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    公开号:WO1991013501A1
    申请号:PCT/JP1991/000248
    申请日:1991-02-26
    公开日:1991-09-05
    发明作者:Osamu Kato；Kouichi Honma；Kazuhisa Tsubaki
    申请人:Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.；
    IPC主号:H04W88-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 発明の名称
    [0003] ディ ジタル移動無線用フ レーム同期方法
    [0004] 技術分野
    [0005] 本発明は、 ディ ジタル移動無線通信における フ レーム同期技術に 関する。
    [0006] 背景技術
    [0007] ディ ジタル移動無線に利用される T D M A (Time Division Multiple Access ) 通信法においては、 移動局と基地局との間でフ レームの同 期をとる ことが必要であるが、 移動局と基地局の距離や伝播経路が 時々刻々 と変化するため、 電波の到達時間が変化する。
    [0008] このため、 移動局におけるパース トデータ送出周期を常に一定値 Tに設定しておく と、 移動局と基地局との距離が変化したり伝播距 離が変化して、 例えば電波の到達時間が短縮されたり、 延長される と、 移動局においてはバース トデータ送出周期 T内に受信する ビ ッ 卜数が 1 ビッ ト分減少、 も しく は増加して復号時に誤りを生じる こ とに る。
    [0009] このよ うな不都合を防止するため、 基地局側で伝播時間を測定 し、 このデータを移動局に通知して移動局のパー ス トデータ送出周 期をデータ 1 ビッ ト分のパルス幅時間 t dの範囲で偏位させるよう に構成されている。
    [0010] 移動局は、 周期偏差 t dをもつバース トデータ送出周期 T 土 t d の フ レームマーカーを基にして、 音声符号化等のフ レーム単位での 処理を行い、 符号化後のデータをバース トデータ と して規定のバー ス ト送出周期で送出する。 このような音声符号化等の処理には、 処 理のタイ ミ ングを規定するク ロ ッ クの周期 T cのフ レー ムマーカー の周期 T 土 t dをち よ う ど整数倍の関係に維持、 つま り同期させて おく こ とが必要である。
    [0011] 次に従来のフ レーム同期方法を第 5図に基づいて説明する。 非同期フ レームマーカ ー A F Mの周期 T ± t dが、 T = 2 0 ミ リ 秒に、 また t dが伝送レー ト 2 7 0 k b / sで 3. 7マイ ク ロ秒， 5 0 k b Z sで 2 0マイ ク 口秒程度に、 さらに音声符号化に使用す るク ロ ッ ク C L Kの周期 T 。が、 1 2 5マイ ク ロ秒に選択されてい る場合について説明する。
    [0012] 第 5図 （ I ) に示したように、 非同期フ レームマ一カー A FMの 立上がり後の最初のク ロ ッ ク C L Kの立上がりを検出し、 これを同 期フ レームマーカー S F Mに使用していた。 このような方法によれ ば、 ク ロ ッ ク C L Kの立上がり時点を境にしたとき、 連続する複数 の非同期フ レ ー ムマーカ ー A F M(a)， （b)が全て同一側 （図ではク ロ ッ ク C L Kの立上がり の直前側） に存在すれば、 連続する同期フ レームマーカー S F Mの間にク ロ ッ ク C L Kが規定周期分、 つま り T/T c = 20 /1 2 5 = 1 6 0周期分含まれるこ とになる。
    [0013] と ころが、 同図 （ Π ) に示したよう に連続する非同期フ レー ム マ一カー A F Mの内、 先行する側のもの (a)が、 ク ロ ッ ク C L Kの立 上がりの直前に、 また後続側の非同期フ レームマ一力一 (b)がク 口 ッ ク C L Kの立上がりの直後に存在するような場合には、 クロック C L K が 1つ余分に含まれて 1 6 1周期分になってしま う。
    [0014] 他方、 同図 （m) に示したよう に連続する非同期フ レー ムマ ー カーの先行側のもの (a)がク ロ ッ ク C L Kの立上がり直後に、 後続す る方のもの (b)がク 口 ッ ク C L Kの立上がりの直前に存在するような 場合には規定値より 1周期分少ない 1 5 9周期分の期間しかないこ とになる。
    [0015] すなわち、 従来のフ レーム同期方法にあっては、 非同期フ レーム マーカーがク ロ ッ ク C L Kの立上がり時点の近傍の存在する場合に は、 その位置によって同期フ レームマーカ ーの周期が 1 ビッ ト分規 定値より も増減してしま う という問題があった。
    [0016] 本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、 その目 的とすると ころは、 電波の伝播時間に関わりなく一定周期の同期フ レームマーカ一を発生させる ことができる新規なフ レー ム同期方法 を提案する こ とである。
