(57)【要約】【課題】各装置間で有線回線を設けることなく、各装置間で同期を取るための技術を提供する。【解決手段】ＡＣ電源の信号から周波数成分を抽出し（Ｓ４０４）、抽出された信号の周波数成分をあらかじめ定めた周波数に逓倍し（Ｓ４０５・４０６）、逓倍された信号の周波数を、基準クロックの周波数に分周する（Ｓ４０７）。分周された基準クロックの周波数の位相を補正し（Ｓ４０８）、補正された基準クロックを出力し（Ｓ４０９）、あらかじめ定めたフレームの同期処理を行う（Ｓ４１０）。【選択図】図５
2006033703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
あらかじめ定めたフレームで同期を取って通信を行う通信システムにおいて、
ＡＣ電源から基準クロックを生成する生成部と、
前記生成部で生成された基準クロックにより前記フレームの同期処理を行う処理部と、
前記処理部により同期処理が行なわれたフレームにより通信を行う通信部と、を有する通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムにおいて、前記通信部は、無線で通信を行なうことを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記生成部は、前記ＡＣ電源から周波数成分を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出された周波数成分をあらかじめ定めた周波数に逓倍する逓倍手段と、
前記逓倍手段により逓倍された周波数を、前記基準クロックの周波数に分周する分周手段と、
前記分周手段により分周された基準クロックの周波数の位相を補正し、補正した基準クロックを出力する補正手段と、を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項４】
あらかじめ定めたフレームで同期を取って無線で通信を行う無線通信システムの基地局装置において、
ＡＣ電源から基準クロックを生成する生成部と、
前記生成部で生成された基準クロックにより前記フレームの同期処理を行う処理部と、
前記処理部により同期処理が行なわれたフレームにより通信を行う通信部と、を有する基地局装置。
【請求項５】
基準クロックを生成する基準クロック生成回路において、
ＡＣ電源の信号から周波数成分を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出された信号の周波数成分をあらかじめ定めた周波数に逓倍する逓倍手段と、
前記逓倍手段により逓倍された信号の周波数を、前記基準クロックの周波数に分周する分周手段と、
前記分周手段により分周された基準クロックの周波数の位相を補正し、補正した基準クロックを出力する補正手段と、を備えることを特徴とする基準クロック生成回路。
【請求項６】
あらかじめ定めたフレームで同期を取って通信を行う同期方法であって、
ＡＣ電源の信号から周波数成分を抽出し、
前記抽出された信号の周波数成分をあらかじめ定めた周波数に逓倍し、
前記逓倍された信号の周波数を、前記基準クロックの周波数に分周し、
前記分周された基準クロックの周波数の位相を補正し、
前記補正された基準クロックを出力し、
前記出力された基準クロックにより前記フレームの同期処理を行うことを特徴とする同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式の通信システムの無線基地局間の同期方法及び電波干渉の低減化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＤＭＡ方式の移動通信システムでは、無線基地局と無線子機との間で呼制御を行うために、定められた制御信号を使用して通話用の周波数を割り当てて呼の制御を行う制御方法が、ＡＲＩＢ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  ａｎｄ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓｅｓ：社団法人電波産業会）により標準規格に制定されている。この制御信号の周波数は、同一方式の移動通信システムにおいて共通であるため、電波の干渉を回避させるために、自システム内および他システムの無線基地局から送出される制御信号のタイムスロットの送出位置が重ならないようにする必要がある。