(57)【要約】      （修正有）【課題】メタル線を経由して時刻精度ナノ秒オーダーの時刻情報を伝送できる時刻情報伝送装置を提供する。【解決手段】GPS（Global Positioning System）受信装置３、集線装置４、CPE（Customer Premises Equipment）から構成され、協定世界時（UTC）同期信号転送機能を有する小型無線基地局用のアクセス装置において、メタル線伝送に起因する時刻同期信号の遅延時間、ジッタを測定する機能と測定した結果に応じて遅延量を補償する機能を該GPS受信装置と集線装置間、および該集線装置とCPE間に設けることによって遅延およびジッタの調整を可能とした。【選択図】図１
2011004032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
GPS受信装置、集線装置、CPEから構成され、屋内ビル等で利用される協定世界時（UTC）同期信号転送機能を有する小型無線基地局用のメタル線アクセス装置において、該GPS受信装置と集線装置間、および該集線装置とCPE間の伝送線路がメタル線であって、該時刻同期信号の遅延時間、ジッタを測定する機能と測定した結果に応じて遅延量を補償する機能とを有する協定世界時（UTC）同期信号転送機能を有する小型無線基地局用のメタル線アクセス装置
【請求項２】
請求項１において、遅延時間の測定方法として、一定のフレーム時間内を下り回線の伝送、上り時間の伝送に時間分ける時分割伝送を特徴とする協定世界時（UTC）同期信号転送機能を有する小型無線基地局用のメタル線アクセス装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内（ビル内、地下街等）に配置された小型無線基地局の時間同期に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来、屋内に配置された小型無線基地局の時間同期信号を行うために、屋外に設置されたGPS受信機から、あるいはNTPサーバーからの時刻同期信号をイーサーネット上を伝送することによって時刻同期を行う装置もある。
【非特許文献１】「時刻同期ソリューション総合カタログ２００９」丸文株式会社
【０００３】
以下図７により従来の時刻同期システムの動作について説明する。図において、源時刻を供給するNTPサーバー８１、インターネット網８２、構内システム８３であり、構内システム８３はDNS(Domain Name System)サーバー８４、イントラネット８５、クライアント端末８６a〜８６nから構成される。
時刻同期信号は、NTPサーバー８１から供給され、インターネット網８２を経由して構内システム８３に供給される。構内システム８３ではDNSサーバー８４が時刻同期をとり、さらにイントラネット８５を介してクライアント端末８６a〜８６nの同期を取る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、屋内にイーサーネットを設置していないビル、地下街などは、通常メタル線による電話回線が一般的であり、以上に述べた従来の時刻同期装置では、時刻同期信号伝送することが困難であった。また、NTPサーバーから得られる時刻精度は１μ秒程度でありナノ秒オーダーを必要とする小型無線基地局には十分な時刻精度が取れない問題があった。
【０００５】
本発明は、イーサーネットを設置していないビル、集合住宅などにも、通常の電話回線（メタル線）を使って時刻同期を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、GPS（Global Positioning System）受信装置、集線装置、CPE（Customer Premises Equipment）から構成され、屋内ビル等で利用される協定世界時（UTC）同期信号転送機能を有する小型無線基地局用のメタル線アクセス装置である。メタル線を使用した時刻同期信号の同期には、メタル線長に起因する遅延と遅延のゆらぎの問題が生じる。そのため、該時刻同期信号の遅延時間、ジッタを測定する機能と測定した結果に応じて遅延量を補償する機能を該GPS受信装置と集線装置間、および該集線装置とCPE間に設けることによって遅延およびジッタの調整を可能とした。更に多段接続での同期精度劣化も抑制できるようにした。
【０００７】
遅延時間の測定方法として、一定のフレーム時間内を下り回線の伝送、上り時間の伝送に時間分ける時分割伝送を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上述したように、本発明によりメタル線を使用して時刻同期信号の伝送を可能とし、経済的なシステムを構成できる
