JPH1013925A - 送受信タイミング変更回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易でかつ低コストな送受信タイミングの変
更回路を提供する。 【解決手段】 送受信タイミングを生成する送受信タイ
ミング生成カウンタ７と、有線網３から供給される基準
信号から設定値だけ遅れたタイミングで、送受信タイミ
ング生成カウンタ７にリセット信号を出力する遅延カウ
ンタ５とを備え、送受信タイミング生成カウンタ７への
リセット信号の供給を禁止し、マスタクロック生成用周
波数可変発振器４の発振周波数を所定時間変化させ、元
の周波数に戻し、タイミングを補正したリセット信号
の、供給が再開された基準信号からの遅延時間に相当す
る設定値を遅延カウンタ５に設定し、送受信タイミング
生成カウンタ７へのリセット信号の入力を許可するよう
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線基地局と端末
間で無線による通信を行うシステム、 特にＰＨＳのシス
テムにおいて、通信中の回線を切断することなく、無線
基地局の送受信タイミングを変更する送受信タイミング
変更回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４の構成図に示すような、ＰＨＳのシ
ステムに代表される、 有線網に接続された無線基地局と
端末間で無線による通信を行うシステムでは、端末１ａ
〜１ｃは、それぞれ、無線基地局２ａ〜２ｃ側の送受信
タイミングに合わせて通信を行うのが一般的である。ま
た、 無線基地局２ａ〜２ｃでは、無線基地局同士を接続
する有線網３から基準信号を得て、自局の送受信タイミ
ングを生成することが多い。さらに、無線基地局間の干
渉回避、または、端末１ａ〜１ｃのローミングを実現す
る（あるエリアから隣接するエリアに端末１ａ〜１ｃが
移る場合でも通信を維持する）等の目的から、 無線基地
局間では、 送受信タイミングを同期させて運用するのが
普通である。

【０００３】このようなシステムにおいて、無線基地局
同士を接続している有線網３に何らかの障害が発生し、
例えば、無線基地局２ａへ供給されていた基準信号が一
時的に途絶えた場合、無線基地局２ａでは、他の無線基
地局２ｂ，２ｃとの同期が保証されなくなるため、有線
網３からの基準信号の供給が復旧した際に、再度、 他の
無線基地局２ｂ，２ｃとの同期を取り直す必要がある。

【０００４】ところが、このとき、無線基地局の送受信
タイミングを所望のタイミングまで急激に変化させてし
まうと、もし、この無線基地局と通信中の端末が存在し
ていた場合、無線基地局と端末間の通信が切断されてし
まう可能性が非常に高いという問題点があった。

【０００５】この問題点に関しては、例えば、 ＰＨＳの
標準規格であるＲＣＲ ＳＴＤ−２８では、ＣＳ（基地
局）の送信ジッタは、１／８シンボル以下とするという
規定がある。すなわち、 この規格の範囲内の速度で無線
基地局の送受信タイミングを変更することが可能であれ
ば、通信中の回線を切断することなく、無線基地局間の
同期獲得も実現できるはずである。従来、この規格の範
囲内にて無線基地局の送受信タイミングを変化させる手
段として、 無線基地局の動作の基本となるクロック（マ
スタクロック）の周期が、少なくとも１／８シンボル時
間以下となるようなクロックを用い、無線基地局の動作
全体のタイミングをずらしていくという方法があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上に
説明した無線基地局の送受信タイミングを変更する方法
には、高速なクロックが必要で、かつ、回路構成が複雑
になってしまうという欠点があった。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、容易にかつ低コストで、
無線基地局と端末間の通信を中断することなく、無線基
地局の送受信タイミングの変更が可能な送受信タイミン
グ変更回路の構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の送受信タイミング変更回路は、有線網に接
続され、その有線網から基準信号を得る無線基地局と端
末間で無線通信を行うシステムでの、基準信号の一時的
な供給不能に起因する、前記無線基地局間の送受信タイ
ミングのずれを補正する送受信タイミング変更回路であ
って、マスタクロック生成用周波数可変発振器からマス
タクロックが供給され、所定数の送受信フレームの送受
信タイミングを生成する送受信タイミング生成カウンタ
と、前記マスタクロック生成用周波数可変発振器からマ
スタクロックが供給され、前記有線網から供給される基
準信号から所定の設定値だけ遅れたタイミングで、前記
送受信タイミング生成カウンタにリセット信号を出力す
る遅延カウンタとを備え、前記送受信タイミング生成カ
ウンタへのリセット信号の供給を禁止し、前記マスタク
ロック生成用周波数可変発振器の発振周波数を所定時間
変化させた後、その発振周波数を元の周波数に戻し、タ
イミングを補正したリセット信号の、供給が再開された
基準信号からの遅延時間に相当する設定値を前記遅延カ
ウンタに設定した後、前記送受信タイミング生成カウン
タへのリセット信号の入力を許可するように構成したこ
とを特徴とするものである。

