(57)【要約】【課題】ＧＰＳ信号などの高い時刻精度の外部時刻源からの無線信号を受信できない場所でも、前記外部時刻源と同精度の精度で時刻同期を行うことができる基地局、通信システムおよび時刻同期方法を提供する。【解決手段】スモールセル基地局２０は、ＧＰＳ信号に基づいて時刻同期されたマクロセル基地局１０から、基準時刻を基準としてＳＦＮに基づいて生成した同期信号を受信し、受信した同期信号に基づいて自局のＳＦＮ’をマクロセル基地局１０のＳＦＮに同期させ、ＮＴＰサーバから取得した時刻情報（タイムスタンプ）に基づいて、基準時刻を基準にしてＳＦＮ’よりも長い周期でカウントアップするＮｔｉｍｅの値を算出して設定し、このＮｔｉｍｅの値とＳＦＮ’の値と基準時刻とに基づいて現在時刻を算出する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１時刻情報源から取得した第１時刻情報に基づいて時刻同期された第１の基地局と、前記第１の基地局と無線通信可能な第２の基地局と、を備えた通信システムであって、
前記第１の基地局は、
時刻同期に用いる基準時刻情報の情報を記憶する第１基準情報記憶部と、
前記基準時刻情報を基準にして所定の初期値から最大値までを一巡単位として所定の第１時間周期で１ずつ増加する無線フレームの第１時間パラメータに基づいて生成した同期信号を、前記第２の基地局に送信する同期信号送信部とを備え、
前記第２の基地局は、
前記基準時刻情報の情報を記憶する第２基準情報記憶部と、
前記第１の基地局から前記同期信号を受信する同期信号受信部と、
前記第１の基地局から受信した同期信号に基づいて、所定の初期値から最大値までを一巡単位として所定の第１時間周期で１ずつ増加する自局の無線フレームの第１時間パラメータを、前記第１の基地局の無線フレームの第１時間パラメータに同期させる無線フレーム同期処理部と、
前記第１時刻情報源とは異なる第２時刻情報源から、前記第１時刻情報源から取得する第１時刻情報よりも精度が低い第２時刻情報を取得する時刻情報取得部と、
前記基準時刻情報を基準にして前記第１の基地局と同期した自局の第１時間パラメータの値が一巡するごとに所定の第２時間周期で１ずつ増加するように設定される第２時間パラメータの前記第２時刻情報を取得したときの値として、前記基準時刻情報を基準にして前記第２時刻情報から前記第２時間パラメータの値を算出して設定するパラメータ算出設定部と、
前記基準時刻情報と前記第２時間パラメータの値と前記第１の基地局と同期した自局の第１時間パラメータの値とに基づいて時刻を算出する時刻計算部とを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１の通信システムにおいて、
前記第２時間パラメータの第２時間周期は、前記第２時刻情報の誤差よりも大きいことを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項２の通信システムにおいて、
前記第２時間パラメータの第２時間周期は、前記第２時刻情報の誤差の２倍以上であることを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかの通信システムにおいて、
前記第２の基地局の前記パラメータ算出設定部は、
前記基準時刻情報を基準にして前記第２時刻情報から前記第２時間パラメータの値と前記第１時間パラメータの値とを算出し、
前記算出した第１時間パラメータの値に基づいて、前記算出した第２時間パラメータを補正して設定することを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項４の通信システムにおいて、
前記第２の基地局の前記パラメータ算出設定部は、
前記算出した第１時間パラメータの値が前記所定の最大値の半値よりも大きい又は該半値以上か否かを判定し、
前記判定が否定の場合は、前記算出された第１時間パラメータに基づく前記第２時間パラメータの次の更新タイミングに、前記算出した第２時間パラメータに１を加えて補正して設定し、
前記判定が肯定の場合は、前記算出した第２時間パラメータの補正を行わないことを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかの通信システムにおいて、
前記第１時間パラメータは、移動通信システムのＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ仕様で規格されているシステムフレーム番号であり、
前記同期信号は、移動通信システムのＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ仕様で規格されている及び第２同期信号の少なくとも一方であることを特徴とする通信システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの通信システムにおいて、
前記第１時刻情報源は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星であることを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかの通信システムにおいて、
前記第２時刻情報源は、ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバであることを特徴とする通信システム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかの通信システムにおいて、
前記第２の基地局はスモールセル基地局であり、
前記第１の基地局はマクロセル基地局であることを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
移動通信システムの基地局であって、
第１時刻情報源から取得した第１時刻情報に基づいて時刻同期された基準の基地局との間の時刻同期に用いる基準時刻情報の情報を記憶する基準情報記憶部と、
前記基準の基地局において前記基準時刻情報を基準にして所定の初期値から最大値までを一巡単位として所定の第１時間周期で１ずつ増加する無線フレームの第１時間パラメータに基づいて生成した同期信号を、前記基準の基地局から受信する同期信号受信部と、
前記基準の基地局から受信した同期信号に基づいて、所定の初期値から最大値までを一巡単位として所定の第１時間周期で１ずつ増加する自局の無線フレームの第１時間パラメータを、前記基準の基地局の無線フレームの第１時間パラメータに同期させる無線フレーム同期処理部と、
前記第１時刻情報源とは異なる第２時刻情報源から、前記第１時刻情報源から取得する第１時刻情報よりも精度が低い第２時刻情報を取得する時刻情報取得部と、
前記基準時刻情報を基準にして前記基準の基地局と同期した自局の第１時間パラメータの値が一巡するごとに所定の第２時間周期で１ずつ増加するように設定される第２時間パラメータの前記第２時刻情報を取得したときの値として、前記基準時刻情報を基準にして前記第２時刻情報から前記第２時間パラメータの値を算出して設定するパラメータ算出設定部と、
前記基準時刻情報と前記第２時間パラメータの値と前記基準の基地局と同期した自局の第１時間パラメータの値とに基づいて時刻を算出する時刻計算部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項１１】
請求項１０の基地局において、
前記第２時間パラメータの第２時間周期は、前記第２時刻情報の誤差よりも大きいことを特徴とする基地局。
【請求項１２】
請求項１１の基地局において、
前記第２時間パラメータの第２時間周期は、前記第２時刻情報の誤差の２倍以上であることを特徴とする基地局。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれかの基地局において、
前記パラメータ算出設定部は、
