(57)【要約】【課題】同期源からの信号を捕捉できない状態になっても、可能な限り同期を維持することができる同期装置および同期方法を提供する。【解決手段】選択部２０は、内蔵ＧＰＳユニット２からの第１の基準信号およびＧＰＳユニット３からの第２の基準信号のいずれかを選択する。ＰＬＬ回路６は、選択部２０で選択された基準信号に同期した同期信号を生成して内部の回路へ供給する。、内蔵ＧＰＳユニット２のホールドオーバー時間は、ＧＰＳユニット３のホールドオーバー時間よりも短い。選択部２０は、ＧＰＳユニット３がホールドオーバー可能な状態となった後は、ＧＰＳユニット３を選択する。【選択図】図１
2011129988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基準信号を出力する第１の同期源と、第２の基準信号を出力する第２の同期源から基準信号を受ける同期装置であって、
前記第１の基準信号および前記第２の基準信号のいずれかを選択する選択部と、
前記選択部で選択された基準信号に同期した同期信号を生成して内部の回路へ供給する同期回路とを備え、
前記第１の同期源のホールドオーバー時間は、前記第２の同期源のホールドオーバー時間よりも短く、
前記選択部は、前記第２の同期源がホールドオーバー可能な状態となった後は、前記第２の同期源を選択する、同期装置。
【請求項２】
前記選択部は、前記第２の同期源からの前記第２の基準信号を受信していることを検知してから所定の時間、前記第２の基準信号を受信し続けたときに、前記第２の同期源がホールドオーバー可能な状態に達したと判断する、請求項１記載の同期装置。
【請求項３】
前記第１の同期源が、前記第１の基準信号の出力を開始してから振幅および周期が安定した前記第１の基準信号を出力するまでの時間である第１の時間は、前記第２の同期源が、前記第２の基準信号の出力を開始してから振幅および周期が安定した前記第２の基準信号を出力するまでの時間である第２の時間よりも短く、
前記選択部は、前記第１の同期源からの前記第１の基準信号を受信していることを検知してから、前記第１の時間だけ前記第１の基準信号を受信し続けたときに、前記第２の同期源がホールドオーバー可能な状態となるまでは、前記第１の同期源を選択する、請求項２記載の同期装置。
【請求項４】
前記同期装置は、無線基地局であり、
前記第１の同期源は、前記同期装置に内蔵されるＧＰＳ受信機であり、
前記第２の同期源は、前記同期装置の外部に設置されるＧＰＳ受信機である、請求項３記載の同期装置。
【請求項５】
前記選択部は、
前記同期回路を前記第１の同期源と前記第２の同期源のいずれか一方と接続するスイッチと、
前記スイッチの切替えを制御する切替制御部とを含み、
前記第１の基準信号の周期がＴ１であり、前記第１の基準信号のパルス幅がＷであり、所定のマージンをＭとし、Ｔ２＝Ｔ１−Ｗ−２×Ｍとしたときに、
前記切替制御部は、前記第１の同期源から前記第２の同期源へ選択を切替える際に、最後の前記第１の基準信号のパルスの先頭のエッジを入力を起点として、（Ｗ＋Ｍ）時間経過後から（Ｗ＋Ｍ＋Ｔ２）の時間経過後までの間の期間において、前記スイッチの状態を前記同期回路と前記第１の同期源とが接続された状態から、前記同期回路と前記第２の同期源が接続された状態となるように切替えさせる、請求項３または４記載の同期装置。
【請求項６】
第１の基準信号を出力する第１の同期源と、第２の基準信号を出力する第２の同期源から基準信号に基づいて、同期装置内の回路の同期を制御する同期方法であって、
前記第１の基準信号および前記第２の基準信号のいずれかを選択するステップと、
前記選択された基準信号に同期した同期信号を生成して、同期装置内の回路へ供給するステップとを備え、
前記第１の同期源のホールドオーバー時間は、前記第２の同期源のホールドオーバー時間よりも短く、
前記選択するステプは、前記第２の同期源がホールドオーバー可能な状態となった後は、前記第２の同期源を選択する、同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期装置および同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、セル方式の無線通信システムにおいて、隣接するセル間での送受信タイミングの同期化が知られている。より具体的には、あるセルにおける無線基地局とそのセルに含まれる端末装置との間の送受信タイミングを、隣接するセルにおける無線基地局とその隣接するセルに含まれる端末装置との間の送受信タイミングと一致させることで、隣接するセルの無線基地局と端末装置との間の干渉、および、端末装置間の干渉を抑制することができる。
【０００３】
