JPH08242482A

JPH08242482A - 通信システム

Info

Publication number: JPH08242482A
Application number: JP7042025A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Suzuki; 三博鈴木; Makoto Natori; 誠名取
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】移動体通信において、移動局での基地局のス
キャンが効率良くできる通信システムを提供する。【構成】１伝送チャンネルで、それぞれ周波数が異な
る複数のキャリアを同時送信するマルチキャリア方式の
通信方式で通信を行う基地局１００，２００，３００を
複数設け、この複数の基地局の中の任意の基地局と通信
を行う移動局４００を有する通信システムにおいて、複
数の基地局１００，２００，３００から同期して、共通
の特定伝送チャンネルにより、それぞれの局に割当てら
れたタイミングで既知信号を送信するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば無線電話システ
ムのような移動体との間で通信を行う場合に適用して好
適な通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車電話，携帯用電話などの移
動体との間で通信を行う移動体通信が各種実用化されて
いた。従来の移動体通信は、基本的には固定局間で通信
を行う場合と同じ通信方式であった。

【０００３】ところが、自動車電話，携帯用電話などの
移動通信端末が受ける受信信号は、マルチパスフェージ
ングの影響で歪みやすい不都合があった。即ち、マルチ
パスフェージングが生じて各パス間の伝搬遅延が大きく
なり、符号間干渉が生じて前後の符号が重なって、伝送
特性が悪化してしまう。

【０００４】このような伝送特性の悪化した場合でも良
好に受信できるようにするためには、アダプティブイコ
ライザやＰＬＬ回路による同期検波回路等を適用する必
要があり、受信機の構成が複雑で高価になってしまう。

【０００５】この問題点を解決するために、本出願人は
先に、１伝送チャンネルで周波数の異なる複数のキャリ
アを同時送信し、各キャリア間の位相差でデータを伝送
する通信方式を提案した（特願平６−２４１６９１号な
ど）。

【０００６】この複数のキャリアを同時送信する通信方
式によると、伝送路の状態が悪い場合でも、比較的簡単
な構成の回路で、受信処理を良好に行うことができ、移
動体通信に好適である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、無線電話シ
ステムなどの移動体通信の場合には、各移動局では通信
が可能な基地局をスキャンする必要がある。即ち、例え
ば無線電話システムの場合には、数ｋｍ間隔程度で基地
局が複数配置されていて、各基地局からは予め決められ
た特定のチャンネルで制御信号や同期データを送信する
ようにしてある。そして、各移動局では、この特定チャ
ンネルを受信して、受信レベルなどから基地局との通信
ができるか否か判断すると共に、このチャンネルで伝送
される同期データに同期したタイミングで通信を行うよ
うにしてある。

【０００８】この場合、従来のシステムでは、隣接する
基地局どうしで、この同期データなどを送信する特定チ
ャンネル（ここでは同期チャンネルとする）を変えるよ
うにしてあり、各移動局では、用意された各同期チャン
ネルを周期的に間欠受信して、どの基地局と通信を行う
のが好ましいか判断するようにしてある。

【０００９】ここで、上述した１伝送チャンネルで周波
数の異なる複数のキャリアを同時送信するいわゆるマル
チキャリア方式の通信システムにおいて、この同期チャ
ンネルの通信方式を適用すると、周波数の使用効率が悪
い不都合があった。即ち、複数のキャリアを同時送信す
るいわゆるマルチキャリア方式の場合には、１伝送チャ
ンネルを構成する周波数帯域が広く、スキャン用のチャ
ンネルを複数用意すると、それだけデータ伝送用の通信
チャンネルに使用できる周波数帯域が少なくなり、周波
数の利用効率が悪くなってしまう。

【００１０】また、このように基地局毎に用意された同
期チャンネルの周波数が異なると、移動局側では用意さ
れた同期チャンネルを順に全てスキャンする必要があ
り、通信ができる基地局を判断するまでに時間がかかる
不都合があった。

【００１１】また、従来のこのような移動体通信の場合
には、通信を行う基地局の判断として、最も受信状態が
良好な局を選択するようにしてあるので、例えば特定の
エリアに多くの数の移動局が集中したような場合には、
このエリアに設置された基地局で多くの数の移動局との
通信を同時に処理する必要が生じ、通信処理能力を越え
てしまう可能性があった。

【００１２】本発明の第１の目的は、移動局での基地局
のスキャンが効率良くできる通信システムを提供するこ
とにある。

【００１３】本発明の第２の目的は、特定の基地局への
通信の集中を緩和できる通信システムを提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、１伝送チャン
ネルで、それぞれ周波数が異なる複数のキャリアを同時
送信するマルチキャリア方式の通信方式で通信を行う基
地局を複数設け、この複数の基地局の中の任意の基地局
と通信を行う移動局を有する通信システムにおいて、複
数の基地局から同期して、共通の特定伝送チャンネルに
より、それぞれの局に割当てられたタイミングで既知信
号を送信するようにしたものである。

【００１５】また本発明は、複数の基地局を所定状態で
配置し、複数の基地局の中の任意の基地局と通信を行う
移動局を有する通信システムにおいて、複数の基地局を
複数群に分け、移動局として、各移動局毎に所属する群
を決め、この所属する群の基地局との通信を優先的に行
い、所属する群の基地局との通信ができないとき、他の
群の基地局との通信を行うようにしたものである。

【００１６】

【作用】本発明によると、複数の基地局から同期して、
共通の特定伝送チャンネルにより、それぞれの局に割当
てられたタイミングで既知信号を送信することで、各移
動局でこの特定伝送チャンネルを受信するだけで、複数
の基地局からの既知信号を受信できるようになる。

【００１７】また本発明によると、複数の基地局を複数
群に分け、移動局として、各移動局毎に所属する群を決
め、この所属する群の基地局との通信を優先的に行うよ
うにしたことで、各移動局と基地局との通信が、群毎に
分散するようになる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。

【００１９】本例においては、デジタルデータの無線通
信が行われる通信システムに適用したもので、システム
全体の構成を図１に示す。図１において、１００，２０
０，３００はそれぞれ基地局を示し、それぞれの基地局
１００，２００，３００は所定間隔で配置され、それぞ
れが同一構成とされる。なお、ここでは３組の基地局１
００，２００，３００だけを示したが、実際にはより多
くの基地局が配置されている。