前記基準時刻情報を基準にして前記第２時刻情報から前記第２時間パラメータの値と前記第１時間パラメータの値とを算出し、
前記算出した第１時間パラメータの値に基づいて、前記算出した第２時間パラメータを補正して設定することを特徴とする基地局。
【請求項１４】
請求項１３の基地局において、
前記パラメータ算出設定部は、
前記算出した第１時間パラメータの値が前記所定の最大値の半値よりも大きい又は該半値以上か否かを判定し、
前記判定が否定の場合は、前記算出された第１時間パラメータに基づく前記第２時間パラメータの次の更新タイミングに、前記算出した第２時間パラメータに１を加えて補正して設定し、
前記判定が肯定の場合は、前記算出した第２時間パラメータの補正を行わないことを特徴とする基地局。
【請求項１５】
請求項１０乃至１４のいずれかの基地局において、
前記第１時間パラメータは、移動通信システムのＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ仕様で規格されているシステムフレーム番号であり、
前記同期信号は、移動通信システムのＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ仕様で規格されている及び第２同期信号の少なくとも一方であることを特徴とする基地局。
【請求項１６】
請求項１０乃至１５のいずれかの基地局において、
前記第１時刻情報源は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星であることを特徴とする基地局。
【請求項１７】
請求項１０乃至１６のいずれかの基地局において、
前記第２時刻情報源は、ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバであることを特徴とする基地局。
【請求項１８】
請求項１０乃至１７のいずれかの基地局において、
当該基地局はスモールセル基地局であり、
前記基準の基地局はマクロセル基地局であることを特徴とする基地局。
【請求項１９】
移動通信システムの基地局間の時刻同期方法において、
基準の第１の基地局が、第１時刻情報源から取得した第１時刻情報に基づいて時刻同期し、基準時刻情報を基準にして所定の初期値から最大値までを一巡単位として所定の第１時間周期で１ずつ増加する無線フレームの第１時間パラメータに基づいて生成した同期信号を送信することと、
時刻同期対象の第２の基地局が、前記第１の基地局から前記同期信号を受信し、前記第１の基地局から受信した同期信号に基づいて、所定の初期値から最大値までを一巡単位として所定の第１時間周期で１ずつ増加する自局の無線フレームの第１時間パラメータを、前記第１の基地局の無線フレームの第１時間パラメータに同期させることと、
前記第１時刻情報源とは異なる第２時刻情報源から、前記第１時刻情報源から取得する第１時刻情報よりも精度が低い第２時刻情報を取得することと、
前記第２の基地局が、前記基準時刻情報を基準にして前記第１の基地局と同期した自局の第１時間パラメータの値が一巡するごとに所定の第２時間周期で１ずつ増加するように設定される第２時間パラメータの前記第２時刻情報を取得したときの値として、前記基準時刻情報を基準にして前記第２時刻情報から前記第２時間パラメータの値を算出して設定することと、
前記第２の基地局が、前記基準時刻情報と前記第２時間パラメータの値と前記基準の基地局と同期した自局の第１時間パラメータの値とに基づいて時刻を算出することと、を含むことを特徴とする時刻同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、基地局および時刻同期方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信した無線信号（ＧＰＳ信号）に基づいて絶対時刻情報（測位時刻）を取得して時刻同期を行う基地局が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記無線信号（ＧＰＳ信号）を用いた時刻同期制御は、ＧＰＳ衛星からの無線信号（ＧＰＳ信号）を受信できない場所に設置された基地局では使用できないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様に係る通信システムは、第１時刻情報源から取得した第１時刻情報に基づいて時刻同期された第１の基地局と、前記第１の基地局と無線通信可能な第２の基地局と、を備えた通信システムであって、前記第１の基地局は、時刻同期に用いる基準時刻情報の情報を記憶する第１基準情報記憶部と、前記基準時刻情報を基準にして所定の初期値から最大値までを一巡単位として所定の第１時間周期で１ずつ増加する無線フレームの第１時間パラメータに基づいて生成した同期信号を、前記第２の基地局に送信する同期信号送信部とを備え、前記第２の基地局は、前記基準時刻情報の情報を記憶する第２基準情報記憶部と、前記第１の基地局から前記同期信号を受信する同期信号受信部と、前記第１の基地局から受信した同期信号に基づいて、所定の初期値から最大値までを一巡単位として所定の第１時間周期で１ずつ増加する自局の無線フレームの第１時間パラメータを、前記第１の基地局の無線フレームの第１時間パラメータに同期させる無線フレーム同期処理部と、前記第１時刻情報源とは異なる第２時刻情報源から、前記第１時刻情報源から取得する第１時刻情報よりも精度が低い第２時刻情報を取得する時刻情報取得部と、前記基準時刻情報を基準にして前記第１の基地局と同期した自局の第１時間パラメータの値が一巡するごとに所定の第２時間周期で１ずつ増加するように設定される第２時間パラメータの前記第２時刻情報を取得したときの値として、前記基準時刻情報を基準にして前記第２時刻情報から前記第２時間パラメータの値を算出して設定するパラメータ算出設定部と、前記基準時刻情報と前記第２時間パラメータの値と前記第１の基地局と同期した自局の第１時間パラメータの値とに基づいて時刻を算出する時刻計算部とを備える。
前記通信システムにおいて、前記第２時間パラメータの第２時間周期は、前記第２時刻情報の誤差（例えば、前記第２時間周期の期間における前記第２時刻情報の最大誤差）よりも大きくしてもよく、前記第２時刻情報の誤差の２倍以上としてもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第２の基地局の前記パラメータ算出設定部は、前記基準時刻情報を基準にして前記第２時刻情報から前記第２時間パラメータの値と前記第１時間パラメータの値とを算出し、前記算出した第１時間パラメータの値に基づいて、前記算出した第２時間パラメータを補正して設定してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第２の基地局の前記パラメータ算出設定部は、前記算出した第１時間パラメータの値が前記所定の最大値の半値よりも大きい又は該半値以上か否かを判定し、前記判定が否定の場合は、前記算出された第１時間パラメータに基づく前記第２時間パラメータの次の更新タイミングに、前記算出した第２時間パラメータに１を加えて補正して設定し、前記判定が肯定の場合は、前記算出した第２時間パラメータの補正を行わないようにしてもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第１時間パラメータは、移動通信システムのＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ仕様で規格されているシステムフレーム番号であり、前記同期信号は、移動通信システムのＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ仕様で規格されている及び第２同期信号の少なくとも一方であってもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第１時刻情報源は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星である。