    [0017] 発明の開示
    [0018] こ のよ う な問題を解決するために本発明においては、 非同期フ レ ー ム マ 一カ ーから これと同位相、 ク 口 ッ ク周期 2分遅れた も の、 及びク ロ ッ ク周期分遅れたパルスを発生させ、 これらを適宜選 択するようにした。
    [0019] ク 口 ッ クの立上がり近傍に存在しないパルスを選択し、 こ のパル スの立上がり後の最初のク 口 ッ ク の立上がり を同期フ レー ム マ ー カ ーの立上がり とする こ と によ り、 非同期フ レームマーカ ーの周期 偏差を除去する。
    [0020] 図面の簡単な説明
    [0021] 第 1図は本発明の一実施例を示すタイ ミ ン グ図、 第 2図はゲー 卜 の動作を示す模式図、 第 3図は選択パルスの遷移状態を示す図、 第 4図は本発明によ り発生する フ レームマーカ ーを示す図、 及び第 5 図 （ I ) 乃至 （m ) はそれぞれ従来のフ レーム同期方法によ り発生 する同期フ レームマーカーを示すタイ ミ ング図である。
    [0022] 発明を実施するための最良の形態
    [0023] そ こで、 以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明す 第 1図は、 本発明のフ レー ム周期法を模式的に示す図であって、 I は、 移動局で受信される非同期フ レームマーカーで、 基地局で設 定された一定周期 Tに、 基地局と移動局との間の伝播時間の変動に より 土 t d内の周期偏差が加わっている。 以下周期 T = 2 0 ミ リ秒 の場合を例に採って説明する。
    [0024] Πは、 送信部がアナ口 グーディ ジタル変換器からデータ入力や、 音声符号化を行う際に使用するク ロ ッ ク C L Kで、 周期 T cが一定 で、 こ の実施例では 1 2 5 マイ ク ロ秒の場合を例に採って説明す る。 したがって、 この実施例においては、 フ レームマーカーが正規に 同期した状態では T = 1 6 0 X T cなる関係が成立する こ とにな る o
    [0025] IIは、 本発明が特徵とする 3種類のパルス信号 P 1 , P 2 , P 3 を表すもので、 第 1パルス信号 P 1は非同期フ レームマーカー A FM と同一位相を有しており、 また第 2パルス信号 P 2は、 非同期フ レームマーカー A FMより もクロ ッ クの 1ノ2周期 T c、 つまり T c Z 2だけ遅れた位相を有しており、 さ らに第 3パルス信号 P 3は、 ク ロ ッ クの 1周期 T cだけ遅れた位相を有している。
    [0026] 符号 Wは、 前述の 3つのパルス信号 P 1， P 2 , P 3の中から 1 つを選択するための選択パルスで、 図では第 2パルス信号 P 2が選 択されている状態を示している。
    [0027] 符号 Vは、 選択されたパルス信号 P 2に基づいて、 このパルス信 号 P 2の立上がり直後に発生された同期フ レームマーカー S FMを 示している。
    [0028] 第 2図は、 ゲー トの動作タイ ミ ングを示すものであって、 図中 I はク ロ ッ ク C L Kを示しており、 Πのゲー ト G Fはク ロ ッ ク C L K の立上がりの直前に期間 T F、 また mのゲー ト G Bはクロ ッ ク C L K の直後に期間 T B、 さ らに IVのゲ一 ト G Rはク 口 ッ ク C L Kの立上 がりを中心とするように期間 T Rだけそれぞれ Hレベルとなるもの である。 これらのゲー トの期間 T F， T B , T Rはそれぞれク ロ ッ ク C L Kに対して十分に小さな値、 例えばクロック C L Kの周期 125 マイ クロ秒に対して、 T F = T B = 125Z16マイ ク ロ秒 =7. 8 マイ ク ロ秒に、 また T R = 1 2 5 4 = 3 1. 2マイ ク ロ秒が選択 されている。
    [0029] 次に、 上述した 3つのパルス P 1 , P 2 , P 3の選択方法を第 3 図に示した遷移図に基づいて説明する。
    [0030] (1) 初期におけるパルス信号と して、 非同期フ レー ムマーカー A F Mに対して T cノ 2だけ遅れたパルス信号 P 2と しておく 。 (2) この状態で選択パルスが、 ク ロ ッ ク C L Kの立上がりの前縁 の期間 Τ ί に入った場合、 つま りゲー ト G Fにより検出された場合 には、 次の周期の非同期フ レームマーカーに対応するパルス信号と して第 1パルス信号 Ρ 1、 つま り非同期フ レームマーカ ー A F Mと 同一位相のものを選択する （第 3図 I ) 。
    [0031] —方、 第 2パルス Ρ 2が選択されている状態で、 選択パルスがク ロ ッ ク C L Κの立上がりの後縁の期間 T bの期間に入つた場合、 つ ま りゲー ト T bの間に入った場合には、 次の周期で非同期フ レーム マーカ ーに対応するパルス と して第 3パルス信号 P 3、 つま り非同 期フ レームマーカー A F Mより ク ロ ッ ク C L Kが 1周期 T c分だけ 遅れた第 3パルス信号 P 3を選択する （第 3図 Π) 。