【００２０】この場合、それぞれの基地局１００，２０
０，３００には、別途設置された通信制御部（図示せ
ず）側から端子９１を介して同期信号が供給され、各基
地局での通信動作がこの同期信号に同期したタイミング
で行われるようにしてある。

【００２１】そして、各基地局１００，２００，３００
の構成について説明すると、各基地局１００，２００，
３００はシンク発生回路１０１，２０１，３０１を備
え、シンク発生回路１０１，２０１，３０１から出力さ
れる同期データをマルチキャリア変調器１０２，２０
２，３０２に供給する。このシンク発生回路１０１，２
０１，３０１は、それぞれの基地局毎に予め数種類用意
された８ビットの同期データを発生させて出力させる回
路である。また、マルチキャリア変調器１０２，２０
２，３０２は、周波数の異なる複数のキャリアを使用し
て同期データを変調するいわゆるマルチキャリア方式の
変調を行う変調器で、その詳細については後述する。そ
して、この変調器１０２，２０２，３０２の変調出力を
フレーマ１０３，２０３，３０３に供給する。

【００２２】このフレーマ１０３，２０３，３０３は、
この基地局１００，２００，３００で通信を行う通信シ
ステムに適用されるフレーム構造の送信信号とするため
の処理回路で、各基地局毎に１フレーム内の所定スロッ
ト期間（このスロット期間は基地局毎に変えるようにし
てある）に送信信号（変調器１０２，２０２，３０２の
出力）を配置するようにしてある。そして、このフレー
マ１０３，２０３，３０３が出力するフレーム構造の信
号を、高周波回路部（以下ＲＦ部と称する）１０４，２
０４，３０４に供給し、このＲＦ部１０４，２０４，３
０４で送信チャンネルへの周波数変換を行い、高周波信
号としてアンテナ１０５，２０５，３０５から無線送信
させる。この場合、このシンク発生回路１０１，２０
１，３０１から出力される同期データをＲＦ部１０４，
２０４，３０４までの回路で送信処理して無線送信させ
る場合の送信チャンネル（送信周波数）は、全ての基地
局で同一の周波数としてある。以下の説明においては、
この送信チャンネルを同期チャンネルと称する。

【００２３】また、基地局１００，２００，３００にお
いて１０６，２０６，３０６は送信データ入力端子を示
し、この入力端子１０６，２０６，３０６に得られる８
ビットを１単位とした送信データを、マルチキャリア変
調器１０７，２０７，３０７に供給する。このマルチキ
ャリア変調器１０７，２０７，３０７は、周波数の異な
る複数のキャリアを使用して送信データを変調するいわ
ゆるマルチキャリア方式の変調を行う変調器で、上述し
た同期データを変調する変調器１０２，２０２，３０２
と同一構成の変調器としてある。

【００２４】そして、このマルチキャリア変調器１０
７，２０７，３０７の変調出力をフレーマ１０８，２０
８，３０８に供給する。このフレーマ１０８，２０８，
３０８は、この基地局１００，２００，３００で通信を
行う通信システムに適用されるフレーム構造の送信信号
とするための処理回路で、１フレーム内の所定スロット
期間に送信信号（変調器１０７，２０７，３０７の出
力）を配置するようにしてある。そして、このフレーマ
１０８，２０８，３０８が出力するフレーム構造の信号
を、高周波回路部（以下ＲＦ部と称する）１０４，２０
４，３０４に供給し、このＲＦ部１０４，２０４，３０
４で送信チャンネルへの周波数変換を行い、高周波信号
としてアンテナ１０５，２０５，３０５から無線送信さ
せる。この場合、ＲＦ部１０４，２０４，３０４での処
理で送信するチャンネル（送信周波数）は上述した同期
チャンネルとは異なるチャンネル（以下通信チャンネル
と称する）とする。また、この送信データ入力端子１０
６，２０６，３０６に得られるデータを送信する通信チ
ャンネルは、隣接する基地局で違うチャンネルを使用す
るように使用するチャンネル配置を決めてある。

【００２５】なお、図１に示す各基地局１００，２０
０，３００は、送信系の構成についてのみ示し、受信系
の構成については省略してある。

【００２６】ここで、各基地局１００，２００，３００
‥‥の具体的な配置例を図２に示すと、ここでは複数用
意された基地局が３つの群Ａ，Ｂ，Ｃに分けられ、各群
Ａ，Ｂ，Ｃ毎に１３の種類の基地局が用意されている。
即ち、Ａ群の１３の基地局と、Ｂ群の１３の基地局と、
Ｃ群の１３の基地局との、合計３９の基地局で１つの大
きな基地局群が構成され、この３９の基地局が図２に示
すように均等に配置されている。図２において、Ａ１，
Ａ２，Ａ３‥‥Ａ１３として示すのが、Ａ群の１３の基
地局により形成されるエリア（各エリア内の中心に基地
局が配置，他の群についても同じ）で、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ
３‥‥Ｂ１３として示すのが、Ｂ群の１３の基地局を中
心とするエリアで、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３‥‥Ｃ１３として
示すのが、Ｃ群の１３の基地局を中心とするエリアであ
る。この場合、各群Ａ，Ｂ，Ｃの同じ番号の基地局（例
えばＡ群の基地局Ａ１とＢ群の基地局Ｂ１とＣ群の基地
局Ｃ１）どうしは、隣接して配置され、各群の基地局を
均等に分散させてある。

【００２７】そして、基地局が３９以上の数である場合
には、この３９個の基地局の配置が繰り返される。

【００２８】次に、図１に示す通信システムで使用され
る移動局４００の構成について説明すると、移動局４０
０はアンテナ４０１を備え、このアンテナ４０１で受信
した信号を高周波回路部（ＲＦ部）４０２に供給し、所
定のチャンネルで送信される信号をベースバンド信号
（又は中間周波信号）に復調する受信処理を行い、処理
された受信信号を相関器４０３及びデフレーマ４０８に
供給する。

