JPH06511366A - 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】 同報同期・等化システムおよびその方法関連出願 本願は、”Ｓｉｍｕｌｃａｓｔ　５ｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄＥｑ ｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　Ｔｈｅｒｅｆｏ ｒｌｌと称するボアハムらの関連米国特許出願番号第０７／７７１，５７７号と 同一日付の出願である。

発明の背景 技術分野 本発明は、一般に回報送信システムの分野に関し、より詳細には、システム・ク ロックの同期化および搬送周波数の等化を行う回報システムに関する。

従来技術の説明 回報ページング・システムに使用されているような回報送信システムの有効動作 の主要要件は、２つの異なる送信所から生起した信号がページング受信機で受信 されるときの音声位相遅延の差を最小にすることである。音声位相遅延は、異な る送信所から同一ベージング情報を正確に同時に送信することを要求することに よって、最小にすることができる。先行技術のベージング・システムは一般に、 ベージング端末を送信所に接続するために使用される電話回線、マイクロ波リン クまたはＲＦリンクなどの要素を始めとする伝送経路遅延を等化することに重点 を置いてきた。

伝送経路遅延のこのような等化を達成するために、これらの送信所の伝送経路の 発信源に最も近接した位置、または信号発信源に遅延要素を挿入し、それによっ てシステム全体の全ての送信所の実質的に均等な伝送経路遅延を達成した。残念 ながら、こうした回報送信システムがいったん等化された後、伝送要素の幾つか 、特に専用ではない電話回線は送信時間中に変動しやすいので、等化が特定の送 信時間中一定に維持されるという保証は無かった。

上記の欠点を克服するために、幾つかの先行技術の回報送信システムは、「蓄積 再送」方式として知られるようになった送信技術を利用してきた。これは、送信 データをシステム内の個々の送信所に蓄積した後、予め決められた時間に全ての 送信所から同時に放送あるいは再送するものである。このようなシステムの等化 は、システム全体の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 制御を行う、地球測位衛星システムの使用に依存してきた。

地球測位衛星を利用するこうしたシステムは、送信タイミング要件を制御する上 で有効であることが証明されているが、この利点は、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をかけて達成される。

地球測位衛星システムを使用せずに、回報システムの等化機能を達成する必要が ある。

発明の概要 本発明の一態様における回報送信システムは、１つの制御局および多数の送信所 によって構成される。制御局は、システム・タイミング信号を生成する第１時間 生成手段。

システムタイミング信号を送信する手段９時間補正係数を生成する手段、および 時間補正係数を多数の送信所に配布する手段によって構成される。多数の送信所 は、局所タイミング信号を生成する第２時間生成手段７局所タイミング信号に応 答してデータを送信する手段、送信されたシステム・タイミング信号を受信する 手段、受信したシステムタイミング信号と時間補正係数を局所タイミング信号と 比較して時間調整係数信号を生成する手段、および時間調整係数信号に応答して 第２時間生成手段のタイミングを調整する手段によって構成される。

本発明の別の態様では、送信所に送信されたシステム・タイミング信号の受信に 応答して時間補正係数を生成および配布する制御局を有する複数送信所通信シス テムで、同報データ送信を行うことのできる送信所を設ける。この送信所は、局 所タイミング信号を生成する時間生成手段７局所タイミング信号に応答してデー タを送信する手段、送信されたシステム・タイミング信号を受信する手段２時間 補正係数を受信する手段、受信したシステム・タイミング信号および時間補正係 数を局所タイミング信号を比較して時間調整係数を生成する手段、および時間調 整係数信号に応答して前記時間生成手段を調整する手段によって構成される。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の好適な実施例に係る、クロック同期を取る回報送信システム の電気ブロック線図である。

第２図は、本発明の好適な実施例に係る同報送信システムのクロック同期を取る ために必要なタイミング上の考慮、占を示すタイミング図である。

第３図は、発振器の安定度の関数としての累積クロン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で使用するのに適した送信所の電気ブロック線 図である。

第５図は、本発明の好適な実施例で使用するのに適した制御局の電気ブロック線 図である。

第６八図ないし第６Ｄ図は、本発明の好適な実施例に係るシステム送信を示す絵 画図である。

第７図は、本発明の好適な実施例に係る、クロック同期を行う回報送信システム の動作を説明する流れ図である。

好適な実施例の説明 第１図は、本発明の好適な実施例に係る回報送信システム１０の電気ブロック線 図である。このシステム１０は、送信所のクロック同期およびメツセージ送信タ イミングに使用されるシステム・タイミング信号の配布を制御する制御局１２１ 通信衛星１４．および多数の送信所によって構成される。多数の送信所のうち、 送信所１６．１８は単に例として示されている。制御局は、公衆交換電話網（Ｐ ＳＴＮ）を介して受信したメツセージ情報を処理し、かつそうした情報またはデ ータを、システムで作動しているディスプレイ・ページャ１９などの選択呼出し 受信機へ伝送するために、多数の送信所１６．１８へ配布する−のに使用される ベージング端末２０を有する。メソセージ情報を収集し、処理し、配布するベー ジング端末２０の動作は、技術上周知である。マスク・タイミング手段またはク ロック２２がベージング端末２０に結合されており、後で説明するように、メツ セージ情報またはデータの配布および同期化情報の配布を制御するために使用さ れるシステム・タイミング信号を生成する。ベージング端末２０は衛星アノプリ ンク送信機２４に結合される。これは、システム・タイミング信号を衛星１４に 送信し、その後、システム・タイミング信号の受信に応答して回報送信システム １ｏ全体にシステム・タイミング信号を送信する。制御局１２はまた、衛星によ って送信されたシステム・タイミング信号を受信するために使用される衛星受信 機２６をも有する。システム・タイミング信号は、衛星受信機２６によって受信 されると、比較手段または比較器２８に結合される。比較器２８は、後で説明す るように、システム全体で使用される送信クロックの同期を取るために使用され る時間調整係数を確立するために、システム・タイミング信号の到着の時間を信 号の送信の時間と比較する。

