專利名稱：具有基站間控制信道的通信系統(tǒng)及基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明用于蜂窩系統(tǒng)或基站裝置中。特別對于利用TDD (Time Division Duplex,時分復(fù)用)的系統(tǒng)有效。
背景技術(shù)：
在OFDMA (Orthogonal Frequency Domain Multiple Access, 正交頻分復(fù)用)中，即使不進(jìn)行預(yù)先輸入置于周圍的基站的信息、或者從有線 網(wǎng)絡(luò)輸入地理上接近的基站的信息的動作，各基站也自律報(bào)告相互的中 樞鏈路(Backbone)的有線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址，通過接收它來識別接近的 基站，通過經(jīng)由中樞鏈路的有線網(wǎng)絡(luò)交換用來支援基站間的同步校正及 交接(handover)的信息，能夠不使用寶貴的頻率資源而建立效率良好的 無線控制。圖2是表示以往技術(shù)(PHS: Personal Handy System,個人手持電話 系統(tǒng))中無線線路(或者信道)的時間配置(幀格式)的圖。120是稱作 時隙(slot)的時間單位，是多個信號符號匯集而構(gòu)成的。在圖2中，4個時隙匯集而構(gòu)成上行線路或者下行線路的脈沖串 (burst)。由合并了上行與下行的8個時隙構(gòu)成1個幀。進(jìn)而，由匯集了 80個幀的單位構(gòu)成超幀(super frame)。這里，上行線路與下行線路由稱作TDD方式的時分復(fù)用方式復(fù)用。 作為點(diǎn)，使用相同的頻率，將時間分割來確保上行線路和下行線路。所 謂的上行線路是從終端向基站的無線線路，所謂的下行線路是從基站向 終端的無線線路。在無線系統(tǒng)中，通過多個基站相互覆蓋稱作小區(qū)(cell)的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了面的覆蓋區(qū)域。在TDD方式中，在時間上分割上行線路與下行線路。 發(fā)送電波的裝置被分為基站和終端。因此，如圖8所示，例如對于 基站，除了來自通信中的終端的信號以外，還擔(dān)心來自鄰近基站的干擾、 以及與鄰近的基站處于通信狀態(tài)的終端的干擾。如果在系統(tǒng)內(nèi)的多個基 站間能夠正確地取得TDD的幀，則在基站接收的定時中，所有基站處于 接收狀態(tài)，所以前面說明的基站間的干擾在原理上不會發(fā)生。因而，能 夠降低起因于此的干擾。此外，如圖9所示，在下行線路中，對于終端，除了來自通信中的 基站的信號以外，考慮會發(fā)生來自鄰近終端的干擾或來自與鄰近的終端 通信中的基站的干擾。在此情況下，也如果正確地遵循TDD幀，就能夠 防止終端間的干擾，所以能夠削減干擾。這樣，在TDD系統(tǒng)中，通過正確地取多個基站間的同步、終端與其 同步，能夠?qū)⒏蓴_的構(gòu)造抑制為特定的模式，能夠抑制干擾。此外，近年來以O(shè)FDMA為基礎(chǔ)的無線通信方式變得重要。在OFDM 中，通過對OFDM符號添加CP (Cyclic Prefix,即循環(huán)前綴)，來降低多 路的影響。如果利用該特長，則能夠在空間中合成從多個基站送出的信 號，能夠得到位置分集(site diversity)效果。例如，通過從多個基站同 時發(fā)送相同的信息，在終端側(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)接收空間合成的信號的SFN (Single Frequency Network,單頻網(wǎng)絡(luò))。在非專利文獻(xiàn)l中，記載有以O(shè)FDMA為基礎(chǔ)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 通過SFN的實(shí)現(xiàn)，例如如小區(qū)邊界等那樣由于來自多個基站的信號 干擾而靈敏度變差那樣的區(qū)域中，也能夠通過位置分集效果來提高接收 靈敏度。為了實(shí)現(xiàn)SFN，要求從多個基站發(fā)送的信號的到達(dá)時間差為CP長以 內(nèi)。如果這樣，通過接收到的信號在適當(dāng)?shù)亩〞r取出FFT (Fast Fourier Transform,快速傅立葉轉(zhuǎn)換)尺寸的樣本、將取出的信號進(jìn)行FFT處理， 能夠?qū)崿F(xiàn)空間合成。因而，各個基站需要以與CP長的長度相比足夠短的 精度在基站間同步。作為以高精度確?；鹃g的同步的方法，已知有使用圖3所示的GPS 的方法。是各基站具備GPS接收機(jī)和與其同步的振蕩器、通過與發(fā)信器 同步來建立各基站的同步的結(jié)構(gòu)。各GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星的信號，得到經(jīng)度、緯度等的位置信息 和定時等的時間信息。通過以該時間信息為觸發(fā)校正上述的發(fā)信器，能 夠生成精度很高的時鐘脈沖。該方法是能夠容易建立同步的方法，另一 方面，需要各基站具備昂貴的GPS振蕩器，在基站的單價便宜的小型基 站是難以采用的方法。在PHS中，有線網(wǎng)絡(luò)連接在可分發(fā)高精度的時鐘脈沖的ISDN線路 上。因此，以從有線網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的時鐘脈沖為基礎(chǔ)，基于在空氣中發(fā)送的 信號取相位同步，則即使不具有GPS振蕩器也能夠進(jìn)行基站間的同步。如圖4所示，設(shè)置作為主導(dǎo)的基站(IOO—I)、周圍的基站U00—2) 同步于上述的主基站使用電波分發(fā)的定時信號的結(jié)構(gòu)已實(shí)用化。