JPH0486029A

JPH0486029A - 回線遅延量変化検出システム

Info

Publication number: JPH0486029A
Application number: JP2199121A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Sato; 清佐藤; Hiroshi Masuda; 洋舛田; Yoji Kubota; 洋史久保田
Original assignee: Nippon Motorola Ltd; Motorola Japan Ltd
Current assignee: Motorola Solutions Japan Ltd
Priority date: 1990-07-30
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1992-03-18
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JP2550759B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、通信回線の伝送遅延量の変化を検出するシス
テムに関するものであり、より詳細には、中央局から基
地局へとデータを伝送する通信回線の伝送遅延量の変化
を検出するシステムに関するものである。本発明は、特
に、サイマルキャスト機能を有する無線送信システムの
うちデータの搬送用に電話回線などの通信回線を使用す
るシステムにおいて、通信回線の伝送遅延量変化を検出
するシステムに関するものである。

〔従来の技術および解決すべき課題〕

ベージングシステム（無線による呼出システム）のサー
ビスエリアを広域化するためには複数の送信基地局を置
く必要がある。電波の有効利用と、システムの効率アッ
プ（１波当たりの加入者容量の増大）のためには、同一
の周波数の電波を同じ呼出信号で各送信基地局から同時
に発射する必要がある。つまり複局送信またはサイマル
キャスティングと呼ばれる方式である。

第１図に例示するように、サイマルキャスト機能を有す
るベージングシステムは基本的に、中央局１２と複数の
送信基地局１６〜１８、およびそれらを接続する地上回
線などの通信回線１３〜１５から成る。中央局１２は、
システムのオペレーションの全体を管理し、加入者から
のページ受付を行なう。ベージング情報をその制御下に
ある各送信基地局に配分するとともに、サイマルキャス
トを確実に行なわせるための信号位相同期を管理実行す
る。中央局１２は、加入者からの発呼要求を受け、その
呼の有効性について確認した後、呼出データを各送信基
地局に転送するために適当な信号フォーマットに変換し
、後述する信号位相同期に必要な遅延情報とともに各送
信基地局へ送出する。

地上回線１３〜１５は、それぞれ異なる伝送遅延量を有
する。各送信基地局では、中央局からのデータ信号を解
読して呼出信号（ベージング符号）に変換し、所定の遅
延時間をもって送信部から発射する。

この場合、複数の送信基地局からの電界強度が近接して
いる電波干渉領域においては、それらの送信基地局から
の呼出信号をほとんど同レベルで受信するので、回線遅
延量の相違により各受信信号のデータの位相がずれてい
ると互いに干渉して、ベージング受信識別が正しく行な
われなくなり、呼出率が低下する。例えば、第２図に受
信信号の位相関係を図示する。第２図（ａ）に示す成る
送信基地局からのデータ信号の受信信号位相を基準とし
たとき、他の送信基地局からの受信信号位相が（ｂ）に
示すように同一位相であれば、電波干渉領域においても
問題なく受信識別が可能となる。しかし、（ｃ）に示す
ように基準受信信号位相に対して１８０度位相がずれた
場合には、干渉により受信識別不可能となってしまう。

この対策として、各送信基地局内に可変遅延回路等を設
けて（第１図）、各送信基地局から発射されるデータ信
号の位相のずれを１／４ビット以内に収まるよう補償し
て、同一データを各送信基地局から同時に発射するよう
な位相同期化が行なわれている。

しかしながら、中央局１２と各送信基地局１６〜１８と
の間の接続に使用する通信回線がメタリック回線の場合
は、中央局１２に固定等化回路を設ければよいが、サー
ビスエリアが大きく無線中継回線などの搬送回線を使用
する場合、種々の理由から回線サービス業者による回線
切替え等が起こり、それにより従来の遅延時間に変化が
起こるので、遅延補償時間を再設定しなければならない
。

そのためには、回線の伝送遅延量に変化があったことを
直ちに検出することが必要となる。

この遅延量変化検出のために、従来、各送信基地局内に
それぞれ高精度の発振器を設けて基準位相を作り、中央
局から伝送されたデータの基準位相に対する位相差を検
出するシステムがあった。