【００２９】この場合、ＲＦ部４０２では、基地局から
送信される同期チャンネルの信号を受信して、その受信
信号を相関器４０３に供給する。そして、この相関器４
０３では、相関器が予め持つ信号パターン（既知信号）
と受信信号パターンとを比較する処理が行われ、比較結
果のデータ（即ち相関値のデータ）をフレームシンク検
出器４０４，スロットシンク検出器４０５及び受信レベ
ル検出器４０６に供給する。

【００３０】そして、フレームシンク検出器４０４で
は、受信信号に含まれるフレーム同期データを、相関値
のデータより検出する。また、スロットシンク検出器４
０５では、受信信号に含まれるスロット同期データを、
相関値のデータより検出する。さらに、受信レベル検出
器４０６では、相関値のデータより受信レベル（受信電
界強度）を検出する。

【００３１】そして、各検出器４０４，４０５，４０６
で検出したデータを、フレーム同期回路及び最適基地局
選択器４０７に供給し、得られた同期データに基づいて
デフレーマ４０８で受信信号にフレーム同期させる制御
を行うと共に、得られた受信レベルのデータより受信す
る基地局を選択する処理を行う。

【００３２】そして、ＲＦ部４０２で受信してデフレー
マ４０８に供給する受信信号としては、フレーム同期回
路及び最適基地局選択器４０７で選択された基地局から
送信されるチャンネルの受信信号とし、この選択された
チャンネルの受信信号中の所定のスロットの信号をデフ
レーマ４０８で抽出し、抽出された信号をマルチキャリ
ア復調器４０９に供給する。

【００３３】このマルチキャリア復調器４０９は、周波
数の異なる複数のキャリアを使用して変調された送信デ
ータを復調するいわゆるマルチキャリア方式の復調を行
う復調器で、この復調器４０９で復調されたデータを、
復調データ入力端子４１０に供給する。

【００３４】なお、この移動局４００は、受信系の構成
についてのみ示し、送信系の構成については省略してあ
る。

【００３５】また本例の通信システムに使用されるそれ
ぞれの移動局は、各移動局毎に優先的に通信を行う基地
局の群が予め決めてある。即ち、上述したように基地局
としてＡ群，Ｂ群，Ｃ群の３群に分けてあり、この通信
システムで用意された移動局は１台毎にその何れかの群
に属するように決めてある。この所属する群を選定する
際には、例えば移動局の使用状態などを考慮せずにラン
ダムに選択する。

【００３６】次に、各基地局と移動局との間で通信を行
う場合の、送信信号を変調する構成について説明する。
図１に示す各基地局１００，２００，３００に示すマル
チキャリア変調器１０２，１０７，２０２，２０７，３
０２，３０７では、図３に示す構成で変調処理が行われ
る。即ち、図３において、１は送信データ入力端子を示
し、この入力端子１には８ビットのデータが順次供給さ
れ、本例の回路ではこの８ビットのデータを１変調単位
として処理する。そして、この８ビットのデータを２ビ
ットずつに分割し、分割された２ビットのデータをそれ
ぞれ別の送信データ／位相データ変換回路２，３，４，
５に供給する。この送信データ／位相データ変換回路２
〜５では、供給される２ビットデータ〔Ｘ，Ｙ〕の状態
により、位相データを発生させる。即ち、２ビットデー
タ〔Ｘ，Ｙ〕の状態としては、次の表１に示す４状態が
考えられ、各変換回路２〜５でその４状態毎に別の位相
データΔφを発生させる。

【００３７】

【表１】

【００３８】ここでは、４個の送信データ／位相データ
変換回路２，３，４，５が出力する位相データをΔ
φ₀，Δφ₁，Δφ₂，Δφ₃とする。

【００３９】また、図３において６は基準位相データ発
生回路を示し、この基準位相データ発生回路６は基準と
なる初期位相データφ₀を発生させ、この初期位相デー
タφ ₀を位相乗算器７とキャリア乗算器１１に供給す
る。そして、送信データ／位相データ変換回路２が出力
する位相データΔφ₀を位相乗算器７に供給し、初期位
相データφ₀と位相データΔφ₀とを乗算して、位相デ
ータφ₁を得る。そして、この乗算により得た位相デー
タφ₁を位相乗算器８とキャリア乗算器１２に供給す
る。

【００４０】また、送信データ／位相データ変換回路３
が出力する位相データΔφ₁を位相乗算器８に供給し、
位相データφ₁と位相データΔφ₁とを乗算して、位相
データφ₂を得る。そして、この乗算により得た位相デ
ータφ₂を位相乗算器９とキャリア乗算器１３に供給す
る。

【００４１】また、送信データ／位相データ変換回路４
が出力する位相データΔφ₂を位相乗算器９に供給し、
位相データφ₂と位相データΔφ₂とを乗算して、位相
データφ₃を得る。そして、この乗算により得た位相デ
ータφ₃を位相乗算器１０とキャリア乗算器１４に供給
する。

【００４２】さらに、送信データ／位相データ変換回路
５が出力する位相データΔφ₃を位相乗算器１０に供給
し、位相データφ₃と位相データΔφ₃とを乗算して、
位相データφ₄を得る。そして、この乗算により得た位
相データφ₄をキャリア乗算器１５に供給する。

【００４３】従って、初期位相データφ₀に、各乗算器
７，８，９，１０で位相データΔφ ₀〜Δφ₃が順次位
相的に加算されて、位相データφ₁〜φ₄が形成され
る。

【００４４】また、図３において１６，１７，１８，１
９，２０は、それぞれ第１，第２，第３，第４，第５の
キャリア入力端子を示し、それぞれの周波数が異なるキ
ャリア信号が供給される。この場合、入力端子１６，１
７，１８，１９，２０に供給されるキャリア信号の周波
数は、それぞれ一定の角周波数ωｓだけ離れた周波数と
される。即ち、第１，第２，第３，第４，第５のキャリ
ア信号を、例えば図５のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに示すよう
に変化させる。但し、実際には各キャリア信号は複素信
号である。