圖1表示包括基站及終端的系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)。在圖1中，基站100 一l是具有GPS接收機(jī)111的結(jié)構(gòu)的基站。在專利文獻(xiàn)1中，公開了能夠生成頻率同步于線路時鐘脈沖、相位 同步于PPS的定時時鐘脈沖、多個基站能夠在短時間內(nèi)同步的無線電話 系統(tǒng)的基站。按照GPS接收機(jī)111生成的基準(zhǔn)信號，時鐘脈沖生成部112生成基 準(zhǔn)時鐘脈沖。它作為主導(dǎo)時鐘脈沖，RF部104及調(diào)制解調(diào)部105動作。 由于主導(dǎo)時鐘脈沖與GPS同步，所以該基站能夠與系統(tǒng)的基準(zhǔn)時間同步。 接收該基站IOO—I發(fā)送的信號、與其同步的終端101也能夠與系統(tǒng)同步。圖1中記載的基站100—2是從基站。具有與另外準(zhǔn)備的主基站同步 的功能。在專利文獻(xiàn)2中，公開了如下的方法無線基站按照預(yù)先設(shè)定的同 步模式，從作為基準(zhǔn)的無線基站(基站)接收包括控制CH信號的幀信 號，使自站的接收定時與該幀信號內(nèi)的控制CH信號的送出位置匹配， 建立自站與基站的無線區(qū)間中的幀同步。此外，在專利文獻(xiàn)3中，為了實(shí)現(xiàn)多個基站間的同步，公開了如下 的基站間同步信號校正方法:使用從有線傳送路徑供給的基準(zhǔn)時鐘脈沖 和系統(tǒng)幀信號，并且接收其他基站發(fā)送的幀同步信號，根據(jù)上述基準(zhǔn)時 鐘脈沖計(jì)算該同步信號相對于上述幀信號的延遲，能夠進(jìn)行系統(tǒng)的同步 校正。如果基站IOO—I是主基站，則基站100—1的調(diào)制解調(diào)部105生成 作為基準(zhǔn)的信號。該信號被發(fā)送給RF部，被變換為無線頻率。變換后的 信號被從天線103_1發(fā)送。發(fā)送的信號被從基站100—2的天線103—2 接收。接收到的信號在RF部中被變換為基帶頻率。被變換為基帶頻率的信號在調(diào)制解調(diào)部中被提取了定時，成為基準(zhǔn) 信號。按照該基準(zhǔn)信號，時鐘部生成基準(zhǔn)信號。在這些基站連結(jié)的有線 網(wǎng)絡(luò)108中，除了基站控制部115以外，還有生成基站時鐘脈沖的母時 鐘部109,將生成的母時鐘脈沖通過有線網(wǎng)絡(luò)分發(fā)。有線網(wǎng)絡(luò)接口部107提取由有線網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的母時鐘脈沖。接著，從 與其同步的時鐘部112對RF部及調(diào)制解調(diào)部分發(fā)基準(zhǔn)時鐘脈沖。有線網(wǎng) 絡(luò)的母時鐘脈沖成為處于有線網(wǎng)絡(luò)上的基準(zhǔn)，所以在系統(tǒng)中能夠確保同 步。但是，在母時鐘脈沖的分發(fā)時，因傳送距離而產(chǎn)生傳送延遲，以其 為原因而產(chǎn)生相位偏差。因此，作為系統(tǒng)，需要進(jìn)行用來同步的相位的 檢澳!I。進(jìn)行該檢測的是從基站通過天線103—2接收到的主基站的信號。 通過進(jìn)行接收信號的相位檢測，從基站能夠校正與主基站的定時偏差。圖5是說明上述的相位的同步的圖。在作為主基站的BaseStation#l 中，例如與GPS同步的時鐘脈沖(GPS—CLK)作為基準(zhǔn)。與從有線網(wǎng)絡(luò) 分發(fā)的時鐘脈沖(NW一CLK)同步而生成時鐘脈沖(GeneJXK)。以 NW一CLK的上升為契機(jī)而使頻率校正(AFC)作用，生成穩(wěn)定的時鐘脈 沖。并且，與GPS_CLK同步而生成無線信號脈沖串并發(fā)送(在圖中是 Wireless Burst Tx )。接著，在不具有GPS等基準(zhǔn)信號的從基站即BaseStation弁2中，同樣與從有線網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的時鐘脈沖(NW_CLK)同步而生成時鐘脈沖 (Gene_CLK)。但是，因?yàn)樵谟芯€網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的延遲差，BaseStation#l與#2的 NW_CLK的相位偏差TO' (1) —TO' (2)。從基站通過檢測主基站發(fā)送 的無線脈沖串的起始，能夠?qū)⑾辔淮_定在不是有線網(wǎng)絡(luò)延遲、而是無線 傳輸?shù)难舆t以內(nèi)。在從基站中，調(diào)節(jié)幀的定時，以使接收到的無線脈沖串的起始與自 身發(fā)送的無線脈沖串的起始一致。如果一旦調(diào)節(jié)結(jié)束，則主站、從站都 與相同的有線網(wǎng)絡(luò)的時鐘脈沖同步，所以只要不發(fā)生相位的滑移，就能 夠確保同步。專利文獻(xiàn)1(日本)特開2001—28517專利文獻(xiàn)2(日本)特開2006—21101專利文獻(xiàn)3(日本)特開平9—6981非專利文獻(xiàn)1IEEE C802.20-06/04.但是，為了實(shí)現(xiàn)SFN，需要以高精度進(jìn)行基站同步。作為以往技術(shù)， 有各基站具有GPS接收機(jī)、通過其精度進(jìn)行同步的方法。在可期待今后會有發(fā)展的寬頻帶通信中，由于終端也需要輸出寬頻 帶的信號，所以如日本的PHS (Personal Handy phone System)那樣，認(rèn) 為以幾百米間隔設(shè)置小型基站的服務(wù)形態(tài)也是有希望的。在這樣的情況下，對于小型基站，需要具備組裝有穩(wěn)定的振蕩器的 GPS接收機(jī)。