JPH06511121A - 同報同期・等化システムおよびその方法 - 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】 回報同期・等化システムおよびその方法関連出願 本出願は、同−出願口の米国特許出願第０７／＊傘＊、＊＊＊号、Ｖａｎｄｅｒ ｓｐｏｏｌ　ｅｌ　ａｌ、、　”ＳｉｍｕｌｃａｓｔＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔ ｉｏ’ｎ　ａｎｄ　Ｅｑｕａｌｉｚａｌｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄＭｅｔｈ ｏｄ　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ”に関する。

発明の背景 発明の分野 本発明は、一般に、回報送信システムの分野に関し、さらに詳しくは、システム ・クロック同期および搬送周波数等化を行う同報システムに関する。

従来技術の説明 回報ベージング・システムなどで利用される回報送信システム・の効果的な運用 の主な条件は、ベージング受信機で受信する際に、２つの異なる送信局から発信 される信号における音声位相遅延の差を最小限に抑えることである。音声位相遅 延は、異なる送信局が同じベージング情報を厳密に同じ時点で送信することを規 定することによって最小限に抑えることができる。一般に、従来のベージング・ システムは、ベージング端末を送信局に接続するために用いられる電話回線、マ イクロ波リンクまたはＲＦリンクなどの要素を含む送信経路遅延を等化すること に集中していた。送信経路遅延のこのような等化を行うため、発信源または信号 送信の元にもっとも近い送信局の送信経路に遅延素子が導入され、それによりシ ステム全体におけるすべての送信局に対して実質的に均等な送信経路遅延を与え ていた。残念ながら、このような回報送信システムが等化されると、この等化が 特定の送信期間において一定に維持されるという保証がなかった。なぜならば、 送信素子のいくつか、特に電話回線は、専用でない場合に、送信期間においてば らつきが生じるためである。

上述の欠点を克服するため、いくつかの従来の回報送信システムは、［蓄積転送 （ｓｔｏｒｅ　ａｎｄ　ｆｏｒｗａｒｄ）Ｊと呼ばれる送信方式を利用し、ここ で送信データはシステム内の個々の放送または転送される。このようなシステム の等化は、システム全体における送信のタイミングを制御するために必要な正確 なタイミング制御を与える広域標定衛星システム（ｇｌｏｂａｌ　ｐｏｓｉｔｉ ｏｎｉｎｇ　５ａｔｅｌｌｉｔｅ　ｓｙｓｔｅｍ）の利用に依存していた。広域 標定衛星を利用するこのようなシステムは、送信タイミング条件を制御する上で 効果的であるが、こうした利点は、従来の回報送信等化システムに比べてかなり のコスト差で提供される。

広域標定衛星システムを利用せずに回報システム等化機能を提供する必要がある 。

発明の概要 本発明の一例に従って、データ送信を時間同期する手段を有する回報送信システ ムは、複数の送信局と、１つの制御局とによって構成される。複数の送信局は、 同期タイミング信号およびデータの送信時間を制御するタイミング手段を有する 。同期タイミング信号は、タイミング信号の送信のローカル時間を示し、制御局 から受信されるシステム・タイミング信号に応答して送信される。制御局は、シ ステム・タイミング信号を生成・分配する手段と、同期タイミング信号を受信す る手段と、それに応答して時間調整係数信号を生成する手段と、時間調整係数信 号を送信局に分配して、送信局からのデータ信号の送信時間を制御するためにタ イミング手段の調整を行う手段とによって構成される。

本発明の別の例に従って、データ送信の開始時間を制御するための送信クロック を有し、かつ回報送信システム内で動作する複数の送信局から発信されるデータ 送信を時間同期する方法は、送信クロック同期を開始するため所定の同期時間を 識別するシステム・タイミング信号を制御局において生成する段階と、この信号 を送信局に分配し、所定の同期時間で同期タイミング信号を送信局から送信し、 制御局において同期タイミング信号を受信する段階と、この信号を処理して時間 調整係数信号を生成し、この時間調整係数信号を送信局に信局において送信クロ ックを調整する段階とによって構成される。

図面の簡単な説明 第１Ａ図は、本発明の好適な実施例により送信クロック同期を行う回報送信シス テムの電気ブロック図である。

第１Ｂ図は、本発明の別の実施例により送信クロック同期を行うために用いられ る監視受信局の電気ブロック図である。

第２Ａ図は、本発明の好適な実施例による回報送信システムについて送信クロッ ク同期を行うために必要なタイミング条件を示すタイミング図である。

第２Ｂ図は、本発明の別の実施例により回報送信システムについてクロック同期 を行うために必要なタイミング条件を示すタイミング図である。

第３図は、発振器安定性の関数としての蓄積クロ・ツク時間誤差を示すグラフで ある。

第４図は、本発明の好適な実施例および別の実施例で用１７）るのに適した送信 局の電気ブロック図である。

第５図は、本発明の好適な実施例および別の実施例で用いるのに適した制御局の 電気ブロック図である。

第６Ａ図および第６Ｂ図は、本発明の好適な実施例によるシステム送信を示す図 である。

第７図は、本発明の好適な実施例によりクロック同期を行う同報送信システムの 動作を説明するフロー図である。

好適な実施例の説明 図面を参照して、第１Ａ図は、本発明の好適な実施例により送信クロック同期を 行う回報送信システム１０の電気ブロック図である。システム１０は、送信クロ ック同期およびメツセージ送信タイミング確認のために用いられるシステム・タ イミング信号の分配を制御する制御局１２と、回報メツセージ送信を行うために 用いられる複数の送信局を含み、そのうち送信局１６．１８を一例としてのみ示 す。制御局１２はベージング端末２０を含み、このベージング端末２０は、一般 電話交換網ＰＳＴＮを介して受信されるメツセージ情報を処理し、かつディスプ レイ・ページャ１９などの選択呼出受信機に送信するためこのような情報または データを送信局１６゜１８に分配するために用いられる。メツセージ情報を収集 ・処理・分配するベージング端末２０の動作は、当技術分野で周知である。マス ク・タイミング手段またはマスク・クロック２２は、ベージング端末２０に結合 され、以下で説明するように、送信局に対するメツセージ情報および時間同期情 報の分配を制御するために用いられるシステム・タイミング情報を生成する。制 御局１２は、一般電話交換網によりあるいはＲＦまたはマイクロ波リンクにより 提供されるような通信リンク３０を介して、送信局１６．１８に結合される。通 信リンク３０は、当技術分野で周知なように、制御局１２と送信局１６．１８と の間でメツセージ情報の送信を可能にし、また以下で説明するように、データ送 信を制御するために用いられるシステム・タイミング信号の分配や、送信局クロ ック同期を行う。