これらの干渉回避方法としては、一般的には無線基地局の電源がＯＮされたときに、無線基地局が制御信号を送出するために、周囲の無線基地局が送出する制御信号のタイムスロットの送出位置を検索して重ならないようにタイムスロットの送出位置を決定する方法がある。この方法により、各々の無線基地局が送出する制御信号の棲み分けを実現している。また、無線基地局が送出する制御信号のタイミングを複数の無線基地局間で合わせる方法として、制御装置（例えば構内交換機、無線基地局制御装置）から偏差の少ない同期信号を送出し、この同期信号に全ての無線基地局の同期タイミングを合わせることにより実現する方法がある。例えば、ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）網からの同期信号供給方法は、この方法を利用している（特許文献１）。無線基地局間においても、有線回線を接続させて同期を取る方法や（特許文献２）、交換機から無線基地局に対して有線回線を介して同期信号を送出方法がある（特許文献３、４および５）。また、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の衛星を使用し、無線基地局がこれに同期することで対応する方法もある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１９４３１号公報
【特許文献２】特開２０００−１８４４３６号公報
【特許文献３】特開平１１−２４３５８０号公報
【特許文献４】特開平７−３２２３４４号公報
【特許文献５】特開平７−１９３８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の方法では、無線基地局間の同期を合わせるために、網側構内交換機またはＩＳＤＮ網の有線回線を専用に準備したり、回線契約をする必要がある。さらに、近年導入が進んでいる、ＩＰネットワーク対応の無線基地局については、ＩＳＤＮ網のように同期用の信号を送受信することができないため、ＩＰ網対応の無線基地局については、無線基地局間の同期を合わせることができないという問題がある。また、ＧＰＳを活用する場合には、その受信装置を無線基地局に搭載することによる機器費のコストアップや、無線機を複数搭載することによる技術的な課題が多い。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、各装置間で有線回線を設けることなく、各装置間で同期を取るための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、あらかじめ定めたフレームで同期を取って通信を行う通信システムにおいて、ＡＣ電源から基準クロックを生成する生成部と、前記生成部で生成された基準クロックにより前記フレームの同期処理を行う処理部と、前記処理部により同期処理が行なわれたフレームにより通信を行う通信部と、を有する。また、前記生成部は、前記ＡＣ電源から周波数成分を抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出された周波数成分をあらかじめ定めた周波数に逓倍する逓倍手段と、前記逓倍手段により逓倍された周波数を、前記基準クロックの周波数に分周する分周手段と、前記分周手段により分周された基準クロックの周波数の位相を補正し、補正した基準クロックを出力する補正手段とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、同じ系統の電力（例えば、同一変電所、同一事業所等の電力）のＡＣ電源から基準クロックを生成することで、専用の有線回線設備を必要とせず、装置間の同期を合わせることができる。このため、あらかじめ定めたフレームのズレによる、電波の干渉を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１に、オフィスや工場等の構内に、移動無線システムとして２種類の事業所用デジタルコードレス電話システム１２０および１３０が配置されている構成例を示す。一方の事業所用デジタルコードレス電話システム１２０は、構内交換機１０２、これに接続される無線基地局１０３・１０４・１０５、および、事業所用デジタルコードレス電話機１０６を備える。また、他方の事業所用デジタルコードレス電話システム１３０は、ＩＰ制御装置１０７、これに接続されるＩＰ対応無線基地局１０８・１０９・１１０、および、デジタルコードレス電話機１１１を備える。