また、前記通信システムにおいて、前記第２時刻情報源は、ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバであってもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第２の基地局はスモールセル基地局であり、前記第１の基地局はマクロセル基地局であってもよい。
【０００５】
また、本発明の他の態様に係る基地局は、移動通信システムの基地局であって、第１時刻情報源から取得した第１時刻情報に基づいて時刻同期された基準の基地局との間の時刻同期に用いる基準時刻情報の情報を記憶する記憶部と、前記基準の基地局において前記基準時刻情報を基準にして所定の初期値から最大値までを一巡単位として所定の第１時間周期で１ずつ増加する無線フレームの第１時間パラメータに基づいて生成した同期信号を、前記基準の基地局から受信する同期信号受信部と、前記基準の基地局から受信した同期信号に基づいて、所定の初期値から最大値までを一巡単位として所定の第１時間周期で１ずつ増加する自局の無線フレームの第１時間パラメータを、前記基準の基地局の無線フレームの第１時間パラメータに同期させる無線フレーム同期処理部と、前記第１時刻情報源とは異なる第２時刻情報源から、前記第１時刻情報源から取得する第１時刻情報よりも精度が低い第２時刻情報を取得する時刻情報取得部と、前記基準時刻情報を基準にして前記基準の基地局と同期した自局の第１時間パラメータの値が一巡するごとに所定の第２時間周期で１ずつ増加するように設定される第２時間パラメータの前記第２時刻情報を取得したときの値として、前記基準時刻情報を基準にして前記第２時刻情報から前記第２時間パラメータの値を算出して設定するパラメータ算出設定部と、前記基準時刻情報と前記第２時間パラメータの値と前記基準の基地局と同期した自局の第１時間パラメータの値とに基づいて時刻を算出する時刻計算部とを備える。
前記基地局において、前記第２時間パラメータの第２時間周期は、前記第２時刻情報の誤差（例えば、前記第２時間周期の期間における前記第２時刻情報の最大誤差）よりも大きくしてもよく、前記第２時刻情報の誤差の２倍以上としてもよい。
また、前記基地局において、前記パラメータ算出設定部は、前記基準時刻情報を基準にして前記第２時刻情報から前記第２時間パラメータの値と前記第１時間パラメータの値とを算出し、前記算出した第１時間パラメータの値に基づいて、前記算出した第２時間パラメータを補正して設定してもよい。
また、前記基地局において、前記パラメータ算出設定部は、前記算出した第１時間パラメータの値が前記所定の最大値の半値よりも大きい又は該半値以上か否かを判定し、前記判定が否定の場合は、前記算出された第１時間パラメータに基づく前記第２時間パラメータ（Ｎｔｉｍｅ）の次の更新タイミングに、前記算出した第２時間パラメータに１を加えて補正して設定し、前記判定が肯定の場合は、前記算出した第２時間パラメータの補正を行わないようにしてもよい。
また、前記基地局において、前記第１時間パラメータは、移動通信システムのＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ仕様で規格されているシステムフレーム番号であってもよく、前記同期信号は、移動通信システムのＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ仕様で規格されている第１同期信号及び第２同期信号の少なくとも一方であってもよい。
また、前記基地局において、前記第１時刻情報源は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星であってもよく、前記第２時刻情報源は、ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバであってもよい。
また、前記基地局はスモールセル基地局であってもよく、前記基準の基地局はマクロセル基地局であってもよい。
【０００６】
また、本発明の他の態様に係る移動通信システムの基地局間の時刻同期方法は、基準の第１の基地局が、第１時刻情報源から取得した第１時刻情報に基づいて時刻同期し、基準時刻情報を基準にして所定の初期値から最大値までを一巡単位として所定の第１時間周期（１０ｍｓ）で１ずつ増加する無線フレームの第１時間パラメータに基づいて生成した同期信号を送信することと、時刻同期対象の第２の基地局が、前記第１の基地局から前記同期信号を受信し、前記第１の基地局から受信した同期信号に基づいて、所定の初期値から最大値までを一巡単位として所定の第１時間周期で１ずつ増加する自局の無線フレームの第１時間パラメータを、前記第１の基地局の無線フレームの第１時間パラメータに同期させることと、前記第１時刻情報源とは異なる第２時刻情報源から、前記第１時刻情報源から取得する第１時刻情報よりも精度が低い第２時刻情報を取得することと、前記第２の基地局が、前記基準時刻情報を基準にして前記第１の基地局と同期した自局の第１時間パラメータの値が一巡するごとに所定の第２時間周期で１ずつ増加するように設定される第２時間パラメータの前記第２時刻情報を取得したときの値として、前記基準時刻情報を基準にして前記第２時刻情報から前記第２時間パラメータの値を算出して設定することと、前記第２の基地局が、前記基準時刻情報と前記第２時間パラメータの値と前記基準の基地局と同期した自局の第１時間パラメータの値とに基づいて時刻を算出することと、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＧＰＳ信号などの高い時刻精度の外部時刻源からの無線信号を受信できない場所でも、前記外部時刻源と同精度の精度で時刻同期を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るマクロセル基地局及びスモールセル基地局を備えた移動通信システムの概略構成の一例を示す説明図。
【図２】下りリンク信号の無線フレームの時間軸方向のフォーマットの一例を示す説明図。
【図３】セル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）で採用されているＡＢＳによるサブフレームにおける送信停止の様子の一例を示す説明図。
【図４】基地局間の時刻同期が不完全の場合の干渉の様子の一例を示す説明図。
【図５】（ａ）および（ｂ）は本実施形態における無線フレーム同期について説明する図。
【図６】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ都市部における日中および夜間のトラフィック状況と、それに応じたＡＢＳパターンとを例示する図。
【図７】本実施形態の時刻同期で用いるＮｔｉｍｅについて説明する図。
【図８】本実施形態に係る移動通信システムにおけるマクロセル基地局およびスモールセル基地局の要部を示す制御ブロック図。
【図９】本実施形態に係る移動通信システムのマクロセル基地局およびスモールセル基地局におけるとの時刻同期処理のフロー図。
【図１０】マクロセル基地局での時刻同期部の一例を示す図。
【図１１】各基地局におけるリスニング同期部の一例を示す図。
【図１２】スモールセル基地局における時刻同期部の一例を示す図。
【図１３】Ｎｔｉｍｅの算出に、ＮＴＰサーバから取得した時刻の誤差の影響を受ける場合の一例について説明する図。
【図１４】他の実施形態に係るスモールセル基地局における時刻同期およびの時刻算出の一例を示す制御フロー図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ここでは、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄへの適用を前提に本発明の実施形態を説明するが、類似のセル構成、物理チャネル構成を用いるシステムであれば、本発明の概念はどのようなシステムにも適用可能である。