このようなセル間での送受信タイミングの同期化を実現する一形態として、時刻情報を含む衛星からの信号を利用する構成が考えられる。現時点において、このような時刻情報を含む衛星からの信号の典型例としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号が知られている。すなわち、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ受信機を各無線基地局に設けて、各無線基地局が共通のＧＰＳ信号に同期した基準クロックを生成し、基準クロックに基づいて動作する。
【０００４】
ところで、このようなＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星の位置によって一時的にＧＰＳ信号を捉えることができなくなることがある。このような問題に対して、たとえば特開２００９−４９５９１号公報（特許文献１）のシステムでは、ＧＰＳ信号を捕捉できなくなった基地局は、ＧＰＳ信号を捕捉できている他の基地局（マスター）から時刻情報を得ることによって、自らの基準クロックを生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４９５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のシステムにおいて、ある無線基地局が、ＧＰＳ信号を捕捉できなくなったときには、他の無線基地局においても、同様にＧＰＳ信号を捕捉できない状態にあることが多い。たとえば、ＧＰＳ衛星から地上に放射される無線信号が、降雨や雪雲などで大域的に減衰される場合には、システム内のすべての無線基地局は、ＧＰＳ信号を受信しにくい状態になる。
【０００７】
ところで、ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ信号を捕捉できない状態となった後も、それまでに受信していたＧＰＳ信号に同期した信号を出力し続ける（ホールドオーバーという）機能を有する。ホールドオーバーの時間が長いＧＰＳ受信機は、ホールドオーバー可能な状態になるまでに長時間を要するという特性がある。一方、ホールドオーバー可能な状態になるまでの時間が短いＧＰＳ受信機は、ホールドオーバー時間が短いという特性がある。
【０００８】
それゆえに、本発明の目的は、１つの同期源からの信号を捕捉できない状態になっても、可能な限り同期を維持することができる同期装置および同期方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、第１の基準信号を出力する第１の同期源と、第２の基準信号を出力する第２の同期源から基準信号を受ける同期装置であって、第１の基準信号および第２の基準信号のいずれかを選択する選択部と、選択部で選択された基準信号に同期した同期信号を生成して内部の回路へ供給する同期回路とを備え、第１の同期源のホールドオーバー時間は、第２の同期源のホールドオーバー時間よりも短く、選択部は、第２の同期源がホールドオーバー可能な状態となった後は、第２の同期源を選択する。
【００１０】
好ましくは、選択部は、第２の同期源からの第２の基準信号を受信していることを検知してから所定の時間、第２の基準信号を受信し続けたときに、第２の同期源がホールドオーバー可能な状態に達したと判断する。
【００１１】
好ましくは、第１の同期源が、第１の基準信号の出力を開始してから振幅および周期が安定した第１の基準信号を出力するまでの時間である第１の時間は、第２の同期源が、第２の基準信号の出力を開始してから振幅および周期が安定した第２の基準信号を出力するまでの時間である第２の時間よりも短く、選択部は、第１の同期源からの第１の基準信号を受信していることを検知してから、第１の時間だけ第１の基準信号を受信し続けたときに、第２の同期源がホールドオーバー可能な状態となるまでは、第１の同期源を選択する。
【００１２】
好ましくは、同期装置は、無線基地局であり、第１の同期源は、同期装置に内蔵されるＧＰＳ受信機であり、第２の同期源は、同期装置の外部に設置されるＧＰＳ受信機である。
【００１３】
好ましくは、選択部は、同期回路を第１の同期源と第２の同期源のいずれか一方と接続するスイッチと、スイッチの切替えを制御する切替え制御部とを含み、第１の基準信号の周期がＴ１であり、第１の基準信号のパルス幅がＷであり、所定のマージンをＭとし、Ｔ２＝Ｔ１−Ｗ−２×Ｍとしたときに、切替制御部は、第１の同期源から第２の同期源へ選択を切替える際に、最後の第１の基準信号のパルスの先頭のエッジを入力を起点として、（Ｗ＋Ｍ）時間経過後から（Ｗ＋Ｍ＋Ｔ２）の時間経過後までの間の期間において、スイッチの状態を同期回路と第１の同期源とが接続された状態から、同期回路と第２の同期源が接続された状態となるように切替えさせる。
