JPH04263524A - Ｇｓｍシステムにおける携帯電話機のためのタイミングロジック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、グループスペシャルモ
ービル（ＧｒｏｕｐｅＳｐｅｃｉａｌ　Ｍｏｂｉｌｅ、
以下ＧＳＭという）ネットワークでのＧＳＭ携帯電話機
の同期をとることができ、電話のすべての動作条件での
同期を維持することができるタイミングロジックに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＧＳＭは、無線システムに関して、現在
とくに非常に多く用いられている携帯電話システムと異
なる。完全なデジタル伝送技術が無線経路（ｒａｄｉｏ
　ｐａｔｈ）に適用されるという事実に加え、時分割多
元接続（ＴＤＭＡ）もまたデータ伝送に用いられる。無
線システムのチャンネルは２つのカテゴリーに分けられ
る。すなわち、会話とユーザデータが伝送される輸送チ
ャンネル（ｔｒａｆｆｉｃ　ｃｈａｎｎｅｌｓ）（ＴＣ
Ｈ）と制御チャンネル（ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｈａｎｎｅ
ｌ）　（ＣＣＨ）である。制御チャンネルはさらに５つ
のカテゴリーに分けられ、本発明の明細書の内容にそれ
らについての引用が基本的には同時通信制御チャンネル
（ｂｒｏａｄｃａｓｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｈａｎｎｅ
ｌ）　（ＢＣＣＨ）で示されている。該ＢＣＣＨは基地
局（ｂａｓｅ　ｓｔａｔｉｏｎ）（ＢＳ）から移動局（
ｍｏｂｉｌｅ　ｓｔａｔｉｏｎ）（ＭＳ）への一方通行
チャンネルであり、それによってたとえば同期と周波数
の修正情報が送られる。その結果、移動局はシステムに
組み合う（ｌｏｃｋ　ｉｎｔｏ）　。チャンネルの構成
は連続的なフレームからなっている。一つのそのような
ＴＤＭＡフレームは８つのタイムインターバル（ｔｉｍ
ｅ　ｉｎｔｅｒｖａｌｓ）からなっている。一つのタイ
ムインターバルの接続時間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）は約５
７６．９ｍｓｅｃ　、すなわち、１５６．２５ビットの
時間である。２６または５１ＴＤＭＡフレームは多数の
フレームを構成しており、同様に５１または２６の多数
のフレームはスーパーフレーム（＝１３２６ＴＤＭＡフ
レーム）を構成しており、そして最終的に２０４８のス
ーパーフレームは１つのハイパーフレーム（ｈｙｐｅｒ
ｆｒａｍｅ）（＝２，７１５，６４８　ＴＤＭＡフレー
ム）となり、その接続時間は３時間２８分５３秒７６０
ｍｓｅｃ　である。ＴＤＭＡフレームは０から２，７１
５，６４７　まで連続的に番号が付される。そして番号
付与は最後の番号のあと再スタートする。各々のＴＤＭ
Ａフレームのタイムインターバルに属するビットはバー
スト（ｂｕｒｓｔ）　として伝送される。それらは４種
類であり、それらのうち、基地局により同時通信制御チ
ャンネルＢＣＣＨで伝送された周波数修正バースト（Ｆ
Ｂ）が移動局の周波数同期のために用いられ、時間同期
のために同期バースト（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ　
ｂｕｒｓｔ）　（ＳＢ）が用いられる。最初に述べたバ
ーストは無変調のキャリヤ波に等しい。そして後者はた
とえば、ＴＤＭＡのフレーム数（ｆｒａｍｅｎｕｍｂｅ
ｒ）（ＦＮ）を含んでいる。

【０００３】タイムインターバルのタイミング、ＴＤＭ
Ａフレーム、輸送チャンネルＴＣＨのフレームおよび制
御チャンネルＣＣＨは基地局および移動局が伝送してい
るか否かに関係なく、連続的に進行しているジョイント
カウンタ（ｊｏｉｎｔ　ｃｏｕｎｔｅｒｓ）に比例して
いる。換言すれば、移動局が前記カウンタの正しいセッ
ティングを決めたのち、その全機能が、その瞬間に稼働
（ｓｅｒｖｉｎｇ）　している基地局と同期する。移動
局は基地局から受信した送信を基礎として基地局に合わ
せる（ｔｉｍｅｓ）　。基地局は各々の移動局に送信の
ための進行値（ａｄｖａｎｃｉｎｇ　ｖａｌｕｅ）　を
送信する。それはＢＳ−　ＭＳ−　ＢＳの距離で送信信
号と受信信号のあいだの進行波の遅れにより測定される
。それ故、ＭＳはそのタイミングを変更し、その結果種
々の移動局から基地局に到達するあらゆる信号は進行波
遅延のための補償がなされる。