ページング端末２ｏはまた。公衆交換電話網を介して、またはＲＦリンクまたは マイクロ波リンクを介して提供されるような通信リンク３ｏを介して、送信所１ ６．１８に結合される。通信リンク３ｏは、技術上周知の方法で、制御局と送信 所１６．１８との間のメソセージ・データの伝送を可能にする。以下の説明がら いっそう明白になるように、ＧＰＳ衛星をタイミング制御に使用する先行技術の 同報送信システムとは異なり、通信リンク３ｏは、本発明の別の実施例で衛星１ ４を介して提供することもできる。

送信所１６．１８は、技術上周知の方法で回報送信システム全体にメソセージ・ データを送信するために用いられるページング基地局を有する。周波数基１３４ ．３４′が設けられ、これはページング基地局に結合され、メツセージ・データ の送信の搬送周波数を設定または制御するために利用される。周波数基準３４． ３４′にはクロック３６゜３６′も結合されており、これは、後でさらに詳しく 説明するように、制御局から受信したデータの送信を制御するために用いられる 局所タイミング信号を生成する。衛星受信機３８．３８′は、衛星１４から再送 されたシステム・タイミング信号を受信するために使用される。衛星受信機３８ ．３８′によって受信されたシステム・タイミング信号は、比較器４０．４０′ などの比較手段に結合される。

比較手段は、制御局で確立された時間調整係数を、各送信所のクロック３６．３ ６′によって示された現在の時間と比較する。時間調整係数の情報により、送信 所は、制御局と個々の送信所の送信クロック３６．３６′との間のクロック時間 差を補正することが可能になる。

本発明の好適な実施例に係る回報送信システムの動作は、次のように要約するこ とができる。ページング端末２ｏは、マスク・クロック２２によって生成された クロック同期情報を、専用衛星通信路を用いて送信所１６．１８へ送信する。シ ステム制御局では、衛星１４によってシステム・タイミング信号として送信され たクロック同期情報を受信すると、それに応答して、時間補正係数を生成する。

制御局１２で決定された時間補正係数は、各送信所の局所クロック３６．３６′ を制御局１２のマスク・クロック２２に同期させるために必要な時間補正を計算 するために、送信所１６．１８で測定されたシステム・タイミング信号の到着情 報と一緒に、送信所１６，１８７で使用される。局所クロックとマスク・クロッ クの同期を定期的に取り直すことによって、本発明に係る回報送信システムは、 先行技術のシステムの音声信号の等化に伴う複雑さや問題を生じることなく、メ ツセージ送信時間の制御を大きく改善する。さらに、以下で説明するように、送 信周波数の等化も達成される。

第２図は、本発明の好適な実施例に係る回報送信システムを示す絵画図である。

第２図に示すように、このシステムは制御局（ＣＳ）、および例えばＴＳＡ、Ｔ ＳＢ、ＴＳＣおよびＴＳＮと表示された多数の送信所を含む。制御局および送信 所の位置および配置は、回報送信システムによって提供されるカバレージの領域 によって異なり、個々の町や市にカバレージを提供することが要求される場合の ように比較的小さい地理的領域から、国あるいは大陸送信システムなどのように 非常に大規模な地理的領域までを包含することができる。　先に述べたように、 制御局（Ｃ５）によって生成されたシステム・タイミング信号は衛星へ送信され 、次に衛星からこの信号が再送される。制御局は、送信の実際の時間とシステム ・タイミング信号の受信時間を監視し、これによって、時間補正係数を次式の通 り計算することが可能になる。

Ｔ　ｃ）＝Ｔ＋ａｅ　Ｔ＋ｍｉ＋ ＴｅＩは、計算された時間補正係数の値である。

Ｔ　＋　ｅ　ｃは、制御局（Ｃ３）におけるシステム・タイミング信号の受信の 時間に対応する第２時間値である。

Ｔ　＋ｆｆｉ＋＋は、制御局（Ｃ３）からのシステム・タイミング信号の送信の 時間に対応する第１時間値である。

上記の説明から、送信の時間と受信の時間との間の差は、衛星アップリンク送信 機における遅延ＴＩ、アップリンク送信遅延Ｔｗｐ、衛星遅延Ｔ１．、ダウンリ ンク送信遅延Ｔ　ｄ　ｎ　Ｔおよび衛星受信機における遅延Ｔ７Ｍなど、全ての 経路損失パラメータの完全な測定に使用できることは明らかである。

本発明の好適な実施例で利用される衛星は、赤道上に配置され、技術上周知の通 り、地球の表面上の位置に対する実質的な固定位置を提供する静止衛星である。

したがって、上記の時間補正係数は、後で述べるように、その他の伝送変数、具 体的な二三の例を上げるならば衛星位装置や局所地理的大気条件の変動などの測 定にも使用することができる。