送信局１６．１８は、当技術分野で周知なように、回報送信システム１０におい てメツセージ情報を送信するために用いられるベージング基地局３２．３２’　 を含む。周波数基準３４．３４’が設けられ、これはベージング基地局に３２゜ ３２゛に結合され、かつ送信の搬送周波数を確立または制御するために用いられ る。また、周波数基準３４．３４’　には、制御局１２から受信されるメソセー ジ情報の送信を制御するために用いられるローカル・タイミング信号を生成する ローカル送信クロック３６．３６’　が結合される。特に、メツセージ情報の同 報送信は、システム・タイミング信号におり）で指定されれ、制御局１２から分 配される所定の送信開始時間においてすべての送信局１６から起こされる。また 、システム・タイミング信号に応答して、すべての送信局１６．１８は、少なく ともタイミング・ワードとそれに続く同期パケット送信のローカル時間および局 ＩＤとを含む同期バケットを周期的に送信する。同期バケットは、以下で説明す るように、マスク・クロック２２とローカル送信クロック３６．３６゜の時間同 期を確立するために用いられる。

また制御局１２は、送信局１６．１８から送信される同期バケットを受信するた めに用いられる監視受信機２６を含む。

監視受信機２６によって受信される際の送信信号のローカル時間は、比較手段ま たは比較器２８に結合され、この比較器２８は、システム全体で使用されるロー カル送信クロックをマスタ　クロックと同期するために用いられる時間調整係数 を確立するために、送信の時間を受信の現在時間と比較する。

本発明の好適な実施例による回報送信システムの動作は以下のように要約できる 。まず、ページング端末２０は、与えられた標準通信リンク３０を利用して、マ スク・クロック２２によって生成されたクロック同期タイミング情報を送信局１ ６．１８に送出する。クロック同期タイミング情報に応答して、送信局は、少な くとく）タイミング・ワードと、送信信号のローカル時間と、局ＩＤとを含む同 期バケットを送信する。時間補正係数は、送信信号のローカル時間を受信するこ とに応答して制御局で生成される。制御局１２で生成された時間補正係数は、各 送信局におけるローカル送信クロ、ツク３６．３６’　を制御局１２におけるマ スク・クロック２２と同期させるために、通信リンク３０２を介して送信局１６ ，１８に分配される。上述のようにローカル送信クロックをマスク・クロックと 周期的に再同期させることにより、本発明による回報送信システムは、従来シス テムの音声信号等化に伴う複雑さや問題なく、また複雑な広域標定衛星システム の利用やその費用を要せずに、メソセージ送信時間の大幅に改善された制御を行 う。さらに、以下で説明するように、送信周波数等化は送信局１６．１８で行う ことができる。

第１Ｂ図は、送信クロック同期を行うために用いられる監視受信局３８の電気ブ ロック図である。一つまたはそれ以上の監視受信局は、システムのサイズが大き くて、システム内のすべての送信局からのバケット送信が制御局において直接受 信できない場合に、本発明による回報送信システム内で利用される。監視受信局 ３８は、監視受信局３８と無線接続内の送信局から送信される同期バケットを受 信するために用いられる監視受信機４０を含む。監視受信機４０の出力は、比較 器４２などの比較手段に結合され、この比較手段は、前述のように時間補正係数 を確立するために、クロック４４によって生成される現在受信時間と送信の受信 時間を比較し、時間補正係数は、以下で説明するようにシステム全体において利 用されるローカル送信クロックを同期するために用いられる。

第２Ａ図は、本発明の好適な実施例による回報送信システムを示す図である。第 ２Ａ図に示すように、システムは、制御局Ｃ５と、例えばＴＳＡ、ＴＳＢ、ＴＳ Ｃ，ＴＳＮと示される複数の送信局とを含む。制御局および送信局の配置および 位置は、回報送信システムによって提供されるサービス・エリアに依存し、必要 なシステム・サービス・エリアを提供するために、送信局の数は加減できる。

前述のように、システム・タイミング信号は、制御局と送信局とを相互接続する 通信リンク（点線）を介して分配するために、制御局Ｃ８によって生成される。

システム・タイミング信号は、送信局ＴＳからの同期情報送信の開始時間を指定 するタイミング情報を含む。指定された開始時間で、各送信局ＴＳＡ、ＴＳ’Ｂ 、ＴＳＣ，ＴＳＮは、所定の時間マークを指定するタイミング・ワードを含む同 期バケットを所定のシーケンスで送信し、この所定の時間マークで、以下で説明 するように各送信局からの送信のローカル時間が導出される。

制御局Ｃ８は同期バケットを受信し、受信されたタイミング・ワード内で指定さ れた時間マークに応答して、各回期ノくケ・ノドに村する受信の実時間を取り出 し、これにより時間補正係数は次のように計算できる。

