位相がずれた時にのみ、位相補正
動作を行うことから、各基地局の送信機の起動及び停止
による回路部品等へのストレスを軽減できるという従来
にない優れた移動通信システムを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１の周辺局の構成を示すブロック図である。

【図３】図１の位相差測定局の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】図１の中央局の構成を示すブロック図である。

【図５】図１の実施例の動作説明図である。

【図６】従来の移動通信システムの構成を示すブロック
図である。

【図７】従来の周辺局の構成を示すブロック図である。

【図８】従来の位相差測定方法を示す図である。

【符号の説明】

１ 中央局 ２ 位相差測定局 ３ 周辺局 ７ 回線伝送路 ８ 回線伝送路 １８ 第１の符号解読部 １９ 第２の符号解読部 ２０ 位相比較部 ２４ 符号化部 ２７ 遅延量解読部 ２８ 可変遅延部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の小無線ゾーンのひとつに設けられ
   無線基地局間の位相同期のための信号を送出する中央局
   と、この中央局が設けられた小無線ゾーン以外の小無線
   ゾーンのそれぞれに設置され前記中央局に回線伝送路を
   介して接続された複数の周辺局と、前記中央局からの電
   波と前記複数の周辺局からの電波とが共に十分受信でき
   る位置に設置され回線伝送路を介して前記中央局に接続
   された位相差測定局とを備え、当該位相差測定局が、前
   記複数の無線基地局から一定時間間隔で送信される第１
   の特殊信号を常時受信し解読する機能と、前記第１の特
   殊信号を解読できなかった場合に前記中央局へ位相同期
   動作の命令信号を出力するとともに前記中央局と周辺局
   からの電波に含まれる第２の特殊信号を受信し解読する
   機能と、この解読されたそれぞれの第２の特殊信号の位
   相差を測定し前記中央局へ送出する機能とを有するとと
   もに、前記中央局が、前記位相同期動作の命令信号を受
   けた場合に前記位相差測定局が前記位相差の測定ができ
   るように前記各周辺局及び自局の送信機を起動・停止制
   御する機能と、前記位相差測定局から送出された位相差
   に応じて位相差の補正を行なう機能とを有していること
   を特徴とした移動通信システム。
2. 【請求項２】 前記位相差測定局が、前記複数の無線基
   地局から一定時間間隔に送信される第１の特殊信号を常
   時受信し解読する第１の符号解読部と、前記中央局から
   の電波と前記複数の周辺局からの電波に含まれる第２の
   特殊信号を受信し解読する第２の符号解読部と、この第
   ２の符号解読部で解読されたそれぞれの第２の特殊信号
   の位相差を測定する位相比較部と、この位相比較部で測
   定された位相差に相当する遅延量を符号化して前記中央
   局に送出する符号化部とを含んで構成されるとともに、
   前記中央局が前記符号化された遅延量を解読する遅延量
   解読部と、前記各周辺局への回線伝送路に対応してそれ
   ぞれ設けられ解読された遅延量が挿入される可変遅延部
   とを含んで構成されていることを特徴とした請求項１記
   載の移動通信システム。