但是，雖然基站是小型而便宜的，但由于GPS接收機(jī)非常 昂貴，所以若具備GPS接收機(jī)，則在成本的方面成為問題。此外，在以往的PHS中，組裝有這樣的結(jié)構(gòu)從有線網(wǎng)絡(luò)供給高精 度的時鐘脈沖、在通常時通過與其同步，由此防止基站間的同步偏差。 并且，組裝有這樣的結(jié)構(gòu)在夜間等通信空閑時接收特定的主基站送出 的信號，周圍的從基站校正絕對定時。在該方法中，也需要使信號以足夠的強(qiáng)度從主站到達(dá)從站。因此， 從測量精度的方面、以及不能校正傳輸延遲的方面來看，有主導(dǎo)一從站間的距離受到限制等的問題。為了以低成本提供定時校正方法，使各基站具備昂貴的GPS接收機(jī) 是困難的。因而，從成本的方面來看，以往的主導(dǎo)一從屬式的定時校正 方法是優(yōu)選的。但是，在以往的方法中，作為第1問題，有"從接收靈敏度的方面 來看，遠(yuǎn)離的基站間的校正較困難"的問題，作為第2問題，有"通過 基站間距離的擴(kuò)大，伴隨著傳輸延遲的誤差增大"的問題。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述的問題，本發(fā)明的特征在于，具備以下的(1) (3)。(1) 設(shè)有用來取得自律分散地接近的基站的有線網(wǎng)絡(luò)地址的結(jié)構(gòu)。 為此，作為主導(dǎo)的基站設(shè)有在夜間等空閑期在特定頻率的特定定時發(fā)送 具有有線網(wǎng)絡(luò)地址信息的電波的結(jié)構(gòu)。從基站接收該信號，能夠取得主基站的有線網(wǎng)絡(luò)地址。由此，即使 不預(yù)先輸入基站的配置信息等，各基站也能夠獲得使用接近的基站的有 線網(wǎng)絡(luò)的通信手段。(該過程對應(yīng)于后述的第1階段。)(2) 取得了有線網(wǎng)絡(luò)地址的從基站具有如下的過程利用所取得的 網(wǎng)絡(luò)地址，通過有線線路訪問主基站，將從基站的存在通知給主基站， 接收從從基站發(fā)送的信號，并委托用來測量傳輸時間的準(zhǔn)備。(該過程對 應(yīng)于后述的第2階段。)(3) 通過使用從從站對主站返回信息的反饋式的定時校正方法，能 夠測量伴隨傳輸?shù)难舆t的影響，并校正傳輸延遲帶來的從站間的定時偏 差，延長主一從站間的距離(該過程對應(yīng)于后述的第3階段。)進(jìn)而，本發(fā)明通過將以下的過程(4)、 (5)、 (6)及(7)的至少一 個追加到上述(1)、 (2)、 (3)的過程中，能夠期待延長主基站與從基站 間的距離、或提高定時測量精度等、進(jìn)一步的效果。(4) 主站或從站并不是單一的，通過具備發(fā)送多次的同步用信號、 并在接收機(jī)側(cè)將其合成的功能，具備即使微弱的電波也能夠測量接收定時的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，為了對其支持，具備經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)、基站間能夠直接或間接 地通信的結(jié)構(gòu)，即使在不能通過無線傳送有意義的信號(信息)的遠(yuǎn)方 的基站間，也能夠?qū)嵤┩巾樞颉?5) 通過收發(fā)超過5MHz的寬頻帶的同步用信號的結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行 高精度的定時測量，保證SFN實(shí)施所需的同步性能。(6) 為了支援處于周圍的主站的搜索，具有利用多跳技術(shù)、定期地 通過無線報(bào)告用來訪問主站的IP地址或者代替信息的結(jié)構(gòu)。(7) 滿足一定條件的從站定義為可信賴的從站，使其作為準(zhǔn)主站動 作。通過從站使用多個主站或準(zhǔn)主站進(jìn)行同步順序，能夠避免障礙物等 的影響而進(jìn)行穩(wěn)定的同步建立。發(fā)明效果與以往相比能夠削減GPS搭載基站的數(shù)量，能夠進(jìn)行便宜的系統(tǒng)構(gòu) 建。此外，能夠進(jìn)行高精度(<0.5m)的同步，能夠在無GPS的情況下 實(shí)現(xiàn)SFN。進(jìn)而，不僅是同步，PHS還需要自律分散的干擾控制功能， 但如果使用多跳，則能夠掌握周圍的干擾站，所以也能夠應(yīng)用于基站間 協(xié)作的信道分配。


圖1是由以往技術(shù)構(gòu)成的無線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是由以往技術(shù)構(gòu)成的無線系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)。 圖3是由以往技術(shù)構(gòu)成的無線系統(tǒng)的同步方法。 圖4是由以往技術(shù)構(gòu)成的無線系統(tǒng)的同步方法。 圖5是由以往技術(shù)構(gòu)成的無線系統(tǒng)的同步方法。 圖6是表示由本發(fā)明構(gòu)成的第1實(shí)施例的階段的圖。 圖7是表示由本發(fā)明構(gòu)成的第1實(shí)施例的流程圖。 圖8是表示無線系統(tǒng)的干擾的圖。 圖9是表示無線系統(tǒng)的干擾的圖。圖10是表示由本發(fā)明構(gòu)成的第2實(shí)施例的階段的圖。圖11是由本發(fā)明構(gòu)成的第1實(shí)施例的通常期的幀結(jié)構(gòu)。圖12是由本發(fā)明構(gòu)成的第1實(shí)施例的同步過程時的幀結(jié)構(gòu)。圖13是由本發(fā)明構(gòu)成的第1實(shí)施例的發(fā)送機(jī)。圖14是由本發(fā)明構(gòu)成的第1實(shí)施例的接收機(jī)。圖15是表示無線系統(tǒng)的頻率選擇性的示意圖。圖16是由本發(fā)明構(gòu)成的第1實(shí)施例的主站的流程圖。