【００１０】
まず、本発明を適用可能な移動通信システムの全体構成について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るマクロセル基地局とスモールセル基地局とが配置された移動通信システムの概略構成を示す説明図である。
【００１１】
図１において、本実施形態の移動通信システムは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの標準仕様に準拠した通信システムであり、基準の第１の基地局としてのマクロセル基地局１０と、そのマクロセル基地局１０の無線通信エリアであるセル（以下、適宜「マクロセル」という。）１０Ａ内に位置する時刻同期対象の第２の基地局としてのスモールセル基地局２０とを備える。スモールセル基地局２０の無線通信エリアであるセル（以下、適宜「スモールセル」という。）２０Ａは、マクロセル基地局１０のマクロセル１０Ａの内側に含まれている。マクロセル１０Ａは主に屋外にあるため、屋外マクロセルとも呼ばれる。
【００１２】
近年、大都市部においては、中高層ビルの屋内オフィスでの通信トラフィックが急増しているため、高さ方向にも効率良く通信トラフィックを運ぶ手段が求められている。そのため、マクロセル１０Ａ内に位置するビル等の建物４０内の高さ方向を含めて３次元的にスモールセル基地局２０を展開して設置する３次元空間セル構成が有効である。
【００１３】
図１において、第１の移動局であるユーザ端末装置（ＵＥ：User Equipment）３０は、マクロセル基地局１０のマクロセル１０Ａに在圏してマクロセル基地局１０に接続されたユーザ端末装置（ＭＵＥ）であり、マクロセル基地局１０を介して電話やデータ通信などのための無線通信が可能な状態にある。このユーザ端末装置３０は、マクロセル１０Ａとスモールセル２０Ａとの境界部に近い位置に在圏しているため、スモールセル２０Ａからの干渉を受けやすい状況にある。
【００１４】
また、第２の移動局であるユーザ端末装置（ＵＥ）３１は、建物４０内に設置されたスモールセル基地局２０のスモールセル２０Ａの外縁部に在圏してスモールセル基地局２０に接続されたユーザ端末装置（ＳＵＥ）であり、スモールセル基地局２０を介して電話やデータ通信などのための無線通信が可能な状態にある。このユーザ端末装置３１は、スモールセル２０Ａのマクロセル１０Ａとの境界部に近い位置に在圏しているため、マクロセル１０Ａからの干渉を受けやすい状況にある。
【００１５】
ユーザ端末装置３０、３１は、マクロセル１０Ａやスモールセル２０Ａに在圏するときに、その在圏するセルに対応するマクロセル基地局やスモールセル基地局と間で所定の通信方式及び無線通信リソースを用いて無線通信することができる。ユーザ端末装置３０、３１は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより基地局１０，２０等との間の無線通信等を行うことができる。
【００１６】
マクロセル基地局１０は、移動体通信網において屋外に設置されている通常の半径数百ｍ乃至数ｋｍ程度の広域エリアであるマクロセルをカバーする広域の基地局であり、「Ｍａｃｒｏ  ｅ−Ｎｏｄｅ  Ｂ」、「ＭｅＮＢ」等と呼ばれる場合もある。マクロセル基地局１０は、他の基地局と例えば有線の通信回線で接続され、所定の通信インターフェースで通信可能になっている。また、マクロセル基地局１０は、回線終端装置及び専用回線などの通信回線を介して移動体通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上のサーバ装置などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。
【００１７】
また、マクロセル基地局１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を備えており、第１時刻源であるＧＰＳ衛星２００が備える原子時計から誤差１［μｓ］の高精度の時刻データ等を含むＧＰＳ信号が受信可能となっている。
【００１８】
スモールセル基地局２０は、広域のマクロセル基地局とは異なり、無線通信可能距離が数ｍ乃至数百ｍ程度であり、一般家庭、店舗、オフィス等の建物４０の内部にも設置することができる小容量の基地局である。スモールセル基地局２０は、移動体通信網における広域のマクロセル基地局がカバーするエリアよりも小さなエリアをカバーするように設けられるため、「Ｓｍａｌｌ  ｅ−Ｎｏｄｅ  Ｂ」や「Ｓｍａｌｌ  ｅＮＢ」と呼ばれる場合もある。スモールセル基地局２０についても、回線終端装置及びＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線や光回線等のブロードバンド公衆通信回線などの通信回線を介して移動体通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上のサーバ装置などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。
【００１９】
建物４０内に設置されたスモールセル基地局２０は、ＧＰＳ衛星２００から高精度の時刻データを含むＧＰＳ信号を受信できない場合がある。そのため、スモールセル基地局２０は、回線終端装置及びＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線や光回線等のブロードバンド公衆通信回線などの通信回線を介して第２時刻源であるＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバから数ｍｓ以上の誤差を有する低精度の時刻データを受信可能となっている。
【００２０】
また、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０それぞれの基地局は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、後述の干渉を抑制するための各種処理を実行したり、所定の通信方式及び無線通信リソースを用いてユーザ端末装置３０、３１との間の無線通信を行ったりすることができる。
【００２１】
各基地局１０、２０は、移動局であるユーザ端末装置に対してＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式の下りリンクの無線通信可能な基地局である。基地局１０、２０は、例えば、アンテナ、無線信号経路切り換え部、送受共用器（ＤＵＰ：Duplexer）、下り無線受信部とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）復調部、上り無線受信部、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access）復調部など備える。更に、各基地局１０、２０は、ＯＦＤＭ変調部、下り無線送信部、制御部等を備える。
【００２２】
ＳＣ−ＦＤＭＡ復調部は、上り無線受信部で受信した受信信号に対してＳＣ−ＦＤＭＡ方式の復調処理を実行し、復調されたデータを制御部に渡す。ＯＦＤＭ変調部は、制御部から受けた自局のセルに在圏しているユーザ端末装置に向けて送信する下り信号のデータを、所定の電力で送信されるように、ＯＦＤＭ方式で変調する。また、基地局が例えばサーバ装置から送信停止対象のサブフレームの情報を受信した場合、ＯＦＤＭ変調部は、無線フレーム中の特定のサブフレームについてのみ下り送信を停止するように制御される。下り無線送信部は、ＯＦＤＭ変調部で変調した送信信号を、送受共用器、無線信号経路切り換え部及びアンテナを介して送信する。