    [0032] 第 1、 または第 3パルス信号 P 1 , ， P 3を選択している状態 で、 セ レク ト ノ、。ルスがク ロ ッ ク C L Kの立上がりを中心とする前後 の T Rの間に入った場合には、 次の周期で非同期フ レームマーカー に対応する選択パルスを再び第 2パルス信号 P 2を選択する （第 3 図 m， IV) 。
    [0033] これら以外の場合には現在選択されている ものを維持する （第 3 図 V, VI, VII) 。
    [0034] このような遷移則によりパルス信号 P I , P 2 , P 3を選択した こ と によ り発生する同期フ レームマーカー S F Mの周期を調査した 結果を、 表 1に示す。
    [0035] 以 下 余 白 S P の 遷 移
    [0036] N の 値
    [0037] A → B
    [0038] I P 2 P 1 1 6 0
    [0039] π P 1 P 2 1 6 0， 1 6 1 π P 2 P 3 1 6 0
    [0040] IV P 3 P 2 1 5 9 , 1 6 0
    [0041] V P 2 P 2 1 6 0
    [0042] P 1 P 1 1 6 0
    [0043] P 3 P 3 1 6 0 これからも明らかなように第 1パルス信号から第 2パルス信号に 遷移する場合 （表 1の Π) 、 もしく は第 3パルス信号から第 2パル ス信号に遷移する場合 （表 1の IV) の 2つの場合を除いては全て規 定周期 1 6 0 x T c となる。
    [0044] しかしながら、 セ レク トパルスは初期値として第 2パルス信号 P 2、 つま り非同期フ レームマーカーより 1 Z 2 T cだけ遅れたもの を選択しているので、 他のパルス信号、 つま り第 1パルス信号 P 1、 または第 2パルス信号 P 3に遷移した直後には、 これらの第 1 パルス信号 P 1、 及び第 3パルス信号 P 3はそれぞれ非同期フ レー ムマーカー A F Mに対して T c 2だけしかずれておらず、 した がって時間幅 T Rのゲー ト G R (第 2図 IV) に入るためには、 非同 期フ レームマーカーが約 ± (T c — T R) Z 2以上周期偏差を起こ さなければならない。
    [0045] このこ とを T c = 1 2 5マイ ク ロ秒、 T R = 3 1. 2マイ ク ロ 秒、 伝送レー トを 2 70 k b P Sの場合について考察すると、 （T c - T R/ 2 ÷ t d = l 3、 つまり 1 ビッ トを伝送するのに要する時 間の 1 3倍 （ 3. 7 X 1 3 = 48マイ クロ秒） も伝播時間が変化す る必要がある。 この時間は、 伝播距離に換算すると 1 4 . 4 kmとなり、 現在使用 されているディ ジタル自動車電話のゾーン半径が 3乃至 5 kmである ことを考え合わせると、 このよ うな周期偏差は現実には生じないこ とになる。
    [0046] したがって、 表 1における状態 Π及び IVは、 現実には生じ得ず、 実用上周期偏差を含まない同期フ レームマーカーを発生させること ができる。
    [0047] このため、 例えば連続する非同期フ レームマーカー A F Mの内、 先行する側のもの (a)が、 ク ロ ッ ク C L Kの立上がりの直前に、 また 後続側の非同期フ レームマーカ一 (b)がク ロ ッ ク C L Kの立上がりが の直後に存在するような場合にあつても、 第 4図に示したように規 定周期をもった同期フ レームマーカー S F Mを発生させる ことがで さ 。
    [0048] 産業上の利用可能性
    [0049] 以上、 説明したよ う に本発明においては、 非同期フ レー ムマー カ ーに対して、 同位相、 ク ロ ッ クの 1ノ 2周期分の遅れ、 及びク ロ ッ ク の 1周期分の遅れを持った 3種類のパルスを用意し、 ク ロ ッ ク の立上がり近傍に存在しないパルスを選択するとと もに、 選択し たパルスの立上がり後の最初のク 口 ッ クの立上がりを周期フ レーム マーカーとするようにしたので、 電波の伝搬時間の変化に起因する 非同期フ レームマーカーの周期偏差を除去して信頼性の高い通信を 実現する ことができる。
    权利要求:
    Claims
    請 求 の 範 囲
    入力した非同期フ レームマーカーに対して同位相の第 1 パル ス、 ク ロ ッ ク の 1 2周期分遅れの第 2 パルス、 及びク ロ ッ ク の 1周期分遅れの第 3パルスを発生させ、 前記 3種類のパルス の内、 ク ロ ッ クの立上がり時点から離れたパルスを選択すると ともに、 前記選択されたパルスの立上がり後の最初のク ロ ッ ク の立上がりを同期フ レームマーカーと して出力することを特徵 とするディ ジ タ ル移動無線用フ レーム同期方法。
    类似技术:
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    优先权:
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