圖17是由本發(fā)明構(gòu)成的第1實(shí)施例的從站的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明應(yīng)用了本發(fā)明的通信系統(tǒng)。該有線網(wǎng)絡(luò)的 結(jié)構(gòu)具備具有被從有線網(wǎng)絡(luò)分發(fā)作為基準(zhǔn)的時鐘脈沖、與其同步的時鐘 部的基站。實(shí)施例1各基站從存在于有線網(wǎng)絡(luò)中的相同的母時鐘接受時鐘脈沖分發(fā)，控 制本地振蕩器的振蕩頻率。因此，在從有線網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的時鐘脈沖的精度 下頻率穩(wěn)定，不會發(fā)生顫動。但是，由于從母時鐘分發(fā)時鐘脈沖的傳送 距離因各基站而不同，所以在分發(fā)的時鐘脈沖的相位中會發(fā)生不均勻。在由以往技術(shù)構(gòu)成的基站中，從主站以無線發(fā)送已知的脈沖串信號， 各從站接收上述脈沖串信號，通過與上述脈沖串信號同步來抑制相位不 均勻。但是，在對以上述無線傳送的脈沖串信號的同步中，有脈沖串信 號的傳輸延遲作為固定的誤差原因(相位偏差)殘留的問題。所以，在應(yīng)用了本發(fā)明的通信系統(tǒng)中，具備用來校正在上述的每個 基站中發(fā)生的固定的誤差原因的機(jī)構(gòu)。圖6涉及應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例1，是表示順序的圖。實(shí)施例大體分 為3個階段。首先，第1階段(Stage#l)是從主基站使用無線發(fā)送"同步用信號" 的階段。被發(fā)送的"同步用信號"分類為3種。第1信號是用來計(jì)測接收定時的導(dǎo)頻信號(圖中的Sync Signal)。導(dǎo) 頻信號是由主站固有的擾碼或者擾碼的相位構(gòu)成的已知的信息。周圍的從基站通過對接收到的信號、與擾碼取匹配，能夠測量接收 定時。測量精度與導(dǎo)頻信號的頻帶成反比例。例如，在以10MHz頻帶發(fā) 送的信號中，能夠以光速/頻帶寬二299792458[m/s]/10000000[Hz]二約 30m的分辨率測量定時。第2信息是用來接收導(dǎo)頻信號的輔助信息(圖中的Sync Signal Assist )。在輔助信息中，包含關(guān)于上述的擾碼本身的信息。從站通過接收到 的導(dǎo)頻信號與擾碼的匹配來進(jìn)行定時測量，但為了確定取匹配的擾碼來 利用輔助信息。在主站發(fā)送擾碼的情況下，擾碼由例如PN系列生成，但該P(yáng)N系列 的周期(系列長)越長，在接收側(cè)越能夠?qū)⒆韵嚓P(guān)抑制得較低，能夠?qū)?能夠以同相相加的期間取較長。結(jié)果，即使是微弱的信號也能夠測量定 時。但是，擾碼的周期越長，取匹配的擾碼的種類及相位的確定變得越 困難。所以，通過使用輔助信息傳送擾碼的生成多項(xiàng)式及當(dāng)前的相位信 息，能夠生成與接收定時相匹配的擾碼，能夠減少定時測量所花費(fèi)的時 間。第3信息是主站的IP地址信息(另外，所謂的IP地址信息是有線網(wǎng) 絡(luò)地址信息的一種)。如后面說明，在由本發(fā)明構(gòu)成的系統(tǒng)中，不僅通過 無線發(fā)送用來進(jìn)行定時測量的信息，也通過有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。由此，能夠 盡量不使用有限的無線資源來進(jìn)行定時測量。為了確保這樣的經(jīng)由有線 網(wǎng)絡(luò)的通信，需要主站的IP地址。該從站具有將接收到的"同步用信號"通過多跳(再傳送)再傳送 給其他從站的結(jié)構(gòu)。被再傳送的信息是上述第2 (地址信息)、第3 (主 站的IP地址)、和多跳的次數(shù)。接收到所發(fā)送的信息的基站能夠根據(jù)該 信息獲知主站的IP地址。如果多跳的次數(shù)為規(guī)定值以下，并且周圍的基站沒有進(jìn)行多跳，則 從基站再傳送所得到的信息。再傳送的定時由隨機(jī)數(shù)決定，進(jìn)行多次再 傳送。通過該再傳送操作，對于更遠(yuǎn)的基站也能夠傳送主站的擾碼的信息 和主站的IP地址。導(dǎo)頻信號本身如前面說明那樣，是由已知的擾碼構(gòu)成的信號。通過 利用較長的編碼長取匹配，即使是微弱的信號也能夠進(jìn)行檢測，可測量 的距離較長。另一方面，地址信息及IP地址等的信息對于接收側(cè)來說是 含有未知信息的信號，可接收的距離變短。多跳的功能是用來彌補(bǔ)該兩 者的優(yōu)點(diǎn)差異的技術(shù)。另外，在上述中，從主站發(fā)送的信號以及從從站再傳送的信號既可以是由OFDM調(diào)制的信號，也可以是CDM信號。接著，第2階段(Stage弁2)是這樣的階段，即，從基站通過有線網(wǎng) 絡(luò)對主基站發(fā)送"測量請求"、對主站通知從站的存在、委托進(jìn)入到往返 延遲的測量準(zhǔn)備中。在請求中，包含用來接收從站的導(dǎo)頻信號的輔助信 息(關(guān)于該從站固有的擾碼的信息)。主站通過響應(yīng)信號(以下稱做"ACK")信號的發(fā)送對該從站通知準(zhǔn) 備的完成。該ACK信號的傳送也通過有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。接著，第3階段(Stage#3)是從從基站使用無線發(fā)送同步用信號的 階段。以接收到來自主站的ACK信號為契機(jī)，從基站進(jìn)入到該階段。第3階段的從站基于自身的IP地址信息和在第2階段中對主站通知 的輔助信息發(fā)送導(dǎo)頻信號。在主站中，使用預(yù)先獲知的擾碼和其相位， 取與接收信號的匹配，由此來測量從站接收到的信號的接收定時。