【００４５】そして、キャリア乗算器１１で第１のキャ
リア入力端子１６に得られるキャリアに（初期）位相デ
ータφ₀を乗算し、キャリア乗算器１２で第２のキャリ
ア入力端子１７に得られるキャリアに位相データφ₁を
乗算し、キャリア乗算器１３で第３のキャリア入力端子
１８に得られるキャリアに位相データφ₂を乗算し、キ
ャリア乗算器１４で第４のキャリア入力端子１９に得ら
れるキャリアに位相データφ₃を乗算し、キャリア乗算
器１５で第５のキャリア入力端子２０に得られるキャリ
アに位相データφ₄を乗算し、それぞれの乗算器でキャ
リア信号の位相を位相データで示される位相だけ進め
る。

【００４６】そして、各キャリア乗算器１１〜１５の乗
算出力を、混合器２１に供給し、この混合器２１で混合
して送信信号出力端子２２に供給する。

【００４７】そして、送信信号出力端子２２に得られる
信号を、図１に示す各基地局内の各ＲＦ部で所定の送信
チャンネル（送信周波数）に周波数変換してアンテナに
供給することで、無線送信が行われる。

【００４８】なお本例の場合には、フレーム構造化され
て送信する場合の、１フレーム内の各スロット期間を２
Ｔとすると、通信チャンネルではこの１スロット期間２
Ｔの中央部の期間Ｔで、図５のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに示
す第１〜第５のキャリア信号ω₁〜ω₅を使用して変調
する。

【００４９】そして、同期チャンネルでは、１スロット
期間２Ｔの全区間で、図５のＦ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊに示す
ように、第１〜第５のキャリア信号ω₁〜ω₅を使用し
て変調する。なお、ここでの期間Ｔは、Ｔ＝２π／ω₁
で定義される期間（即ち第１のキャリア信号ω₁の１周
期に相当する期間）である。

【００５０】次に、このように送信された信号を受信す
る構成について、図４を参照して説明する。図４におい
て５１は受信用のアンテナを示し、このアンテナ５１で
受信した信号をアンプ５２で増幅した後、周波数変換回
路５３に供給し、受信キャリア入力端子５４に得られる
受信キャリアで周波数変換してベースバンド信号に復調
する。ここまでは、ＲＦ部での処理である。

【００５１】そして、この周波数変換回路５３で周波数
変換されたベースバンド信号を、５個のキャリア乗算器
５５，５６，５７，５８，５９に供給する。各キャリア
乗算器５５，５６，５７，５８，５９には、第１，第
２，第３，第４，第５のキャリア入力端子６１，６２，
６３，６４，６５に得られるそれぞれ別の周波数のキャ
リア信号が供給され、それぞれのキャリア乗算器５５〜
５９で対応したキャリア信号の乗算が行われて復調され
る。

【００５２】この場合、第１，第２，第３，第４，第５
のキャリア入力端子６１，６２，６３，６４，６５に得
られるそれぞれのキャリア信号の周波数は、図３に示す
送信回路の端子１６，１７，１８，１９，２０に得られ
るキャリア信号の周波数と同じ周波数とする。

【００５３】そして、各キャリア乗算器５５〜５９で乗
算して得た復調信号を、それぞれスイッチ６６，６７，
６８，６９，７０を介して積分回路７２，７３，７４，
７５，７６に供給する。この場合、各スイッチ６６〜７
０は、制御信号入力端子７１に得られるスイッチ制御信
号に基づいて開閉が制御され、各スイッチ６６〜７０の
開閉が同時に制御される。

【００５４】この各スイッチ６６〜７０は、伝送される
信号の１変調単位毎にの開閉が制御される。即ち、１変
調単位の中央部の所定期間だけ各スイッチ６６〜７０を
閉状態とする。

【００５５】従って、各変調単位の中央区間で各スイッ
チ６６〜７０が閉状態のときに、キャリア乗算器５５〜
５９側から供給される復調信号が各積分回路７２〜７６
で積分される。ここで本例の場合には、この積分された
信号が、積分期間（即ち１変調単位期間）の位相の変化
量を示す位相データとなる。ここでは、各積分回路７
２，７３，７４，７５，７６で検出された位相データ
を、それぞれφ₀′，φ₁′，φ₂′，φ₃′，φ₄′
とする。

【００５６】そして、積分回路７２が検出した位相デー
タφ₀′と、積分回路７３が検出した位相データφ₁′
を、位相乗算器７７に供給し、複素乗算を行って両位相
データの位相差による位相データΔφ₀′を検出する。
また、積分回路７３が検出した位相データφ₁′と、積
分回路７４が検出した位相データφ₂′を、位相乗算器
７８に供給し、複素乗算を行って両位相データの位相差
による位相データΔφ ₁′を検出する。また、積分回路
７４が検出した位相データφ₂′と、積分回路７５が検
出した位相データφ₃′を、位相乗算器７９に供給し、
複素乗算を行って両位相データの位相差による位相デー
タΔφ₂′を検出する。さらに、積分回路７５が検出し
た位相データφ₃′と、積分回路７６が検出した位相デ
ータφ₄′を、位相乗算器８０に供給し、複素乗算を行
って両位相データの位相差による位相データΔφ₃′を
検出する。

【００５７】そして、各位相乗算器７７，７８，７９，
８０が検出した位相データΔφ₀′，Δφ₁′，Δ
φ₂′，Δφ₃′を、それぞれ別の位相データ／受信デ
ータ変換回路８１，８２，８３，８４に供給する。この
位相データ／受信データ変換回路８１〜８４では、送信
時の送信データ／位相データ変換回路２，３，４，５で
の変換処理とは逆の変換処理を行う。即ち、変換回路８
１〜８４に供給される位相データが、上述した表１に示
す４位相（π／４，３π／４，−３π／４，−π／４）
の何れに最も近いか判別し、判別した位相値を、表１で
示される２ビット〔Ｘ，Ｙ〕のデータに変換する。

【００５８】そして、各変換回路８１〜８４で変換して
得た２ビットデータを合成して８ビットデータとし、こ
の８ビットデータを受信データ出力端子８５から出力さ
せる。

【００５９】以上説明した送信処理と受信処理が行われ
ることで、送信側の端子１に得られるビットデータが無
線伝送されて、受信側の端子８５に得られる。この場合
の伝送処理としては、複数のキャリアを使用して伝送さ
れるいわゆるマルチキャリア方式であるが、各キャリア
間の位相差でデータを伝送する処理である。従って、受
信側では各キャリアの位相を検出して、その位相差を検
出するだけで、伝送されるデータを検出することがで
き、従来のようにキャリアそのものにデータが変調され
ている場合のように、伝送されるクロックなどを再生す
る必要がなく、ＰＬＬ回路などの複雑な同期回路を必要
としない簡単な構成で、送信処理や受信処理ができる。