【０００４】ＧＳＭ仕様により、基地局と移動局により
送信された信号のタイミング状態は、計数範囲が０から
６２４　の１／４ビットカウンタＱＮ、計数範囲が０か
ら１５６　の１ビットカウンタＢＮ、計数範囲が０から
７のタイムインターバルカウンタおよび計数範囲が０か
ら２，７１５，６４７　のＴＤＭＡフレーム数カウンタ
ＦＮにより決定される。

【０００５】前記カウンタの最初の設定の案（ｓｕｇｇ
ｅｓｔｉｏｎ）および増加は、基地局の変更（ｈａｎｄ
ｏｖｅｒ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ）を目的として隣接する
基地局の等しい値を蓄積するのと同様に仕様から導かれ
る。移動局は、もしキャリヤ周波数が基地局のそれと同
じで、かつ基地局とのタイミング差が２μｓを超えない
ばあいにのみ伝送することを許される。タイミングの相
違は、１／４ビットの接続時間に一致する長さの時間ス
テップ（ｔｉｍｅ　ｓｔｅｐ）　を用いて修正される。 そして調整は１秒より小さくなく、２秒より大きくない
タイムインターバルで、タイミングの相違が１／２ビッ
トの接続時間より小さくなるまでなされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ＧＳＭネットワークで
の移動局を同期するための正確な説明は仕様では与えら
れていない。製造者らは仕様の範囲内でそれらの同期の
問題を自分達で解決しなければならない。本発明は同期
の問題に対するひとつの解決である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のタイミングロジ
ックはレジスタとカウンタからなり、オーバーフローに
よりフレーム数カウンタ１を増加し、標準フレーム長さ
を含むフレーム長さレジスタ３からの値または修正レジ
スタ４からの値が移されるフレーム長さカウンタ２と、
自己の基地局と少なくとも６個の隣接の基地局のフレー
ム数の差およびフレームバーのタイミングの差を貯蔵し
、そこから一度に１つのフレームタイミングバーのタイ
ミングの差が基地局のタイミング差レジスタ５に移され
、そこからさらに隣接基地局のタイミング差カウンタ６
に移され、オーバーフローにより、隣接基地局からの同
期フレームの受信またはＢＣＣＨデータが始められると
きを示す隣接基地局のタイミングジスタ９と、自己の基
地局により与えられた伝送進行値および絶対的な受信タ
イムインターバルの値が貯蔵され、該進行値は伝送進行
タイミングレジスタ８に移され、さらに伝送進行タイミ
ングカウンタ７に移され、該カウンタ７はオーバーフロ
ーするとき伝送のためのスタートパルスを与える、自己
の基地局のタイミングレジスタ１０により特徴づけられ
ている。

【０００８】

【実施例】本発明を図面を参照しながら詳細に説明する
。

【０００９】図１はタイミングロジックのブロック図を
表わす。図２と図３は、受信タイムインターバルが０と
３のとき、絶対的フレームタイミングに関連した相対的
フレームタイミングの位置を示している。図４と図５は
リスニングタイムインターバル（ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ　
ｔｉｍｅ　ｉｎｔｅｒｖａｌ）　が変化するときのフレ
ーム数カウンタの増加を示している。

【００１０】本発明で記述されているタイミングロジッ
クは相対的なフレームタイミングを使用している。この
ことは、基地局のタイミングレジスタに貯蔵されている
絶対的タイムインターバルが何であるかと無関係に、携
帯電話機がいつも受信タイムインターバル（ｒｅｃｅｐ
ｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｉｎｔｅｒｖａｌ）　を０のタイ
ムインターバルとして識別することを意味する。

【００１１】図２および図３においては、相対的なフレ
ームタイミングが意味するところのものが示されている
。図２と図３において、符号Ｒｘ　は受信のタイムイン
ターバルを表わし、Ｔｘ　は送信のタイムインターバル
を表わす。そして、Ｍは携帯電話機が隣接の基地局を聞
いているあいだのモニタリング（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
）のタイムインターバルを表わしている。図２と図３に
おいて、上側のタイムインターバルの連続体は絶対的な
フレームタイミングに関し、下側は相対的なフレームタ
イミングに関する。そしてフレームタイミングバーの長
さは８つのタイムインターバルであり、そのフレームタ
イミングバーは矢印で図に示されている。図２において
、受信インターバルは０であり、それ故本ケースにおい
ては相対的フレームタイミングバーは、絶対的フレーム
タイミングバーと同じである。図３において、携帯電話
機の受信のタイムインターバルＲｘ　はタイムインター
バル３番であり、それ故タイミングロジックにより使用
された相対的なフレームタイミングバーは、自己の基地
局のタイミングレジスターだけに記憶されている、絶対
的なフレームタイミングバーからの３つのタイムインタ
ーバルによりオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）される。