【００２３】
基地局１０、２０の制御部は、例えばコンピュータ装置で構成され、所定のプログラムが読み込まれて実行されることにより、各部を制御したり各種処理を実行したりする。また、制御部は、外部通信インターフェース部と協働して、送信停止対象のサブフレームの情報であるＡＢＳパターン情報をサーバ装置から受信する手段としても機能する。また、制御部は、サーバ装置から受信した送信停止対象のサブフレームの情報（ＡＢＳパターン情報）に基づいて、特定の送信停止対象のサブフレームにおける下り送信を停止するように制御する手段としても機能する。
【００２４】
上記基地局１０、２０のうちスモールセル基地局２０の制御部は、マクロセル基地局１０から受信した同期信号に基づいてマクロセル基地局１０との間で無線フレームの周期および位相を合わせるフレーム同期を行ったり、更にＮＴＰサーバからの時刻情報（タイムスタンプ）に基づいて時刻同期したりする手段としても機能する。なお、スモールセル基地局２０における同期処理については後述する。
【００２５】
なお、図１では、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０を一つずつ図示しているが、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０はそれぞれ複数であってもよい。また、図１では、マクロセル１０Ａ及びスモールセル２０Ａそれぞれに在圏するユーザ端末装置が１台ずつ在圏する場合について図示しているが、各セルに在圏するユーザ端末装置は複数台であってもよい。
【００２６】
また、本実施形態の移動通信システムにおいて、前述のＮＴＰサーバのほか、各基地局１０、２０と通信回線を介して通信可能なサーバ装置を備えてもよい。このサーバ装置は、ＳＯＮ（Self-Organizing Network）サーバなどとも呼ばれ、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部などのハードウェアを用いて構成される。サーバ装置は、所定のプログラムが実行されることにより、所定の通信回線を介してマクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０と通信することができる。
【００２７】
また、各基地局１０，２０はそれぞれ、内部クロックを有し、基地局間時刻同期機能を有している。マクロセル基地局１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて時刻同期処理（ＧＰＳ同期方式）を行う手段を有している。一方、ＧＰＳ衛星２００からＧＰＳ信号を受信できないスモールセル基地局２０は、マクロセル基地局１０から受信した同期信号に基づいて無線フレームの周期および位相を合わせるフレーム同期処理を行う後述するリスニング同期と、ＮＴＰサーバとの間のＮＴＰ又はＳＮＴＰ通信を用いて取得した時刻情報とを組み合わせて時刻同期処理を行う手段を有している。
【００２８】
次に、上記構成の移動通信システムにおける互いに時刻同期されたマクロセル基地局およびスモールセル基地局２０の下りリンク信号の送信タイミングの調整方法を効果的に適用可能なセル間干渉制御について説明する。
図１においてマクロセル基地局１０及びスモールセル基地局２０で同一周波数帯域が使用される場合、スモールセル基地局２０において干渉が生じるため、干渉を抑制するための制御が必要となる。この干渉制御方法としては、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ標準のｅＩＣＩＣ（enhanced Inter-Cell Interference Coordination）技術が有効である。
【００２９】
図２は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに準拠した下りリンクの無線フレームの時間軸方向のフォーマットの一例を示す説明図である。図２に示すように、下りリンクの信号の１単位である所定長（図示の例では１０［ｍｓ］）の無線フレーム１００は、所定個数（図示の例では１０個）の所定長（図示の例では１．０［ｍｓ］）のサブフレーム１１０で構成される。各サブフレーム１１０は、制御チャネル領域１１０Ａとデータチャネル領域１１０Ｂとを有する。
【００３０】
図３は、基地局間の時刻同期が行われている状態でセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）を用いたサブフレームの送信停止の様子の一例を示す説明図である。
図３に示すように、ｅＩＣＩＣでは、例えばマクロセル基地局１０から送信される無線フレーム内の一部のサブフレーム（図示の例では♯１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレーム）でデータの送信を停止する。このようなサブフレームをＬＴＥではＡＢＳと呼ぶ。スモールセル基地局２０は、マクロセル基地局１０においてＡＢＳに指定されたサブフレームと同じ番号のサブフレーム（図示の例では♯１〜＃３、＃６〜＃８のサブフレーム）を用いてユーザ端末装置３０にデータを送信することで、スモールセル基地局２０に接続しているユーザ端末装置３０におけるマクロセル基地局１０からのデータチャネルの干渉を低減することができる。
【００３１】
また、例えば図３に示すように、スモールセル基地局２０の一部のサブフレーム（図示の例では♯０，＃４，＃５，＃９のサブフレーム）で同様にＡＢＳを設定することにより、マクロセル基地局１０は、スモールセル基地局２０においてＡＢＳに指定されたサブフレームと同じ番号のサブフレーム（図示の例では♯０，＃４，＃５，＃９のサブフレーム）を用いてユーザ端末装置にデータを送信することで、マクロセル基地局１０に接続しているユーザ端末装置におけるスモールセル基地局２０からのデータチャネルの干渉を低減することができる。
【００３２】
図４は、各基地局の時刻同期が不完全の場合の干渉の様子の一例を示す説明図である。上記セル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）では時間軸上で干渉を制御しているため、各基地局１０、２０のアンテナから送信された下りリンク信号がユーザ端末装置３０に到達する時間のずれを、許容範囲以下（例えば、１［μｓ］以下）にする必要がある。仮に、各基地局１０、２０から送信された下りリンク信号がユーザ端末装置３０に到達する時間のずれが許容範囲以上であると、例えば図４に示すように、マクロセル基地局１０でＡＢＳが設定されたサブフレーム１１０ａ（＃２）の直前の送信データを含むサブフレーム１１０ａ（＃１）の後端部１１１と、スモールセル基地局２０の送信データを含むサブフレーム１１０ｂ（＃２）の前端部１１２とが互いに干渉してしまう。つまり、スモールセル基地局２０から送信された下りリンク信号のサブフレーム１１０ｂ（＃２）の前端部１１２がユーザ端末装置３０に受信されているときに、マクロセル基地局１０から送信された下りリンク信号のサブフレーム１１０ａ（＃１）の後端部１１１がユーザ端末装置３０に到達して干渉する。そのため、各基地局１０、２０の時刻同期の精度を高める必要がある。
【００３３】
複数の基地局の時刻同期の方法としては、各基地局でＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて時刻同期処理を行うＧＰＳ同期方法がある。ＧＰＳ同期方法においては、ＧＰＳ衛星から誤差１［μｓ］以下の時刻データを含むＧＰＳ信号を用いて、時刻同期処理を行うことができ、高精度の時刻同期を行うことができる。ＧＰＳ信号を受信可能なマクロセル基地局１０では、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて時刻同期処理を行うことができる。しかしながら、建物４０内に設置されたスモールセル基地局２０は、ＧＰＳ衛星２００からＧＰＳ信号を受信できない場合があり、ＧＰＳ同期方法で時刻同期することができない。