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の形態を図１~図５を用いて説明する。
【００１０】
図1は、本発明によるシステム全体概要図である。該システムは、GPS受信アンテナ１、GPS受信装置３、集線装置４、CPE５a〜５n、小型基地局（BTS）８a〜８bから構成され、GPS受信装置３、集線装置４、CPE５a〜５n、小型基地局（BTS）８a〜８b は屋内ビル等２に収容されている。GPS受信機３と集線装置４および集線装置４とCPE５間はメタル線６および７a〜７bで接続されている。GPS受信アンテナ１で受信した信号は屋内ビル２に転送されGPS受信装置３に接続される。またBTS８a〜８bへのユーザーデータはバックボーンNW９から集線装置４内のVDSL装置によりメタル線７a〜７bを通じて転送される。GPS受信装置３と集線装置４間のメタル線区間６にはToDと1PPSの時刻情報のみが転送され、一方集線装置４とCPE５a〜５n間のメタル線区間７a〜７bは時刻情報に加えてVDSL方式を用いてユーザーデータが転送される。
【００１１】
図２は、GPS受信装置３の構成を示す。本装置は、GPSアンテナ１の直下に配置される装置であって、GPS信号を受信して、時刻同期信号（1 PPS１５＝1Pulse per second、ToD１４＝Time of Day）をメタル線６経由で集線装置４に転送する。
GPS RX１０から出力される10MHz正弦波信号１６を時刻情報転送部１２の内部クロックと同期させる。また、10MHz正弦波信号１６に同期した1PPS１５を時刻情報転送部１２へ入力する。
GPS Rx１０の出力データToD１４は、フォーマット変換部１１で適当なフォーマットと変換を行い、時刻情報転送部１２へ入力する。１PPS１５およびToDデータ１４が時刻転送部１２からコネクター１３を通してメタル線６へと送出される。
【００１２】
図３は集線装置４の構成図である。一般的に集線装置４は屋内の通信設備室に設置する装置であって、各CPE５に対する時刻同期信号の転送と、データ信号の転送を行う。
集線装置４は、時刻情報受信部２２（詳細は図６）、時刻情報転送部２３（詳細は図５）、バックボーンNW９からのユーザーデーダー２８を各CPE（BTS）に分配処理するSW部２２、該出力をメタル線上で伝送するための処理を行うVDSL送信部２５a〜２５n、該VDSL送信部２５a〜２５nの出力と時刻情報信号２９を重畳する加算部２６a〜２６n、CPE５に伝送するメタル線７a〜７nとの接続コネクタ−部２７a〜２７nとから構成される。GPS受信装置３からメタル線６経由で転送された時刻情報信号（１PPSとToD）は、時刻情報受信部２２でタイミング同期、遅延調整が行われる。該時刻情報受信部２２で時間調整された時刻情報信号（１PPSとToD）は、時刻情報転送部２３でタイミング検出のヘッダーを付加し、一定時間のフレーム信号２９に変換される。一方、バックボーンNW９からのユーザデータ２８はSW部２４により各ユーザーデータに分配される。該分配されたユーザーデータは、加算部２６a〜２６nで時刻情報信号２９と重畳されCPEに向けてメタル線７a〜７n上を伝送される。
【００１３】
図４はCPE５の構成を示す。CPE部は、ユーザーデータと時刻情報信号分離部３２、時刻情報受信部３３、VDSL受信部３４、BTSとのインタフェース部３８とから成る。
時刻情報受信部３３により１PPS３５、ToD３６をとりだす。此の時１PPSはGPS Rxから時刻情報受信部までの転送遅延時間を考慮し、これを補正した状態で取り出される。ToDについては、１PPSパルス周期内で転送されている必要がある。
BTS側へのインタフェース３８に関しては、インタフェースとしてユーザーデータ３７、１PPS３５、ToD３６信号をBTSに送出する。
【００１４】
図５は、時刻情報転送部の構成を示し、GPS受信装置（図２）および集線装置（図３）における機能として含まれる。時刻情報転送部は、ToDと遅延情報を多重化する多重化部４１、変調部４２、ハイブリッド回路４４、１PPS判定信号発生部４３、タイミング発生部４５、遅延測定部４６、1PPSタイミング判定部４７、1PPS判定信号抜取部４８とから構成される。
多重化部４１において時刻情報ToD４９と遅延情報５３が多重化され変調部４２で位相変調される。該位相変調された信号は、１PPS判定信号５４をヘッダーとして付加し、２線−４線変換するハイブリッド回路４４を通して線５２に送出される。一方、ハイブリッド回路４４からの信号５５は、１PPS判定信号抜取部４８においてヘッダーの１PPS判定信号が抜き取られ、該１PPS判定信号は１PPSタイミング判定部４７においてタイミング判定が行われる。タイミング発生部４５においてGPS受信装置から供給された１０MHｚ信号５０と１PPS信号５１の同期が取られ、該１PPS信号５７は遅延測定部において受信された１PPS信号５６の遅延測定の基準信号として使用され、測定結果の遅延情報は受信側に転送するため多重化部４１に供給される。また該１PPS信号５７は１PPS判定信号発生部４３に供給され、送信側のヘッダー５４としてハイブリッド回路４４に供給される。