將測量結(jié)果經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)回復(fù)給發(fā)送了信號的從站。由于與從站已 經(jīng)在有線網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送了 ACK信息，所以能夠無錯誤地通知接收定時的結(jié) 果。在第3階段，從站也報(bào)告IP地址。處于其周圍的其他基站通過接收 處于上述第3階段的從站的IP地址，獲知從站的存在，并且得到IP地址的信息。由于IP地址的信息在遠(yuǎn)方不能接收，所以能夠得到該基站的IP地址 的只是該從站周邊的主或從基站。這里得到的IP地址被用于基站間協(xié)作 等操作。在使用無線的信息的交換中，會消耗貴重的頻率資源。特別是在遠(yuǎn) 方的基站間的通信中，需要使得用于傳送1位的能量密度變大，需要較 大的頻率資源。另一方面，在經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)的有線傳送中，能夠不使用 無線資源而大致可靠地進(jìn)行信息的傳遞。所以，在應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例1中，通過具備上述的第1階段、第2階段及第3階段，在傳輸延遲的測量中使用無線線路，在進(jìn)行這樣 的測量后的控制信息的交換中使用有線網(wǎng)絡(luò)，來構(gòu)建通信系統(tǒng)，由此能 夠?qū)崿F(xiàn)在使貴重的無線資源的消耗為最小限度的同時能夠進(jìn)行定時測量 的效果。接著，說明有關(guān)本實(shí)施例的生成發(fā)送信號的結(jié)構(gòu)。在OFDM信號的情況下，發(fā)送機(jī)的結(jié)構(gòu)(無線基站信息發(fā)送部)如 圖13所示。圖13是發(fā)送擾碼的信息的發(fā)送機(jī)的結(jié)構(gòu)。例如，以有線的 網(wǎng)絡(luò)ID為基礎(chǔ)，在PN生成部1001制作PN編碼系列的種子。例如在有線網(wǎng)絡(luò)ID是32位的地址的情況下，使其LSB24位為MSB， 使低位4位填充了 0的值為由32個抽頭構(gòu)成的PN編碼系列的初始相位。 初始相位以由系統(tǒng)決定的時刻為0時，以該時間為基準(zhǔn)來變更相位。通過這樣，能夠制作具有與周圍的基站獨(dú)立的相位的PN系列。在接 著的MAP部1002，將按照該種子生成的擾碼與由時間軸、頻率軸構(gòu)成 的2維資源匹配。匹配的信息在IFFT部1003中被變換為時間信號。根 據(jù)需要被附加CP (Cyclic Prefix)。 IFFT部的輸出在RF部1004被變換為 無線頻率，被從天線發(fā)送。此外，由本發(fā)明構(gòu)成的實(shí)施例的接收機(jī)(無線基站信息接收部)由 圖14所示的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。在本結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)崿F(xiàn)兩種延遲曲線(profile) 制作方法。天線接收到的信號被RF部1101實(shí)施放大、頻率調(diào)制，被變換為基 帶頻率。在匹配過濾器部1105中，變換后的信號用于通過需要接收的導(dǎo)頻信 號、或?yàn)榱藱z測定時而插入的特定的圖案(擾碼及其相位)的檢測來檢 測接收定時(第l方法)。在該第1方法的情況下，使用匹配過濾器部1105作為同步信號接收 定時測量部。根據(jù)得到的定時，F(xiàn)FT部1102將RF部1101輸出的基帶信號進(jìn)行FFT 處理，變換為頻率區(qū)域的信號。從變換后的信號中取出特定的頻率及時 間的信息，作為相關(guān)器1106的輸入。在相關(guān)器1106中，進(jìn)行通過導(dǎo)頻信號等預(yù)先準(zhǔn)備的圖案的擾頻解除， 進(jìn)行通過IFFT運(yùn)算的延遲曲線制作(第2方法)。在該第2方法的情況下，使用匹配過濾器部1106作為同步信號接收 定時測量部。如果延遲曲線的峰值超過了規(guī)定的水平，則檢測對應(yīng)于上述準(zhǔn)備的 模式的信號。檢測到的信號根據(jù)延遲曲線的延遲量完成時間測量。這里提示了兩個延遲曲線制作方法，但也可以是其他的方法，只要 是制作延遲曲線的方法，就能夠得到本發(fā)明的效果。例如，將通過第1 方法得到的延遲曲線合成，即使是微弱的信號也能夠檢測信號。有線網(wǎng) 絡(luò)ID等的信息被逆映射部1103從FFT部1102的輸出中取出特定的頻率 及時間的信息，由解調(diào)部1104解調(diào)而取出。在上述的實(shí)施例中，對于特定的頻率及時間區(qū)域?qū)_頻圖案與信息 分割發(fā)送，但在擾頻圖案本身中編入網(wǎng)絡(luò)ID等的信息，根據(jù)與在延遲曲 線制作過程中得到的擾頻圖案的匹配來取出信息的方法也是本發(fā)明的范 疇。根據(jù)得到的網(wǎng)絡(luò)ID，該基站能夠獲知處于周圍的基站的網(wǎng)絡(luò)ID。此外，從站也可以為了將主站的信息通過多跳傳遞給周圍的基站而 具備圖13的結(jié)構(gòu)，利用它生成傳遞信息并發(fā)送。圖12表示應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例1的幀格式?？v軸是頻率，在本例中表示通常的信號的占用頻帶是l，275MHz。橫軸是時間，幀在本例中是 將5ms的單位8分割的TDMA幀。如果將分割后的單位稱作時隙，則最初的4個時隙用于下行線路， 后面的4個時隙用于上行線路。將N個TDMA幀匯集而構(gòu)成1個基礎(chǔ)幀， 基礎(chǔ)幀的起始的第1時隙是與下行線路用的同步信號共通控制信道用的 時隙。