Ｔ　ｃ　Ｉ　、−Ｔ　ｒ　ｅ　ｃ　Ｎ　（Ｔ　＊　ｍ　ｉ　ｔ　Ｎ　＋Ｔ　ｄ　 ｉ　＊　＋　Ｎ　）ただし、 Ｔ　、は、送信局Ｎの計算された時間補正係数値である； Ｔ　＋　ｅ。は、制御局Ｃ８において、送信局Ｎから送信される同期バケットの 受信の時間に相当する第１時間値である； Ｔ！□＋＋Ｎは、送信局Ｎからの同期バケットの送信の時間に相当する第２時間 値である； Ｔ　ｄ　＋　＊　＋　Ｎは、送信局Ｎと制御局Ｃ８との間の距離に相当する時間 補正係数である。

時間補正係数を生成するための上記の計算は、送信機変調遅延ＴｔＮおよび各送 信局または監視受信局におけるアンテナ・ケーブル長偏差などの送信遅延係数の 測定を含む。時間補正係数ＴＣＩＮは、送信局のローカル・クロックを制御局に おけるマスク・クロックと同期させるために必要な調整時間の直接測定を与える 。計算された時間補正係数Ｔｅ１Ｎが負の場合、ローカル・クロック時間はマス ク・クロック時間よりも進み、ローカル・クロックはこの測定時間期間において マスタ　クロックよりも速いことを示す。また、計算された時間補正係数Ｔｃ、 Ｎが正の場合、ローカル・クロックはマスク・クロックより遅れ、ローカル・ク ロックはこの測定時間期間においてマスク・クロックよりも遅いことを示す。従 って、制御局のマスク・クロックに対する送信局のローカル・クロ・ツクの補正 の量および方向は容易に得られる。

第２Ｂ図は、本発明の別の実施例による同報送信システムを示す。第２Ｂ図に示 すように、システムは制御局Ｃ８と、例えばＴＳＡ、ＴＳＢ、ＴＳＣと示される 複数の送信局とを含む。送信局に対する制御局Ｃ８の配置および位置は、送信局 が第２Ａ図で説明した一つの監視受信機によって受信される範囲外となるように 示されている。第２Ｂ図に示すように、回報送信システムは、少なくとも２つの 地理的エリアまたは領域（領域ｌおよび領域２）を含み、それぞれの領域は、同 期バケット送信を受信するために用いられ、がっ送信局ＴＳＡおよびＴＳＣの送 信とそれぞれ無線接続する監視受信局Ｒ３ＤおよびＲ５Ｅを含む。さらに、第２ Ｂ図に示すように、領域１および領域２と一般に重複するエリア内に配置され、 かつ両方の監視受信局Ｒ５ＤおよびＲ５Ｅと無線接続する少なくとも一つの送信 局ＴＳＢが存在する。

前述のように、システム・タイミング信号は、制御局Ｃ８と送信局ＴＳＡ、ＴＳ Ｂ、ＴＳＣとを相互接続する通信リンク（点線）を介して分配するために制御局 Ｃ３１こよって生成される。システム・タイミング信号は、送信局ＴＳからの同 時情報の送信についての開始時間を指定するタイミング情報を含む。この指定さ れた開始時間で、各送信局ＴＳＡ、ＴＳＢ、ＴＳＣは、所定の時間マークを指定 するタイミング・ワードを含む同期バケットを所定のシーケンスで送信し、この 所定の時間マークで、以下で説明するように各送信局からの送信のローカル時間 が導出される。各領域の特定の送信局からの送信のシーケンスは、各領域におい て干渉しない同時送信を可能にするように選択され、それによりクロック同期を 確立するために要する全時間を低減する。監視受信局Ｒ５Ｄは、送信局ＴＳＡ、 ＴＳＢから送信される同期バケットを受信し、受信監視局Ｒ３Ｅは、送信局ＴＳ Ｂ、ＴＳＣから送信される同期バケットを受信する。監視受信局Ｒ５Ｄにおいて 、受信されたタイミング・ワード内で指定された時間マークに応答して、各同期 バケットの受信の実時間が受信され、これにより監視受信局クロックに対する時 間補正係数は次のように計算できる： Ｔ　ｅ　Ｌ　Ｄ　／　Ｂ　＝　Ｔ　ｒ　ｅ　ｃ　Ｄ　／　Ｂ　（Ｔ　ｘ　ｍ　ｉ 。＋Ｔ　ｄ　ｉ　＊　Ｌ　Ｂ　）ただし、 Ｔｅ　Ｉ　Ｄ　／　Ａは、監視受信局りに対する送信局Ａについて計算された時 間補正係数値である。

Ｔ　ｒ　ｅ　ｅ　Ｄ　／　Ａは、監視受信局りにおいて、送信局Ａから送信され た同期バケットの受信の時間に相当する第１時間値である。

Ｔ　ｘ　ｍ　ｉ　ｔ　Ａは、送信局Ａからの同期バケットの送信の時間に相当す る第２時間値である。

Ｔ　ｄ　ｉ　＊　＋　Ａは、送信局Ａと監視受信局りとの間の距離に相当する時 間補正係数である。

同様に、監視受信局Ｒ５Ｅにおいて、受信されたタイミング・ワード内で指定さ れた時間マークに応答して、各同期バケットの受信の実時間が受信され、これに より監視受信局クロックに対する時間補正係数は次のように計算できる；Ｔ。、 。／　Ｂ−”　ｖ。。Ｅ／Ｂ　（”ｚｍｉ　＋Ｔ　ｉ□８）＋Ｂ　ｄ 次に、監視受信局Ｒ５Ｄ、Ｒ３Ｅにおいて生成される時間補正係数情報は、一般 電話交換網（ＰＳＴＮ）または無線あるいはマイクロ波リンクの一部である通信 リンク（点線で示す）を介して制御局Ｃ８に返送される。局クロックの時間補正 を行うために送信局および監視局に分配される時間調整係数を確立するため、局 の一つは、他局の時間値を比較するための基準として選択される。本発明の好適 な実施例では、測定値が両方の領域１．２に共通なため、送信局ＴＳＢが基準と して選択される。そこで、制御局は送信局ＴＳＡ、ＴＳＣの時間調整係数を次の ように計算するニー　［Ｔ、、。Ｄ　／　Ｂ　（Ｔｘ□、　−Ｔ　１ｔｌＢ）］ ＋Ｂ　ｄ また、制（即問は、得られた測定値から直接導出された、監視受信局Ｒ５Ｄ、Ｒ ５Ｅの時間調整係数を次のように計算する：Ｔ　ｔ　ｄ　ｉ　Ｄ−Δｊ　Ｄ　／ 　Ｂ　＝Ｔ　ｖ　ｅ　ｃ　Ｄ　／　Ｂ　（Ｔ　ｘ　ｍ　ｉ。