【００１０】
構内交換機１０２は、ＩＳＤＮ網１０１から定期的に送信される制御信号から同期信号を抽出し、この同期信号に従属した同期信号を配下の無線基地局１０３、１０４および１０５に配信することにより、全ての無線基地局１０３、１０４および１０５が無線区間で送出する制御信号のＴＤＭＡフレームを統一させ、無線区間のＴＤＭＡスロット位置を統一させている。事業所用デジタルコードレス電話システム１２０では、無線基地局１０３、１０４および１０５が、定期的に構内交換機１０２またはＩＳＤＮ網１０１から同期信号を受信できるため、運用中同期が外れることなく安定稼動が可能となっている。
【００１１】
一方、事業所用デジタルコードレス電話システム１３０では、ＩＰ制御装置１０７の配下のＩＰ対応無線基地局１０８、１０９および１１０は、パケット通信のため、定期的に同期信号の送受信ができないために、ＩＰ対応無線基地局１０８、１０９および１１０間の同期を合わせることが必要となる。そのため、本実施の形態では、網側から同期信号を受信することができないＩＰ対応無線基地局において、無線基地局間のＴＤＭＡフレーム同期を合わせるために、ＡＣ電源から基準クロックを生成し、生成された基準クロックによりＴＤＭＡフレームの同期処理を行うようにしている。これにより、各々の無線基地局が送出する無線区間の制御信号のＴＤＭＡフレームの位置を統一して、同期を取ることができる。
【００１２】
以下、具体的な手順を図２〜図５を参照して説明する。
【００１３】
図２は、事業所用デジタルコードレス電話システム１２０および１３０における無線基地局で利用される無線区間のＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームの説明図を示している。図２に示すＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームは、ＡＲＩＢで標準化されており、第二世代コードレス電話システム標準規格の無線区間で利用される。この最小単位である１スロットは６２５μｓであり、８スロットで１フレーム（フレーム２０１）が構成され、１フレームは５ｍｓ（２００Ｈｚ）の周期となっている。
【００１４】
図３は、フレームの位相差を示す説明図である。図３に示す無線基地局ＡおよびＢでは、高精度のタイミングクロックを使用しており、その安定度は前述した標準規格で範囲が規定されているものの、無線基地局毎の精度は使用されるハードウェアによって、規格の範囲内であってもズレが生じる。例えば、無線基地局ＡのＴＤＭＡ−ＴＤＤフレーム２０２と、無線基地局ＢのＴＤＭＡ−ＴＤＤフレーム２０３とがある場合、あるタイミングでその先頭のスロット位置が時間軸上で一致した場合、時間の経過とともにタイミングがズレて行く様子を図３に示している。無線基地局Ａと無線基地局ＢとのＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームの先頭スロットが一致している場合、短期間では位相差２０４は小さいが、長時間にわたると位相差２０５および２０６のような大きな位相差が生じることになる。このため、最初にスロット間の干渉が無い、異なるスロットを使用していた無線基地局ＡおよびＢは、長時間運用されると１フレーム毎のズレにより干渉が生じてしまう。そのため、図１に示す事業所用デジタルコードレス電話システム１２０のような構内交換機１０２の配下の全無線基地局１０３、１０４および１０５のＴＤＭＡフレーム先頭を一致させる同期信号を配信するシステム内であれば影響は低いが、同期信号を配信しない事業所用デジタルコードレス電話システム１３０のようなＩＰ対応無線基地局１０８、１０９および１１０では、ＴＤＭＡフレームの同期をとるための手段が必要となる。
【００１５】
図４に、本実施の形態におけるＩＰ対応無線基地局１０８、１０９および１１０のブロック構成図を示す。網側からの同期信号を受信できない装置については、本実施の形態では、同じ系統の電力（例えば、同一変電所、同一事業所等の電力）のＡＣ電源をべ一スに基準クロックを生成する。無線基地局１０８、１０９および１１０は、電波を送受信する為のアンテナ３０１、２本のアンテナの切替部３０２、送信部３０３、受信部３０５、周波数を作り出すシンセサイザ部３０４、変復調するためのモデム（ＭＯＤＥＭ：ＭＯｄｕｌａｔｏｒ−ＤＥＭｏｄｕｌａｔｏｒ）部３０６、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ処理部３０７、ＩＰ回線インタフェース部３０８、メモリ部３０９、制御部のＣＰＵ３１０、および、基準クロック生成部３１１を備える。