【００１２】図４および図５は、リスニングインターバ
ルの変化がフレーム数を数えるのにどのように考慮に入
れられるかを示している。タイムインターバル連続体の
上の連続数０から７は絶対的なタイムインターバルの番
号を表わしている。かくしてインターバル０から７は１
つの絶対的フレームを表わしている。前述したように、
電話機は相対的フレームレート（ｆｒａｍｅ　ｒａｔｅ
）を使用し、そのフレーム数カウンタは受信インターバ
ルＲの始めにいつも増加する。そしてこの増加は下向き
の矢印で示されている。図４と図５において、１フレー
ムの持続時間に相当する時間列の区分上の番号Ｎ、Ｎ＋
１、Ｎ＋２などは、たとえば絶対的なフレーム数を表わ
している。フレーム（図４）において、１つまたは他の
理由で受信のインターバルがより小さい方からより大き
い方へ、たとえばインターバルの数が０から３に変った
ばあい（図４）、フレーム数カウンタは変化にもかかわ
らず正しくカウントすることがわかるであろう。しかし
、もしリスニングインターバルが大きい方から小さい方
へ、たとえば数が４から１に変るなら、フレームがＮ＋
２のあいだ中全然増加が起らないことがわかる。この例
において電話機におけるフレーム数カウンタは、フレー
ムのＮ＋３で正しいフレーム数のあとに始まる。それ故
カウンタの特別の増加または特別のフレームの割り込み
（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ）　がフレーム長さ修正フレーム
のあいだ中生じる。かくして、絶対的リスニングインタ
ーバルＲが負の方向に変るとき、たとえば４から１に変
るとき、特別のフレームの割り込みが命令され、そのば
あいには図５に図示されたように１つが前へ進み、１フ
レーム飛びこす（ｓｋｉｐ）。このことは、以下にさら
に詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明のタイミングロジックのカウ
ンタとレジスタをブロックダイアグラムの形で示してい
る。前述したように、移動局は同期がなされうるＴＤＭ
Ａフレーム数ＦＮ（０−２，７１５，６４７）　、タイ
ムインターバル数ＴＮ（０−７）　および１／４ビット
数ＱＮ（０−６２４）　に関して同期した情報を必要と
する。

【００１４】さらに基地局変更の見地から隣接する基地
局からの対応する情報が要求される。この情報は基地局
により電話機に供給される。４つのカウンタがタイミン
グロジックで用いられる。すなわち、フレーム長さカウ
ンタ２、フレーム数カウンタ１、隣接した基地局のタイ
ミング差カウンタ６および伝送進行タイミングカウンタ
７である。また６つのレジスタ、すなわち各々が１５６
．２５ビットに相当する１つのＴＤＭＡフレームまたは
８つのタイムインターバルを支給するフレーム長さレジ
スタ３、その最大長さが２つのＴＤＭＡフレームまたは
１６のタイムインターバルであるフレーム長さ修正レジ
スタ４、基地局のタイミング差レジスタ５、伝送進行タ
イミングレジスタ８、自己の基地局のタイミングレジス
タ１０および隣接基地局のタイミングレジスタ９がある
。

【００１５】前記レジスタとカウンタのあいだの基本的
相互作用およびそれらの接続を図１を参照しながら以下
に説明する。

【００１６】フレーム数カウンタ１はハイパフレームに
含まれているＴＤＭＡフレームの連続した絶対的なフレ
ームの数をカウントする。その数は前述したように０か
ら２，７１５，６４７　の数を有する。フレーム数カウ
ンタ１は、各々の相対的ＴＤＭＡフレームの端でフレー
ム長さカウンタ２からくるフレーム割り込みによって増
加される。 あるいは、既に図４と図５に関して説明したように、受
信のタイムインターバルが負方向に変化するときに発生
した特別のフレーム割り込みによっても増加されるかも
知れない。基地局の変化に関連して、基地局の変更によ
り、新規の基地局は新規のフレーム数を付与し、カウン
タがそれを読み込み、携帯電話機がそれ自身でフレーム
数をカウントすることから始まる。

【００１７】フレーム長さレジスタ３においては、標準
のフレーム長さ８×１５６．２５ビットがいつも移され
る。レジスタの精度は、１／４ビットである。このレジ
スタにおける値は、タイミングに何ら変化がないとき、
フレーム長さカウンタに移される。タイミング変化から
カウントされた修正フレームはフレーム長さ修正レジス
タ４に移される。フレーム長さ修正フレームの長さはリ
スニングタイムインターバルが変化するときのリスニン
グタイムインターバルの差である。たとえば図５に示さ
れたばあいには、修正フレームは１３のタイムインター
バルまたは１３×１５６．２５ビットからなる。修正レ
ジスタ４の最高の長さは２フレームで、その値は、タイ
ムインターバルが変化するときまたは仕様が許容する以
上にタイミングがスリップするときフレーム長さカウン
タ２に移される。