次に、時間調整係数Ｔ　＊　ｄ　ｉ　Ａ　＋　Ｔ　ａ　ｄ　ｉ　Ｃ’　Ｔ　ａ　 ｄ　Ｉ　Ｄ　’　Ｔ　Ｍ　ｄ　＋５は、制御局Ｃ８から対応する送信局および監 視受信局に分配され、以下で説明するようにクロックの調整を行う。送信局およ び監視受信局のクロックを同期させる好適な方法を示す計算を上で示したが、制 御局Ｃ８で行われＣ８から分配される計算を定める基準として局の任意の一つを 選択できることが理解される。また、２つの領域のみを示したが、同じ計算はよ り多くの領域の時間同期を可能にするために拡大できることが理解される。

要するに、複数の領域で動作する個別送信局の時間調整係数を計算する方法が提 供された。この方法は、送信局と一つまたはそれ以上の監視受信局との間の同期 バケット信号の送信に生じる送信遅延の補正を含む。適切な基準局を選択するこ と、ならびに監視受信局のクロックを補正するための計算について説明した。前 述のように、選択された基準クロック時間に対してローカル・クロック時間を周 期的に調整することにより、回報送信時間等化が行われる。

次に、第３図は、本発明の好適な実施例においてマスク・クロックに対するロー カル・クロックの周期的な同期について時間条件を決定するために用いられる発 振器安定性の関数としての、蓄積クロック時間誤差を表すグラフである。ボック ス３０２によって示されるデータ・ポイントは、１マイクロ秒の最大蓄積時間誤 差を表し、ボックス３０４によってしめされるデータ・ポイントは、１０マイク ロ秒の最大蓄積時間誤差を表す。第３図は、以下の表１にあるような例によって もっともよく理解され、この表１は、発振器安定性および最大蓄積システム時間 誤差の関数としての、クロック同期の周波数の比較を示す。

クロック発振器　最大蓄積時間　実行時間　同期期間精度（ｐｐｂ）　誤差（μ Ｓ） １　１　−２．８　ｈｒｓ　１．４　ｈｒｓ。

１　１０　−２８　ｈｒｓ　１４　ｈｒｓ。

Ｉ　Ｉ　−１７ｍ１ｎｓ　８．５　ｍ１ｎＩ　ＩＱ　−２，８ｈｒｓ　１．４　 ｈｒｓ。

表Ｉ 表■に示すように、実行時間（ｒｕｎ　ｔｉｍｅ）は、クロック発振器の絶対精 度と、システム内の個別クロック間で許容できる最大蓄積時間誤差の両方の関数 である。同じ絶対精度を有する２つのクロック発振器は半分の時間で互いに対す る指定された時間誤差を蓄積できるので、システム同期サイクル間の実時間は、 実際に図示の実行時間の半分である。これは、一方の発振器が正の方向にずれ、 他方が負の方向にずれるためである。示された時間は近似値にすぎず、実時間は 、以下で示すように、μＳ単位の最大蓄積時間誤差をＩ）Ｉ）ｂ単位のクロック 発振器絶対精度で割ることにより、秒単位のドリフト時間をめ、これを当技術分 野で周知なように分・時単位に変換することによって計算される。

同期期間＝（最大時間誤差・秒）／絶対精度１バート・バー・ピリオン（ｐｐｂ ）のクロック発振器精度は、安定性の高い炉制御（ｏｖｅｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌ ｅｄ）水晶制御発振器を用いて容易に実現できる。このような発振器の一つに、 Ｍ　ｏ　ｔ　ｏ　ｒ　ｏ　Ｉ　ａ　Ｉ　ｎ　ｃ　、製のＫＸＮＩ＋３０ＡＡ　０ ＣＸＯがあり、２ｐｐｂの安定性を提供できる。他の発振器安定性は、０．０１ ｐｐｂ範囲の安定性のルビジウム周波数基準器など、他の種類発振器を利用する ことによって提供できる。

第４図は、本発明の好適な実施例で使用するのに適した送信局の電気ブロック図 である。第４図に示すように、送信局は、送信局と、着信メソセージおよびクロ ック同期情報を制御局から伝達する通信リンクとの間のインタフェースとなるデ ータ送信相互接続４００を含む。データ送信相互接続４００は、一般電話交換網 で利用される電話相互接続やモデム、あるいはＲＦまたはマイクロ波リンクと接 続する際の直接データ入力など多くの周知のインタラエース構造を提供できる。

データ送信相互接続４００の出力は、送信局コントローラ４０２の入力に結合す る。コントローラ４０２は、送信局の全動作を制御し、制御局がら送信するため のデータの受信を制御したり、制御局からのクロック同期情報の受信を制御した り、所定の開始時間で同期バケットの生成および送信を制御したり、制御局から 分配される時間調整情報の受信を制御したり、ローカル・クロックの時間同期を 制御したり、制御局から受信されるデータの送信を制御するなど、制御動作を行 う。コントローラは送信局の動作に関する他の制御機能も制御できることが理解 される。コントローラ４０２は、Ｍ　ｏ　ｔ　ｏ　ｒ　ｏ　Ｉ　ａ　、　Ｉ　ｎ 　ｃ製のＭＣ６８０３０マイクロコンピユータなどのマイクロコンピュータや、 ＤＳＰ　６５０００デジタル信号プロセッサなどのデジタル信号プロセッサや、 他のマイクロプロセッサまたはデジタル信号プロセッサを利用して構築できる。