【００１６】
アンテナ３０１は、デジタルコードレス電話機１１１に対して信号を送受信する。アンテナ切替器３０２は、複数あるアンテナ３０１の信号を切り替える。送信部３０３は、デジタルコードレス電話機１１１に対して信号を送信する。シンセサイザ部３０４は、高周波信号を出力する。受信部３０５は、デジタルコードレス電話機１１１からの信号を受信する。モデム部３０６は、信号を変復調する。ＴＤＭＡ−ＴＤＤ処理部３０７は、信号を圧縮／伸張するとともに、基準クロックに基づいてＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームの同期が取られ、ＩＰ回線インタフェース３０８を介してＬＡＮと信号を送受信する。メモリ部３０９は、ＩＰ対応無線基地局で利用するデータ、プログラム等を記憶する。ＣＰＵ３１０は、ＩＰ対応無線基地局における制御部であり、メモリ部３０９に記憶されているプログラムにしたがって動作し、全体の制御を行う。
【００１７】
基準クロック生成部３１１は、周波数成分抽出回路３１５、逓倍器３１３、分周器３１４、および基準クロック補正回路３１６を備える。基準クロック生成部３１１は、ＡＣ電源の周波数成分を抽出して基準クロックを生成している。ＩＰ対応無線基地局１０８、１０９および１１０の装置内部の動作クロックは、ＡＣ電源の周波数成分から抽出された基準クロックに合わせる。
【００１８】
周波数成分抽出回路３１５は、各部電源供給部３１２から供給されるＡＣ電源の周波数成分を抽出する。各部電源供給部３１２は、商業用ＡＣ電源でも事業用ＡＣ電源でもよい。無線基地局１０８、１０９および１１０の各部電源供給部３１２における電源は、同一系統の位相のずれていない、安定した周波数の電源が供給されている。また、事業用ＡＣ電源などのように、ＡＣ電源の周波数のクロック信号が配信されている場合には、周波数成分抽出回路３１５は、そのクロック信号をそのまま利用してもよい。
【００１９】
逓倍器３１３は、周波数成分抽出回路３１５で抽出された信号の周波数成分をあらかじめ定めた周波数に逓倍する。
【００２０】
分周器３１４は、逓倍器３１３により逓倍された信号の周波数を、あらかじめ定めた基準クロックの周波数に分周する。
【００２１】
基準クロック補正回路３１６は、分周器３１４により分周された基準クロックの周波数の位相を補正し、補正した基準クロックを出力する。補正する際に、水晶発振器などの発振器３１７から出力されるクロックと、分周器３１４から出力される基準クロックとを比較し、位相を補正する。発振器３１７は、例えば、１９．２ＭＨｚの水晶発振器を分周器により基準クロックの周波数（２００Ｈｚ）に分周させたクロックを出力する。
【００２２】
各部電源供給部３１２の電源から基準クロックを生成する方法を具体的に説明する。
【００２３】
周波数成分抽出回路３１５は、国内にて精度が一定であるＡＣ電源（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）から、周波数成分（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）を抽出し、逓倍器３１３は、その信号を３０００Ｈｚに逓倍する。事業所用デジタルコードレス電話システム１３０の無線区間のＴＤＭＡフレームの周期は５ｍｓ（２００Ｈｚ）であるため、ＡＣ電源から抽出した信号の周波数を逓倍し、さらに分周器３１４で分周することで、２００Ｈｚの基準クロックを生成する。この生成された２００Ｈｚのクロックと、ＩＰ対応無線基地局に搭載されている発振器３１７の高精度のクロックとを比較し、装置内の駆動クロックとして補正された基準クロックを使用する。
【００２４】
基準クロック生成部３１１は、ハードウェア回路として構成してもよいし、また、ソフトウェアによりＣＰＵ３１０で処理するようにしてもよい。ソフトウェアによりＣＰＵ３１０で処理する場合のフローチャートを図５に示す。図５に示すフローチャートに対応するプログラムは、メモリ部３０９に記憶されていてもよい。
【００２５】