制御局（Ｃ３）で生成されたシステム・タイミング信号は、予め決められた時間 （時点）を識別するタイミング・ワードつまり時間マークを含み、これが送信の 時間および受信の時間の測定の基準点となる。システム・タイミング信号は、一 実施例において、制御局（Ｃ５）のマスク・クロックに対して相対的な送信の実 際の時間、および先に述ベた計算された時間補正係数を含めることができ、また 第２実施例において、確立された時間補正係数を含む制御局（Ｃ３）のマスク・ クロックに対して相対的な送信の調整された時間を含めることができる。各送信 所はその後、次のように時間調整係数を生成することができる。

Ｔ、。８は、Ｎ番目の送信所の時間調整係数の値である。

丁ｒａｔＮは、Ｎ番目の送信所のシステム・タイミング信号の受信の時間に対応 する時間値である。

Ｔ　Ｉ　ＩＩｌ　ｌはおよびＴｃ、は、先に述べた通りである。Ｘ　ｔ　ｍ　＋ 　＋およびＴｃＬが別個に送信される場合、上記の計算は送信所で行われるが、 先に述べたように、係数（Ｔ、□、、十Ｔｃ、）は制御局で計算することもでき 、この場合には送信の調整された時間として識別される単独の値だけを送信すれ ばよい。したがって、時間補正係数という用語は、Ｔ３．だけを指すか、あるい は先に定義したように、送信の時間と時間補正係数の両方を含む（Ｔ、□、、＋ Ｔｅ１）を指すことができる。前者の場合には、送信の時間Ｔ　ｒ　ｍ　＋　＋ をも提供する必要がある。

先に述べた時間調整係数Ｔ、、、Ｎの計算値は、局所クロックによって示される 時間を、マスク・クロックに対して相対的に表わす。時間調整係数Ｔ　、、、Ｈ の計算値が負の場合、局所クロック時間はマスク・クロック時間より進んでおり 、局所クロックが現在この測定時間間隔でマスク・クロックより早く作動してい ることを示ｔ０時間調整係数Ｔ、ｄ１．４の計算値が正の場合、局所クロック時 間はマスク・クロック時間より遅れており、局所クロックが現在この測定時間間 隔でマスク・クロックより遅く作動していることを示す。したがって、制御局の マスク・クロックに対する送信所の局所クロックの補正の量および方向は、容易 にめられる。

当業者には理解されることであろうが、衛星と制御局（Ｃ３）および送信所（Ｔ Ｓ）との間の距離は変動することがあり、＃御局（Ｃ５）と送信所（ＴＳ）との 間の距離が大きい場合や、例えば山岳地形に配置されているなど、１つの送信所 の別の送信所に対する高度にかなりの差が存在する場合などは、特にその傾向が 高い。システム・タイミング信号の遅延における変動の補償もまた、各送信所に 保存される距離補正係数を設けることによって、本発明の好適な実施例に取り入 れられる。回報送信システムが比較的小規模の地形領域をカバーするだけであり 、制限された数の送信所を包含するだけである場合には、衛星と個々の送信所と の間の距離の変動はわずかであると考えられ、従って無視することができるとい うことは理解されよう。

衛星と送信所との間の距離がかなり大きくなり場合には、時間調整係数は次のよ うに計算することができる。

Ｔ、、、Ｎは、Ｎ番目の送信所の距離補正係数を含む時間調整係数である。

Ｔ　ｇｍｉ＋Ｉ　ＴｃＬ、およびＴ　ｒｅｅＮは先に示した通りである。

Ｔ　ｄ　ｉ　＋　＋　Ｎは、前記衛星と前記Ｎ番目の送信所との間の距離に対応 する距離補正係数値である。距離補正係数Ｔ　ｄ　ｉ　ｒ　Ｉ　Ｎは、個々の送 信所に保存することが望ましい。

以上、個々の送信所の時間調整係数を計算する方法を、以上に簡単に述べてきた 。この方法は、制御局と送信局との間でシステム・タイミング信号を伝送すると きに発生する送信遅延の補正を包含し、また、環境条件や衛星位置などによる変 動のために必要となる特定の補正をも包含する。

先に述べたように、マスク・クロック時間に対して局所クロック時間を定期的に 調整することによって、回報通信時間の等化が達成される。

先に提示した方程式には特に示されていないが、マスク・クロックに対する局所 クロックの調整に影響を及ぼすおそれのある別の送信遅延が存在しうるというこ とは、理解されるであろう。そうした追加の補正可能な遅延の例として、受信ア ンテナから受信機までの間のケーブル配線の相違などの問題による、送信所間の 受信機の遅延差がある。その他の補正可能な遅延として、同じように送信アンテ ナから送信機までの間のケーブル配線の相違などの問題による、送信所間の送信 の時間の差がある。これらの追加の補正可能な遅延は、従来の方法により、各送 信所で固定遅延要素を用いて処理することができるが、そうした遅延を識別し、 距離の遅延に追加し、それによって様々な送信所で送信の時間の追加調整を行え るようにすることが望ましい。さらに、システム内の送信所の電力の相違を補償 するために、送信所間の追加タイミング・オフセットを設定することができる。