【００１８】かくして、通常はフレーム長さレジスタ３
の値、および変化が起るときはフレーム長さ修正レジス
タ４の値がフレーム長さカウンタ２に移されることがわ
かる。カウンタ２は１／４ビットの精度でフレーム長さ
をカウントし、それ故、それはまた電話での他の使用に
対し、１／４ビット精度の１ビットクロックを供給する
。この正確さは、ＧＳＭ仕様において要求される最高の
正確さである。フレーム長さカウンタの長さは２フレー
ムであり、それはフレーム数カウンタ１でフレーム割り
込みを発生させ、それがオーバーフローするごとに増加
させる。さて、フレーム長さカウンタ２は１／４ビット
の精度でフレーム長さをカウントし、フレーム数カウン
タ１を増加するので、フレーム数は正しく、正確なタイ
ミングが達成されることがわかる。フレームのビット数
ＢＮは仕様により計算されることができ、その結果それ
は割り算ＱＮ／４の整数部分であり、タイムインターバ
ルカウンタＴＮは、ＱＮが６２４　から０に変るとき、
毎回増加される。

【００１９】タイミングはまた、基地局が切換えられる
とき、保持されなければならい。これらのいわゆる基地
局変更のために、本発明においては、隣接の基地局のタ
イミングレジスタ９、基地局のタイミング差レジスタ５
および隣接の基地局タイミング差カウンタ６が必要とさ
れる。そのような基地局の変更と関連するタイミングの
機能を、主に図１を参照しつつ説明する。図２〜５にお
いてタイムインターバルＭは、移動局ＭＳが隣接する基
地局をモニタしているあいだの時間を表わしている。移
動局ＭＳは全ての伝送周波数を走査し、各々の周波数で
隣接する基地局のキャリヤ波の信号レベルを測定し、そ
ののち順次最も強い６局を並べる。順序づけ後、同時通
信制御チャンネルで、同期しているＢＣＣＨバーストか
ら基地局の必要なシステムパラメータを受信する。移動
局ＭＳは連続的に出力を測定することにより、最新の連
続的順序づけを形成する。そして与えられたインターバ
ルで同期バーストを受信する。測定された信号レベルの
うち、メモリーに記憶された６局のうちで最も低い信号
レベルより勝れており、かつメモリーに記憶された６局
のうちどれか一つと異なる周波数を有する一つの信号レ
ベルが表われるとき、新しい隣接局が関係し、局の順序
づけがそのとき最新であることが、確かめられている。 他方、もし周波数がメモリーの中の６局のうちの１つの
周波数と一致するばあいは、同期バーストを復合化する
ことおよび同じ周波数でメモリーにおける局の同期バー
ストと比較することによって、新しい隣接局が関係して
いることがわかる。これらのことはＧＳＭシステムの仕
様に正確に記述されている。この方法であらゆる隣接す
る基地局の範囲をカバーするようにする。

【００２０】基地局のタイミング差レジスタ５において
、情報が隣接する基地局から受信されるとき、自己の基
地局と隣接する基地局とのあいだのフレームバータイミ
ングにおける差に関する情報が貯蔵される。それはタイ
ミング差を隣接する基地局のタイミング差カウンタ６に
移す。その隣接する基地局のタイミング差カウンタ６は
自己の基地局と隣接する基地局のＴＤＭＡフレームのタ
イミング差を計算し、オーバーフローすると隣接セルの
フレーム割り込みを出力する。その割り込みは隣接基地
局からの情報の受信開始が始められる瞬間を表わす。

【００２１】前述のように基地局間のタイミング差は基
地局のタイミング差レジスタ５に貯えられる。この差は
隣接基地局のタイミングレジスタ９からえられ、それは
隣接基地局に関するタイミング情報を含んでいる。６つ
の最強の隣接基地局に関して、自己と各隣りとのタイミ
ング差は絶対的なフレーム数の差と同様に記憶器（ｓｔ
ｏｒａｇｅ）　に貯えられなければならない。隣接基地
局の絶対的フレーム数とそのタイミング差（自己の基地
局のフレームと隣接基地局のフレームのあいだの差）は
、前述したようにタイムインターバルＭをモニターして
いるあいだ受信された情報からえられる。

【００２２】移動局ＭＳが正しい時点で正確にその伝送
を始められるように、伝送進行タイミングカウンタ７は
伝送のためのスタートパルスを供給する。一般的に、カ
ウンタはフレームの始めでカウントを始め、伝送タイム
インターバルまでカウントする。そして「基地局−　移
動局−　基地局」間の距離による信号の進行遅れを測定
することによりえられる伝送進行および電話のロジック
における固有の遅れを考慮して、カウンタ７は伝送進行
値をカウントし、オーバーフローすると伝送開始パルス
を発生させる。伝送開始パルスは伝送されるビットシー
ケンスに対し開始時点を与える。