【００３４】
また、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronic Engineers）１５８８規格で定義されるＰＴＰ（Precision Time Protocol）を用いて時刻同期処理を行う場合がある。しかしながら、この場合は、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronic Engineers）１５８８規格のネットワークを構築する必要がある。さらには、誤差のない高精度で高価な１５８８規格のクロックソースを用いる必要があり通信システムの構築にコストがかかる。
【００３５】
一方、ＮＴＰサーバとの間のＮＴＰ又はＳＮＴＰの通信を用いることで、安価にネットワークを構築することができるが、誤差が数ｍｓとなり、高精度な時刻同期を行うことができない。
【００３６】
そこで、本実施形態では、ＧＰＳ同期方法を用いることができない基地局において、ＧＰＳ同期方法等の高精度な時刻同期方法によって時刻同期した基準となる基地局が送信する無線フレームの同期信号を受信することで無線フレームを同期し、ＮＴＰ等のＧＰＳ以外の時刻同期システムから取得するタイムスタンプ情報と、ＬＴＥの標準基地局に備えられている無線フレームを管理する時間パラメータ及び当該パラメータを拡張したパラメータとを用いて、高精度な時刻同期を実現している。
【００３７】
本実施形態のスモールセル基地局２０においては、マクロセル基地局１０から受信した同期信号に基づいて無線フレームの周期および位相を合わせるフレーム同期処理を行うリスニング同期を行っている。これにより、スモールセル基地局２０において、高精度な時刻同期がなされていなくても、マクロセル基地局１０とスモールセル基地局２０との間で、無線フレーム１００の周期および位相を高精度に（例えば１［μｓ］以下の精度で）同期させることができる。
【００３８】
図５の（ａ）および（ｂ）は本実施形態における無線フレーム同期について説明する図である。
リスニング同期方法では、マクロセル基地局１０から周期的に送信される同期信号（ＰＳＳ，ＳＳＳ）をスモールセル基地局２０が受信する。スモールセル基地局２０は、例えば、無線フレーム１００の開始タイミングから、上記同期信号を受信するまでの時間を計測する。スモールセル基地局２０の無線フレーム１００の送信タイミングが、マクロセル基地局１０と同期されているときは、計測した時間が、規定の時間ΔＫとなる。しかし、図５（ａ）に示すように、スモールセル基地局２０の無線フレーム１００の開始タイミングが、マクロセル基地局１０と同期していないときは、計測した時間が、ΔＫ＋ΔＳとなる。スモールセル基地局２０は、規定の時間ΔＫからのずれた時間ΔＳを算出し、図５（ｂ）に示すように、次の無線フレーム１００の開始タイミングを、ΔＳだけ遅らせて開始する。これにより、スモールセル基地局２０で、時刻源から時刻を取得せずとも、マクロセル基地局１０とスモールセル基地局２０との間で、無線フレーム１００の周期および位相を高精度に（例えば１［μｓ］以下の精度で）同期させることができる。
【００３９】
前述のＡＢＳを用いたセル間干渉抑制技術において、マクロセル基地局１０と、スモールセル基地局２０との間のＡＢＳの割り当ては、トラフィック需要に依るため、トラフィック状況に応じてＡＢＳパターンを変更するのが好ましい。
【００４０】
図６は、都市部における日中と夜間とのトラフィック状況と、それに応じたＡＢＳパターンとを例示する図であり、図６（ａ）は、日中の状況を例示しており、図６（ｂ）は、夜間の状況を例示している。
図６（ａ）に示すように、日中の都市部においては、スモールセル基地局２０のスモールセル２０Ａに多くのユーザ端末装置（ＭＵＥ）３１が存在する。そのため、日中は、スモールセル基地局２０のＡＢＳの割り当てを少なくし、スモールセル基地局２０のデータ通信を多くすることで、ユーザ端末装置（ＭＵＥ）３０，３１とのデータ通信を効率よく行うことができる。一方、図６（ｂ）に示すように、夜間の都市部おいては、多くのユーザ端末装置（ＭＵＥ）が郊外へ移動するため、スモールセル基地局２０のスモールセル２０Ａに在圏するユーザ端末装置（ＭＵＥ）３１が少なくなる。従って、夜間は、スモールセル基地局２０のＡＢＳの割り当てを多くし、スモールセル基地局２０のデータ通信を少なくすることで、ユーザ端末装置（ＭＵＥ）３１とのデータ通信を効率よく行うことができる。
【００４１】
ＡＢＳパターンの切り替えを行う際にも、ＡＢＳパターン変更タイミングが精度よく同期してないと、前述のデータチャネルの干渉が発生する。かかるＡＢＳパターンの切り替えは、例えば、サーバ装置からＡＢＳパターンや切り替えを行う時刻（日、時、分、秒）が各基地局に送られ、各基地局では、サーバ装置から送られてきた時刻になったタイミングでパターン切り替えを行う。このように、サーバ装置から送られた時刻情報に基づいて、ＡＢＳパターンの切り替えを行うため、ＡＢＳパターンの切り替えの時刻同期においては、各基地局で精度の高い時刻に基づいて、ＡＢＳパターン変更を行う必要がある。上述したように、屋外に設置されるマクロセル基地局１０は、誤差１［μｓ］以下の高精度な時刻をＧＰＳ衛星から取得でき、高い精度の時刻管理を行うことができる。ＧＰＳ信号が受信できないスモールセル基地局２０においては、上述したＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronic Engineers）１５８８規格で定義されるＰＴＰ（Precision Time Protocol）を用いることで、精度の高い時刻を取得することができるが、上述したように、コストがかかるという課題がある。
【００４２】
ＬＴＥには、連続する無線フレーム１００を互いに識別するＳＦＮ（System frame Number）が定義されている。無線フレーム１００の送信間隔は、１０［ｍｓ］であり、しかも、マクロセル基地局１０と同期がとられて、常に一定の間隔で送信がなされている。従って、高精度に時刻同期したマクロセル基地局と同期した無線フレームのＳＦＮを用いて、現在時刻を算出することで、精度の高い現在時刻を得ることができる。しかしながら、ＳＦＮの値は、０（最小値）〜１０２３（最大値）と定義されているため、ＳＦＮを用いた時刻計算では、１０．２４秒（１０［ｍｓ］×１０２４）の範囲しか時刻を計算できない。
【００４３】
そこで、本実施形態においては、上記ＳＦＮよりも長い周期でカウントアップする新たな時刻パラメータ（以下、「Ｎｔｉｍｅ」）を導入し、第１時間パラメータたるＳＦＮと、ＮＴＰサーバから取得した時刻情報（タイムスタンプ）に基づいて設定した第２時間パラメータたるＮｔｉｍｅとを用いることにより、より広い時間範囲（例えば４８時間）で精度の高い現在時刻を算出可能とし、精度の高いＡＢＳパターン切り替えの時刻同期を行うようにした。以下、具体的に説明する。
【００４４】
図７は、本実施形態の時刻同期で用いるＮｔｉｍｅについて説明する図である。
図７に示すように、Ｎｔｉｍｅは、ＳＦＮがリセットされるとカウントアップされるパラメータであり、Ｎｔｉｍｅのカウントアップ間隔は、１０．２４秒（１０２４０［ｍｓ］）である。なお、図７では、Ｎｔｉｍｅ＝１６８７４（４８時間）でリセットする設定であるが、かかる設定はシステムにより適宜設定すればよい。
【００４５】
Ｎｔｉｍｅ、ＳＦＮによる時刻算出は、ＳＦＮ、Ｎｔｉｍｅ＝０のときの時刻である基準時刻を用いる。
基準時刻（Ｄ：Ｈ：Ｍ：Ｓ）から所定時間経過した時刻（ｄ：ｈ：ｍ：ｓ）におけるＳＦＮは、次の（式１）で表すことができる。
ＳＦＮ＝｛ｆ（ｄ，ｈ，ｍ，ｓ）ｍｏｄ １０２４｝ｄｉｖ １０・・（式１）
【００４６】