次に、第３図について説明する。これは、本発明の好適な実施例において、マス ク・クロックに対し局所クロックの定期的同期を取るためのタイミング上の考慮 点を決定するために利用される、発振器の安定度の関数としての累積クロック時 間誤差を表わすグラフである。３０２で示す四角のデータ点は、１マイクロ秒の 最大累積時間誤差を表わし、３０４で示す四角のデータ点は、１０マイクロ秒の 最大累積時間誤差を表わす。第３図は、発振器の安定度の関数としてのクロック 同期サイクルと最大累積システム時間誤差とを比較する、下の表Ｉに示すような 例を用いることによって、最もよく理解される。

クロック発振器　最大累積時間　実行時間　同期間隔精度（ρρｂ）　誤差（μ Ｓ） 、１　１　〜２．８時間　１００時間 、１　１０　〜２８時間　１４時間 １　１　〜１７分　８．５分 １　１０　〜２．８時間　１．４時間 表工 表Ｉに示すように、実行時間は、クロック発振器の絶対安定度、およびシステム 内の個々のクロック間で許容される最大累積時間誤差の両方の関数である。同一 の絶対精度全持つ２つのクロック発振器を用いて、一方は正の方向にドリフトし 、他方は負の方向にドリフトすることができ、相互に対する指定時間誤差を２分 の１の時間で累積することができるので、システム同期の周期の実際の時間は、 実際には表に示した実行時間の２分の１である。表示された時間は概算であり実 際の時間は、以下に示すように、最大累積時間誤差（単位μＳ）をクロック発振 器の絶対安定度（単位ｐｐｂ）で割り、秒単位のドリフト時間を出し、次にこれ を、技術上周知の方法で時間と分の単位に変換することによって、計算すること ができる。

同期間隔＝（最大時間誤差）／絶対安定度（秒）１　ｐｐｂのクロック発振器の 精度は、高安定炉制御式水晶制御発振器（ｏｖｅｎ　ｃｏ旧ｒｏｌｌｅｄ　ｃｒ ｙｓｔａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を用いて、容易に達 成することができる。そのような発振器の１つとして、モトローラ社製造のＫＸ Ｎ１１３０ＡＡ　０ＣＸＯがあり、これは２ｐｐｂ（７）安定度を達成すること ができる。他の発振器の安定度は、０，０１ｐｐｂ範囲の安定度を達成するルビ ジウム周波数標準など、他の種類の発振器を利用することによって、達成するこ とができる。

第４図は、本発明の好適な実施例で使用するのに適した、送信所の電気ブロック 線図である。第４図に示すように、送信所は、送信所と制御局からの大メツセー ジを伝達する通信リンクとの間のインタフェースを提供するデータ伝送相互接続 ４００を含む。データ伝送相互接続４００は、公衆交換電話網で使用される電話 相互接続や電話モデムなど。

またＲＦリンクやマイクロ波リンクとインタフェースする場合は直接データ入力 など、多数の周知のインタフェース構造のどれでも使用することができる。デー タ伝送インタフェース４００の出力は、送信所の制御装置４０２の入力に結合さ れる。制御装置４０２は、送信所の全体の動作を制御し、制御局からのデータの 受信の制御、衛星からのシステム・タイミング信号の受信の制御９局所クロック の時間同期の制御９および制御局から受信したデータの送信の制御といった制御 動作を実行する。制御装置４０２は、モトローラ社によって製造されたＭＣ６８ ０３０マイクロコンピユータのようなマイクロコンピュータ、同じくモトローラ 社によって製造されたＤＳＰ６５０００ディジタル信号処理装置のようなディジ タル信号処理装置（ＤＳＰ）。

またはその他のマイクロプロセッサやディジタル信号処理装置を使用して、実現 することができる。マイクロコンピュータまたはディジタル信号処理装置の選択 は、制御装置４０２が最終的に処理しなければならない信号処理のレベルによっ て決まる。また、制御装置４０２には、制御局から受信したデータをデータ送信 の前に保存するために使用される記憶装置４０４が結合されている。記憶装置４ ０４は、二三の例を上げるならば、統合ダイナミック・ランダム・アクセス・メ モリ（ＤＲＡＭ＞　、ハード・ディスク・ドライブ、またはその組合せなど、適 切な形態のランダム・アクセス・メモリとすることができる。記憶装置４０４は また、送信所の動作を制御するためにマイクロプロセッサまたはＤＳＰによって 使用されるルーチンを保存するために使用され、かつ、先に述べたように、衛星 からの距離の時間補正係数を保存するためにも使用される、電気的消去可能プロ グラマブル続出し専用記憶装置によって提供されるような、読出し専用記憶セク ションを含むこともできる。

制御装置４０２の１つの出力は、符号器４０６の入力に結合され、ここで、送信 のために復元されたデータは多数の信号プロトコルの中の１つ９例えばＰＯＣ５ ＡＧ信号フォーマットまたはゴーレイ逐次符号方式信号フォーマットなどに変換 されるが、その他の信号プロトコルでも同様に符号化することができることは理 解されよう。符号器４０６の出力は、送信機電圧制御発振器（ＶＣＯ）４０８を 技術上周知の方法で変調するＶＣＯ４０８の変調入力に結合される。制御装置お よびクロックの出力は、直接ディジタル合成変調器など、その他の変調器にも同 様に結合できることは理解されよう。ＶＣＯ４０８の出力は、変調された搬送信 号を送信機に結合し、送信機はこの信号を送信するために適切な電力レベルに増 幅する。