【００１４】
本発明は、第１の基準信号を出力する第１の同期源と、第２の基準信号を出力する第２の同期源から基準信号に基づいて、同期装置内の回路の同期を制御する同期方法であって、第１の基準信号および第２の基準信号のいずれかを選択するステップと、選択された基準信号に同期した同期信号を生成して、同期装置内の回路へ供給するステップとを備え、第１の同期源のホールドオーバー時間は、第２の同期源のホールドオーバー時間よりも短く、選択するステプは、第２の同期源がホールドオーバー可能な状態となった後は、第２の同期源を選択する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、同期源からの信号を捕捉できない状態になっても、可能な限り同期を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の無線基地局の構成を表わす図である。
【図２】内蔵ＧＰＳモジュールとＧＰＳユニットの特性を表わす図である。
【図３】内蔵ＧＰＳモジュールの制御手順を表わすフローチャートである。
【図４】ＧＰＳユニットの制御手順を表わすフローチャートである。
【図５】内蔵ＧＰＳモジュールからＧＰＳユニットにＰＬＬ回路の同期源を切替える場合のタイミングを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（無線基地局の構成）
図１は、本発明の実施形態の無線基地局の構成を表わす図である。
【００１８】
図１を参照して、この無線基地局１は、アンテナと、無線通信部５と、入力ポート１１と、内蔵ＧＰＳモジュール２と、ＴＩタイマ７と、ＴＵタイマ８と、選択部２０と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路６とを備える。選択部２０は、切替制御部９と、スイッチ１０とを有する。
【００１９】
無線通信部５は、アンテナ４を通じて無線端末へ無線信号を送信し、無線端末からの無線信号をアンテナ４を通じて受信する。
【００２０】
ＰＬＬ回路６は、スイッチ１０から出力される基準信号に同期した同期信号を生成して無線通信部５などの内部の回路へ供給する。、
入力ポート１１には、外部のＧＰＳユニット３からの基準信号が入力される。このＧＰＳユニット３は、一般に高性能かつ高価格である。
【００２１】
内蔵ＧＰＳモジュール２は、基準信号を出力する。この内蔵ＧＰＳモジュール２は、一般に簡易かつ低価格である。
【００２２】
ＴＩタイマ７は、内蔵ＧＰＳモジュール２の状態を管理するためのタイマである。
ＴＵタイマ８は、外付けのＧＰＳユニット３の状態を管理するためのタイマである。
【００２３】
図２は、内蔵ＧＰＳモジュール２とＧＰＳユニット３の特性を表わす図である。
基準信号を出力し始めてから、振幅および周期が安定した基準信号を出力するまでの時間は、内蔵ＧＰＳモジュール２がＴＩ（１）で、ＧＰＳユニット３がＴＵ（１）である。この時間は、内蔵ＧＰＳモジュール２の方が短い。内蔵ＧＰＳモジュール２は、ＧＰＳユニット３よりも短時間で安定した基準信号を出力する。図２の例では、ＴＩ（１）が４０分で、ＴＵ（１）が２４時間である。
【００２４】
基準信号を出力し始めてから、ホールドオーバー実行可能までの時間は、内蔵ＧＰＳモジュール２がＴＩ（２）で、ＧＰＳユニット３がＴＵ（２）である。ここで、ホールドオーバーとは、ＧＰＳ信号を捕捉できなくなっても、内部の発振器によって基準信号を出力することをいう。この時間は、内蔵ＧＰＳモジュール２の方が短い。内蔵ＧＰＳモジュール２は、ＧＰＳユニット３よりも短時間でホールドオーバー可能な状態となる。図２の例では、ＴＩ（２）が４０分で、ＴＵ（２）が４８時間である。
【００２５】
ホールドオーバー時間は、内蔵ＧＰＳモジュール２がＴＩ（３）で、ＧＰＳユニット３がＴＵ（３）である。この時間は、ＧＰＳユニット３の方が長い。ＧＰＳユニット３は、ＧＰＳ信号が捕捉できなくなっても、ホールドオーバーを長時間実行できる。図２の例では、ＴＩ（３）が３０分で、ＴＵ（３）が１４時間である。
【００２６】
切替制御部９は、スイッチ１０の切替えを制御する。スイッチ１０は、切替制御部９の制御によって、ＰＬＬ回路６を、内蔵ＧＰＳモジュール２と入力ポート１１（したがってＧＰＳユニット３）のいずれかと接続する。
【００２７】
切替制御部９は、内蔵ＧＰＳモジュール２からの基準信号を受信していることを検知してから、ＴＩ（１）だけ基準信号を受信し続けたときに、ＧＰＳユニット３がホールドオーバー可能な状態となるまでは、内蔵ＧＰＳモジュール２を選択して、スイッチ１０に内蔵ＧＰＳモジュールとＰＬＬ回路６とを接続させる。