しかし、これは高精度の発振器を必要とするので、コス
ト高となる欠点がある。

他の従来の解決策として、第３図に示すような折返し検
出システムがあった。この検出システム２０は、中央局
２１内に位相比較器２７を設けるとともに、各送信基地
局２９内に折返回路２５を設けるものである。中央局２
１のベージング交換器２２からの呼出データは、位相比
較器２７を通して送出され、下り電話回線２４を経由し
て各送信基地局２９へと転送される。各送信基地局にお
いては、転送されたデータを折返回路２５および可変遅
延回路３６を通して送信部３８に加え、変調、周波数変
換、増幅等を行なって、アンテナ３９から発射する。転
送データはまた、折返回路２５により、一部または全部
が折返されて、上り電話回線２６を経由して中央局２１
へ転送される。

この折返データが位相比較器２７において、ベージング
交換器２２からの送出データと比較されて位相差が検出
され、位相差に変化が生じたときにエラー信号２８がベ
ージング交換器２２へと供給されるものである。

しかし、呼出データ信号の伝送のためには下り回線２４
だけで十分であるのに、この従来技術では上り回線２６
も必要とし、コスト高となってしまう。また、本来は中
央局２１から各送信基地局２９への下り回線２４の伝送
遅延量変化のみを検出すべきであるのに、この従来方法
では上り回線２６の遅延量をも含めた変化として検出し
てしまうという欠点がある。

本発明は、上記の問題点を解決し、下り回線のみを使っ
て伝送遅延量の変化があったことを自動的に検出する安
価なシステムを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、通信回線を介し
て中央局から基地局へとデータを伝送する通信方式にお
いてこの通信回線の伝送遅延量の変化を検出するシステ
ムを提供する。本システムでは、中央局において、デー
タ伝送に実質的な影響を与えない一定の周波数を有する
参照信号を伝送データに混合して送出する。そして基地
局において、受信したデータから前記参照信号を分離し
、分離した参照信号の位相の変化が所定の範囲を越えた
か否かを検出する。これにより、通信回線の伝送遅延量
の変化を検出するものである。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例について説明する。第４図に本発
明の実施例である、通信回線の伝送遅延量変化検出シス
テムの概略ブロック図を示す。全図を通して、同一また
は類似の部材には同一の符号を付しである。

本発明に従った変化検出システム３０は基本的には、中
央局４１と各送信基地局３２、およびそれらを接続する
通信回線２４から成る。通信回線２４は、地上回線、有
線回線、無線回線、搬送回線など、データを伝送する回
線すべてを包含するものである。中央局４１はベージン
グ交換器２２によって、システム３０の全体を管理し、
実際のページ受付を行なう。ベージング交換器２２は、
加入者からの発呼要求を受付け、その呼の有効性につい
て確認した後、各送信基地局に転送するために適当な信
号フォーマットに変換した呼出データ信号を混合器３５
に供給する。発振器３４が、例えば３００Ｈｚの一定周
波数を有する連続正弦波参照信号を発生し、それを混合
器３５へと供給する。混合器３５は、ベージング交換器
２２からのデータ信号に３００Ｈｚの参照信号を混合（
重畳）し、それを各送信基地局へ向けて送出する。送出
されたデータ信号は、通信回線２４を介して各送信基地
局３２（１局のみ図示する）に伝送される。データ信号
は、代表的には、帯域ＩＫ〜３．４ＫＨｚを搬送波とし
たＦＳＫまたはＰＳＫ信号である。

各送信基地局３２は、遅延量変化検出装置４０を備えて
いる。中央局４１から伝送されたデータ信号は、先ず変
化検出装置４０を通り、次に所要の遅延をもたらす可変
遅延回路３６を介して送信部３８へと送られる。送信部
３８は、データ信号を解読して呼出信号（ベージング符
号）に変換し、アンテナ３９から発射する。

変化検出装置４０は、データ信号に混合されている低周
波参照信号を分離して、参照信号の位相を監視する。通
信回線２４の回線切替えなどにより伝送遅延量が変化し
たときには、送信基地局により受信された参照信号の位
相に急激な変化が起こるので、それを検出すれば、回線
の遅延量変化を知ることができる。変化検出装置４０は
、参照信号の位相を常時監視して、位相に変化があった
ときにそれを検出し、エラー信号を出力する。エラー信
号はダイヤルアップ、無線通信その他の通信手段により
中央局４１へと報告され、それに応答して中央局４１が
遅延補償時間の補正手順を開始する。変化検出装置４０
は、引き続き参照信号の位相の監視を続ける。