【０００９】本発明の送受信タイミング変更回路は、も
ともと、ＰＨＳの無線基地局に備えられている構成（マ
スタクロック生成用周波数可変発振器、遅延カウンタ、
送受信タイミング生成カウンタ）を流用するものであ
り、送受信タイミング生成カウンタへのリセット信号の
供給を制御する簡単な回路を付加し、これらの構成に設
定値を設定する、または、これらの構成を制御するソフ
トウェアを変更することにより送受信タイミングの変更
を実現する回路である。そのため、新たに複雑な専用回
路を設ける必要がなく、コストを低く抑えることができ
る。また、送受信タイミング変更操作をソフトウェア処
理で実現しているため、柔軟性に富んだ送受信タイミン
グ変更の方式が提供可能である。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に基づいて本発明の送受信タ
イミング変更回路の一実施形態について説明する。図
は、無線基地局内に設けられた送受信タイミング変更回
路の構成を示すブロック図である。但し、本発明に関連
する構成のみを図示することとする。図で、 ４は電圧制
御型のマスタクロック生成用周波数可変発振器（マスタ
クロック生成用ＶＣ−ＴＣＸＯ）で、無線基地局の全動
作の基本となるマスタクロックを生成する構成であり、
後述する、遅延カウンタ及び送受信タイミング生成カウ
ンタにもマスタクロックを供給するように構成されてい
る。

【００１１】ここで、マスタクロック生成用に、周波数
可変発振器が採用されているのは、部品のばらつき等に
より、各無線基地局に設けるマスタクロック生成用の発
振器の発振周波数にばらつきが発生するが、無線基地局
間の、マスタクロックの周波数（周期）のずれは許され
ないため、有線網から基準信号を供給し、その信号に基
づいてマスタクロックの周波数（周期）を各無線基地局
で調整する必要があるからである。

【００１２】次に、５は遅延カウンタで、有線網から供
給される基準信号に基づいて送受信タイミングを生成す
る際に、基準信号から送受信タイミングの基準点までの
遅延量を決定するカウンタであり、そのカウンタ値がＣ
ＰＵ６により設定された値と等しくなった時点で、 後述
する送受信タイミング生成カウンタ７にリセット信号を
供給するように構成されている。つまり、後述する、送
受信タイミングを生成する送受信タイミング生成カウン
タ７のカウンタ値の基準点（カウント開始点）を、有線
網より供給される基準信号から所望の値だけ遅延した時
点に設定する機能を有している。

【００１３】さらに、送受信タイミング生成カウンタ７
は、マスタクロックに基づいて、無線基地局の送受信タ
イミングの基本となるカウント値（送受信フレームの番
号）を生成するものであり、遅延カウンタ５よりリセッ
ト信号が供給された時点を、カウンタ値の基準点（カウ
ント開始点）として、基準信号の１周期の間に、所定数
の送受信フレームの生成（所定数の送受信フレームの番
号の出力）を行うように構成されている。８は、ＣＰＵ
６に制御されて、送受信タイミング生成カウンタ７への
リセット信号の供給を制御するリセット信号入力制御手
段である。ＣＰＵ６は、以上に説明した各ブロックに対
する、設定値の設定または制御を行う構成である。

【００１４】リセット信号入力制御手段８は、例えば、
２入力のＡＮＤゲートによって容易に実現することがで
きる。つまり、ＡＮＤゲートの一方の入力にＣＰＵ６の
制御信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を入力し、ＡＮＤゲート
の他方の入力に遅延カウンタ５が出力するリセット信号
を入力するようにし、ＡＮＤゲートの出力を送受信タイ
ミング生成カウンタ７へのリセット信号出力とすること
によって、送受信タイミング生成カウンタ７へのリセッ
ト信号の供給を制御することができる。

【００１５】図２のタイミングチャートに基づいて、以
上に説明した各ブロックの送受信タイミングの一実施形
態について説明する。図２は、有線網から基準信号が供
給されており、基準信号の１周期内で、 送受信タイミン
グ生成カウンタ７が、２０個の送受信フレーム（フレー
ム番号０〜１９）を生成している状態を示したものであ
る。