マイクロコンピュータまたはデジタル信号プロセッサの選択は、コントローラ４ ０２が最終的に受け持つ信号処理のレベルに依存する。また、コントローラ４０ ２には、データ送信の前に制御局から受信されたデータを保存するために用いら れるメモリ４０４も結合される。メモリ４０４は、集積ダイナミック　ランダム ・アクセス・メモリ　（ＤＲＡＭ）などランダム・アクセス・メモリ、ハードデ ィスク・ドライブまたはその組み合わせなど、任童の適切な形式でもよい。また 、メモリ４０４は、送信局動作を制御するためにマイクロコンピュータまたはＤ ＳＰによって用いられるルーチンを保存するために利用される電気的に消去可能 なプログラマブル・リード・オンリ・メモリ　（ＥＰＲＯＭ）などのリード・オ ンリ・メモリ部も含む。コントローラ４０２の一方の出力は、エンコーダ４０６ の入力に結合され、このエンコーダ４０６は送信ツタめに復元されたデータを複 数の信号プロトコルの一つ、例えばＰＯＣ３ＡＧ信号方式またはＧ　Ｓ　Ｃ（Ｇ ｏｌａｙ　５ｅｑｕｅｎｔｉａｌＣｏｄｅ）信号方式に変換するが、他の信号プ ロトコルも同様に復号できることが理解される。エンコーダ４０６の出力は、当 技術分野で周知なように送信搬送信号を変調する送信機電圧制御発振器４０８の 変調入力に結合される。ＶＣ０４０８の出力は、被変調搬送信号を送信機に結合 し、送信機はこの信号を適切な電力レベルに増幅して送信する。コントローラお よびクロック出力は、直接デジタル合成変調器（ｄｉｒｅｃｔｄｉｇｉｔａｌ　 ５ｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ　ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）などの他の種類の変調器にも結 合できることが理解される。

ローカル・クロック４１４は、カウント累算器４１８によって構成されるリアル タイム・クロックであることが好ましく、カウント累算器４１８は周波数基準４ ２２のクロック発振器出力を分周する分周器であることが好ましいが、基準から 非整数周波数レートを生成するためには他の周知な方法が必要なことが理解され る。カウント累算器の出力は、クロック回路４２０によって復号され、ローカル ・タイミング信号を生成し、さらに詳しくは、送信局の動作を制御するために用 いられる特定のクロック・タイミング信号を生成する。リアルタイム・クロック 出力も生成され、クロック同期期間中に回部バケット送信の開始をトリガするた めに用いられたり、以下で説明する所定のバッチ送信開始時間でデータ送信の開 始をトリガするために用いられる。あるいは、ローカル・クロックは、前述の分 周器を用いて非リアルタイム・クロックとして構築して、必要なタイミング信号 を生成でき、分周器の一部はカウント蓄積器４１８を形成し、インタバル・タイ マとして機能し、その期間はクロック同期サイクル間の最大時間間隔を表す。い ずれの場合においても、カウント累算器４１８によって表される時間は、カウン ト累算器４１８の調整入力に結合されるクロック調整出力４１６を介して生成さ れる時間調整信号に応じて、進められるか遅らされる。

同期パケットの送信を開始するために選択された所定の送信時間で、コントロー ラはタイミング・ワードを復元し、その送信を開始し、そこに含まれる時間マー ク遷移の検出に応答シテ、ローカル・クロック４１４によって生成される現在時 間を復元し、これも送信される。時間調整係数の分配の次に、コントローラは必 要なりロック進みまたは遅れ信号を生成して、ローカル・クロック時間値を補正 する。

コントローラ４０２の第２出力４２４は、クロック調整情報を基準周波数補正手 段４２６に結合し、発振器の老化（ａｇｉｎｇ）を補償することによってクロッ ク精度を維持するために用いられる。ちなみに、発振器の老化は、ＫＸＮ１１３ ０ＡＡなどの炉制御水晶制御発振器（ｏｖｅｎｉｚｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｃｏｎ ｔｒｏｌｌｅｄ　ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の場合、毎年±３０ｐｐｂである。

基準周波数補正手段は、クロック同期イベント間のクロック調整情報を保存する ために用いられる周波数制御ラッチ４２８を含む。周波数制御ランチの出力は、 デジタル周波数調整情報をアナログ調整信号に変換するデジタル・アナログ変換 器の入力に結合され、このアナログ調整信号は周波数基準４２２の調整入力に結 合される。本発明の好適な実施例では、Ｄ／Ａ変換器４３０は、基準周波数の補 正のために必要な分解能を与えるため、】２ビット分解能を有する。クロック発 振器および送信機周波数基準４２２は、前述のように約８゜５分のクロック同期 期間を与える、送信局用の炉制御電圧制御水晶発振器（ＯＶ　Ｘ　ＣＯ：　ｏｖ ｅｎｉｚｅｄ　ｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｏｓｃ ｉｌｌａｔｏｒ）であることが好ましい。

また、ｏｖｘｃｏは、図示のように■Ｃ０４０８の第２人力に結合される周波数 基準出力も与える。

老化の速度は蓄積される時間誤差よりもはるかに小さいので、老化を補償するた めの周波数補償イベント間の時間間隔はクロック誤差を補正するために必要な期 間よりもかなり長くなりうる。その結果、クロック誤差補償は比較的短い時間間 隔で周期的に必要とされるが、周波数補償は、毎日、毎週または毎月など補償イ ベント間のかなり長い時間間隔で行うことができ、調整間の間隔は必要に応じて コントローラ４０２によって制御される。