制御装置４０２にはまた、先に述べたように、システム・タイミング信号を受信 するのに使用される衛星受信機も結合されている。衛星受信機の出力は、受信し たタイミング・ワードを監視して同期時間マークを検出する制御装置４゜２の入 力に結合される。同期時間マークが検出されると、制御装置は、局所クロック４ １４によって生成された現在の時間を復元し、さらに制御局で生成された時間補 正係数の情報の受信を制御する。制御装置は、例えば比較器あるいはマイクロコ ンピュータまたはＤＳＰの算術論理装置など、比較手段を有しており、現在の時 間または局所時間値を、受信した時間補正係数と比較し、必要な場合は、記憶装 置４０４から距離補正係数を復元して、局所クロックの補正に使用される時間調 整係数を導出する。

局所クロック４１４は、カウント・アキュムレータ４１８によって構成される実 時間クロックとすることが望まく、カウント・アキュムレータは、周波数基準４ ２−２のクロック発振器出力を分割する分周器とすることが望ましいが、基準か ら非整数の周波数レートを生成するために、その他の周知の技術も必要であるこ とは理解されよう。カウント・アキュムレータの出力はクロック回路４２０によ って復号化され、局所タイミング信号を生成する。より詳細には、クロνり同期 サイクル間の予め決定された時間間隔、および送信所の動作を制御するために使 用される特定のクロッり・タイミング信号を生成する。実時間クロックの出力も また生成され、以下で説明する予め設定されたバッチ送信開始時間に、データ伝 送の開始をトリガするために使用される。別の例として、局所クロックは、先に 述べたように必要なタイミング信号を生成するために分周器を使用した非実時間 クロックとして実現し、分周器の一部分をカウント・アキュムレータ４１８とし て形成し、クロック同期サイクル間の最大時間間隔を表わす間隔タイマとして機 能させることもできる。いずれの例でも、カウント・アキュムレータ４１８によ って表わされる時間は、カウント・アキュムレータ４１８の調整入力に結合され たクロック調整出力４１６を介して生成された時間調整信号によって進むが、遅 れる。

制御装置１ｊ４０２の第２出力は、クロック調整情報を基準周波数補正手段４２ ６の入力へ結合し、発振器のエージングを補正することによってクロック精度を 保持するために使用される。ＫＸＮＩ　１３０ＡＡのような炉制御式水晶制御発 振器の場合、それは年間±３０ｐｐｂである。基準周波数補正手段は、クロック 周期イベント間のクロック調整情報を保存するために使用さ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、ディ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ィジタル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）の入力に 結合され、変換されたアナログ調整信号は周波数基ｔ！！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１２ビツトの分解 能を持ち、基準周波数の補正に必要な分解能を提供する。クロック発振器および 送信機の周波数基＄４２２は、先に述べたように８．５分程度のクロック同期間 隔を提供する、送信所用の切電圧制御水晶発振器（ＯＶＸＣＯ）とすることが望 ましい。切電圧制御水晶発振器（ＯＶＸＣＯ）は周波数基準出力をも提供し、こ れは図に示すように、ＶＣ０４０８の第２人力に結合される。

エージングの率は、累積される時間誤差よりかなり小さいので、エージングを補 償するための周波数補償イベント時間間隔は、クロック誤差を補正するために必 要な時間間隔よりかなり長くすることができる。その結果、クロック誤差補償は 、比較的短い時間間隔で定期的に行うことが必要であるが、周波数補償は、必要 に応じて毎日１週１回。

または月１回のように、かなり長い補償イベント時間間隔で行うことができる。

次に、第５図について説明する。これは、制御局１２の電気ブロック線図である 。制御局１２は、公衆交換電話網に結合された電話インタフェース５００を含み 、メツセージ情報はこれを介して１つ以上の入力装置５例えば電話機５０２また はデータ入力装置から受信される。待ち行列伝送通信システムで利用されている ようなベージング制御装置またはその他の制御装置が、電話インタフェース５０ ０に結合され、メツセージ情報を受信すると、その情報の処理を制御する。また 、加入者リスト記憶装置を設け、システムに所属する活動加入者、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その 他の情報を識別する情報を記憶する。メツセージ情報を受信すると、ベージング 制御装置ｓ　Ｏ４＋ｉメツセージ情報を活動ページ・ファイル記憶装置５０８の メソセージ待ち行列に送り、メツセージ情報は送信所へ配布される前に、一時的 にここに保存される。活動ページ・ファイル内に保存されたメツセージ情報は、 以下で説明する定期的な時間間隔で、ベージング制御装置５０４によって復元さ れ、メツセージ情報を送信に適したフォーマットに符号化するプロトコル符号器 ５１０によって処理される。プロトコル符号器５１０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は、符号化されたメツセージ情報を 送信所へ配布するために、それぞれの通信リンクへ結合する。以上に述べたよう に、ベージングに使用されるようなメツセージ情報を受信し、処理し、配布する ための制御局の動作は、技術上周知である。

クロック発振器５１４はタイミング情報を生成し、これはカウント・アキュムレ ータ５１６に結合される。カウント・アキュムレータはクロック５１８と共に、 システム・タイミング信号を生成するために利用される。本発明の好適な実施例 では、カウント・アキュムレータ５１６は、先に述べたように間隔タイマとして 機能し、次の同期サイクルの発生を示す。次の同期サイクルがカウント・アキュ ムレータ５１６によって示されると、ベージング制御装置は同期バケットをフォ ーマット化する。これはタイミング・ワード、およびマスク・クロック５１８か ら検索された送信の現在の時間を含む。タイミング・ワードおよび送信の時間情 報は、ベージング制御装置５０４によって送信機インタフェース５１２へ結合さ れ、情報はここからアップリンク送信機へ結合される。衛星通信路に存在する情 報は衛星受信機５２２によって監視され、この衛星受信機は情報を、受信機イン タフェース５２４を介してベージング制御装置５０４へ結合する。タイミング符 号語を受信し、同期時間マークを示す遷移を検出すると、受信の時間がマスク・ クロックから検索され、送信の時間と比較されて時間補正係数が決定され、これ はその後、先に述べたように送信所へ配布される。