【００１６】有線網からの基準信号が無線基地局に正常
に供給されている場合、リセット信号入力制御手段８
は、ＣＰＵ６によって、送受信タイミング生成カウンタ
７へのリセット信号の供給を許可するように制御されて
おり、基準信号の立ち上がりから所定の設定値だけ遅れ
たタイミングで、遅延カウンタ５が送受信タイミング生
成カウンタ７にリセット信号を出力する。そのリセット
信号に同期して、送受信タイミング生成カウンタ７が、
基準信号の１周期と略同時間内に、図に示す、２０個の
送受信フレームを生成する。

【００１７】次に、有線網より供給されるはずの基準信
号が、例えば、有線網の回線の切断等の理由により無線
基地局に供給されないような事態に陥ったとする。この
場合、遅延カウンタ５には、カウントを行う際の基準と
なるべき信号が供給されなくなるので、遅延カウンタ５
は、送受信タイミング生成カウンタ７にリセット信号を
出力しなくなる。

【００１８】一方、送受信タイミング生成カウンタ７
は、リセット信号が供給されなくても、マスタクロック
に基づいてカウンタ動作を続け、送受信タイミングの生
成を継続するが、基準信号が正常に供給されていない状
態で、送受信タイミング生成カウンタ７にて生成された
送受信タイミングは、なんら、正常動作を保証されるも
のではなくなってしまう。

【００１９】この後、送受信タイミング生成カウンタ７
への基準信号の供給が復旧したとしても、新たに供給さ
れた基準信号が入力されるタイミングは、基準信号が途
切れる前に供給されていた基準信号の入力タイミングと
は異なったものになっている場合がほとんどである。こ
の状態で、無線基地局の運用を続けると、無線区間で、
他の無線基地局とは全く同期が取れていないことになる
ため、システムの正常な運用を妨げることになってしま
う。そのため、基準信号の供給が一時的に途切れていた
無線基地局の送受信タイミングを、他の無線基地局の送
受信タイミングに同期させることが不可欠となるのであ
る。この時、急激に、その送受信タイミングを所望の位
置にまで変化させるようなことを行うと、もし、この無
線基地局と通信中の端末が存在していた場合、その通信
が継続できなくなってしまう。そこで、本発明の送受信
タイミング変更回路では、マスタクロック生成用周波数
可変発振器４の発振周波数をＣＰＵ６によって所定時間
変化させることにより、送受信タイミングを変化させ
る。

【００２０】以下、図３の説明図に基づいて、本発明の
送受信タイミング変更回路の動作（送受信タイミング変
更手順）の一実施形態について説明する。まず、送受信
タイミングを変更する無線基地局（自局）の送受信タイ
ミングと、他の無線基地局（他局）の送受信タイミング
とのずれ（必要なタイミング補正量）を求める。例え
ば、複数の無線基地局の電波を受信して、それらの送受
信タイミングを監視しているマスター基地局から、自局
の送受信タイミングのずれ（タイミング補正量）の値を
有線網を介して得るように構成してもよい。但し、タイ
ミング補正量を求める方法については特に限定されるも
のではない。

【００２１】次に、遅延カウンタ５から送受信タイミン
グ生成カウンタ７へ出力されるリセット信号を、リセッ
ト信号入力制御手段８の制御により停止させる（この理
由については後述する）。

【００２２】この後、ＣＰＵ６からの指示により、マス
タクロック生成用周波数可変発振器４（マスタクロック
生成用ＶＣ−ＴＣＸＯ）の発振周波数を所定時間だけ変
化させた後、元の周波数に戻す。この場合の周波数の変
化量については、例えば、ＰＨＳでは、標準規格である
ＲＣＲＳＴＤ−２８で、伝送速度の絶対精度は、±５ｐ
ｐｍ以下とする旨の制約があるため、これを満たすよう
な周波数が得られるよう、マスタクロック生成用周波数
可変発振器４へ印加する電圧値を制御する。

【００２３】また、自局の送受信タイミングを他局の送
受信タイミングに合わせる際、自局の送受信タイミング
の時期を早めるか、または、遅らせるかの、２つの補正
方向があるが、どちらの補正方向を採用するかによって
マスタクロック生成用周波数可変発振器４の周波数を変
化させる方向を決定する。すなわち、自局の送受信タイ
ミングの時期を早めたい場合には、マスタクロック生成
用周波数可変発振器４の周波数を高める方向に、逆に、
遅らせたい場合には、マスタクロック生成用周波数可変
発振器４の周波数を低くする方向に制御する。