【００２８】
切替制御部９は、ＧＰＳユニット３からの基準信号を受信していることを検知してからＴＵ（２）だけ基準信号を受信し続けたときに、ＧＰＳユニット３がホールドオーバー可能な状態に達したと判断して、スイッチ１０にＧＰＳユニット３とＰＬＬ回路６とを接続させる。
【００２９】
（動作）
次に、切替制御部９による同期源の切替え方法について説明する。
【００３０】
図３は、内蔵ＧＰＳモジュール２の制御手順を表わすフローチャートである。図４は、ＧＰＳユニット３の制御手順を表わすフローチャートである。切替制御部９は、内蔵ＧＰＳモジュール２２と、ＧＰＳユニット３の状態を並行して管理する。したがって、図３と図４の処理は並行して行なわれる。
【００３１】
図３を参照して、まず、切替制御部９は、内蔵ＧＰＳモジュール２から基準信号を受信しているかどうかを調べる。切替制御部９は、内蔵ＧＰＳモジュール２から基準信号を受信している場合には（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、ＴＩタイマ７のタイマ値ＴＩを０にリセットする（ステップＳ１０２）。
【００３２】
切替制御部９は、ＴＩタイマ７のタイマ値ＴＩがＴＩ（１）を経過するまでは（ステップＳ１０４でＮＯ）、内蔵ＧＰＳモジュール２から基準信号を受信しているかどうかを調べ、受信していない場合には（ステップＳ１０３でＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。
【００３３】
切替制御部９は、ＴＩタイマ７のタイマ値ＴＩがＴＩ（１）を経過し（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、かつＧＰＳユニット３に同期していない（つまりＧＰＳユニット３からの基準信号をＰＬＬ回路６に供給していない）ときには（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、内蔵ＧＰＳモジュール２に同期する。すなわち、切替制御部９は、スイッチ１０を制御して、内蔵ＧＰＳモジュール２から出力される基準信号をＰＬＬ回路６に供給する。ＰＬＬ回路６は、内蔵ＧＰＳモジュール２から出力される基準信号に同期した同期信号を生成して、無線通信部５などの内部の回路へ供給する（ステップＳ１０６）。
【００３４】
一方、ＧＰＳユニット３に同期している場合には（ステップＳ１０５でＮＯ）、切替制御部９は、内蔵ＧＰＳモジュール２から基準信号を受信している限り（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、ＧＰＳユニット３に同期した状態が終了するまで待つ。
【００３５】
また、切替制御部９は、内蔵ＧＰＳモジュール２に同期した後、内蔵ＧＰＳモジュール２から基準信号を受信しているかどうかを調べ、受信していない場合には（ステップＳ１０８でＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。
【００３６】
図４を参照して、無線基地局の同期動作手順を表わすフローチャートである。
まず、切替制御部９は、ＧＰＳユニット３から基準信号を受信しているかどうかを調べる。切替制御部９は、ＧＰＳユニット３から基準信号を受信している場合には（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、ＴＵタイマ８のタイマ値ＴＵを０にリセットする（ステップＳ２０２）。
【００３７】
切替制御部９は、ＴＵタイマ８のタイマ値ＴＵがＴＵ（２）を経過するまでは（ステップＳ２０４でＮＯ）、ＧＰＳユニット３から基準信号を受信しているかどうかを調べ、受信していない場合には（ステップＳ２０３でＮＯ）、ステップＳ２０１に戻る。
【００３８】
切替制御部９は、ＴＵタイマ８のタイマ値ＴＵがＴＵ（２）を経過した場合には（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、内蔵ＧＰＳモジュール２に同期しているかどうかに関係なく、ＧＰＳユニット３から出力される基準信号をＰＬＬ回路６に供給する。ＰＬＬ回路６は、ＧＰＳユニット３から出力される基準信号に同期した同期信号を生成して、無線通信部５などの内部の回路へ供給する。このように、ＧＰＳユニット３に同期源を切替えたのは、ＴＵタイマ８のタイマ値ＴＵがＴＵ（２）を経過した場合には、ＧＰＳユニット３はホールドオーバー実行可能な状態となっており、ホールドオーバー時間の長いＧＰＳ受信機を同期源にしておく方が、ＧＰＳ衛星がＧＰＳ衛星が地球の裏側に移動してＧＰＳ信号を捕捉できない状態になった場合でも、長時間基準信号を得ることができるからである（ステップＳ２０６）。
