(57)【要約】【課題】  漏洩同軸ケーブル（LCX: Leakage CoaXial cable）および光ファイバを介して移動局と基地局１の通信を中継する中継局８を備えた通信システムにおいて、光ファイバ９を介した通信とＬＣＸ３００―１を介した通信の間に遅延時間の相違が生じ、移動局と基地局の通信が瞬断する課題があった。【解決手段】  基地局１より遅延調整用信号をＬＣＸ３００―１及び光ファイバ９を介して送信し、中継局８においてＬＣＸ３００―１及び光ファイバ９を介して到達した遅延調整用信号を受信するとともに、遅延調整用信号よりビート信号を生成する。ビート信号よりビート周波数ｆ１が判明するので、さらに変調繰り返し周期Ｔ、変調幅βを用いて遅延時間差を算出することができる。【選択図】  図１
2011223505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
漏洩同軸ケーブル（LCX: Leakage CoaXial cable）および光ファイバを介して移動局と基地局の通信を中継する中継局を備えた通信システムにおいて、前記漏洩同軸ケーブルと前記光ファイバによるデータ伝送時に発生する遅延時間を測定する遅延時間測定方法において、
三角波でＦＭ変調を施した、変調繰り返し周期Ｔおよび変調幅βが既知である信号を作成するとともに、前記信号を遅延調整用信号として前記漏洩同軸ケーブル及び前記光ファイバを介して送信する遅延調整用信号送信処理と、
前記漏洩同軸ケーブル及び前記光ファイバを介して送信された前記遅延調整用信号を受信する受信処理と、
前記漏洩同軸ケーブルより受信した遅延調整用信号と、前記光ファイバより受信した遅延調整用信号よりビート信号を生成する処理と、
前記変調繰り返し周期Ｔ、前記変調幅β及び前記ビート信号のビート周波数を用いて遅延時間を算出する遅延時間測定処理とを含むことを特徴とする遅延時間測定方法。
【請求項２】
漏洩同軸ケーブル（LCX: Leakage CoaXial cable）および光ファイバを介して移動局と基地局の通信を中継する中継局を備えた通信システムにおいて、前記漏洩同軸ケーブルと前記光ファイバによるデータ伝送時に発生する遅延時間を測定する遅延時間測定方法において、
三角波でＦＭ変調を施した、変調繰り返し周期Ｔおよび変調幅βが既知である信号を作成するとともに、前記基地局と前記中継局を接続する第一の漏洩同軸ケーブル及び前記光ファイバを介して前記信号を遅延調整用信号として送信する遅延調整用信号送信処理と、
前記第一の漏洩同軸ケーブル及び前記光ファイバを介して送信された前記遅延調整用信号を受信する受信処理と、
前記光ファイバを介して受信した遅延調整用信号を第二の漏洩同軸ケーブルに送信する送信処理と、
前記第一の漏洩同軸ケーブルより受信した遅延調整用信号と、前記第二の漏洩同軸ケーブルより受信した遅延調整用信号よりビート信号を生成する処理と、
前記変調繰り返し周期Ｔ、前記変調幅β及び前記ビート信号のビート周波数を用いて遅延時間を算出する遅延時間測定処理とを含むことを特徴とする遅延時間測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、漏洩同軸ケーブル（LCX: Leakage CoaXial cable  以下、LCXと称す）および光ファイバを介して移動局と基地局の通信を中継する、列車無線システムに適用される移動体通信用の光中継システムにおいて実施される遅延時間の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＸ及び光ファイバ伝送路を介して移動局と基地局の通信を中継する従来の無線通信システムとしては、例えば特許文献１に開示されるものがある。このシステムでは、前段の中継局と接続するＬＣＸの終端と後段の中継局に接続するＬＣＸの送信端との切れ目（以下、ＬＣＸ渡り区間と称す）にて基地局からの伝送経路長が異なる。これにより、光ファイバを介した通信とＬＣＸを介した通信の間における遅延時間の相違を生じ、移動局と基地局の通信が瞬断する可能性がある。そこで、特許文献１の無線中継システムでは、基地局の遅延補正装置内に実装された光ファイバ長を調整することで、各ＬＣＸ渡り区間における信号の位相を合わせている。光ファイバ長の調整量は、基地局から光ファイバ伝送路及び中継局を介してＬＣＸの終端まで伝搬した信号と、基地局から光ファイバ伝送路及び前記中継局の後段の中継局を介してＬＣＸの送信端まで伝搬した信号の相対遅延時間差を測定し、前記相対遅延時間差を光ファイバ長に換算することで算出している。
【０００３】