【００２４】さらに、マスタクロック生成用周波数可変
発振器４の周波数を変化させる時間の長さに関しては、
必要なタイミング補正量と、許容される周波数精度（伝
送速度の絶対精度）をもとに計算することができる。例
えば、ＰＨＳ（伝送速度３８４ｋＨｚ）のシステムで、
１ビット分の時間（２．６μｓ）だけ補正したい場合、
許容される周波数精度が５ｐｐｍであるとすると、１／
（３８４ｋＨｚ×５ｐｐｍ）≒５２０．８３ｍｓの時間
（継続時間）だけ周波数を変化させることにより、所望
の補正を実現することができる。

【００２５】さらに、計算により求めた継続時間を経過
した時点で、マスタクロック生成用周波数可変発振器４
の発振周波数を、変化させる以前の周波数に戻し、遅延
カウンタ５の設定値を、新たに供給された基準信号と、
送受信タイミング生成カウンタ７のカウント基準点（カ
ウント開始点）との時間差に対応する値に設定し直す。

【００２６】最後に、リセット信号入力制御手段８をＣ
ＰＵ６により制御して、遅延カウンタ５から送受信タイ
ミング生成カウンタ７へのリセット信号の供給を再開す
るように制御を行う。以上に説明した手順により、無線
基地局の送受信タイミングを所望のタイミングに変化さ
せることができる。

【００２７】マスタクロック生成用周波数可変発振器４
の周波数を変化させる時から、遅延カウンタ５への設定
値の設定が完了するまでの間、送受信タイミング生成カ
ウンタ７へのリセット信号の供給を停止するのは、この
間に、遅延カウンタ５よりリセット信号が送受信タイミ
ング生成カウンタ７に供給されると、リセット信号が入
力される度に、タイミング補正分がキャンセルされてし
まい、送受信タイミングの変更ができなくなるからであ
る。例えば、継続時間に比べて、基準信号の周期が短い
場合等は、タイミング補正分がキャンセルされてしまう
のを防止するため、リセット信号入力制御手段８が不可
欠となるのである。

【００２８】

【発明の効果】本発明の送受信タイミング変更回路によ
れば、新たに複雑な専用回路を設けることなく、無線基
地局に初めから備えられている周波数可変発振器等の構
成を流用し、ソフトウェア処理の変更を行うことによっ
て、送受信タイミングの変更を実現するので、コストを
低く抑えることができる。また、送受信タイミング変更
操作をソフトウェア処理で実現しているため、柔軟性に
富んだ送受信タイミング変更の方式が提供可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の送受信タイミング変更回路の一実施形
態の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の送受信タイミング変更回路の送受信タ
イミングの一実施形態を示すタイミングチャートであ
る。

【図３】本発明の送受信タイミング変更回路の動作（送
受信タイミング変更手順）の一実施形態を説明するため
の説明図である。

【図４】有線網に接続された無線基地局と、端末間で無
線による通信を行うシステムの構成を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 端末 ２ 無線基地局 ３ 有線網 ４ マスタクロック生成用周波数可変発
振器 ５ 遅延カウンタ ６ ＣＰＵ ７ 送受信タイミング生成カウンタ ８ リセット信号入力制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有線網に接続され、その有線網から基準
   信号を得る無線基地局と端末間で無線通信を行うシステ
   ムでの、基準信号の一時的な供給不能に起因する、前記
   無線基地局間の送受信タイミングのずれを補正する送受
   信タイミング変更回路であって、マスタクロック生成用
   周波数可変発振器からマスタクロックが供給され、所定
   数の送受信フレームの送受信タイミングを生成する送受
   信タイミング生成カウンタと、前記マスタクロック生成
   用周波数可変発振器からマスタクロックが供給され、前
   記有線網から供給される基準信号から所定の設定値だけ
   遅れたタイミングで、前記送受信タイミング生成カウン
   タにリセット信号を出力する遅延カウンタとを備え、前
   記送受信タイミング生成カウンタへのリセット信号の供
   給を禁止し、前記マスタクロック生成用周波数可変発振
   器の発振周波数を所定時間変化させた後、その発振周波
   数を元の周波数に戻し、タイミングを補正したリセット
   信号の、供給が再開された基準信号からの遅延時間に相
   当する設定値を前記遅延カウンタに設定した後、前記送
   受信タイミング生成カウンタへのリセット信号の入力を
   許可するように構成したことを特徴とする送受信タイミ
   ング変更回路。