次に、第６図について説明する。これは、本発明の好適　′な実施例に係る同報 送信システムの動作を示す一タイミング図である。第６Ａ図−二示すように、制 御局の活動ページ・ファイル記憶装置に保存されたメツセージ情報を、送信所の 「蓄積再送」記憶装置へ定期的に配布するために、データ・チャネルが設けられ る。データ・チャネルを通して送られる情報は、時間間隔６０２中のバッチ送信 時間、および時間制御中６０４のバッチ・データ送信を含むことが望ましい。時 間間隔６０６は、制御局と送信所との間に存在する距離の差のために生じる非送 信時間間隔を表わしており、また、例えばベージング・チャネルの１２００ｂｐ ｓ（１秒車たりのビット数）対データ・チャネルの６０００ｂｐｓのように、ベ ージング・チャネルに対するデータ・チャネルのデータ伝送速度の差をも表わす 。

第６Ｂ図に示すベージング・チャネルは、時間間隔６１Ｏ中のバッチ・データの 定期的送信を行う。送信開始時間ワードが送信されないため、また次のバッチ送 信の開始前に必要なシステム遅延を設けるためにも、非送信時間間隔６１２が生 じる。送信所が「蓄積再送」モードで作動する場合、時間間隔６０４中のバッチ ・データ送信のようなパンチ・データは、送信の開始前に送信所に到着し、保存 されることに注意すべきである。ベージング・チャネルにおける時間間隔６１４ 中のパンチ送信は、時１１Ｊ７１１Ｊｊ隔６０４中に受信したバッチなと、予め 蓄積されたバッチの送信を表わす。同期イベント間の全送信時間は、先に述べた ように送信所のクロックの安定度によって決定される。

データがベージング・チャネルで送信され、メツセージ情報がデータ・チャネル で送信所へ配布される間に、第６Ｃ図に示す同期バケットは衛星チャネル６１２ で送信される。これは、先に述べたように、時間間隔６１４中に送信されるタイ ミング・ワード、時間間隔６１６中に送信されるマスク・クロック時間、および 時間間隔６１８中に送信される時間補正係数を含む。また、別の例では、同じく 先に述べたように時間間隔６２６中の調整されたマスク・クロックの送信時間を 含む。

第６Ｄ図に示すように、時間間隔で送信される情報を含む同期バケットは送信所 で受信されるが、衛星アンプリンクおよびダウンリンク伝送時間のために時間的 に遅延する。

同期パッケージが送信所で受信され、受信時間マーク６２０が時間間隔６１４′ 中のタイミング・ワード内で検出されると、先に述べたように局所クロック値が 検索される。

復元された局所黒値は次に、局所クロック時間調整係数を決定するために、受信 した時間間隔６１６′中のマスク・クロックの送信時間値および時間間隔６１８ ′中の時間補正係数と比較され、また別の例では、時間間隔６２６中の調整され たマスク・クロックの送信時間と比較される。さらに第６Ｄ図に示すように、主 として衛星と送信所との間の距離の変動のために、各送信所で時間間隔６２２に よって示される同期バケットの最終受信時間には一般に変動がある。各送信所に おける同期バケットの受信の後、局所クロックは調整されるが、図に示すように 、最も早い送信所はタイミング線６２８によって示される時間にクロック調整を 開始し、最も遅い送信所はタイミング線６３０によって示される時間にクロック 調整を開始する。本発明の好適な実施例では、制御局および送信所のクロックの 安定度が類似している場合には、クロック間の時間の偏差は、システムの最大累 積時間誤差以内にとどまる。実際のクロック再調整の発生時間は重要ではなく、 以下でさらに詳しく説明するように時間アキュムレータの値を増分的に遅らせる かまたは進ませて、クロック同期をデータの送信と同時に実行することができる 。制御局で使用するクロックが送信所のクロックに比べて安定度が低い場合には 、たとえ送信所間の累積時間誤差が最大許容累積時間誤差の範囲内であっても、 制御局と送信所との間の累積時間誤差は最大許容時間誤差を越えてしまう。これ は、送信所がクロックの時間をクロックの許容誤差の範囲外で再調整するように 指示されたときに発生する。第２実施例では、クロックは２段階で調整される。

衛星チャネル７０６で指定できる時間（図示せず；到着の時間６２２の分散が充 分に小さい場合、この時間は到着時間マークから離してゲートすることができる ）から次のデータ標本出力までの時間は、時間補正係数によって調整される。次 のデータ標本で、時間は瞬時に調整マスク時間に切り替えられる。時間調整係数 は、データ挿木速度より小さいものと想定される。