此外，第5時隙是用來發(fā)送上行線路用的接入探測信號的時隙。如果將作為本發(fā)明的特征的在基站間發(fā)送相互的定時調(diào)節(jié)用的信號 的控制信號的無線信道稱作基站間協(xié)作用信道(BSCCH)，則主基站發(fā)送 的BSCCH被置于第2TDMA幀的第1時隙中。相對于此，從基站發(fā)送的向主基站的定時測量用的信號被置于第 3TDMA幀的第1時隙中。并且，從基站將從主基站發(fā)送的信號進(jìn)行多跳 的信號，被置于第4TDMA幀的第1時隙中。這樣，通過在特定的時隙中利用多個子帶發(fā)送信息，避免了頻率選 擇性的影響，也避免了與通常的通信的干擾，能夠進(jìn)行時間同步。進(jìn)而， 如果將一系列的測量動作預(yù)先編程以使其在夜間等的通信空閑期實(shí)施， 則能夠幾乎全部消除對通常通信的影響。在通常的時間中，如圖ll所示，基站間協(xié)作用信道(BSCCH)被分 配給數(shù)據(jù)發(fā)送用的信道(DCH)。利用圖7說明第1實(shí)施例的順序。首先，主基站(BaSeStati0n#l)發(fā) 送同步信號或作為規(guī)定的信號的導(dǎo)頻信號和自身的IP地址、用來接收同 步信號或?qū)ьl信號的地址信息(S201-1,或者S202)。在多跳的情況下，從基站(BaSeStati0n#n )接收信息并再傳送 (S201-2)。被再傳送的信息是用來接收主基站的IP地址和同步信號的輔 助信息。這里，所謂的輔助信息是擾碼的種類及相位等的信息，用于削 減用來接收同步信號的運(yùn)算量。從基站(BaseStati0n#2)接收同步信號，在能夠接收的情況下，經(jīng)由 有線的網(wǎng)絡(luò)接口(NW—IF)，對主基站發(fā)送同步信號的"測量請求"(S203、 S204)。在請求信息中，包含有用來接收將來從基站發(fā)送的同步信號的輔助信息。由于經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送請求(S204)，所以請求(S204)不消耗 無線資源。如果經(jīng)由有線的網(wǎng)絡(luò)接口 (NW—IF)接收到請求(S205、 S206)， 則主站判斷是否沒有與其他請求的沖突等的阻塞原因，判斷何時能夠進(jìn) 行測量。接著，如果成為能夠測量的時刻，則經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送ACK (S206、 S207、 S208)。從基站如果接收到ACK，則以無線發(fā)送同步信號(S209)。主基站在 請求的接收階段獲取同步信號的輔助信息，所以利用它接收同步信號。 主站測量從主基站發(fā)送同步信號到接收到從基站的同步信號為止的時間 (D304)。該吋間的測量也可以是相對于作為基準(zhǔn)的時鐘脈沖的相對量。測量 結(jié)果經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)被返回給從基站(S210、 S211、 S212)。在從基站中， 測量從接收到主基站的同步信號到發(fā)送從站的同步信號為止的時間(D302)(該時間也可以是相對于基準(zhǔn)時鐘脈沖的相對量)，通過從由主 基站返回的測量結(jié)果(D304)減去D302并除以2，計(jì)算傳輸延遲時間(D301=D303)。對于接收到同步信號的定時，回溯所測量的傳輸延遲時間后的時間 是同步信號的發(fā)送定時，從基站與上述發(fā)送定時相匹配地進(jìn)行幀的同步。 由此，能夠進(jìn)行考慮到傳輸延遲的定時同步，解決了課題。圖15是頻率選擇性存在時的傳輸路徑的示意圖。橫軸是頻率，縱軸 表示頻率的品質(zhì)。由于多路的影響，在傳輸路徑中如圖15中那樣產(chǎn)生頻率選擇性。此 時，如果僅通過例如#1的子帶發(fā)送信號，則由于傳輸路徑的品質(zhì)而不能 傳送信號。特別是，這里討論的是基站間的傳送，傳輸路徑的品質(zhì)在時 間上幾乎不變化。因而，為了穩(wěn)定地傳送信息而需要以寬頻帶發(fā)送。此外，如果使用 寬頻帶的信息，則時間方向的分辨率變高。例如，在lMHz的帶寬中， 時間方向的分辨率為約lus，而在10MHz的帶寬中，可以改善為0.1us。圖16是表示主基站的動作的流程圖?；救绻蔀樘囟ǖ臅r間帶則 投入本過程。首先，判斷自身是否是主站(2001)。如果是主站，則發(fā)送 基站間協(xié)作用信道(BCSCCH)。發(fā)送的時隙為圖12的500。接著，等待來自有線網(wǎng)絡(luò)的"測量請求"， 如果接收到測量請求，則根據(jù)該信息(擾頻圖案)，準(zhǔn)備來自從站的基站 間協(xié)作信道的接收。接收的時隙為圖12的501。如果接收到，則將測量結(jié)果經(jīng)由有線網(wǎng) 絡(luò)返回給該從站(2003)。檢查是否是信息傳輸空閑期的基站間協(xié)作被許 可的時間帶(2004)。如果是時間內(nèi)，則繼續(xù)觀測。如果為時間外，則停 止基站間協(xié)作用信道的發(fā)送。圖17是表示從基站的動作的流程圖?；救绻蔀樘囟ǖ臅r間帶， 則投入本過程。首先，判斷自身是否是從站(2101)。如果是從站，則接收基站間協(xié) 作用信道(BSCCH) (2102)。接收的時隙為圖12的500。測量自身的幀 與接收到的信號的關(guān)系(2103)。如果能夠測量，則以任意的定時，通過有線網(wǎng)絡(luò)對主站發(fā)送"測量 請求"(2104)。接著，根據(jù)來自主站的ACK而在適當(dāng)?shù)亩〞r發(fā)送基站間 協(xié)作用信道，在適當(dāng)?shù)亩〞r停止發(fā)送(2105)。發(fā)送的時隙成為圖12的501。等待經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)從主站發(fā)送來的測 量結(jié)果(2106)，利用結(jié)果計(jì)算校正的時間(2107)。