信号の相対遅延時間差を測定する方法の一例を説明する。まず基地局から「００  ００  １１  ００  ００  …」といった１シンボル中のデータが同値であるデータ系列のπ／４シフトＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調信号を送信し、光ファイバ伝送路及び中継局並びにＬＣＸを介した前記中継局の後段の中継局の信号入力端と、光ファイバ伝送路を介した前記後段の中継局の送信端に接続された受信機によって前記信号を受信する。次に前記受信機にオシロスコープを接続し、前記信号のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）波形を観測する。前記ＲＳＳＩ波形は、前記信号の「１１」のデータ系列を受信したときに落ち込みが見られることを利用し、両経路から受信した前記信号それぞれのＲＳＳＩ波形が落ち込む点にカーソル位置を設定することで、その到達時間差を測定する。なお、中継局からＬＣＸの間のアプローチケーブルによる伝搬遅延は別途測定を行い、前記到達時間差に反映することで、ＬＣＸ渡り区間までの相対遅延時間差を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４―２３６１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように信号の相対遅延時間差を測定する場合、測定対象がＲＳＳＩであることからオシロスコープを使用して観測を行っている。しかし、上記測定方法では測定器に表示される受信波形の測定点が明確でないため、測定時のカーソル位置の設定は測定者の感覚によるものとなる。よって測定者によって測定結果にばらつきが出るほか、システムが１０Ｍｂｐｓ以上のような高いデータレートであった場合に要求される測定精度を満足できない可能性があるといった課題があった。また、ＲＳＳＩでの測定は無線回り込みの影響により、ＬＣＸ渡り区間においてＬＣＸから漏洩する無線電波で観測することは難しいため、中継局からＬＣＸの間のアプローチケーブルによる伝搬遅延は別途測定を要するほか、測定誤差を拡大する要因となってしまうといった課題があった。この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、相対遅延時間差の測定精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る遅延時間測定方法は、漏洩同軸ケーブル（LCX: Leakage CoaXial cable）および光ファイバを介して移動局と基地局の通信を中継する中継局を備えた通信システムにおいて、漏洩同軸ケーブルと光ファイバによるデータ伝送時に発生する遅延時間を測定する遅延時間測定方法において、三角波でＦＭ変調を施した、変調繰り返し周期Ｔおよび変調幅βが既知である信号を作成するとともに、信号を遅延調整用信号として漏洩同軸ケーブル及び光ファイバを介して送信する遅延調整用信号送信処理と、漏洩同軸ケーブル及び光ファイバを介して送信された遅延調整用信号を受信する受信処理と、漏洩同軸ケーブルより受信した遅延調整用信号と、光ファイバより受信した遅延調整用信号よりビート信号を生成する処理と、変調繰り返し周期Ｔ、変調幅β及びビート信号のビート周波数を用いて遅延時間を算出する遅延時間測定処理とを含むものである。
【０００７】
本発明に係る遅延時間測定方法は、漏洩同軸ケーブル（LCX: Leakage CoaXial cable）および光ファイバを介して移動局と基地局の通信を中継する中継局を備えた通信システムにおいて、漏洩同軸ケーブルと光ファイバによるデータ伝送時に発生する遅延時間を測定する遅延時間測定方法において、三角波でＦＭ変調を施した、変調繰り返し周期Ｔおよび変調幅βが既知である信号を作成するとともに、基地局と中継局を接続する第一の漏洩同軸ケーブル及び光ファイバを介して信号を遅延調整用信号として送信する遅延調整用信号送信処理と、第一の漏洩同軸ケーブル及び光ファイバを介して送信された遅延調整用信号を受信する受信処理と、光ファイバを介して受信した遅延調整用信号を第二の漏洩同軸ケーブルに送信する送信処理と、第一の漏洩同軸ケーブルより受信した遅延調整用信号と、第二の漏洩同軸ケーブルより受信した遅延調整用信号よりビート信号を生成する処理と、変調繰り返し周期Ｔ、変調幅β及びビート信号のビート周波数を用いて遅延時間を算出する遅延時間測定処理とを含むものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る遅延時間測定方法は、漏洩同軸ケーブル（LCX: Leakage CoaXial cable）および光ファイバを介して移動局と基地局の通信を中継する中継局を備えた通信システムにおいて、漏洩同軸ケーブルと光ファイバによるデータ伝送時に発生する遅延時間を測定する遅延時間測定方法において、三角波でＦＭ変調を施した、変調繰り返し周期Ｔおよび変調幅βが既知である信号を作成するとともに、信号を遅延調整用信号として漏洩同軸ケーブル及び光ファイバを介して送信する遅延調整用信号送信処理と、漏洩同軸ケーブル及び光ファイバを介して送信された遅延調整用信号を受信する受信処理と、漏洩同軸ケーブルより受信した遅延調整用信号と、光ファイバより受信した遅延調整用信号よりビート信号を生成する処理と、変調繰り返し周期Ｔ、変調幅β及びビート信号のビート周波数を用いて遅延時間を算出する遅延時間測定処理とを含むので、列車無線システムに適用される移動体通信用の光中継システムのＬＣＸ渡り区間における、光ファイバを介した通信とＬＣＸを介した通信の間における相対遅延時間の測定精度を向上させるという効果がある。