第５図は、制御局１２の電気ブロック図である。制御局１２は、一般電話交換網 に結合される電話インタフェース５゜Ｏを含み、この一般電話交換網介してメツ セージ情報は電話装置５０２またはデータ人力装置などの一つまたはそれ以上の 入力装置から受信される。ページング・コントローラ５゜４、または待機送信通 信システム（ｑｕｅｕｅｄ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ ｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ）で利用されるような他のコントローラは、電話インタフェ ース５００に結合され、情報が受信されるとメツセージ情報の処理を制御する。

加入者リスト・メモリが設けられ、システムに加入するアクティブ加入者を識別 する情報、ページャ・アドレスおよび加入者の受信機または受信機の動作を識別 するために必要な他の情報を保存する。メツセージ情報が受信されると、ページ ング・コントローラ５０４は、メツセージ情報をアクティブ・ページ・ファイル ・メモリ５０８内のメツセージ待ち行列（ｍｅｓｓａｇｅｑｕｅｕｅ）に送り、 ここでメツセージ情報は送信局に分配される前に一時保存される。以下で説明す るように、周期的な時間間隔で、アクティブ・ぺ・−ジ・ファイルに保存された メソセージ情報はページング・コントローラ５０４によって取り出され、送信に 適したフォーマットでメツセージ情報を符号化するプロトコル・エンコーダ５１ ０によって処理される。プロトコル・エンコーダ５】０の出力は、送信機インタ フェース５１２に結合され、このインタフェース５１２は符号化されたメツセー ジ情報を送信局に分配するためそれぞれの通信リンクに結合する。上記のように ページングで用いられるようなメツセージ情報を受信・処理・分配する制御局の 動作は、当技術分野で周知である。

クロック発振器５１４は、システム・クロック５１６に結合されるタイミング情 報を生成し、システム・クロック５１６は、前述のシステム・タイミング信号を 生成するために用いられる。周期的に、ページング・コントローラは、送信局に 分配するためクロック同期情報をフォーマットし、これは情報を通信リンクに結 合する送信機インタフェース５１２にページング・コントローラ５０４によって 結合される。一つの送信領域のみが設けられる場合、監視受信機５２２は送信機 インタフェース５２４を介して結合され、送信局から同期バケット送信を受信す るために用いられる。同期パケットの受信の次に、ページング・コントローラは 受信されたタイミング・ワードを復号して、同期時間マークを検出し、そのとき 比較器５２０などの比較手段を用いて、クロック５１６の現在値が取り出され、 同期パケットで与えられる時間情報と比較され、対応する時間補正係数を算出す る。生成された時間補正係数情報は、コントローラ５０４によってさらに処理さ れ、送信局用の時間調整情報を生成し、これは前述の通信リンクを介して送信局 に分配される。

システム内に複数の領域が設けられる場合、監視受信機５２２は第２Ｂ図で説明 した監視受信機の一つを表すことができ、あるいは利用しなくてもよい。個別の 監視受信局が設けられる場合、監視受信局で生成される情報は、一般電話交換網 またはＲＦあるいはマイクロ波リンクなどの他の通信リンクをを介して制御局に 返送される。

第６Ａ図は、本発明の好適な実施例によりクロック同期を行うための回報送信シ ステムの動作を説明するタイミング図である。第６Ａ図に示すように、バッチＮ 送信の次に、制御局Ｃ８または監視受信局Ｒ５Ｍは、システムに配置される送信 局からの同期パケットの送信について送信チャンネルの監視を開始する。前述の ように、同期パケット情報は図示のようにさまざまな送信局から逐次送信され、 ここで送信局ＴＳＡが最初に応答し、次に送信局ＴＳＢが応答し、最後に送信局 ＴＳＨの送信となる。ＴＡ、ＴＢ、ＴＮと示される時間は、制御局送信クロック に対する予定送信時間であるが、図示のように、送信局ＴＳＡは予定時間ＴＡよ り前にＴ、で応答し、送信局ＴＳＢは予定時間ＴＢより後に時間ｔ２で応答し、 送信局ＴＳＮは予定時間ＴＮより前に時間ｔＮで応答し、これらの差はクロック 安定性の差による。最初の送信とその後の送信局送信との間の安定性の差のため 、時間ＴＡとＴＢとの間のように送信と送信と間の時間は、メソセージ長および 追加遅延ｔに相当し、この遅延はバッチ送信時間期間における最大許容蓄積誤差 の少なくとも２倍と、局間の距離による時間差の係数として定義される。送信局 からの同期パケットの送信は、次式の係数によって保護帯域（ｇｕａｒｄ　ｂａ ｎｄ）される。

Ｔ、、、　＝２ＸＴ、、、、、＋　（Ｔ、、、、。８ＸＴ　ｄ　ｉ　ｓ　ｌ　ｍ 　ｉ　ｎ　） ただし、 Ｔ、ｅヨ、は、順次送信局送信間の保護帯域時間である；Ｔ　＊　ｍ　ａ　ｚは 、送信時間期間における最大許容蓄積誤差Ｔｄｉ□□、工は、最も遠い送信局ま でに生じる時間遅延である； Ｔ　ｄ　ｉ　＋　ｔ□１１は、最も近い送信局までの時間遅延である。

保護時間は、監視受信局または制御局において干渉を発生するような、同期パケ ット情報の同時送信を防ぐ。

第６Ｂ図は、本発明の好適な実施例によりクロック同期を行う回報送信システム の動作を示すタイミング図である。第６Ｂ図に示すように、システム内の情報は ページング・チャネル上で送信されるか、あるいは通信チャネル上でバンクグラ ンドで分配される。ページング・チャネル上で送信される情報は、以下で説明す るように、制御局から発信する前の送信中に指定されたバッチＮ開始時間６０２ において、すべての送信局から開始する時間期間６００中のバッチＮデータ送信 を含む。バッチＮデータ送信の次に、所定の同期開始時間６０４において、送信 局は時間期間６０６中に同期パケット情報の逐次送信を開始する。同期パケット 送信は時間マークを指定するタイミング　ワードを含み、時間マークは送信局に おいて送信の時間を復元するために用いられ、また制御局または監視受信局にお いて受信の時間を復元するために用いられる。タイミング・ワードの送信の次は 、送信局がらの送信６１０の実時間であり、その次は送信の発信源を確認するた めに用いられる局識別コード・ワード６１２である。同期パケット情報は、図示 のように各送信局について反復される。