制御局で正確な時間を維持するという利点により、送信を開始する前に送信所に 常にデータがあることを確実にするために、送信所で保存しなければならないデ ータの量を最小にすることができる。制御局で時間補正係数を測定し、制御局を マスク・クロックとして使用することにより、制御クロックが最小可能な相対誤 差を持つことを確実にする手段が得られる。しなし、システム内の他の全てのク ロックに通信することができる限り、どの送信所でもマスクとして使用すること ができ、送信される衛星はそのサイトに配置される。さらに、時間補正係数の測 定を省略し、それに代わる近似固定数を、固定数の誤差および先に説明したよう に測定に考慮される変動による、制御局がら送信所に到着するデータ到着時間の 不確かさに追加するだけとすることができる。

第３実施例では、時間間隔６１２は実際の非送信時間間隔を表わし、この期間中 に、全ての送信所のクロックが次のバッチ送信開始時間の前に突然新しい時間値 に再調整される。要するに、クロックをデータ送信と同時に調整するか、あるい はデータ標本速度を越える時間を必要とするクロック調整サイクルを可能にする ために、ベージング・チャネルが使用できない時間間隔を割り当てることは、当 業者にとって容易なことである。

第７図は、送信所におけるクロック同期動作を説明する流れ図である。この図に 示すように、段階７０．２で、タイミング・ワードによって示される時間マーク により、受信の時間Ｔ２゜わが局所クロックから検索される。次に、段階７０４ でタイミング・ワードの送信の時間Ｔ　＋ａ＋ｉ＋が受信され、それに続いて、 段階７０６で時間補正係数値Ｔ、ｌが受信される。先に述べたように、調整マス ク・クロック送信時間が送信される場合は、段階７０４，７０６を結合して単独 の段階とすることができる。段階７０８で距離補正が必要な場合には、段階７１ ０で距離補正の値を記憶装置から復元し、段階７１２に示すようにクロック誤差 を計算する。特定の送信所の衛星からの距離が制御局と同一である場合や、地形 領域における全ての送信所が実質的に同一距離である場合などのように、段階７ ０８で距離補正が必要でない場合は、段階７１４に示すようにクロック誤差を計 算する。

クロック誤差の計算の後、局所クロックは段階７１６で、データ送信のパックグ ラウンドで増分調整される。この増分調整の後、送信所は再び段階７２４で次の データ標本のバッチ送信を続行するが、あるいは段階７２４で次のデータ・バッ チ送信を開始する。段階７２６でクロック調整が完了しなければ、段階７１６な いし７２４が繰り返される。

段階７２６でクロック調整が完了すると、送信所は段階７２４で次のデータ標本 を送信し続ける。

要するに、制御局で生成された同期タイミング情報は定期的に送信所へ送信され 、それにより、送信所は制御局のマスク・クロックに対して局所クロックを定期 的に更新することが可能になる。各送信所に送信された同期タイミング情報は、 同期時間マークにより復元されたマスク・クロック時間（実時間における時刻、 またはマスク・クロックおよび局所クロックに間隔タイマなどを使用している場 合のように、時間差を決定する上で有意のビット）を含む。また、同期タイミン グ情報には、制御局で確立された時間補正係数も含まれる。時間補正係数は、衛 星へ送られ、地上上へ送り返されてくる往復時間遅延の変化を補正するために必 要であり、これにより、送信所の局所クロックはマスク・クロックと正確に同期 を取ることができる。同期時間マークは、受信したタイミング・ワードのビット ・ストリーム内の予め決められた位置にあり、制御局における受信の時間の復元 および送信所における現在の時間をトリガするために使用される。