【００２３】伝送進行タイミング差カウンタ７は、伝送
進行値が貯蔵された伝送進行タイミングレジスタ８から
の進行値と遅延を受信し、基地局はそれで携帯電話機の
伝送時間を制御する。携帯電話機はそれ自身の伝送ロジ
ックの遅延を進行値に加える。タイミングレジスタ８は
、自己の基地局のタイミングレジスタ１０から伝送進行
値をうる。これらのレジスタは使用中の基地局に関係す
るタイミング情報を含んでいる。伝送進行値は基地局か
ら発生し（基地局は１３フレームごとに送信する）、基
地局が新しい値を送信するまでレジスタに貯蔵されてい
る。タイミングレジスタ１０からえられた受信タイムイ
ンターバルは絶対的な受信タイムインターバルを表わし
、その受信タイムインターバルは相対的なタイミングの
ための基礎として用いられる。それは、自己の基地局の
タイミングレジスタに貯蔵される。

【００２４】以上、本発明のタイミング合わせにおいて
要求されるカウンタおよびレジスタについて簡単に説明
した。つぎに電話機のたがいに異なる作動状態における
それらのカウンタおよびレジスタの作用をさらに詳細に
説明する。それらの作動状態は以下のとおりである。す
なわち、（１）　初期同期：携帯電話機がＧＳＭネット
ワークと同期される、（２）　リスニング状態：携帯電
話機がネットワークからの接続呼出し音を聴く、（３）
　通話達成：会話接続が達成される、（４）　活動状態
（ａｃｔｉｖｅ　ｓｔａｔｅ）：通話が進行する、の４
つの状態である。

【００２５】前記初期同期では、つぎの作用が行なわれ
る。すなわちＧＳＭネットワークのすべての周波数の信
号の強さが測定され、それらが強さの順に配列されるチ
ャンネルのサーチ；１つのチャンネルから、そのフレー
ム構成に存在するサイン波フレームが見出される純粋サ
イン波（ＰＳＷ）のサーチ；フレーム構成に存在する同
期フレームが見出される同期フレームのサーチ；および
ネットワークからシステムパラメータを受信するＢＣＣ
Ｈデータの受信である。

【００２６】電話機のスイッチが入れられると、まずす
べてのタイミングレジスタが初期化される。チャンネル
サーチとＰＳＷサーチのあいだは、初期化された値が用
いられる。すなわちフレーム長さカウンタ２は標準のフ
レーム長さを有するフレーム長さレジスタ３から移され
る。チャンネルを信号の強さの順に配置したのち、もっ
とも強いチャンネルからサイン波のフレーム（ＰＳＷフ
レーム）がサーチされ、その位置によって、粗いフレー
ムタイミングが計算される。そこでフレーム長さ修正レ
ジスタ４から、フレーム長さカウンタ２に修正フレーム
が書き込まれ、それによって粗く修正すべきタイミング
を修正する。この段階ではタイミングの精度は、用いら
れた計算アルゴリズムに依存し、２〜３ビットのオーダ
ー（ｔｈｅ　ｏｒｄｅｒ　ｏｆ　ａ　ｆｅｗ　ｂｉｔｓ
）　である。正確なタイミングの精度は、もっとも強い
信号を有する同じ基地局から受信した同期フレームから
計算しうる。同期フレームは長いトレーニング列（ｔｒ
ａｉｎｉｎｇ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ）　（知られているビ
ット列）を含んでおり、それとの相互関連によってタイ
ミングが１／４ビットの精度で見出される。正確なタイ
ミングのための修正フレームはフレーム長さ修正レジス
タ４を通してフレーム長さカウンタ２の中に移される。 同期フレームを受信することに続いて、携帯電話機が（
１／４ビットの精度で）正確にネットワークと同調され
る。同期フレームから、絶対フレーム数ＦＮも計算され
、その値はフレーム数カウンタ１に移される。ＢＣＣＨ
データの受信は、同期が行なわれた基地局が特定の携帯
電話機のために許された基地局か、または同期動作をつ
ぎに強い基地局に対して再スタートしなければならない
かが確かめられる（ａｓｃｅｒｔａｉｎ）　限りにおい
て、タイミングに影響を及ぼす。ＢＣＣＨデータの受信
においては、正確なタイミングが用いられる。

【００２７】初期同期が行なわれたのちは、もし通話が
すぐに始まらないばあいは、電話機はリスニング状態、
すなわちネットワークからの接続呼び出しを聴きつづけ
ている状態になる。また通話と通話のあいだも、電話機
はこの状態にある。そのタイミング合わせに関してリス
ニング状態はつぎの作用を有する。すなわち、タイムイ
ンターバルを変更する正確なタイミング修正、隣接基地
局の信号の強さの受信、フレームとＢＣＣＨデータの同
期、および基地局の切り替えである。