【００６０】なお、ここでは各キャリアを個別に生成さ
せてマルチキャリア信号への変調及びマルチキャリア信
号からの復調を行うようにしたが、高速フーリエ変換な
どの演算処理で同様なマルチキャリア信号への変調及び
マルチキャリア信号からの復調を行うことも可能であ
る。

【００６１】次に、このような通信方式にて通信が行わ
れる基地局と移動局との間での通信制御について説明す
る。ここでは、各移動局で通信する基地局を選択すると
共に、この選択した基地局と同期させるために必要な処
理について説明する。

【００６２】まず、図１の通信システム全体に示すよう
に、本例の場合には各基地局１００，２００，３００‥
‥から送信される信号としては、例えば基地局１００の
場合、シンク発生器１０１などの出力をマルチチャンネ
ルで変調して送信する同期チャンネルの信号と、送信デ
ータ入力端子１０６に得られる送信データをマルチチャ
ンネルで変調して送信する通信チャンネルの信号との少
なくとも２チャンネルの信号があるが、ここでは同期チ
ャンネルの送信構成について説明する。

【００６３】図６及び図７は同期チャンネルのチャンネ
ルの構成を示す図で、図６のＡ（図７のＡも同じ）はフ
レーム構成を示し、本例の場合には１フレームが２８Ｔ
期間（ここでのＴは図５に示すキャリアの変調期間Ｔと
同じ）で構成され、この２８Ｔ期間の１フレーム毎にＡ
群，Ｂ群，Ｃ群のいずれかの割当てがしてある。即ち、
図６のＡに示すように、或る３フレーム期間Ｘでは、Ａ
群，Ｂ群，Ｃ群の順番で配置され、次の３フレーム期間
Ｙでは、Ｂ群，Ｃ群，Ａ群の順番で配置され、更に次の
３フレーム期間Ｚでは、Ｃ群，Ａ群，Ｂ群の順番で配置
されている。そして、この３フレーム期間Ｘ，Ｙ，Ｚが
繰り返される。

【００６４】そして、２８Ｔ期間の各フレームは、図６
のＢ及び図７のＢに示すように、１４のサブフレームで
構成され、この１４のそれぞれのサブフレームは、１Ｔ
期間の送信部とそれに続く１Ｔ期間の無送信部とで構成
される。即ち、例えばＡ群として割当てられたフレーム
の場合には、１フレームを構成する１４のサブフレーム
は、各フレームの先頭から順にＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３
‥‥Ａ１３と２Ｔ期間ずつ１４に分割され、２Ｔ期間の
各サブフレームの中央のＴ期間に、信号を送出する。

【００６５】そして、この１４のサブフレームの内、先
頭の１サブフレームＡ０は、Ａ群を構成する１３の基地
局Ａ１〜Ａ１３の全てで送信を行う。そして、残りの１
３のサブフレームＡ１〜Ａ１３では、それぞれＡ群の同
じ番号の基地局Ａ１〜Ａ１３から送信を行う。例えば図
７のＤに示すように、Ａ群の基地局Ａ１では、先頭のサ
ブフレームＡ０と次のサブフレームＡ１で送信を行う。
また、Ａ群の基地局Ａ２では、図７のＥに示すように、
先頭のサブフレームＡ０で送信した後、１サブフレーム
あけたサブフレームＡ２で送信を行う。さらに、Ａ群の
基地局Ａ１３では、図７のＦに示すように、先頭のサブ
フレームＡ０で送信した後、このフレームの最後のサブ
フレームＡ１３で送信を行う。

【００６６】そして、Ｂ群として割当てられたフレーム
の場合にも、図７のＢに示すように、先頭の１サブフレ
ームＢ０で、Ｂ群を構成する１３の基地局Ｂ１〜Ｂ１３
の全てで送信を行うと共に、残りの１３のサブフレーム
Ｂ１〜Ｂ１３では、各基地局Ｂ１〜Ｂ１３に割当てられ
た番号に従って１サブフレームだけ送信を行う。

【００６７】さらに、Ｃ群として割当てられたフレーム
の場合にも、図７のＢに示すように、先頭の１サブフレ
ームＣ０で、Ｃ群を構成する１３の基地局Ｃ１〜Ｃ１３
の全てで送信を行うと共に、残りの１３のサブフレーム
Ｃ１〜Ｃ１３では、各基地局Ｃ１〜Ｃ１３に割当てられ
た番号に従って１サブフレームだけ送信を行う。

【００６８】なお、同期チャンネルで各サブフレーム期
間に送信するデータとしては、例えば各フレームの先頭
のサブフレームＡ０，Ｂ０，Ｃ０で、どの群のフレーム
であるかを示すデータを付与して送信する。そして、各
フレームの残りのサブフレームは、各群で全て同じデー
タを付与して送信する。例えば図６のＢ或いは図７のＢ
に示すように、Ａ群に割当てられたフレーム期間では、
１フレームの先頭のサブフレームＡ０で、Ａ群のフレー
ムであることを示すデータが付与された同期信号Ｓ１を
送信し、残りのサブフレームＡ１〜Ａ１３で、この信号
Ｓ１とは異なる同期信号Ｓ２を送信する。そして、Ｂ群
に割当てられたフレーム期間では、１フレームの先頭の
サブフレームＢ０で、Ｂ群のフレームであることを示す
データが付与された同期信号Ｓ３を送信し、残りのサブ
フレームＢ１〜Ｂ１３で、この信号Ｓ３とは異なる同期
信号Ｓ４を送信する。さらに、Ｃ群に割当てられたフレ
ーム期間では、１フレームの先頭のサブフレームＣ０
で、Ｃ群のフレームであることを示すデータが付与され
た同期信号Ｓ５を送信し、残りのサブフレームＣ１〜Ｃ
１３で、この信号Ｓ５とは異なる同期信号Ｓ６を送信す
る。