【０００９】
本発明に係る遅延時間測定方法は、漏洩同軸ケーブル（LCX: Leakage CoaXial cable）および光ファイバを介して移動局と基地局の通信を中継する中継局を備えた通信システムにおいて、漏洩同軸ケーブルと光ファイバによるデータ伝送時に発生する遅延時間を測定する遅延時間測定方法において、三角波でＦＭ変調を施した、変調繰り返し周期Ｔおよび変調幅βが既知である信号を作成するとともに、基地局と中継局を接続する第一の漏洩同軸ケーブル及び光ファイバを介して信号を遅延調整用信号として送信する遅延調整用信号送信処理と、第一の漏洩同軸ケーブル及び光ファイバを介して送信された遅延調整用信号を受信する受信処理と、光ファイバを介して受信した遅延調整用信号を第二の漏洩同軸ケーブルに送信する送信処理と、第一の漏洩同軸ケーブルより受信した遅延調整用信号と、第二の漏洩同軸ケーブルより受信した遅延調整用信号よりビート信号を生成する処理と、変調繰り返し周期Ｔ、変調幅β及びビート信号のビート周波数を用いて遅延時間を算出する遅延時間測定処理とを含むので、列車無線システムに適用される移動体通信用の光中継システムのＬＣＸ渡り区間における、光ファイバを介した通信とＬＣＸを介した通信の間における相対遅延時間の測定精度を向上させるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＬＣＸ及び光ファイバ伝送路を介して移動局と基地局の通信を中継する従来の無線通信システムにおいて発生する伝送遅延時間を測定する試験系の一例を説明する説明図である。
【図２】ＬＣＸ経路から到達した遅延調整用信号および光ファイバ経路から到達した遅延調整用信号それぞれの周波数の時間変化例と、ミキサ出力信号のビート周波数ｆ１の時間変化例を示したものである。
【図３】本発明の実施の形態２に係る伝送遅延時間を測定する試験系の一例を説明する説明図である。
【図４】本発明の伝送遅延時間を測定する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、ＬＣＸ及び光ファイバ伝送路を介して移動局と基地局の通信を中継する従来の無線通信システムにおいて発生する伝送遅延時間を測定する試験系の一例を説明する説明図である。図１に示す試験系は、光中継システムのＬＣＸ渡り区間での、ＬＣＸを介した通信と光ファイバを介した通信の間で発生する伝送遅延時間の相違を補正するための遅延補正作業における、相対遅延時間測定するために使用される。図１において、基地局１に対し、中継局２がアプローチケーブル４及び線路近傍エリア３のＬＣＸ３００―１並びアプローチケーブル５を介して接続され、さらに光ファイバ伝送路９を介して基地局１と接続させている。また、図４は、本発明の伝送遅延時間を測定する処理を示すフローチャートである。
【００１２】
ＬＣＸ渡り区間３０１における前記相対遅延時間測定の具体的な方法を説明する。まず、基地局１に設置した遅延調整用シグナルジェネレータ（ＳＧ）１０２によって生成した「遅延調整用信号」を送信する。この遅延調整用信号は、三角波でＦＭ変調を施した、変調繰り返し周期Ｔおよび変調幅βが既知である信号である。遅延調整用シグナルジェネレータ（ＳＧ）１０２から送信された遅延調整用信号は、アプローチケーブル４及びＬＣＸ３００―１並びにアプローチケーブル５を介して、中継局２のＬＣＸ信号入力部６に到達する。以降、説明の便宜上、アプローチケーブル４及びＬＣＸ３００―１並びにアプローチケーブル５を介して、中継局２に到達する経路を「ＬＣＸ経路」と称する。
【００１３】
また、遅延調整用シグナルジェネレータ（ＳＧ）１０２から出力された遅延調整用信号は、基地局１の内部において分配され、電気―光信号変換部（Ｅ/Ｏ）１００で光信号に変換された後、遅延調整部１０１及び光ファイバ伝送路９を介して、中継局２の光―電気信号変換部（Ｏ/Ｅ）２００に到達する。以降、説明の便宜上、光ファイバ伝送路９を介して中継局２に到達する経路を「光ファイバ経路」と称する。以上のＬＣＸ経路と光ファイバ経路で遅延調整用信号を送信する処理は図４のステップ１に相当する。
【００１４】