【００２８】正確なタイミングの修正は、タイミングが
その現行の値から２マイクロセカンド（１／２ビット）
よりも大きくずれたときに、ＧＳＭ仕様にしたがってし
なければならない。そのずれは受信したバーストの教え
込みの部分（ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｓｅｃｔｏｒｓ）での
パルス応答の最大エネルギーの位置を一定時間について
平均することにより測定される。もし平均値が現行のタ
イミングの値から１／２ビットを超えてはずれると、タ
イミング修正が行なわれる。修正はフレーム長さ修正レ
ジスタ４内に１〜２秒間隔で修正フレームを移すことに
より行なわれ、１／４ビットだけタイミングを修正する
。修正フレームはタイミング誤差が再び１／２ビットよ
りも少なくなるまで加えられる。

【００２９】リスニング状態ではタイムインターバルの
動作の変化は相対的フレームタイミングの変化を意味す
る。相対的フレームは、前述したように、リスニングタ
イムインターバルの始めに、スタートとしてカウントさ
れる。もしリスニングタイムインターバルが長くなるよ
うに変化するとき、タイミングの修正は、フムーム長さ
修正レジスタ４を通して修正フレームをフレーム長さカ
ウンタ２に移すことにより行なわれ、そのフレーム長さ
カウンタ２はタイミングと相対的フレームタイミングバ
ーとを新しいリスニングタイムインターバルと調和する
ように変更する。もしタイムインターバルが長いインタ
ーバルから短いものに変わると、１つのフレームが飛び
こされる（ｓｋｉｐｐｅｄ）　。そして、１フレームに
わたるスキップは、修正フレームの長さにおいて考慮さ
れなければならない。フレームスキップのとき、タイミ
ングロジックために余分のフレーム割り込みを発生しな
ければならず、そのため絶対的フレーム数ＦＮをカウン
トしているフレーム数カウンタ１が正しい値で残ること
になる。この様相は図４〜５を参照しながら前述した。 受信タイムインターバルが変わるとき、絶対的受信タイ
ムインターバルが自己の基地局のタイミングレジスタ１
０中に記憶される。

【００３０】リスニング状態の３番目の作用において、
すなわち隣接基地局の信号の強さを測定するとき、同じ
タイミングが用いられる。ＧＳＭ仕様にしたがって、同
期フレームおよびＢＣＣＨデータは６箇所のもっとも強
い隣接基地局から受信されなければならない。同期フレ
ームを受け取るとき、まず隣接基地局のサイン波フレー
ム（ＰＳＷフレーム）が自己の局のタイミングを用いて
見出される。ＰＳＷフレームの位置は隣接基地局の粗い
タイミングを表わす。自己の基地局の正確なタイミング
と隣接基地局の粗いタイミングとの差はその基地局のタ
イミング差レジスタ５に移され、そのレジスタ５は隣接
基地局のタイミング差カウンタ６にその差を移す。隣接
基地局の同期タイムインターバルが受信されたとき、そ
の基地局のタイミング差カウンタ６は、隣接基地局の同
期フレームの受信が始まった瞬間に、タイミング差に基
づいて隣接セル（ｃｅｌｌ）にフレーム割り込みを生じ
させる。同期フレームは隣接基地局と自己の基地局との
あいだのタイミングの正確な差をつくり出す。この基地
局同士の正確なタイミング差は基地局のタイミングレジ
スタ５に移され、ここから基地局のタイミング差カウン
タ６に移される。このカウンタ６は隣接セル中にフレー
ム割り込みを生じ、その隣接セルはＢＣＣＨデータの受
信の開始の瞬間を知らせる。基地局同士のタイミングの
差は、隣接基地局のタイミングレジスタ９にも記憶され
る。受信された同期フレームから、自己と隣接の基地局
同士のフレーム数の差も計算され、隣接基地局のタイミ
ングレジスタ９に記憶される。前記手順は６箇所のもっ
とも強い隣接基地局のすべてに対して行なわれる。もっ
とも強い６箇所の隣接基地局の中に新しい基地局があら
われたとき、その同期フレームおよびＢＣＣＨフレーム
が受信され、その基地局同士のタイミングの差およびフ
レーム数の差が前述した手順にしたがってその新しい基
地局のために計算される。