【００３９】
(切替えタイミング）
次に、２つの同期源の切替えタイミングについて説明する。
【００４０】
図５は、内蔵ＧＰＳモジュール２からＧＰＳユニット３にＰＬＬ回路６の同期源を切替える場合のタイミングを説明するための図である。ＧＰＳユニット３から内蔵ＧＰＳモジュール２にＰＬＬ回路６の同期源を切替える場合のタイミングも、これと同様である。
【００４１】
内蔵ＧＰＳモジュール２の基準信号の周期をＴ１、パルス幅をＷとし、パルスのジッタを考慮した所定のマージンをＭとし、Ｔ２＝Ｔ１−Ｗ−２×Ｍとする。
【００４２】
切替制御部９は、内蔵ＧＰＳモジュール２からＧＰＳユニット３へ選択を切替える際に、最後のＧＰＳユニット３のパルスの先頭のエッジを入力を起点として、（Ｗ＋Ｍ）時間経過後から（Ｗ＋Ｍ＋Ｔ２）の時間経過後までの間の期間において、スイッチ１０の状態をＰＬＬ回路６とＧＰＳユニット３とが接続された状態から、ＰＬＬ回路６とＧＰＳユニット３が接続された状態となるように切替えさせる。
【００４３】
以上のように、本発明の実施形態の無線基地局によれば、無線基地局は、基準信号を受信していることを検知してから、ＴＵ（２）だけ基準信号を受信し続けたときに、ＧＰＳユニットがホールドオーバー可能な状態に達したと判断して、同期源をホールドオーバー時間の長いＧＰＳユニットに切替えるのでＧＰＳ衛星の位置によって一時的にＧＰＳ信号を捉えることができなくなることがあっても、ホールドオーバーしているＧＰＳユニットから基準信号を得ることができる。
【００４４】
（変形例）
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例も含む。
【００４５】
（１）  ＧＰＳユニットの後付け
本発明の実施形態のＧＰＳユニットは、無線基地局が内蔵ＧＰＳモジュールに同期して動作しているときに、後付けで無線基地局に接続することとしてもよく、その場合でも、図３および図４の手順で同期源の切替えを制御することができる。
【００４６】
（２）  ホールドオーバー可能
本発明の実施形態では、無線基地局は、基準信号を受信していることを検知してから、ＴＵ（２）だけ基準信号を受信し続けたときに、ＧＰＳユニットがホールドオーバー可能な状態に達したと判断したが、これに限定するものではない。
【００４７】
たとえば、ＧＰＳユニット側から、ホールドオーバー可能な状態に達したことを無線基地局に通知することとしてもよい。通知の方法としては、ＧＰＳユニットが、基準信号伝送用の線以外の線を用いて、ホールドオーバー可能になったことを知らせるフラグを伝送することとしてもよい。または、ＧＰＳユニットが、ホールドオーバー可能な状態に達してはじめて、基準信号を送信することとしてもよく、あるいは、ホールドオーバー可能な状態に達するまでは、周期やタイミングをずらした信号を送信し（無線基地局側では、内蔵モジュールの基準信号と比較することでずれていることを認識することができる）、ホールドオーバー可能な状態に達してはじめて、正しい基準信号を送信するものにしてもよい。
【００４８】
（３）  ＧＰＳ衛星
ＧＰＳユニットは、無線基地局に外付けされるので、ＧＰＳユニットのアンテナはＧＰＳ信号を受信しやすい屋外に設置することができる。それゆえ、内蔵ＧＰＳモジュールがＧＰＳ信号を受信できない場合にも、ＧＰＳユニットはＧＰＳ信号を受信できる場合がある。このような特性を利用して同期源を切替えることとしてもよい。
【００４９】
たとえば、同期源を内蔵ＧＰＳモジュールとしているときに、内蔵ＧＰＳモジュールでＧＰＳ信号を受信できずにホールドオーバー状態に達したときに、ＧＰＳユニットでＧＰＳ信号を受信できている場合には、同期源をＧＰＳユニットに切替えることとしてもよい。あるいは、内蔵ＧＰＳモジュールでＧＰＳ信号を受信できなくなるよりも前の時点の、たとえば、観測可能なＧＰＳ衛星の数が所定個数以下となった場合に、同期源をＧＰＳユニットに切替えることとしてもよい。
【００５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５１】
１  無線基地局、２  内蔵ＧＰＳモジュール、３  ＧＰＳユニット、４  アンテナ、５  無線通信部、６  ＰＬＬ回路、７  ＴＩタイマ、８  ＴＵタイマ、９  切替制御部、２０  スイッチ、１１  入力ポート、２０  選択部。
【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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