(57)【要約】      （修正有）【課題】ホールドオーバ回路が搭載されていない基地局や、同じ通信方式の周辺基地局が存在しない基地局であって、ＤＳＵやＯＮＵ、ＧＰＳからのクロックやＧＰＳ衛星からの１ＰＰＳ信号を受信できなくなった場合の基準クロックを好適に確保することが可能な基地局、およびそれを含む無線通信システムを提供する。【解決手段】無線通信システム１００の構成は、時分割方式で端末１０４ａとの無線通信を行う第１基地局１０２ａと、第１基地局とは異なる時分割方式で端末１０４ｂとの無線通信を行う第２基地局１０２ｂを含む。第１基地局および第２基地局の少なくとも一方の基地局は、通信フレームのタイミング同期用のクロック信号を他方の基地局に対して出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割方式で端末との無線通信を行う第１基地局と、該第１基地局とは異なる時分割方式で端末との無線通信を行う第２基地局を含む無線通信システムにおいて、
前記第１基地局および第２基地局の少なくとも一方の基地局は、通信フレームのタイミング同期用のクロック信号を他方の基地局に対して出力することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第１基地局および第２基地局は１つの筐体に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記クロック信号は、異なる通信方式で共通のフォーマットであることを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記クロック信号は、ＧＰＳ衛星から受信しうる１ＰＰＳ信号と同じフォーマットであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
時分割方式で端末との無線通信を行う基地局において、
他の基地局に対して通信フレームのタイミング同期用のクロック信号を有線または無線によって出力することを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時分割方式で端末との無線通信を行う第１基地局と、該第１基地局とは異なる時分割方式で端末との無線通信を行う第２基地局を含む無線通信システム、および時分割方式で端末との無線通信を行う基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムの１つであるＰＨＳ（Personal Handy phone System）では、時分割方式が採用されている。かかるＰＨＳ（Personal Handy phone System）では、フレームタイミングを揃えるフレーム同期と、フレームタイミングを維持する回線同期、ＧＰＳ同期、もしくはエア同期が行われる。フレーム同期は、フレームタイミングの基準となる基準基地局を所定領域毎に点在させ、周辺の基地局は基準基地局を中心に順次に制御信号を受信してフレームタイミングを一致させる処理である。
【０００３】
フレームタイミングを維持する同期は、所定の基準クロックに対するフレームタイミングのずれを維持するようにその基地局の基本クロックを調整（加減速）することによって行われる。回線同期では、ＩＳＤＮ回線のクロックやＤＳＵ（Digital Service Unit）、光回線のＯＮＵ（Optical Network Unit）から供給されるクロックを基準クロックとして同期を行う。またＧＰＳユニットが搭載された基地局では、ＧＰＳ衛星から受信したクロックである１ＰＰＳ（Pulse Per Second）信号の位相を絶対基準として同期（ＧＰＳ同期）を行っている（例えば特許文献１）。
【０００４】
上記のように回線同期やＧＰＳ同期を行っている基地局では、ＤＳＵやＯＮＵ、ＧＰＳからのクロックやＧＰＳ衛星からの１ＰＰＳ信号を受信できなくなった場合、フレームクロックの精度を維持することが困難となる。このような場合に備え、例えば、ＧＰＳ衛星から１ＰＰＳを受信し同期を行う基地局には、ホールドオーバ回路が設けられていて、かかるホールドオーバ回路から出力される疑似１ＰＰＳ信号を基準クロックとしてフレームタイミングを維持する（以下、このホールドオーバ状態をホールドオーバ同期と称する）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３９３７３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、ホールドオーバ回路に用いられる高精度発振器（ＯＣＸＯ）は高価であるため、基地局のコストの増大を招いてしまう。このため、すべての基地局にホールドオーバ回路を搭載することは難しい。またホールドオーバ同期では、ホールドオーバ状態を継続し続けると周辺基地局のフレームとの間で徐々にずれが生じ、周辺基地局との同期精度が低下してしまう。このため、ホールドオーバ同期には、その継続時間にある程度の制限がある。
【０００７】
そこで、ホールドオーバ状態が所定時間経過したらエア同期に移行することが提案されている。エア同期では、周辺基地局が送信した制御信号（ＣＣＨ：Control CHannel）を受信し、かかる周辺基地局のフレームタイミングを基準クロックとして自局基準クロックの補正（加減速）を行なう。しかしながら、エア同期では、当該基地局の周辺に、かかる基地局と同じ通信方式、例えば当該基地局がＰＨＳを採用している場合には、同じＰＨＳシステムの基地局が存在する必要がある。このため、同じ方式の周辺基地局が存在しない基地局ではホールドオーバ同期後のエア同期への移行ができないという課題があった。
【０００８】