【００３１】携帯電話機の移動のあいだに隣接基地局の
１つが現行の基地局よりも適切になったきは、基地局が
切り換えられる。タイミングに関しては、このことは隣
接基地局のタイミングの差に基づいてフレーム長さ修正
フレームが計算され、それにより基地局の切り換えに関
連してタイミング修正が行なわれることを意味する。同
じように基地局のフレーム数の差に基づいて、新しい基
地局の絶対的フレーム数ＦＮが計算され、フレーム数カ
ウンタ１に読み込まれる。基地局の切り換えのとき、も
との自己の基地局が新しい隣接基地局になるので、新し
い自己の基地局とのあいだでタイミング差およびフレー
ム数の差を計算しなければならない。実際、このことは
タイミングおよびフレーム数の差を補充し、それらをも
との自己の基地局と関連させる（ａｓｓｏｃｉａｔｅ）
　ことにより行なわれる。

【００３２】以上、初期同期およびリスニング状態にお
けるタイミングについて説明した。３番目に、通話達成
における本発明のタイミングロジックの作用をつぎに説
明する。タイミングに関しては、通話達成につぎの各作
用が含まれる。すなわち、正確なタイミングの修正、タ
イムインターバルの変更、伝送のタイミング、隣接基地
局の信号強さおよび同期フレームの受信、および基地局
の切り換えの各作用である。

【００３３】正確なタイミングの修正およびタイムイン
ターバルの変更は、リスニング状態の記述に関連して前
のパラグラフで説明したように行なわれる。

【００３４】基地局からの携帯電話機の距離が連続的に
変化するので、進行伝送（ａｄｖａｎｃｉｎｇｔｒａｎ
ｓｍｉｓｓｉｏｎ）が用いられ、その基地局は、伝送進
行値と共に、移動によるタイミング変更を修正する。最
初に基地局にデータが伝送されるとき、携帯電話機は伝
送進行値として０を用いる。携帯電話機によって伝送さ
れた最初のデータバーストが受けとられたとき、基地局
ＢＳが伝送進行値を測定し、それをそのコントロールフ
レーム（ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｒａｍｅ）　に含まれる携
帯電話機に送る。伝送進行値に伝送ロジック内の遅れの
ための修正値を加えたものが伝送進行タイミングレジス
タ８に書き込まれ、そのレジスタ８はそのデータを伝送
進行タイミングカウンタ７に移す。タイミングカウンタ
７は進行値を計算し、伝送がスタートすべき瞬間に伝送
スタートパルスを発生させる。伝送進行値は自己の基地
局のタイミングレジスタ１０に記憶される。 基地局が新しい伝送進行値を伝送するとき、伝送進行タ
イミングレジスタ８の内容が修正され、自己の基地局の
進行レジスタ１０に新しい進行値が記憶される。

【００３５】通話達成のあいだは、隣接基地局の信号の
強さの測定および６箇所の隣接基地局の同期フレームの
受信がすでに述べたようにして行なわれる。

【００３６】通話達成のあいだの基地局の切り換えは前
述したようにして行なわれる。

【００３７】４番目の作用状態、すなわち活動状態にお
いては、本発明のタイミングロジックはタイミングの観
点からつぎの作用を有する。すなわち正確なタイミング
の修正、タイムインターバルの変更、伝送のタイミング
、隣接基地局の信号強さおよび同期フレームの受信、お
よび基地局の切り換えの各作用である。

【００３８】これらの作用は前記初期同期、リスニング
状態および通話達成の説明において記述したものと変わ
るところがない。それらの当業者にとって自明であるの
で、ここで再び詳細に記述しない。

【００３９】前述した方法において、ＧＳＭ携帯電話機
のタイミング機能およびそのネットワーク内での作用は
すべての作用状態において実施しうる。本発明のタイミ
ングロジックはソフトウェアを用いても、またはハード
ウェアの設計によっても実行されうるものである。ソフ
トウェアだけを考えると柔軟性の利点があるが、タイミ
ング合わせを実行するプロセッサに重い負担を負わせる
ことになる。他方、ハードウェアだけを考えると、小型
化と低消費電力の利点があるが、変更コストが高いとい
う足かせがある。ハードウェアはＶＬＳＩ回路の部分と
して簡単につくることができる。本発明のタイミングロ
ジックはそのモジュール性ゆえに、ハードウェアの設計
とソフトウェアの設計の組み合わせとして実現すること
ができ、それにより両者の長所を結合することができる
。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｇ
ＳＭネットワークでの移動局と最適の基地局との同期を
正確にとることができ、ＧＳＭネットワークの活用を有
効になしうる。

【００４１】また、本発明による携帯電話のタイミング
ロジックは簡単な構成で、ハードウェアまたはソフトウ
ェアの単独でも、また両者の結合でも達成でき、適用範
囲が広い。