第５図において、変化検出装置４０のより具体的な回路
例のブロック図を示す。

通信回線２４からの参照信号を含むデータ信号２６は、
バンドパスフィルタ４２により、３００Ｈｚが除かれて
データ転送用搬送信号（ＩＫＨｚ〜３．４ＫＨＺ　）の
みが取り出され、従来通り可変遅延回路３６へと供給さ
れ、送信部３８に伝達され処理される。一方、信号２６
は同時に３００Ｈｚのバンドパスフィルタ４４にも入力
され、ここで逆にデータ転送用搬送信号が取り除かれ、
３００Ｈ２の参照信号のみが出力される。この出力は増
幅器４５およびスイッチング回路４６により波形整形さ
れ、３００Ｈｚの矩形波４６ｓに変換される。

増幅器４５の出力４５ｓと、スイッチング回路４６の出
力である矩形波４．６　ｓとを、第６図に示す。

信号４８は、送信部３８に内蔵されている発振器（図示
せず）から分周して得られる７６．８ＫＨｚのクロック
パルスであり、エツジ検出回路４７に供給されている。

エツジ検出回路４７は、クロック信号４８に従い、３０
０Ｈｚ矩形波４６ｓの立上がり直後の１クロック分だけ
ＨＩＧＨの信号４７ｓを出力する。エツジ検出回路４７
の回路例およびそのタイミングを第７および８図に示す
。クロック信号４８は、Ｄフリップフロップ４７Ａ、４
７Ｂのクロック入力に供給される。３００Ｈｚの矩形波
４６ｓがフリップフロップ４７ＡのＤ入力に入り、その
Ｑ出力４７Ａｓがフリップフロップ４７ＢのＤ入力に入
る。フリップフロップ４７ＡのＱ出力とフリップフロッ
プ４７ＢのＱバー出力とがＡＮＤ回路４７Ｃにそれぞれ
入力され、そこからエツジ検出回路の１クロック分出力
４７ｓが得られる。

クロック信号４８は、プリロード可能な８ビツトカウン
タ４９のカウント入力にも供給されている。クロック信
号４８の周波数は７６．８ＫＨｚであり、これはちょう
ど３００ＨｚＸ２５６である。従ってこのカウンタ４９
は１周カウントするとちょうど３００Ｈｚを数えること
になる。カウンタ４９の出力８ビツトは、８ビツトデコ
ーダ５０に並列に接続される。デコーダ５０は、１６進
”ＥＦ″をデコードした出力５３と、１６進＋Ｉ　Ｆ　
Ｏｒ＋からｔ＋　ＦＦ“までの１６クロツク分だけＨＩ
ＧＨとなるディト信号（窓信号）５４を出力する（第９
図参照）。

ディト信号または窓信号５４は１６クロツク分となるの
で、１６／７６８００秒（約２０８μｓ）のパルス幅（
窓幅）となる。

この５４のディト信号がＨＩＧＨの間に３００Ｈ２矩形
波４７ｓの立ち上がり検出信号がきたときく第９図参照
）　、ＡＮＤ−ＯＲ回路５２からプリロード信号５２ｓ
がカウンタ４９へと出力され、カウンタ４９には１６進
”　Ｆ８”がプリロードされる。

Ｆ８は窓幅であるＦＯからＦＦまでの中心の値であり、
その中心値からまたカウントを開始するので、次に来る
正常な矩形波４７ｓの立ち上がりは次の窓の中に入るは
ずである。従って、このプリロードにより、カウンタ４
９は３００Ｈｚの参照信号と毎回同期することになる。

すなわち、３００Ｈｚの参照信号の位相が変化せず連続
している限り、信号４７ｓの０度の位相（波形整形後の
立ち上がりエツジ）はカウンタ４９のカウント値Ｆ８と
同期し、１周期（約３．３ｍ　ｓ　）毎にカウンタ４９
は参照信号に同期する。

一方、デコーダ出力５３は４ビツトエラーカウンタ５１
のカウント入力に接続されており、カウンタ４９が１６
進Ｔ＋　Ｅ　ｐ＋＋をカウントしたときに、デコーダ５
０からの出力５３によってエラーカウンタ５１のカウン
ト値がＯから１になる。ところで、プリロード信号５２
ｓは、エラーカウンタ５１のクリア入力にも接続されて
いる。従って第９図に示すように、３００Ｈｚの矩形波
信号４７ｓがゲイト信号５４のＨＩＧＨの期間中に入力
される場合には、エラーカウンタ５１は信号５３により
カウント値１にカウントアツプされるものの、信号５２
ｓによりすぐに０にリセットされてしまう。