【００６９】次に、このように基地局から送信される同
期チャンネルの信号を移動局で受信する場合について説
明すると、各移動局では、図６のＣ及び図７のＧに示す
ように、各サブフレームの中央の期間Ｔだけ相関器４０
３で受信信号との相関を検出するように、処理を行うウ
ィンドウを設定する。従って、移動局で受信するフレー
ム期間では、図６のＤに示すように、期間Ｔずつの受信
ｒ１，ｒ２，ｒ３‥‥Ｒ１４と、各受信時の間で期間Ｔ
ずつの受信待機とを行う。また、相関器４０３では、上
述した同期信号Ｓ１〜Ｓ６の相関検出処理を行う。但
し、各移動局に設定された群の基地局から送信される同
期信号の相関検出処理を優先的に行い、この相関検出結
果が良好でない場合にだけ、他の群の基地局から送信さ
れる同期信号の相関検出処理を行う。

【００７０】そして、各移動局での送受信処理で使用さ
れるフレーム構成としては、図６のＥに示すように、１
フレーム期間の受信Ｒと、１フレーム期間のアイドル期
間Ｉ（送信も受信も行わない期間，但し他のチャンネル
などをサーチするために受信する場合はある）と、１フ
レーム期間の送信Ｔとを繰り返し行う。この場合、送信
側でのフレーム構造が、図６のＡに示すように９フレー
ム周期であり、３フレーム毎の受信Ｒを行えば、どのフ
レームに同期した受信を行っても、Ａ群の基地局から送
信されるフレームと、Ｂ群の基地局から送信されるフレ
ームと、Ｃ群の基地局から送信されるフレームとが順次
受信され（最初に受信するフレームがＡ群とは限らな
い）、全ての群の基地局から送信される同期チャンネル
の受信が可能になる。

【００７１】そして本例においては、移動局でこのよう
なタイミングでの受信を行い、このタイミングでの受信
信号に基づいて、図１に示すフレームシンク検出器４０
４，スロットシンク検出器４０５及び受信レベル検出器
４０６で検出処理を行うことで、基地局からの送信信号
に同期させることができると共に、最も良好に通信がで
きる基地局の選択ができる。

【００７２】即ち、例えば図１に示す移動局４００がＡ
群の受信を優先的に行うように設定されている場合に
は、相関器４０３ではＡ群の基地局から送信される同期
信号Ｓ１の相関検出処理を最初に行う。このときには、
上述したフレーム構造でのＴ周期毎の受信ではなく、連
続的な受信を行い、フレームシンク検出器４０４で、相
関値が所定レベル以上あると共に相関値の位相がほぼ０
となるタイミングを検出させる。この位相が０となるタ
イミングに設定することは、例えば図５のＡに示すキャ
リアω₁を、この図５のＦに示す波形の中央の期間Ｔの
信号位相で正確に捕捉できるように、相関器のウィンド
ウを設定することである。即ち、相関器のウィンドウの
位相がずれていると、キャリアω₁の波形がずれたもの
になり、位相が０にはならない。そして、相関器のウィ
ンドウの位相が、送信信号の位相と一致すると、相関値
の位相が０になり、同期信号Ｓ１を正確に捕捉したこと
になる。

【００７３】そして、この検出したタイミング、即ちほ
ぼ完全に相関がとれたタイミングで、Ａ群の基地局から
同期信号が送信されるフレームの先頭のサブフレームＡ
０を受信したと判断し、このタイミングを基準として、
相関器４０３のウィンドウが各サブフレームの中央部と
なるようにして、図７のＧに示す相関器４０３のウィン
ドウの設定を行う。

【００７４】そして、このようにウィンドウを設定した
状態で先頭のサブフレームＡ０から後のサブフレームＡ
１〜Ａ１３を受信するタイミングでは、相関器４０３
で、同期信号Ｓ２の相関を検出する処理を行い、このと
きの相関値の位相がほぼ０か否かをスロットシンク検出
器４０５で判断させ、このサブフレームＡ１〜Ａ１３を
受信する場合に、相関値の位相がほぼ０となるタイミン
グで、相関器４０３のウィンドウを設定させ、サブフレ
ームＡ１〜Ａ１３での受信時にも、正確な相関器のウィ
ンドウを設定させる。

【００７５】そして、このウィンドウの設定を維持させ
た状態で、サブフレームＡ１〜Ａ１３の受信レベルを受
信レベル検出器４０６で判断させ、最も受信レベルが高
いサブフレームがいずれであるか判断させる。そして、
最も受信レベルが高いと判断したサブフレームの位置を
判断して、このサブフレームに同期信号Ｓ２の送信を行
う基地局の番号を最適基地局選択器４０７で判断し、こ
の基地局からの信号を受信する通信チャンネルを設定す
るようにＲＦ部４０２の制御を行うと共に、この設定さ
れた通信チャンネル内の対応したサブフレームの受信を
行うようにデフレーマ４０８の制御を行う。

【００７６】例えば、サブフレームＡ１〜Ａ１３の受信
レベルの中で、サブフレームＡ１の受信レベルが最も高
いときには、このサブフレームＡ１で同期信号Ｓ２を送
信する基地局Ａ１が最適基地局であると判断し、この基
地局Ａ１と通信させる制御を行う。

【００７７】そして、この最適基地局の選択が行われ
て、その基地局と通信チャンネルで通信を行う際には、
この最適基地局から送信される同期信号Ｓ２の受信タイ
ミングで設定した相関器４０３のウィンドウに同期した
受信処理を、デフレーマ４０９で実行させる。即ち、同
期信号Ｓ２の受信タイミングで設定した相関器４０３の
ウィンドウに同期したタイミングで、所定のサブフレー
ムの受信データを抽出するように、デフレーマ４０９で
受信処理させる。

【００７８】そして、この通信チャンネルで通信を行う
ときには、図６のＥに示すように、１フレーム期間の受
信Ｒと、１フレーム期間のアイドル期間Ｉと、１フレー
ム期間の送信Ｔとを繰り返し行し設定し、受信Ｒのフレ
ームでの受信と送信Ｔのフレームでの送信とを繰り返し
行い、双方向での通信を行うと共に、３フレーム周期の
アイドル期間Ｉで同期チャンネルを受信して、より良好
に受信できる基地局があるか否か判断する。