時間期間６０６中の同期パケット情報の送信の次に、送信は時間期間６１４中に 一時的に中止され、同期パケット情報の処理９時間調整係数の分配およびローカ ル・クロック同期を可能にする。

ページング・チャネル上で送信された情報は、まず通信チャネル上で送信局に分 配される。ページング・チャネル上でデータ送信中に、時間期間６１６中の次の バッチ、すなわちパッチＮ＋１開始時間が送信され、その次に時間期間６１８中 にバンチＮ＋１データが送信される。監視受信局における同期ワードの受信の次 に、得られた時間補正係数情報は時間期間６２０の一部中に制御局に返送される 。時間補正係数情報は、例えば時間期間６２２中に送信される局ＩＤと、それに 続いて、例えば時間期間６２４で導出される対応する時間補正係数値とを含む。

制御局で時間補正係数情報を受信した後、情報は前述のように処理され、クロッ ク同期を完了するために必要な時間調整係数値を生成する。時間期間６２０の残 りの部分で、時間調整係数情報は送信局に分配され、また適宜監視受信局に分配 される。時間補正係数情報は、例えば時間期間６２６中に送信される局ＩＤと、 それに続いて、例えば時間期間６２８中に送信される局の時間調整係数値とを含 む。

時間補正係数情報をすべての局に送信した後、送信クロックは調整される。適切 な保護帯域時間期間６３０の後、データの次の送信は、時間期間６１６中に識別 されたバッチ開始時間で開始するページング・チャネル上で開始する。

第７図は、送信局において行われるクロック同期動作、および監視受信局に対し てクロック同期を行うために監視受信局が含まれる場合を説明するフローチャー トである。図示のように、送信局はステップ７００において、データ・チャネル 上で制御局から送信される同期開始時間を受信する。ステップ７０２において、 所定の開示時間に達したことを各局が判断すると、第１送信局は同期パケットを 送信し、同期パケットは、タイミング・ワードと、それに続いて、タイミング・ ワードによって示される時間マークにおける送信の実時間および送信局を識別す るために用いられる識別コードとを含む、同期パケットを送信する。ステップ７ ０４において、タイミング・ワードが受信され、タイミング・ワードによって示 される時間マークにおいて制御局または監視受信局によって検出されると、ステ ップ７０６において受信時間Ｔ　ｒ　ｓ　ｃがローカル・クロックから取り出さ れる。次に、ステップ７０８において、タイミング・ワードの送信時間Ｔ１１、 が受信され、その後、ステップ７１０において局識別コードワードが受信される 。応答する特定の送信局の時間補正係数は、ステップ７１２において算出される 。ステップ７１４において、同期パケットを送信する別の送信局が残っている場 合、ステップ７０４〜ステツプ７１２が繰り返される。ステップ７１４において 最後の送信局からの応答の次に、ステップ７１６において請求められた時間補正 係数値が処理のため制御局に送信される。制御局が送信局から同期パケット情報 を受信する場合には、ステップ７１６は必要ないことが理解される。ステップ７ １８において、制御局は受信された時間補正係数値を処理して、時間調整係数値 を導出する。ステップ７２０において、導出された時間調整係数は、送信局に分 配され、また監視受信局が含まれる場合には、監視受信局にも分配される。

時間調整係数値が各送信局で受信されると、ステップ７２２においＣクロックは 必要な調整量に応じて調整される。次に、送信局は所定の送信開始時間でページ ング・チャネル上でメツセージ・データの送信を開始し、ステップ７００におい て、データ・チャネル上で次の同期開始時間の受信を待つ。

要するに、同期開始情報は制御局で生成され、データ・チャネル上で送信局に周 期的に送信され、送信局が送信の現在時間を周期的に復元して、制御局に送信す ることを可能にする。

受信された送信情報の現在時間は、制御局で取り出された受信情報の現在時間と 比較される。次に、各送信局について時間補正係数がめられる。一実施例では請 求められた時間補正係数は、個別送信局におけるクロックの時間値を補正するた めに用いられる時間補正係数を与えるために用いられる。

別の実施例では、送信局の一つが基準局として選択され、すべての送信局のクロ ックがこの基準局と比較される。そして、選択された基準局について時間調整情 報が計算され、個別送信局におけるクロックの時間値を補正するために用いられ る。