図５において、ＩＰ対応無線基地局１０８、１０９および１１０は、ＡＣ電源を入力し（Ｓ４０１）、Ａ／Ｄコンバータにより回路駆動電源を作成し（Ｓ４０２）、装置内の各回路へ電源供給を行う（Ｓ４０３）。また、ＡＣ電源の周波数が５０Ｈｚであるか否かを判断し（Ｓ４０４）、５０Ｈｚであれば、６０倍の３０００Ｈｚに逓倍する（Ｓ４０５）。５０Ｈｚでなければ、６０Ｈｚであるので５０倍に逓倍する（Ｓ４０６）。つぎに、３０００Ｈｚの信号を１／１５の２００Ｈｚに分周し（Ｓ４０７）、分周した信号を発振器からのクロックと比較することで、補正処理を行い（Ｓ４０８）、装置内の基準クロックを生成する（Ｓ４０９）。生成した基準クロックをＴＤＭＡ−ＴＤＤ処理部３０７に送出する（Ｓ４１０）。
【００２６】
ＴＤＭＡ−ＴＤＤ処理部３０７では、基準クロックにしたがってＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームの同期を取る。この場合、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ処理部３０７は、図２に示すように、ＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームのスロット１の先頭位置を、基準クロック２１０をトリガーとして同期をとるように処理する。
【００２７】
以上、説明したように、全てのＩＰ対応無線基地局に本実施の形態における基準クロック生成部３１１を搭載することにより、同じ系統の電力のＡＣ電源に従属した基準クロックを生成することができ、この基準クロックに従って、無線区間ＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームの同期をとることができるため、無線区間のＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームズレによる電波干渉を低減させることができる。また、構内交換機１０２から同期信号を供給できないＩＰ対応の無線基地局について同期を合わせることが可能となる。また、本方法を全ての無線基地局で対応すれば、同じ系統のＡＣ電源さえあれば実現することができ、同期を取るためのＩＳＤＮ回線や、構内交換機を導入する必要がなくなりシステム導入におけるコストを低減することも可能となる。
【００２８】
また、本実施の形態のおいては、無線通信システムの場合を例にしているが、あらかじめ定めたフレーム構成を利用する有線の通信システムに適用するようにしてもよい。
【００２９】
本実施の形態によれば、同期信号を供給されず、あらかじめ定めたフレームで同期を取って通信を行う通信装置において、常に一定のクロック成分を作り出すことができ、全ての通信装置においてフレームのタイミングを同一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】非同期の移動通信システムの構成図。
【図２】無線区間のＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームの説明図。
【図３】フレームの位相差を示す説明図。
【図４】無線基地局のハードウェア構成図。
【図５】ＡＣ電源からの基準クロックを生成するフローチャート。
【符号の説明】
【００３１】
１０１…ＩＳＤＮ網（基本インタフェース）、１０２…事業所用デジタルコードレス電話システム用構内交換機、１０３、１０４および１０５…事業所用デジタルコードレス電話システム用無線基地局、１０６…デジタルコードレス電話の子機、１０７…ＩＰ対応制御装置、１０８，１０９および１１０…ＩＰ対応無線基地局、１１２…構内エリア、２０１…ＴＤＭＡ−ＴＤＤフレーム、２０２…無線基地局ＡのＴＤＭＡ−ＴＤＤフレーム、２０３…無線基地局ＢのＴＤＭＡ−ＴＤＤフレーム、２０４，２０５および２０６…無線基地局Ａと無線基地局Ｂのフレーム単位のズレ分、３０１…ＩＰ対応無線基地局のアンテナ、３０２…ＩＰ対応無線基地局のアンテナ切替部、３０３…ＩＰ対応無線基地局の送信部、３０４…ＩＰ対応無線基地局のシンセサイザ部、３０５…ＩＰ対応無線基地局の受信部、３０６…ＩＰ対応無線基地局のモデム部、３０７…ＩＰ対応無線基地局のＴＤＭＡ−ＴＤＤ処理部、３０８…ＩＰ対応無線基地局のＩＰ回線インタフェース部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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