すなわち、３００Ｈｚの参照信号の位相が変化せず連続
している限り、エラーカウンタ５１は毎回クリアされる
ので、　　１′°より大きな値をとらない。

ディト信号５４は、３００Ｈｚの参照信号とカウンタ４
９との同期をとるための引込範囲時間を決定しているこ
とになる。すなわち本実施例では約±１０４μＳのジッ
タは許容されることになる。

次に、回線の切替えなどにより伝送遅延量が変化すると
、参照信号の３００Ｈｚは不連続となる。

この場合、今までディト幅に含まれていた３００Ｈｚ矩
形波信号４７ｓは、ディト幅にはいらなくなる。すると
、ＡＮＤ−ＯＲ回路５２から何も出力されなくなり、カ
ウンタ４９はそのまま自走し毎周期ディトを開いても参
照信号がその中に来すに、エラーカウンタ５１のカウン
ト値は３．３ｍｓ毎に＋１されていく。その結果、エラ
ーカウンタ５１のカウント値が″　１５”　（１６進で
Ｆ）になると、キャリー出力５１ｓがＨＩＧＨになる。

この信号５１ｓは、３００Ｈｚ参照信号が連続して１５
回、本装置内のカウンタ４９と同期がとれなかったこと
を示し、何らかの入力参照信号の不連続があったことを
意味している。すなわち、これが通信回線の伝送遅延量
の変化を検出したエラー出力となる。エラー出力５１ｓ
は、例えば送信部３８を介して、あるいは直接に中央局
へと報告され、これを認識した中央局の制御系は遅延補
償時間の補正手順を開始する。それとともに、新しい回
線遅延二に従った参照信号にカウンタ４９を同期させる
ｔ二めに、強制ロック信号５７をＨＩＧＨにする。これ
により、次にきた３　００　Ｈｚ信号４７ｓの立上がり
でＡＮＤ−ＯＲ回路５２の出力５２ｓがＨＩＧＨになり
、カウンタ４９が強制的にＦ８にプリロードされ、さら
にエラーカウンタ５１もクリアされて、正常モードに戻
る。その後制御系は信号５７をＬＯＷに戻し、再び次の
遅延量変化検出が可能となる。

本実施例は論理回路にて構成したが、これをマイクロプ
ロセッサによって置き換えてプログラムによって制御す
ることももちろん可能である。

以上のように、本実施例によれば、±１００μｓを越え
る遅延量変化を確実に検出することができ、遅延全変化
の検出可能幅は、約０．１〜３．２ｒｎ　ｓである。し
かし本実施例は３．４ｍｓ以上の遅延量変化があった場
合でも、３００Ｈｚの周期性からこれも検出できる。結
果として、　３．３ｍ　ｓ　Ｘｎ±１００μｓ　（ｎ＝
ｏ、１．２・・・・・・）の遅延量変化のみが検出でき
ないだけで、それ以外はすべて検出できることになる。

通常の電話回線の遅延量は１〜２ｍｓであるため本発明
は十分に所期の機能を果たす。また、デコーダ５０の設
定を変え、ゲイト信号５４の窓幅を変えることにより、
遅延量変化検出の閾値を自由に設定することができる。

さらに、通信回線、１−にノイズが乗った場合でも、そ
のノイズがゲイト信号５４のＬＯＷ期間内にあるときに
は無視され、全く悪影響を及ぼさない。

もし、ゲイト信号５４がＩ］ＩＧＨの期間中にノイズが
混入したとしても、次のディト信号期間中にノイズが無
ければ、やはり影響しない。その上、通信回線の瞬断が
あっても、カウンタ５１のカウント値が１５になる前に
復帰すれば自動的に無視される。また、デコーダ５０の
内容を変えて信号５３をもたらす値を変更し、あるいは
カウンタ５１のビット数を変えるか、あるいはデコーダ
５８を追加して任意のカウント値でエラー信号を出力し
たりすることにより、遅延量変化検出の積分時間を任意
に設定することができる。