第２Ａ図 クロンク発振器絶対精度（ｐｐｂ） 符表千６−５１１１２１　（１２） 第７図

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．データ送信を時間同期する手段を有する同報送信システムであって： 同期タイミング信号およびデータの送信時間を制御するタイミング手段を有する 複数の送信局であって、前記同期タイミング信号はその送信のローカル時間を示 し、かつ制御局から受信されるシステム・タイミング信号に応答して送信される 複数の送信局：および 前記システム・タイミング信号を生成し分配する手段と、前記同期タイミング信 号を受信する手段と、前記受信された同期タイミング信号に応答して時間調整係 数信号を生成する手段と、前記時間調整係数信号を前記送信局に分配して、同期 タイミング信号およびデータの送信時間を制御する前記タイミング手段の調整を 行う手段とからなる前記制御局；によって構成されることを特徴とする同報送信 システム。
2. ２．時間調整係数信号を生成する前記手段は：受信時間信号をローカルに生成す る手段；および受信された同期タイミング信号を、前記のローカルに生成された 受信時間信号と比較して、前記時間調整係数信号を生成する比較手段； によって構成されることを特徴とする請求項１記載の同報送信システム。
3. ３．前記比較手段は、マイクロコンピュータによって構成されることを特徴とす る請求項２記載の同報送信システム。
4. ４．前記時間調整係数信号は、式 ＴｃｆＮ＝ＴｒｅｃＮ−（ＴｘｍｉｔＮ＋ＴｄｉａｃＮ）を用いて、前記マイク ロコンピュータによって計算される時間調整係数を含み、 ＴｃｆＮは、送信局Ｎについて算出され、時間調整係数信号内で分配される時間 調整係数値で、Ｎは前記複数の送信局の一つを表す； ＴｒｅｃＮは、前記制御局において、前記送信局Ｎから送信される同期タイミン グ信号の受信時間に相当する第１時間値； ＴｘｍｉｌＮは、前記送信局Ｎからの同期タイミング信号の送信時間に相当する 第２時間値；およびＴｄｉｓｔＮは、前記送信局Ｎと前記制御局との間の距離に 相当する第３時間値； であることを特徴とする請求項３記載の同報送信システム。
5. ５．前記タイミング手段は： 周波数基準信号を生成する手段；および前記周波数基準信号に応答して、同期タ イミング信号およびデータの送信時間を制御するクロック手段；によって構成さ れることを特徴とする請求項４記載の同報送信システム。
6. ６．前記送信タイミング信号は、前記データが前記送信局から送信される所定の 時間を識別することを特徴とする請求項５記載の同報送信システム。
7. ７．前記送信タイミング信号は、前記同期タイミング信号が前記送信局から送信 される所定の時間を識別することを特徴とする請求項５記載の同報送信システム 。
8. ８．前記同期タイミング信号は、前記複数の送信局から所定の順序で逐次送信さ れることを特徴とする請求項１記載の同報送信システム。
9. ９．同期タイミング信号を受信する前記手段は、前記制御局に配置される受信機 によって構成されることを特徴とする請求項１記載の同報送信システム。
10. １０．同期タイミング信号を受信する前記手段は、前記複数の送信局の少なくと も一部から送信される同期タイミング信号を受信し、前記制御局から離れて配置 される少なくとも一つの監視受信局によって構成されることを特徴とする請求項 １記載の同報送信システム。
11. １１．同期タイミング信号を受信する前記手段は、前記送信局から送信される同 期タイミング信号を一括して受信し、前記制御局から離れて配置される少なくと も２つの監視受信局によって構成されることを特徴とする請求項１０記載の同報 送信システム。
12. １２．前記監視受信局は： 送信された同期タイミング信号を受信する手段；それに応答して時間補正係数信 号を生成する手段；および前記時間補正係数信号を前記制御局に通信する手段； によって構成されることを特徴とする請求項１０記載の同報送信システム。
13. １３．時間補正係数信号を生成する前記手段は：受信時間信号をローカルに生成 する手段；および受信された同期タイミング信号を、前記のローカルに生成され た受信時間信号と比較して、前記時間補正係数信号を生成する比較手段； によって構成されることを特徴とする請求項１２記載の同報送信システム。
14. １４．前記制御局は、前記監視受信局から受信される前記時間補正係数信号を処 理して、時間調整係数信号を生成する手段をさらに含んで構成されることを特徴 とする請求項１２記載の同報送信システム。
15. １５．前記比較手段は、マイクロコンピュータによって構成されることを特徴と する請求項１３記載の同報送信システム。
16. １６．前記時間補正係数信号は、式 ＴｃｆＮ／ＲＳ＝ＴｒｅｃＮ−（ＴｘｍｉｔＮ＋ＴｄｉｓｔＮ）を用いて、前記 マイクロコンピュータによって計算される時間補正係数値を含み、 ＴｃｆＮ／ＲＳは、監視受信局ＲＳにおいて、送信局Ｎについて算出され、前記 時間補正係数信号内で分配される時間補正係数値で、Ｎは前記複数の送信局の一 つを表す；ＴｒｅｃＮは、前記監視受信局ＲＳにおいて前記送信局Ｎから送信さ れる同期タイミング信号の受信時間に相当する第１時間値； ＴｘｍｉｔＮは、前記送信局Ｎからの同期タイミング信号の送信時間に相当する 第２時間値；およびＴｄｉｓｔＮは、前記送信局Ｎと前記監視受信局ＲＳとの間 の距離に相当する第３時間値； であることを特徴とする請求項１３記載の同報送信システム。
17. １７．前記同期タイミング信号は、タイミング・マークを含むタイミング・ワー ドと、前記タイミング・マークの送信から測定される少なくとも前記タイミング ・ワードの送信時間とによって構成される同期バケットで送信されることを特徴 とする請求項１記載の同報通信システム。
18. １８．前記システム・タイミング信号は、周期的に生成されることを特徴とする 請求項１記載の同報通信システム。
19. １９．前記周波数基準信号生成する手段は、前記時間調整係数信号に応答し、前 記タイミング手段はさらに：時間調整係数値を保存する手段；および前記保存す る手段に結合され、保存された時間調整係数値を周波数調整係数信号に変換する 変換手段；をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項５記載の同報通信 システム。
20. ２０．前記周波数調整係数値はデジタル情報シーケンスであり、前記変換手段は 、前記デジタル情報シーケンスを、前記周波数調整係数信号に相当するアナログ 信号に変換することを特徴とする請求項１９記載の同報送信システム。
21. ２１．同報送信システム内で動作する複数の送信局から発信されるデータ送信を 時間同期する方法であって、前記送信局はデータ送信の開始時間を制御する送信 クロックを有する方法であって： 制御局において、送信クロック同期を開始するため所定の同期時間を識別するシ ステム・タイミング信号を生成し、かつ前記システム・タイミング信号を前記送 信局に分配する段階； 前記所定の同期時間で、同期タイミング信号を前記送信局から送信する段階； 前記制御局において同期タイミング信号を受信し、これを処理して時間調整係数 信号を生成する段階；前記時間調整係数信号を前記送信局に分配する段階；およ び 受信された前記時間調整係数信号に応答して、前記送信局において送信クロック を調整数する段階；によって構成されることを特徴とする方法。