また、Ｎｔｉｍｅは、次の（式２）で表すことができる。
Ｎｔｉｍｅ＝｛ｆ（ｄ，ｈ，ｍ，ｓ）｝ｄｉｖ １０２４０・・・（式２）
【００４７】
上記ｆ（ｄ，ｈ，ｍ，ｓ）は、基準時刻（Ｄ：Ｈ：Ｍ：Ｓ）から任意の時刻（ｄ：ｈ：ｍ：ｓ）までの経過時間（単位：ｍｓ）であり、次のの（式３）で表すことができる。
ｆ（ｄ，ｈ，ｍ，ｓ）＝１０３×｛（ｓ−Ｓ）＋（ｍ−Ｍ）×６０＋（ｈ−Ｈ）×６０２＋（ｄ−Ｄ）×２４×６０２｝・・・（式３）
【００４８】
例えば、基準時刻が０日０時０分０秒であり、基準時刻（Ｄ：Ｈ：Ｍ：Ｓ）から所定期間経過した時刻が０日１２時３０分００秒のとき、この時刻におけるＳＦＮ，Ｎｔｉｍｅは、次の計算１〜３で求めることができる。
計算１：  ｆ（０，１２，３０，０）＝１０３×（３０×６０＋１２×６０２）
＝４５０００００［ｍｓ］
計算２：  Ｎｔｉｍｅ＝４５０００ ｄｉｖ １０２４０＝４３９
計算３：  ＳＦＮ＝（４５０００００ ｍｏｄ１０２４０）
＝４６４０ ｄｉｖ １０
＝４６４
【００４９】
したがって、０日１２時３０分００秒は、基準時刻を基準にして、Ｎｔｉｍｅ＝４３９、ＳＦＮ＝４６４と表すことができる。
【００５０】
図８は、本実施形態に係る移動通信システムにおけるマクロセル基地局１０およびスモールセル基地局２０それぞれの要部を示す制御ブロック図である。
マクロセル基地局１０は、ＧＰＳ衛星２００からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ信号受信部１１と、スモールセル基地局２０と共有する基準時刻（Ｄ，Ｈ，Ｍ，Ｓ）の情報を記憶する基準情報記憶部１２と、ＳＦＮ計算部１３を備えている。ＳＦＮ計算部１３は、無線フレーム１００の開始タイミングを制御する無線フレーム制御部１３ａと、ＳＦＮをカウントするＳＦＮカウント部１３ｂとを備えている。また、マクロセル基地局１０は、ＰＳＳ、ＳＳＳなどの同期信号やＳＦＮ情報を含むダウンリンク信号を、スモールセル基地局２０に送信するダウンリンク信号送信部１４を備えている。
【００５１】
スモールセル基地局２０は、マクロセル基地局１０から送られてきた同期信号（ＰＳＳ、ＳＳＳ）やＳＦＮ情報を含むダウンリンク信号を受信するダウンリンク信号受信部２１と、スモールセル基地局２０のＳＦＮ（以下、マクロセル基地局のＳＦＮと区別するため、「ＳＦＮ’」と表記する。）を、マクロセル基地局１０のＳＦＮとを同期させる同期処理部２２とを備えている。同期処理部２２は、無線フレーム１００の開始タイミングを調整して、マクロセル基地局１０の無線フレーム開始タイミングに同期させる無線フレーム制御部２２ａと、マクロセル基地局１０から送られてきたＳＦＮを、ＳＦＮ’に設定するＳＦＮ’設定部２２ｂとを有している。また、スモールセル基地局２０も、マクロセル基地局１０と同様、共有の基準時刻の情報を記憶する基準情報記憶部２３を備えている。
【００５２】
また、スモールセル基地局２０は、ＮＴＰサーバ２０１から時刻情報であるタイムスタンプを取得するタイムスタンプ取得部２４と、取得したタイムスタンプと基準時刻とに基づいて第２時間パラメータたるＮｔｉｍｅを算出して設定するパラメータ算出設定部たるＮｔｉｍｅ算出部２５と、ＳＦＮ’、基準時刻およびＮｔｉｍｅに基づいて現在時刻を算出する時刻計算部である時刻算出部２６とを備えている。
【００５３】
図９は、本実施形態に係る移動通信システムのマクロセル基地局１０およびスモールセル基地局２０における時刻同期処理のフロー図であり、図１０は、マクロセル基地局１０での時刻同期部５０１の一例を示す図である。
【００５４】
図９に示すように、サーバから各基地局１０、２０に時刻同期を行うための各基地局で共有される基準時刻（Ｄ，Ｈ，Ｍ，Ｓ）が、サーバから送信され、各基地局は、受信した基準時刻を基準情報記憶部２３に保存する（Ｓ１０１，Ｓ２０１）。
【００５５】
図１０に示すマクロセル基地局１０の時刻同期部５０１は、ＧＰＳ信号受信部１１によりＧＰＳ衛星２００からＧＰＳ信号を受信し、誤差１［μｓ］以下の時刻情報を取得し、内部クロックを補正する（図９のＳ１０２）。これにより、マクロセル基地局１０は、正確な時刻に対して１［μｓ］以下誤差で時刻同期がなされる。
【００５６】
次に、ＳＦＮ計算部１３の無線フレーム制御部１３ａは、無線フレーム１００の開始タイミングが、基準情報記憶部１２に記憶された基準時刻に同期するように、開始タイミングの調整を行う（図９のＳ１０３の一部）。具体的には、取得したＧＰＳ信号の時刻情報に基づいて、上記基準時刻になったタイミングで、無線フレームを開始する。
【００５７】
上述したように、マクロセル基地局１０が取得するＧＰＳ信号に含まれる時刻情報は、誤差１［μｓ］以下である。従って、このＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に基づいて、調整された無線フレーム１００の開始タイミングの基準時刻に対する時間的なずれは、１［μｓ］以下に抑えられる。
【００５８】
ＳＦＮカウント部１３ｂは、無線フレーム１００の開始タイミングに基づいて、ＳＦＮをカウントアップし、ＳＦＮ＝１０２３でＳＦＮをリセットする（図９のＳ１０３の一部）。無線フレーム１００の間隔は、１０［ｍｓ］であるため、ＳＦＮカウント部１３ｂは、１０［ｍｓ］の間隔で時を刻む時計のように機能する。また、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報を用いて調整された無線フレームの開始タイミングに基づいてカウントアップが行われるため、ＳＦＮのカウントアップの時間的ずれは、１［μｓ］以下に抑えられる。
【００５９】
ＳＦＮカウント部１３ｂは、基準時刻とＧＰＳ信号とに基づいて基準時刻における無線フレーム開始タイミングを決定し、ＳＦＮのカウントを開始する。
【００６０】
図１１は、各基地局におけるリスニング同期部５０２の一例を示す図である。
マクロセル基地局１０のダウンリンク信号送信部１４は、無線フレーム制御部１３ａで調整された無線フレーム１００の開始タイミングに基づいて、ＰＳＳ、ＳＳＳ等の同期信号を含むダウンリンク信号を、スモールセル基地局２０に送信する（図９のＳ１０４）。このダウンリンク信号は、ＳＦＮカウント部１３ｂから取得したＳＦＮの値を含む。
【００６１】
スモールセル基地局２０のダウンリンク信号受信部２１は、マクロセル基地局１０から送信された同期信号（ＰＳＳ，ＳＳＳ）およびＳＦＮの値を受信する。同期処理部２２の無線フレーム制御部２２ａは、先の図５を用いて説明した方法で、無線フレーム１００の開始タイミングを調整し、スモールセル基地局２０とマクロセル基地局１０との間で無線フレーム１００の開始タイミングの同期を行う。また、同期処理部２２のＳＦＮ’設定部２２ｂは、マクロセル基地局１０から送られてきたＳＦＮの値を、ＳＦＮ’の値に設定する。これにより、スモールセル基地局２０のＳＦＮ’と、マクロセル基地局１０のＳＦＮとが同期される（図９のＳ２０３）。その結果、スモールセル基地局２０においても、基準時刻を基準にしたＳＦＮ’になり、ＳＦＮ’がカウントアップされるタイミングの時間的なずれが１［μｓ］以下に抑えられる。
【００６２】
図１２は、スモールセル基地局における時刻同期部５０３の一例を示す図である。
スモールセル基地局２０のＮｔｉｍｅ算出部２５は、タイムスタンプ取得部２４がＮＴＰサーバ２０１から取得した数ｍｓ単位の誤差を含むタイムスタンプと、基準情報記憶部２３に記憶されている基準時刻とに基づいて、Ｎｔｉｍｅを算出し、設定する（図９のＳ２０４）。Ｎｔｉｍｅの算出は、まず、上記式（３）を用いて、基準時刻からタイムスタンプの時刻までの経過時間ｆ（ｄ，ｈ，ｍ，ｓ）をミリ秒単位で算出する。次に、算出した経過時間ｆ（ｄ，ｈ，ｍ，ｓ）と、先の式（２）とを用いて、Ｎｔｉｍｅを算出する。
【００６３】