如以上說明，根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例1，即使沒有事前或經(jīng)由有 線網(wǎng)絡(luò)通知接近的無線基站的網(wǎng)絡(luò)地址信息，也能夠自律收集配置在周 圍的無線基站的網(wǎng)絡(luò)地址，并且能夠使用上述網(wǎng)絡(luò)地址經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)在 接近的無線基站間進(jìn)行信息通信。實(shí)施例2在第1實(shí)施例中，主基站與從基站的關(guān)系是同樣的，但通過正確的 方法取同步后的從基站以與主基站相同程度的精度與系統(tǒng)同步。由此， 能夠使結(jié)束了一系列動作的從基站作為主基站動作。這是第2實(shí)施例。在第2實(shí)施例中，還存在能夠測量多個主基站的 從基站。在此情況下，能夠利用最小二乘法提高同步精度。在圖10中， 作為第4階段，表示從基站成為準(zhǔn)主基站時的順序，能夠使用利用多個 基站(主站或者準(zhǔn)主站)測量的結(jié)果，利用最小二乘法求出1個同步定 時。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明能夠應(yīng)用在無線通信底層結(jié)構(gòu)中。特別是在采用TDD方式的 無線通信中是有效的。
權(quán)利要求
1、一種通信系統(tǒng)，其特征在于，具有網(wǎng)絡(luò)地址的多個基站具備主基站及從基站；上述主基站具有將上述主基站的網(wǎng)絡(luò)地址經(jīng)由無線發(fā)送的基站信息發(fā)送部；上述從基站具有接收上述主基站經(jīng)由無線發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)地址的基站信息接收部；上述多個基站能夠利用網(wǎng)絡(luò)地址經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)相互通信。
2、 如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，上述從基站將接收 到的主基站的網(wǎng)絡(luò)地址經(jīng)由無線向其他從基站再傳送。
3、 如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于， 上述主基站具有經(jīng)由無線發(fā)送同步信號的同步信號發(fā)送部； 上述從基站具有接收上述主基站發(fā)送的同步信號、并測量同步信號的接收定時的同步信號接收定時測量部；根據(jù)同步信號的接收定時測量結(jié)果，基站決定與有線網(wǎng)絡(luò)同步的同 步定時。
4、 如權(quán)利要求3所述的通信系統(tǒng)，其特征在于， 上述主基站的基站信息發(fā)送部還發(fā)送輔助上述同步信號的接收的輔助信息；上述從基站的基站信息接收部接收上述主基站的網(wǎng)絡(luò)地址及輔助信 息，將接收到的網(wǎng)絡(luò)地址及輔助信息輸出給上述同步信號接收定時測量 部；上述同步信號接收定時測量部利用被輸入的輔助信息，進(jìn)行主基站 發(fā)送的同步信號的接收，并測量其接收定時。
5、 力卩權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，上述從基站將接收 到的主基站的網(wǎng)絡(luò)地址及輔助信息作為基站信息發(fā)送部的輸入，經(jīng)由無 線再傳送給其他從基站。 "
6、 如權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，多個基站自律利用 得到的其他基站的信息制作報(bào)告信息，在無線線路中報(bào)告信息。
7、 如權(quán)利要求3所述的通信系統(tǒng)，其特征在于， 上述從基站對上述基站信息接收部得到的接近的主基站的網(wǎng)絡(luò)地址，請求用于輔助上述同步信號的接收的輔助信息；接受到上述輔助信息請求的接近主基站對請求輔助信息的從基站， 經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)傳送至少包括同步信號的編碼系列的信息的輔助信息；從基站將從有線網(wǎng)絡(luò)得到的輔助信息取入到上述同步信號接收定時 測量部；上述同步信號接收定時測量部利用得到的輔助信息，進(jìn)行主基站發(fā) 送的同步信號的接收，測量其接收定時。
8、 如權(quán)利要求3所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，具備 上述從基站對由上述基站信息接收部接收到的接近的主基站的網(wǎng)絡(luò)地址，經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行請求從基站發(fā)送的同步信號的接收定時測量的 定時測量請求的步驟；上述從基站若接收到來自主基站的響應(yīng)信號，就從從基站的同步信 號發(fā)送部，發(fā)送在特定定時的特定頻帶中由特定的調(diào)制模式構(gòu)成的同步 信號的步驟；上述主基站使用同步信號接收定時測量部接收上述從基站發(fā)送的同 步信號來測量同步信號的接收定時，并經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)將測量結(jié)果通知給 從基站的步驟；上述從基站利用被通知的結(jié)果決定與有線網(wǎng)絡(luò)同步的同步定時的步