【００７９】ここで、本例の場合には、同期チャンネル
のフレーム構成として、図６のＡに示すように、Ａ群，
Ｂ群，Ｃ群のフレーム配列が、Ｘ，Ｙ，Ｚで示すように
順次変化するようにしてあるので、３フレーム周期のア
イドル期間Ｉで同期チャンネルを受信するだけで、全て
の群の基地局からの同期信号を順番に受信できる。

【００８０】そして、現在通信中の基地局よりも良好に
受信できる基地局がある場合には（但し移動局が所属す
る群の基地局が優先する）、その基地局との通信に切換
える基地局の切換え処理を実行させる。

【００８１】なお、同じ群の基地局の同期信号を良好に
受信できる場合でも、その基地局の通信チャンネルに空
きがない場合などには、他の群の基地局と接続させる場
合もある。

【００８２】このようにして通信が行われる本例のシス
テムによると、移動局では各基地局で共通の同期チャン
ネルを受信するだけで、最適な基地局の選択ができる。
即ち、各基地局で同期チャンネルを共通としてあり、そ
の中のサブフレームを各基地局で順番に使用するように
したので、良好に受信できる同期信号の受信タイミング
で、どの基地局からの信号を良好に受信できるか判断で
きる。従って、各移動局で基地局の選択を行う際には、
この同期チャンネルを受信するだけで良く、基地局毎に
同期チャンネルが異なる場合のように、接続できる基地
局を選択するために複数のチャンネルを切換えてスキャ
ンする必要がなく、移動局での基地局のスキャンが、チ
ャンネル切換などをすることなく簡単かつ高速に実行で
きるようになる。

【００８３】特に本例においては、１つの同期チャンネ
ルで伝送される信号の受信で、基地局の選択処理と同期
タイミングの検出との２つの処理が同時にできるので、
チャンネルの使用効率が高いと共に、移動局での通信制
御がこの１チャンネルの受信で簡単にできる。なお、本
例の場合には選択した基地局から送信される同期信号を
正確に受信できるように、相関器４０３でのウィンドウ
の設定を行うが、このウィンドウの調整量（即ち基準と
なるウィンドウ位置からどれだけずらしたか）により、
その選択した基地局から移動局までの大まかな距離を検
出することもできる。

【００８４】また、本例のようにマルチチャンネル方式
で通信を行う場合には、１チャンネルを構成する周波数
帯域幅が広く、各基地局がそれぞれ別の同期チャンネル
を持つと、それだけ通信チャンネルで使用できる周波数
帯域が狭くなり、周波数使用効率上好ましくないが、本
例の場合には各基地局が共通の１チャンネルを同期チャ
ンネルとして持つだけで良く、従ってそれだけ通信チャ
ンネルに使用できる周波数帯域を広くすることができ、
従来のマルチチャンネル方式に比べて、通信チャンネル
数を多く設定することができる。

【００８５】なお、本例の場合には、図７のＤ，Ｅ，Ｆ
に示すように、各フレームの先頭部のサブフレームで、
そのフレームが属する群の全ての基地局から同時に同じ
信号（同期信号Ｓ１など）を送信するため、各移動局で
は各基地局から送信される信号が同時に受信されること
になる。このような場合、従来から知られたキャリアを
直接的な搬送波とする一般的な通信方式の場合には、キ
ャリアそのものが乱れて受信される可能性が高く、伝送
されるデータを正確に復調するのは非常に困難である
が、本例の通信システムの場合には、同時に送信される
複数のキャリア間の位相差でデータを送信するので、各
移動局側ではキャリア間の位相差を検出するだけでデー
タの復調ができるため、各基地局から同時に送信される
信号を受信しても、若干の位相差が生じることはある
が、ほぼ正確に伝送されるデータを復調して得ることが
できる。

【００８６】また本例の場合には、それぞれの基地局を
所定数（上述実施例では１３局）毎に群分けし、この各
群の基地局が均等に分散するように配置すると共に、移
動局側でも群分けして、所属する群の基地局から優先的
に通信を行う基地局を行うようにしたので、通信が行わ
れる基地局が特定の基地局に集中するのを防止すること
ができる。

【００８７】そして、各群の同期信号が送信される順番
が順次変化するようにしたので、このように群分けした
場合の各群の基地局のスキャンが、効率良くできる。即
ち、同期チャンネルのフレーム構成として、図６のＡに
示すように、Ａ群，Ｂ群，Ｃ群のフレーム配列が、Ｘ，
Ｙ，Ｚで示すように順次変化するようにしてあるので、
３フレーム周期のアイドル期間Ｉ（図６のＥ参照）で同
期チャンネルを受信するだけで、全ての群の基地局から
の同期信号を順番に受信でき、効率の良いスキャンがで
きる。

【００８８】ここで、上述実施例で説明したように相関
器で検出した相関値に基づいて、同期タイミングの検出
と受信レベルの測定とができることを、数式を用いて説
明する。まず、図３の構成の送信回路で得られる送信信
号の各キャリアに乗算する位相データをφ_n（ｎ＝１〜
５）とすると、出力端子２２に得られる送信信号は、
〔数１〕式で示される。

【００８９】

【数１】

【００９０】また、ω_nは〔数２〕式で示される。

【００９１】

【数２】

【００９２】この値は、受信されるとき伝搬路での減衰
によりＡ倍される。これに対し、相関器の持つ比較値は
〔数３〕式で示される。

【００９３】

【数３】

【００９４】そして、受信した信号が希望時間よりδだ
け遅れて来たときの相関値は〔数４〕式で示される。

【００９５】

【数４】

【００９６】ここで、次式〔数５〕は、直交する２軸
Ｉ，Ｑで示される平面において、図８に示す動きをす
る。

【００９７】

【数５】

【００９８】この図８において、次式〔数６〕で示され
る範囲で、Ａｒｇ（Ｅ）よりδが１つに定まる。

【００９９】

【数６】

【０１００】このことより同期タイミングのずれが判
る。そして、〔数６〕式の範囲においてδが定まると、
Ｆ（δ）の大きさは１つに決まるので、伝搬路での減衰
による値Ａが次式〔数７〕で求まる。