上記Ｎｔｉｍｅは、前述の図７を用いて説明したように、ＳＦＮがリセットされるとカウントアップされる時間パラメータであり、その時間幅は、１０．２４秒（１０２４［ｍｓ］）と、ＮＴＰサーバ２０１から得られるタイムスタンプの誤差（数ｍｓ）に対して１０倍以上である。ここで、タイムスタンプの誤差は、例えばＮｔｉｍｅの更新周期である第２時間周期（１０２４０ｍｓ）の期間におけるタイムスタンプの最大誤差である。従って、算出されたＮｔｉｍｅは、ＮＴＰサーバ２０１から取得したタイムスタンプの誤差を良好に吸収することができ、Ｎｔｉｍｅの値が、ＮＴＰサーバ２０１から取得したタイムスタンプの誤差の影響を受けることはほぼない。なお、タイムスタンプ取得部２４が取得する時刻の誤差に対してＮｔｉｍｅの時間幅が２倍以上あれば、誤差を良好に吸収することができる。
【００６４】
次に、Ｎｔｉｍｅ算出部２５は、算出したＮｔｉｍｅの値を現在のＮｔｉｍｅの値として設定し、ＳＦＮ’がリセットされる毎に、Ｎｔｉｍｅを更新する。
【００６５】
時刻算出部２６は、ＳＦＮ’と、Ｎｔｉｍｅと、基準時刻とに基づいて、時刻を算出する。具体的には、まず、次の式４から基準時刻からの経過時間（単位：ｍｓ）を算出する。
ｆ（ｄ，ｈ，ｍ，ｓ）＝１０２４０×Ｎｔｉｍｅ＋ＳＦＮ’×１０・・・（式４）
【００６６】
次に、基準時刻（Ｄ，Ｈ，Ｍ，Ｓ）に算出した上記経過時間ｆ（ｄ，ｈ，ｍ，ｓ）を加算する。これにより、現在時刻を算出することができる。
【００６７】
現在時刻の算出は、基準時刻に対する時間的なずれが、１［μｓ］以下のＳＦＮ’と、ＮＴＰサーバ２０１から取得したタイムスタンプの誤差が吸収されたＮｔｉｍｅとから算出されるため、１［μｓ］以下の誤差の時刻を算出することができる。よって、この算出時刻に基づいて、時刻管理を行うことで、ＧＰＳ信号を受信できないスモールセル基地局２０でも、正確な時刻に対して誤差１［μｓ］以下の時刻同期を行うことができる。
【００６８】
以上のように、マクロセル基地局１０およびスモールセル基地局２０それぞれにおいて、精度の高い時刻管理を行うことができるので、ＡＢＳパターン切り替えの時刻同期を精度よく行うことができ、ＡＢＳパターン切り替え時のデータチャネルの干渉が発生するのを抑制することができる。
【００６９】
本実施形態の時刻同期処理では、ＮＴＰサーバ２０１からタイムスタンプを取得するタイミングによっては、Ｎｔｉｍｅの算出に、ＮＴＰサーバ２０１から取得した時刻の誤差の影響を受ける場合がある。
【００７０】
図１３は、Ｎｔｉｍｅの算出に、ＮＴＰサーバ２０１から取得した時刻の誤差の影響を受ける場合の一例について説明する図である。図に示すＮｔｉｍｅは、正確な時刻に対応するＮｔｉｍｅである。
例えば、図１３に示すように、ＮＴＰサーバ２０１から時刻情報（タイムスタンプ）を取得したタイミングが、Ｎｔｉｍｅ更新タイミング（ＳＦＮ’リセットタイミング）の直後の場合、取得した時刻が正確な時刻に対して遅れていると、この取得した時刻で算出するＮｔｉｍｅの値は、本来ならばｎ＋１でなければならないが、ｎとなってしまう。その結果、この算出したＮｔｉｍｅの値を設定すると、時刻算出部２６で算出する時刻が、正確な時刻に対して、１０秒以上遅れてしまうおそれがある。
【００７１】
そこで、次の図１４に例示するように、Ｎｔｉｍｅ算出部２５は、ＮＴＰサーバから取得した時刻に基づいて、Ｎｔｉｍｅと、ＳＦＮ（以下、このＮｔｉｍｅ算出部２５で算出するＳＦＮを、「ＳＦＮ’’」と表記する）とを算出し、算出したＳＦＮ’’の値に基づいて、Ｎｔｉｍｅを補正して設定してもよい。
【００７２】
図１４は、他の実施形態に係るスモールセル基地局における時刻同期およびの時刻算出の一例を示す制御フロー図である。
図１４に示すように、Ｎｔｉｍｅ算出部２５は、ＮＴＰサーバから取得したタイムスタンプに基づいて、Ｎｔｉｍｅと、ＳＦＮ’’とを算出する（Ｓ１）。算出したＳＦＮ’’の値が、０以上、５１２未満のとき（Ｓ２のＹＥＳ）は、算出したＮｔｉｍｅの値を、そのまま設定する（Ｓ４）。
【００７３】
一方、算出したＳＦＮ’’が、５１２以上のとき（Ｓ２のＮＯ）は、算出したＮｔｉｍｅの値が、本来のＮｔｉｍｅの値よりひとつ小さいおそれがある。しかし、誤差やタイムスタンプの取得タイミングによっては、算出したＮｔｉｍｅの値が、本来のＮｔｉｍｅの値という場合もある。よって、算出したＳＦＮ’’が、５１２以上のとき（Ｓ２のＮＯ）は、算出したＳＦＮ’’がリセット（ＳＦＮ’’に基づきＮｔｉｍｅが更新）されるタイミングで、算出したＮｔｉｍｅに１を加えた値を、Ｎｔｉｍｅに設定する（Ｓ３）。
【００７４】
ＮＴＰサーバから取得したタイムスタンプが、正しい時刻に対して早まることはない。従って、算出したＳＦＮ’’がリセット（ＳＦＮ’’に基づきＮｔｉｍｅが更新）されるタイミングにおける正しいＮｔｉｍｅの値は、算出したＮｔｉｍｅに対して１を加えた値である。よって、算出したＮｔｉｍｅに１を加えた値に設定することで、正しいＮｔｉｍｅを設定することができ、正確な時刻算出を行うことができる。
【００７５】
なお、上記図１４の例では、算出したＮｔｉｍｅに１を加えて設定する閾値を、ＳＦＮの半値（５１２）としているが、この閾値は、取得する時刻の誤差に基づいて適宜決めればよい。更新タイミングから誤差の１０倍以上さかのぼった値を、閾値として設定すれば、正しいＮｔｉｍｅを設定することができる。例えば、本実施形態では、取得する時刻の誤差が、数ｍｓであるので、閾値を９２３とし、ＳＦＮ’’が９２３以上のときは、算出したＳＦＮ’’に基づくＮｔｉｍｅ更新タイミング時に、Ｎｔｉｍｅ＋１の値を設定するようにしてもよい。
【００７６】
なお、本明細書で説明された処理工程並びに通信システム、基地局、ユーザ端末装置の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。例えば、本実施形態の各基地局における処理は、後述のハードウェアに所定のプログラムが読み込まれて実行されたり、後述のハードウェアに予め組み込まれた所定のプログラムが実行されたりすることにより、実現される。
【００７７】
ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、Ｎｏｄｅ Ｂ、端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
【００７８】
また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
【００７９】
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
【符号の説明】
【００８０】
１０  マクロセル基地局（基準の基地局）
１０Ａ  マクロセル
１１  ＧＰＳ信号受信部
１２  基準情報記憶部
１３  ＳＦＮ計算部
１３ａ  無線フレーム制御部
１３ｂ  ＳＦＮカウント部
１４  ダウンリンク信号送信部
２０  スモールセル基地局
２０Ａ  スモールセル
２１  ダウンリンク信号受信部（同期信号受信部）
２２  同期処理部（同期処理部）
２２ａ  無線フレーム制御部
２２ｂ  ＳＦＮ’設定部
２３  基準情報記憶部
２４  タイムスタンプ取得部（時刻情報取得部）
２５  Ｎｔｉｍｅ算出部（パラメータ算出設定部）
２６  時刻算出部
３０，３１  ユーザ端末装置
４０  建物
１００  無線フレーム
１１０  サブフレーム
１１０ａ  サブフレーム
１１０Ａ  制御チャネル領域
１１０Ｂ  データチャネル領域
２００  ＧＰＳ衛星（第１時刻源）
２０１  ＮＴＰサーバ（第２時刻源）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８１】
【特許文献１】特開２０１０−２８２２８号公報
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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