9、 一種基站，是具有網(wǎng)絡(luò)地址的基站，其特征在于， 具有基站信息發(fā)送部，將基站自身的網(wǎng)絡(luò)地址經(jīng)由無線發(fā)送；以及 基站信息接收部，經(jīng)由無線接收其他基站的網(wǎng)絡(luò)地址， 能夠利用上述網(wǎng)絡(luò)地址，經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)與其他基站相互通信。
10、 如權(quán)利要求9所述的基站，其特征在于，將接收到的其他基站 的網(wǎng)絡(luò)地址作為基站信息發(fā)送部的輸入，經(jīng)由無線再傳送給其他基站。
11、 如權(quán)利要求9所述的基站，其特征在于，還具有同步信號發(fā)送部，將在特定定時的特定頻帶中由特定的調(diào)制模式構(gòu)成的同步信號經(jīng)由無線通信發(fā)送；以及同步信號接收定時測量部，接收其他基站發(fā)送的同步信號，并測量 同步信號的接收定時，基站利用同步信號的接收定時測量結(jié)果，決定與有線網(wǎng)絡(luò)同步的同 步定時。
12、 如權(quán)利要求ll所述的基站，其特征在于，上述基站信息發(fā)送部還通知用于輔助上述同步信號的接收的輔助信息>上述基站信息接收部接收其他基站的網(wǎng)絡(luò)地址及輔助信息，并將所 接收的網(wǎng)絡(luò)地址及輔助信息通知上述同步信號接收定時測量部，上述同步信號接收定時測量部利用所得到的輔助信息，進(jìn)行其他基 站發(fā)送的同步信號的接收，并測量其接收定時。
13、 如權(quán)利要求12所述的基站，其特征在于，將上述基站信息接收部接收到的其他基站發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)地址及輔助信息作為上述基站信息發(fā)送 部的輸入，對其他基站再傳送。
14、 如權(quán)利要求13所述的基站，其特征在于，利用自律得到的其他 基站的信息制作報(bào)告信息，利用廣播信道向終端報(bào)告基站的信息。
15、 如權(quán)利要求11所述的基站，其特征在于，對上述基站信息接收部得到的接近的其他基站的網(wǎng)絡(luò)地址，請求用 于輔助上述同步信號的接收的輔助信息；將從有線網(wǎng)絡(luò)得到的輔助信息取入到上述同步信號接收定時測量部中；上述同步信號接收定時測量部利用得到的輔助信息進(jìn)行其他基站發(fā)送的同步信號的接收，并測量其接收定時。
16、 如權(quán)利要求ll所述的基站，其特征在于，如果經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)從 其他基站接受到輔助信息請求，則經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)對請求輔助信息的其他 基站傳送至少包括同步信號的編碼系列的信息的輔助信息。
17、 如權(quán)利要求ll所述的基站，其特征在于，對上述基站信息接收部得到的接近的其他基站的網(wǎng)絡(luò)地址，經(jīng)由有 線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行請求自身的基站發(fā)送的同步信號的接收定時的測量的定時測 量請求；如果接收到來自其他基站的響應(yīng)信號，則從上述同步信號發(fā)送部發(fā) 送在特定定時的特定頻帶中由特定的調(diào)制模式構(gòu)成的同步信號；基站利用經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)通知的測量結(jié)果，決定與有線網(wǎng)絡(luò)同步時的 相位或者同步定時。
18、 如權(quán)利要求ll所述的基站，其特征在于，如果經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)接受到從其他基站發(fā)送來的定時測量請求，則預(yù) 約定時測量；在成為能夠進(jìn)行定時測量的狀況時，經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)對發(fā)送來定時測 量請求的其他基站發(fā)送響應(yīng)信號；將在從其他基站發(fā)送來的特定定時的特定頻帶中由特定的調(diào)制模式 構(gòu)成的同步信號，使用同步信號接收定時測量部測量接收定時；將測量結(jié)果經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)通知給基站。
全文摘要
本發(fā)明不使用GPS等昂貴的設(shè)備而便宜地實(shí)現(xiàn)SFN(SingleFrequency Network)。具有網(wǎng)絡(luò)地址的多個基站具備主基站及從基站；主基站具有將主基站的網(wǎng)絡(luò)地址經(jīng)由無線發(fā)送的基站信息發(fā)送部；從基站具有接收主基站經(jīng)由無線發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)地址的基站信息接收部；多個基站能夠利用網(wǎng)絡(luò)地址經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)相互通信。并且，主基站具有經(jīng)由無線發(fā)送同步信號的同步信號發(fā)送部；從基站具有接收主基站發(fā)送的同步信號、并測量同步信號的接收定時的同步信號接收定時測量部；根據(jù)同步信號的接收定時測量結(jié)果，基站決定與有線網(wǎng)絡(luò)同步的同步定時。
文檔編號H04L12/70GK101237596SQ20071014688
公開日2008年8月6日 申請日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者桑原干夫 申請人:日立通訊技術(shù)株式會社