クロック発振器絶対精度（ｐρｂ） 第３図 城

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．同報送信システムからのデータ信号の送信を時間的に同期させるための手段 を有する同報送信システムにおいて、前記同報送信システムは： システム・タイミング信号を生成するための第１時間生成手段，時間補正係数信 号を生成するための手段，および時間補正係数信号を多数の送信所へ配布するた めの手段によって構成される制御局；および 前記多数の送信所のそれぞれが、局所タイミング信号を生成するための第２時間 生成手段，局所タイミング信号に応答してデータ信号を送信する手段，送信され たシステム・タイミング信号を受信するための手段，時間補正係数信号を受信す るための手段，時間調整係数信号を生成するために、受信したシステムタイミン グ信号および時間補正係数信号を局所タイミング信号と比較するための手段，お よび時間調整係数信号に応答して前記第２時間生成手段のタイミングを調整する ための手段によって構成されることを特徴とする前記多数の送信所； 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．時間補正係数信号を生成するための前記手段が：送信されたシステム・タイ ミング信号を受信するための手段；および 送信されたシステム・タイミング信号と受信したシステム・タイミング信号とを 比較し、それに応答して時間補正係数信号を生成する手段； 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．システム・タイミング信号を送信するための前記手段が： システム・タイミング信号を衛星に送信するための衛星アップリンク送信手段に おいて、前記衛星が送信されたシステム・タイミング信号を受信するための衛星 受信手段、および受信したシステム・タイミング信号を再送するために前記衛星 受信手段に結合された衛星送信手段を有することを特徴とする衛星アップリンク 送信手段；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。
4. ４．時間補正係数信号は、 Ｔｃｆ＝Ｔｒｅｃ−Ｔｘｍｉｔ を用いて計算される時間補正係数値から生成され、ここでＴｃｆは時間補正係数 値であり、Ｔｒｅｃはシステム・タイミング信号の受信の時間に対応する第２時 間値であり、 Ｔｘｍｉｔはシステム・タイミング信号の送信の時間に対応する第１時間値であ る、 ことを特徴とする請求項２記載の同報送信システム。
5. ５．時間調整係数信号は、 ＴｓｄｊＮ＝（Ｔｋｍｉｔ＋Ｔｃｆ）＋ＴｄｉｓｉＮ−ＴｒｅｃＮを用いて計算 される時間調整係数値から生成され、ここでＴｓｄｊＮはＮ番目の送信所の時間 調整係数値であり、Ｔｘｍｉｔはシステム・タイミング信号の送信の時間に対応 する第１時間値であり、 Ｔｃｆは時間補正係数値であり、 ＴｄｉｓｔＮは前記衛星とＮ番目の送信所との間の距離に対応する距離補正係数 値であり、 ＴｒｅｃＮはＮ番目の送信所におけるシステム・タイミング信号の受信の時間に 対応する時間値である、ことを特徴とする請求項１記載の同報送信システム。
6. ６．同報データ信号を送信することのできる多数の送信所によって構成される同 報送信システムで使用される送信所において、同報送信システムは、システム・ タイミング信号を生成し、それに応答して時間補正係数信号を生成し、かつ時間 補正係数信号を多数の送信所へ配布することのできる制御局を有しており、前記 送信所は：局所タイミング信号を生成するための時間生成手段；局所タイミング 信号に応答してデータ信号を送信するための手段； 送信されたシステム・タイミング信号を受信するための手段； 時間補正係数信号を受信するための手段；受信したシステム・タイミング信号お よび時間補正係数信号を局所信号と比較して時間調整係数信号を生成するための 手段；および 時間調整係数信号に応答して、前記時間生成手段のタイミングを調整するための 手段； によって構成されることを特徴とする送信所。
7. ７．前記時間生成手段は： 周波数基準信号を生成するための周波数基準生成手段；および 周波数基準信号に応答して局所タイミング信号を生成するための局所クロック手 段； によって構成されることを特徴とする請求項６記載の同報送信所。
8. ８．時間調整係数信号が、 Ｔｓｄｊ＝（Ｔｘｍｉｔ＋Ｔｃｆ）−Ｔｒｅｃを用いて計算される時間調整係数 値から生成され、 ここでＴｘｄｊは送信所に対して計算された時間調整係数値であり、 Ｔｘｍｉｔはシステム・タイミング信号の送信の時間に対応する第１時間値であ り、 Ｔｃｆは時間補正係数値であり、 Ｔｒｅｃは送信所におけるシステム・タイミング信号の受信の時間に対応する時 間値である、 ことを特徴とする請求項６記載の送信所。
9. ９．時間調整係数信号が、 Ｔｓｄｊ＝（Ｔｘｍｉｔ＋Ｔｃｆ）＋Ｔｄｉｓｔ−Ｔｒｅｃを用いて計算される 時間調整係数値から生成され、ここでＴｓｄｊは前記送信所の時間調整係数値で あり、Ｔｘｍｉｔはシステム・タイミング信号の送信の時間に対応する第１時間 値であり、 Ｔｃｆは時間補正係数値であり、 Ｔｄｉｓｔは前記衛星と前記送信所との間の距離に対応する距離補正係数値であ り、 Ｔｒｅｃは前記送信所におけるシステム・タイミング信号の受信の時間に対応す る時間値である、 ことを特徴とする請求項６記載の送信所。
10. １０．同報送信システム内で作動する多数の送信所から生起する時間同期データ 信号を送信する方法において、送信所はデータ信号送信の開始時間を制御するた めの送信クロックを有し、前記方法は： 制御局でシステム・タイミング信号が生成され送信されるのに応答して、制御局 で時間補正係数信号を生成する段階；システム・タイミング信号および時間補正 係数信号を制御局から送信所へ配布する段階； システム・タイミング信号および時間補正係数信号の受信に応答して、送信所で 局所時間調整係数信号を生成する段階；および 生成された局所時間調整係数信号に応答して、送信所で送信クロックを調整する 段階； によって構成されることを特徴とするデータ信号送信の時間同期方法。
11. １１．制御局で時間補正係数信号を生成する前記段階は：システム・タイミング 信号の送信の時間を示す時間マークとなるタイミング・ワードを少なくとも含む システム・タイミング信号を制御局から送信する段階；タイミング・ワードを含 むシステム・タイミング信号を制御局で受信して、システム・タイミング信号の 受信の時間を検出する段階；および システム・タイミング信号の受信の時間をシステム・タイミング信号の送信の時 間と比較して、時間補正係数信号の値を決定する段階； によって構成されることを特徴とする請求項１０記載のデータ信号送信の時間同 期方法。
12. １２．前記比較段階は、式 Ｔｃｆ＝Ｔｒｅｃ−Ｔｘｍｉｔ に従って時間補正係数信号の値を計算する段階によって構成され、 ここでＴｃｆは時間補正係数信号の値であり、Ｔｒｅｃはシステム・タイミング 信号の受信の時間に対応する第２時間値であり、 Ｔｘｍｉｔはシステム・タイミング信号の送信の時間に対応する第１時間値であ る、 ことを特徴とする請求項１１記載のデータ信号送信の時間同期方法。
13. １３．時間調整係数信号を生成する前記段階は：タイミング・ワードを含むシス テム・タイミング信号を送信所で受信して、タイミング・ワードの受信の局所時 間を決定する段階；および 受信の局所時間をシステム・タイミング信号の送信および時間補正係数と比較し て、時間調整係数信号の値を決定する段階； によって構成されることを特徴とする請求項１１記載のデータ信号送信の時間同 期方法。