ＬＣＸ経路で中継局２が受信した遅延調整用信号は、中継局２に設けられたＬＣＸ信号入力部６から遅延測定系８のミキサ８００へ入力される。また、光ファイバ経路で中継局２が受信した遅延調整用信号は、中継局２に設けられた光―電気信号変換部（Ｏ/Ｅ）２００で光信号から電気信号に変換される。この電気信号は、信号増幅部２０１によって増幅され、カプラ２０２およびアプローチケーブル７を介して、ＬＣＸ３００−２に送信されるとともに、カプラ２０２により分配され、ミキサ８００へと入力される。以上の中継局２による遅延調整用信号の受信処理は図４のステップ２に相当する。
【００１５】
図４のステップ３において、中継局２のミキサ８００は、ＬＣＸ経路から到達した遅延調整用信号と、光ファイバ経路から到達した遅延調整用信号を混合し、ビート周波数ｆ１のビート信号を出力する。図２は、ＬＣＸ経路から到達した遅延調整用信号および光ファイバ経路から到達した遅延調整用信号それぞれの周波数の時間変化例と、ミキサ８００の出力信号のビート周波数ｆ１の時間変化例を示したものである。図２におけるｆ０は遅延調整用信号の中心周波数、Ｔは変調繰返周期、βはＦＭ変調幅であり、ＬＣＸ経路および光ファイバ経路それぞれからの信号が、相対遅延時間τの到達時間差を持っていることを表している。前記相対遅延時間τに応じて、図１のミキサ８００は周波数ｆ１のビート信号を出力する。図４のステップ４において、相対遅延時間τが算出される。すなわち、ｆ１は下記の式で表されることから、相対遅延時間差τを求めることができる。
△τ＝ｆ１・Ｔ／２β
【００１６】
なお、ミキサ８００の出力信号はビート信号以外にも多数の高周波を含むことから、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８０１によって高周波を取り除き、周波数カウンタ８０２にてビート周波数ｆ１を測定する。また、アプローチケーブル５およびアプローチケーブル７による伝搬遅延時間は別途測定するか、ケーブル長から机上計算によって算出し、前記相対遅延時間に反映することで、ＬＣＸ渡り区間３０１における相対遅延時間を求めることができる。
【００１７】
列車無線システムに適用される移動体通信用の光中継システムのＬＣＸ渡り区間における、光ファイバを介した通信とＬＣＸを介した通信の間における相対遅延時間の測定精度を向上させるという効果がある。
【００１８】
実施の形態２．
前記実施の形態１では、中継局２内部において、ＬＣＸ経路および光ファイバ経路から入力された遅延調整用信号を遅延測定系８に接続することによって、ビート信号の周波数測定を行った。これに対して、実施の形態２では、線路近傍エリア３のＬＣＸ渡り区間にて、ＬＣＸから漏洩する無線電波を利用してビート信号の周波数測定を行う。図３は、本発明の実施の形態２に係る伝送遅延時間を測定する試験系の一例を説明する説明図である。なお、図３において図１と同一の符号は同一又はこれに相当する部分を示すので説明は省略する。実施の形態２では、遅延測定系８の設置箇所が線路近傍エリア３であり、ＬＣＸ信号受信アンテナ１０を用いる。ＬＣＸ経路および光ファイバ経路による遅延調整用信号の流れは実施の形態１と同様である。
【００１９】
ＬＣＸ信号受信アンテナ１０は、線路近傍エリア３のＬＣＸ渡り区間にて、ＬＣＸ３００−１に流れる遅延調整用信号と、光ファイバ経路より入力されたＬＣＸ３００−２に流れる遅延調整用信号を受信する。受信された信号は遅延測定系８のミキサ８００に入力され、ミキサ８００はビート信号を出力、以降の流れは実施の形態１と同様である。
【００２０】
実施の形態２によれば、アプローチケーブル５およびアプローチケーブル７による伝搬遅延は測定結果に反映されることから、別途測定する必要がなくなるほか、測定誤差を小さくすることができる。
【符号の説明】
【００２１】
１  基地局、１００  電気―光信号変換部、１０１  遅延調整部、
１０２  遅延調整用シグナルジェネレータ（ＳＧ）、２  中継局、
２００  光―電気信号変換部、２０１  信号増幅部、２０２  カプラ、
３  線路近傍エリア、３００−１〜３００−２  ＬＣＸ、３０１  ＬＣＸ渡り区間、
４〜５、７  アプローチケーブル、８  遅延測定系、８００  ミキサ、
８０１  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、８０２  周波数カウンタ、
９  光ファイバ、１０  ＬＣＸ信号受信アンテナ
【図１】
2011223505.tif 000003
【図２】
2011223505.tif 000004
【図３】
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【図４】
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