【図面の簡単な説明】

【図１】タイミングロジックのブロック図である。

【図２】受信タイムインターバルが０のときの絶対的フ
レームタイミングに関連した相対的フレームタイミング
の位置を示す図である。

【図３】受信タイムインターバルが３のときの絶対的フ
レームタイミングに関連した相対的フレームタイミング
の位置を示す図である。

【図４】リスニングインターバルが０から３に変るとき
のフレーム数カウンタの増加を示す図である。

【図５】リスニングインターバルが４から１に変るとき
のフレーム数カウンタの増加を示す図である。

【符号の説明】

１　　フレーム数カウンタ ２　　フレーム長さカウンタ ３　　フレーム長さレジスタ ４　　フレーム長さ修正レジスタ ５　　基地局タイミング差レジスタ ６　　隣接基地局のタイミング差カウンタ７　　伝送進
行タイミングカウンタ ８　　伝送進行タイミングレジスタ ９　　隣接基地局のタイミングレジスタ１０　　自己の
基地局のタイミングレジスタＲｘ　　受信のタイムイン
ターバル Ｔｘ　　送信のタイムインターバル

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　チャンネル構造がそれぞれ８つのタイ
   ムインターバルを有する連続的な番号をつけられたＴＤ
   ＭＡからなる時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、各々の携帯
   電話機にそれぞれ伝送進行値を送る基地局、および同時
   通信制御チャンネル（ＢＣＣＨ）での周波数修正バース
   トと同期バーストとシステムパラメータを有するＧＳＭ
   システムの携帯電話機のためのタイミングロジックにお
   いて、オーバーフローによりフレーム数カウンタ１を増
   加し、標準フレーム長さを含むフレーム長さレジスタ３
   からの値または修正レジスタ４からの値が移されるフレ
   ーム長さカウンタ２と、自己の基地局と少なくとも６個
   の隣接基地局のフレーム数の差およびフレームバーのタ
   イミングの差を貯蔵し、そこから一度に１つのフレーム
   タイミングバーのタイミングの差が基地局のタイミング
   差レジスタ５に移され、そこからさらに隣接基地局のタ
   イミング差カウンタ６に移され、オーバーフローにより
   、隣接基地局からの同期フレームの受信またはＢＣＣＨ
   データが始められるときを示す隣接基地局のタイミング
   レジスタ９と、自己の基地局により与えられた伝送進行
   値および絶対的な受信タイムインターバルの値が貯蔵さ
   れ、該進行値は伝送進行タイミングレジスタ８に移され
   、さらに伝送進行タイミングカウンタ７に移され、該カ
   ウンタ７はオーバーフローするとき伝送のためのスター
   トパルスを与える、自己の基地局のタイミングレジスタ
   １０とからなることを特徴とするＧＳＭシステムの携帯
   電話機のためのタイミングロジック。
2. 【請求項２】　　前記フレーム長さ修正レジスタ４がタ
   イミイングを変えるために使用されることを特徴とする
   請求項１記載のタイミングロジック。
3. 【請求項３】　　受信タイムインターバルＲｘ　がより
   大きな値から小さな値に変化したときにフレーム数カウ
   ンタ１がフレーム長さ修正フレームのあいだ中増加する
   ことを特徴とする請求項１記載のタイミングロジック。
4. 【請求項４】　　周波数修正バーストでえられたタイミ
   ング差の粗い値が、基地局のタイミング差レジスタ５か
   ら隣接基地局のタイミング差カウンタ６に移され、各々
   の隣接基地局の受信データが隣接基地局の同期フレーム
   を受信する瞬間にフレーム割り込みを発し、そしてその
   同期フレームから前記タイミング差およびフレーム数の
   差が計算され、これらが基地局のタイミング差レジスタ
   ５および隣接基地局のタイミングレジスタ９に貯蔵され
   ることにより、少なくとも６個の最強の隣接基地局の自
   己の基地局に関するタイミング差とフレーム数の差が計
   算されることを特徴とする請求項１記載のタイミングロ
   ジック。
5. 【請求項５】　　基地局でスイッチングされるとき、フ
   レーム長さ修正フレームが隣接の基地局のタイミングレ
   ジスタ９に貯蔵されたタイミング差を基礎として計算さ
   れ、その修正フレームはフレーム長さ修正レジスタ４に
   移され、新しいフレーム数がフレーム数カウンタ１にセ
   ットされるべき基地局のフレーム数の差から計算される
   ことを特徴とする請求項４記載のタイミングロジック。
6. 【請求項６】　　基地局により伝送された進行値が自己
   の基地局のタイミングレジスタ１０に貯蔵され、そこか
   ら伝送進行タイミングレジスタ７に移され、その内容が
   伝送進行タイミングカウンタ７に移され、伝送スタート
   パルスを発することを特徴とする請求項１記載のタイミ
   ングロジック。
7. 【請求項７】　　相対的フレームタイミングバーがタイ
   ミングに用いられ、それにより、絶対的タイムインター
   バルが何であるかにかかわらず、受信タイムインターバ
   ルＲｘ　を常に０タイムインターバルに維持することを
   特徴とする請求項１記載のタイミングロジック。