【００１５】
図６は時刻情報受信部の構成を示し、集線装置（図３）およびCPE（図４）における機能として含まれる。時刻情報受信部は、ハイブリッド回路６０、復調部６１、分離部６２、１PPS判定信号抜取部６３、１PPS判定信号発生部６４、１PPSタイミング判定部６５、タイミング発生部６６から構成される。
送られてきた時刻情報信号６８はハイブリッド回路６０にて２線−４線変換され復調部６１および１PPS判定信号抜取部６３に供給される。復調部６１ではベースバンドデータに復調し、分離部６２において時刻情報信号は、ToD６９と遅延情報７２に分離する。遅延情報７２はタイミング発生部６６において遅延情報７２に基づいてタイミング修正を行い、１PPS判定信号発生部６４にて上り回線（時刻情報転送部）への１PPS判定信号を発生する。一方、時刻情報転送部から送られてきた時刻情報信号７３は、１PPS判定信号抜取部６３でヘッダー部を抜き取り１PPSタイミング判定部６５で下り回線のタイミング判定がおこなわれ、タイミング発生部６６に供給される。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
今後サービスの拡大が予測される移動無線方式であるWiMax、宅内小型基地局（Femto
Cell）などの時刻同期のために導入の機会が予測される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるシステム全体概要図
【図２】GPS受信装置
【図３】集線装置
【図４】CPE
【図５】時刻情報転送部
【図６】時刻情報受信部
【図７】従来の時刻同期システム
【符号の説明】
【００１８】
１    GPSアンテナ
２    屋内ビル
３    GPS受信装置
４    集線装置
５a  CPE
５n  CPE
６    第一のメタル線
７a  第二のメタル線
７n  第二のメタル線
８a  小型基地局
８n  小型基地局
１０    GPS Rx
１１    フォーマット変換部
１２    時刻情報転送部
１３    コネクタ−
１４    ToDデータ信号
１５    1PPS信号
１６    10MHz信号
２０    ユーザーデータ信号接続コネクタ−
２１    第一のメタル線接続コネクタ−
２２    時刻情報受信部
２３    時刻情報転送部
２４    SW部
２５a  VDSL送信部
２５n  VDSL送信部
２６a  加算器
２６n  加算器
２７a  接続コネクタ−
２７n  接続コネクタ−
３１    メタル線接続コネクタ−
３２    信号分離部
３３    時刻情報分離部
３４    VDSL受信部
３５    １PPS信号
３６    ToD信号
３７    データ信号
３８    BTSインタフェース
４１    多重化部
４２    変調部
４３    １PPS判定信号発生部
４４    ハイブリッド回路
４５    タイミング発生部
４６    遅延測定部
４７    １PPSタイミング判定部
４８    １PPS判定信号抜取部
４９    ToD信号
５０    10MHz信号
５１    １PPS信号
５２    時刻情報信号
５３    遅延情報
５４    ヘッダー
５５    信号
５６    受信１PPS信号
５７    １PPS信号
６０    ハイブリッド回路
６１    復調部
６２    分離部
６３    １PPS判定信号抜取部
６４    １PPS判定信号発生部
６５    １PPSタイミング判定部
６６    タイミング発生部
６８    時刻情報信号
６９    ToD信号
７０    １PPS信号
７１    10MHz信号
７２    遅延情報
８１    NTPサーバー
８２    インターネット網
８３    構内システム
８４    DNSサーバー
８５    イントラネット
８６a  クライアント端末
８６n  クライアント端末
【図１】
2011004032.tif 000003
【図２】
2011004032.tif 000004
【図３】
2011004032.tif 000005
【図４】
2011004032.tif 000006
【図５】
2011004032.tif 000007
【図６】
2011004032.tif 000008
【図７】
2011004032.tif 000009