【０１０１】

【数７】

【０１０２】この値Ａが受信電界強度になる。またδ＝
０ならば、次式〔数８〕となる。

【０１０３】

【数８】

【０１０４】従って、δがある範囲内であれば、相関値
より同期タイミングの位置と受信電界強度が特定でき
る。

【０１０５】

【発明の効果】本発明によると、複数の基地局から同期
して、共通の特定伝送チャンネルにより、それぞれの局
に割当てられたタイミングで既知信号を送信すること
で、各移動局でこの特定伝送チャンネルを受信するだけ
で、複数の基地局からの既知信号を受信できるようにな
る。

【０１０６】また、この場合に特定伝送チャンネルとは
別の伝送チャンネルで基地局と移動局との間の通信を行
うことで、この特定伝送チャンネルでは、基地局から同
期信号などの制御に必要な信号だけを送信すれば良く、
特定伝送チャンネルを使用した各種同期信号などの制御
データの送信が、基地局と移動局との間の通信に邪魔さ
れることなく良好にできる。

【０１０７】また、移動局で特定伝送チャンネルで伝送
される既知信号の受信レベルを検出して、通信できる基
地局の判断を行うことで、移動局で通信できる基地局を
選択する処理が、チャンネル切換をすることなく簡単か
つ正確にできるようになる。

【０１０８】また、移動局で特定伝送チャンネルで伝送
される既知信号の受信タイミングを検出して、基地局と
の通信タイミングを判断することで、移動局で基地局と
の通信を開始する場合のタイミング制御が簡単にできる
ようになる。

【０１０９】また、マルチキャリア方式の通信方式とし
て、それぞれのキャリア間の位相差によりデータを送信
するようにしたことで、各基地局からの特定伝送チャン
ネルでの送信を同じタイミングで同時に行うことが可能
になり、効率の良いチャンネル使用ができるようにな
る。

【０１１０】さらに、複数の基地局を複数群に分け、特
定伝送チャンネルで送信を行うタイミングの割当てを、
各群単位で周期的に変化させるようにしたことで、移動
局での特定伝送チャンネルを使用した基地局のスキャン
が、群単位で効率良くできるようになる。

【０１１１】また本発明によると、複数の基地局を複数
群に分け、移動局として、各移動局毎に所属する群を決
め、この所属する群の基地局との通信を優先的に行うよ
うにしたことで、各移動局と基地局との通信が、群毎に
分散するようになり、特定の基地局への通信の集中を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の通信システム構成を示す構
成図である。

【図２】一実施例のセル配置を示す構成図である。

【図３】一実施例の送信処理を示す構成図である。

【図４】一実施例の受信処理を示す構成図である。

【図５】一実施例による通信用スロットと同期用スロッ
トのキャリアを示す波形図である。

【図６】一実施例の同期チャンネルのフレーム構成を示
す構成図である。

【図７】一実施例の同期チャンネルの送信状態を示す構
成図である。

【図８】一実施例の説明に供するＩＱ平面を示す説明図
である。

【符号の説明】

１送信データ入力端子２，３，４，５送信データ／位相データ変換回路６基準位相データ発生回路７，８，９，１０位相乗算器１１，１２，１３，１４，１５キャリア乗算器１６第１のキャリア入力端子１７第２のキャリア入力端子１８第３のキャリア入力端子１９第４のキャリア入力端子２０第５のキャリア入力端子２１混合器２２送信信号出力端子５３周波数変換回路５４受信キャリア入力端子５５，５６，５７，５８，５９キャリア乗算器６１第１のキャリア入力端子６２第２のキャリア入力端子６３第３のキャリア入力端子６４第４のキャリア入力端子６５第５のキャリア入力端子６６，６７，６８，６９，７０スイッチ７１制御信号入力端子７２，７３，７４，７５，７６積分回路７７，７８，７９，８０位相乗算器８１，８２，８３，８４位相データ／受信データ変換
回路８５受信データ出力端子１００，２００，３００基地局１０１，２０１，３０１シンク発生器１０２，１０７，２０２，２０７，３０２，３０７マ
ルチキャリア変調器１０３，１０８，２０３，２０８，３０３，３０８フ
レーマ４００移動局４０３相関器４０４フレームシンク検出器４０５スロットシンク検出器４０６受信レベル検出器４０７フレーム同期回路及び最適基地局選択器４０８デフレーマ４０９マルチキャリア復調器４１０受信データ出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｑ 7/22 Ｈ０４Ｑ 7/04 Ａ 7/24 7/26 7/30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１伝送チャンネルで、それぞれ周波数が
異なる複数のキャリアを同時送信するマルチキャリア方
式の通信方式で通信を行う基地局を複数設け、該複数の基地局の中の任意の基地局と通信を行う移動局
を有する通信システムにおいて、上記複数の基地局から同期して、共通の特定伝送チャン
ネルにより、それぞれの局に割当てられたタイミングで
既知信号を送信するようにした通信システム。
【請求項２】上記特定伝送チャンネルとは別の伝送チ
ャンネルで、基地局と移動局との間の通信を行うように
した請求項１記載の通信システム。
【請求項３】上記移動局で、既知信号の受信レベルを
検出して、通信できる基地局の判断を行うようにした請
求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】上記移動局で、既知信号の受信タイミン
グを検出して、基地局との通信タイミングを判断するよ
うにした請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項５】上記マルチキャリア方式の通信方式とし
て、上記それぞれのキャリア間の位相差によりデータを
送信するようにした請求項１〜４のいずれか１項記載の
通信システム。
【請求項６】上記複数の基地局を複数群に分け、上記
特定伝送チャンネルで送信を行うタイミングの割当て
を、各群単位で周期的に変化させるようにした請求項１
〜５のいずれか１項記載の通信システム。
【請求項７】複数の基地局を所定状態で配置し、該複数の基地局の中の任意の基地局と通信を行う移動局
を有する通信システムにおいて、上記複数の基地局を複数群に分け、上記移動局として、各移動局毎に所属する群を決め、こ
の所属する群の基地局との通信を優先的に行い、所属する群の基地局との通信ができないとき、他の群の
基地局との通信を行うようにした通信システム。