さらに、ゲイト信号５４がＬＯＷの期間中に３００　Ｈ
ｚ信号４７ｓが発生した時点のカウンタ４９のカウント
値を読み取る回路を付加すれば、遅延変化の量そのもの
も測定可能となる。

〔発明の効果〕

本発明に従った検出システムは、上述のとおり構成され
ているので、下り通信回線だけで動作可能となるためシ
ステムの回線使用量が安くなる。

比較的簡単なハードウェアにより、通信回線の遅延」変
化を自動的に検出できるので、サイマルキャスト無線シ
ステムをより簡単に低価格で実現できる。データ伝送に
影響しない低周波の参照信号を使用するので、従来シス
テムに影響を与えることなく本装置を追加できる。

また、本システムは、参照信号位相と局部発振器の絶対
位相との差異を検出するのではなく、参照信号自体の位
相の変化を検出しており、各周期で参照位相を引込んで
装置を同期させているので、精度は発振器に依存せず、
高い検出精度が安価かつ容易に得られる。

すべてデジタル回路で構成されているため、温度特性等
が安定しており、さらに変化全検出閾値レベルも自由に
設定できる。

回線ノイズ等の外乱に対しても、積分効果により誤検出
することがない。また、この積分効果の幅（積分時間）
も任意に設定できる。

遅延量変化の検出にとどまらず変化量自体も測定可能で
ある。

遅延量変化の自動検出、遅延時間自動補償が可能となり
、システム全体の信頼性およびメインテナンス性を高く
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の検出システムを応用しうるサイマル
キャストベージングシステムの概略的説明図である。第２図は、複数送信基地局からのデータ信号の受信位相
の説明図である。第３図は、回線遅延量の変化を検出する従来の折返し検
出システムを示すブロック図である。第４図は、本発明の実施例である、回線遅延量変化検出
システムを示すブロック図である。第５図は、第４図に示した変化検出装置４０の回路ブロ
ック図である。第６図は、第５図に示した増幅器４５およびスイッチン
グ回路４６の出力波形を説明した図である。第７図は、第５図に示したエツジ検出回路４７の回路例
のブロック図である。第８図は、第７図のエツジ検出回路４７の出力を説明す
る図である。第９および１０図は、第５図の回路における各出力波形
の関係を説明したタイミング図である。〔主要符号の説明〕２４・・・通信回線３０・・・回線遅延量変化検出システム３２・・・送信
基地局３４・・・発振器３５・・・混合器３６・・・可変遅延回路３８・・・送信部３９・・・アンテナ４０・・・遅延量変化検出装置４１・・・中央局４２．４４・・・フィルタ４５・・・増幅器４６・・・スイッチング回路４７・・・エツジ検出回路４７ｓ・・・参照信号に基づ＜　３００Ｈｚ矩形波４８
・・・クロック信号４９・・・８ビツトカウンタ５０・・・デコーダ５１・・・エラーカウンタ５１ｓ・・・エラー信号５２・・・ＡＮＤ−ＯＲ回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）通信回線を介して中央局から基地局へとデータを
伝送する通信方式において該通信回線の伝送遅延量の変
化を検出するシステムであって：中央局において、デー
タ伝送に実質的な影響を与えない一定の周波数を有する
参照信号を伝送データに混合して送出し、基地局において、受信したデータから前記参照信号を分
離し、分離した参照信号の位相の変化が所定の範囲を越
えることを検出することにより、通信回線の伝送遅延量
の変化を検出することを特徴としたシステム。
（２）通信回線を介して中央局から基地局へとデータを
伝送する通信方式において該通信回線の伝送遅延量の変
化を検出するシステムであって：中央局において、デー
タ伝送に実質的な影響を与えない一定の周波数を有する
参照信号を発生する発振器を設け、該発振器からの参照
信号を伝送データに混合する混合器を設け、前記参照信
号を混合したデータを送出し、基地局において、受信したデータから前記参照信号を分
離する分離フィルタ手段を設け、分離した参照信号の位
相を周期的に監視し該位相の変位が所定範囲内であると
きに信号を出力する監視手段を備え、該監視手段からの
出力信号の不存在を計数してその計数値が所定値を越え
たときにエラー信号を出力する計数手段を備えた、ことを特徴とする通信回線の伝送遅延量の変化を検出す
るシステム。