また、基地局は所定の間隔をおいて設置されるものであるため、他の基地局から到達する電波は遅延が生じたり、ビルなどで反射してマルチパスによるフェージングを生じたりする。このため他の基地局から到達する制御信号から正しいタイミングが取れないおそれがあり、エア同期は精度が若干低いという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み、ホールドオーバ回路が搭載されていない基地局や、同じ通信方式の周辺基地局が存在しない基地局であって、ＤＳＵやＯＮＵ、ＧＰＳからのクロックやＧＰＳ衛星からの１ＰＰＳ信号を受信できなくなった場合の基準クロックを好適に確保することが可能な基地局、およびそれを含む無線通信システム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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる無線通信システムの代表的な構成は、時分割方式で端末との無線通信を行う第１基地局と、第１基地局とは異なる時分割方式で端末との無線通信を行う第２基地局を含む無線通信システムにおいて、第１基地局および第２基地局の少なくとも一方の基地局は、通信フレームのタイミング同期用のクロック信号を他方の基地局に対して出力することを特徴とする。またこれらの第１基地局および第２基地局は１つの筐体に収容されているとよい。
【００１１】
上記クロック信号は、異なる通信方式で共通のフォーマットであるとよい。また上記クロック信号は、ＧＰＳ衛星から受信しうる１ＰＰＳ信号と同じフォーマットであるとよい。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明にかかる基地局の代表的な構成は、時分割方式で端末との無線通信を行う基地局において、他の基地局に対して通信フレームのタイミング同期用のクロック信号を有線または無線によって出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ホールドオーバ回路が搭載されていない基地局や、同じ通信方式の周辺基地局が存在しない基地局であって、ＤＳＵやＯＮＵからのクロックやＧＰＳ衛星からの１ＰＰＳ信号を受信できなくなった場合の基準クロックを好適に確保することが可能な基地局、およびそれを含む無線通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態にかかる無線通信システムの概略を説明する図である。
【図２】第１基地局および第２基地局の構成を例示する機能ブロック図である。
【図３】本実施形態の無線通信システムにおける第１基地局の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
図１は、本実施形態にかかる無線通信システム１００の概略を説明する図である。図１に示すように、本実施形態にかかる無線通信システム１００は、第１基地局１０２ａおよび第２基地局１０２ｂを含んで構成される。なお、本実施形態では、第１基地局１０２ａが採用する通信方式としてＰＨＳを、第２基地局１０２ｂが採用する通信方式としてＴＤ−ＬＴＥ（Long Term Evolution）を例示するが、これに限定するものではない。第１基地局１０２ａおよび第２基地局１０２ｂは時分割方式によって後述する端末１０４ａ・１０４ｂとの無線通信を行うことが可能であればよく、他の通信方式、例えばＷｉＭＡＸ等の通信方式を採用することも可能である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態では、第１基地局１０２ａは、ＰＨＳによって時分割方式で端末１０４ａとの無線通信を行う。また第１基地局１０２ａは、光回線１０６ａから供給されるクロックを基準クロックとして回線同期を行う。一方、第２基地局１０２ｂは、第１基地局１０２ａとは異なる時分割方式、例えばＴＤ−ＬＴＥによって時分割方式で端末１０４ｂとの無線通信を行う。また第２基地局１０２ｂは、ＧＰＳ衛星１０６ｂから受信したクロックである１ＰＰＳ信号の位相を絶対基準としてＧＰＳ同期を行う。
【００１８】
図２は、第１基地局１０２ａおよび第２基地局１０２ｂの構成を例示する機能ブロック図である。なお、第１基地局１０２ａと第２基地局１０２ｂにおいて重複する構成要素については、第１基地局１０２ａのみについて説明する。また本実施形態では、第１基地局１０２ａおよび第２基地局１０２ｂともにホールドオーバ回路を備えない構成を例示するが、これに限定するものではなく、ホールドオーバ回路を備える構成とすることも可能である。
【００１９】
図２に示すように、第１基地局１０２ａは、制御部１１０、有線通信部１２２、無線通信部１２４、クロック信号送受信部１２６および記憶部１２８を備える。制御部１１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路（不図示）により当該第１基地局１０２ａ全体を管理および制御する。また後述するように本実施形態では、制御部１１０はタイミング同期部１１２および差分算出部１１４としても機能する。
【００２０】
有線通信部１２２は光回線１０６ａに有線接続されている。これにより、第１基地局１０２ａにおいて光回線１０６ａからのクロックを取得することが可能となる。無線通信部１２４は、通信アンテナ１２４ａを介して端末１０４ａとの無線通信を行う。クロック信号送受信部１２６は、第２基地局１０２ｂのクロック信号送受信部１２６と有線接続されている。これにより、かかるクロック信号送受信部１２６を介して、第２基地局１０２ｂとのタイミング同期用のクロック信号の送受信が行われる。
【００２１】
記憶部１２８は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、制御部１１０において処理されるプログラム等を記憶する。なお、本実施形態では、第１基地局１０２ａおよび第２基地局１０２ｂのクロック信号送受信部１２６を有線接続する構成を例示したが、これに限定するものではなく、それらは無線によって接続されていてもよい。
【００２２】
また上述したように、制御部１１０は、タイミング同期部１１２および差分算出部１１４としても機能する。タイミング同期部１１２は、有線通信部１２２を介して取得した光回線１０６ａのクロックを参照することにより、通信フレームのタイミングの同期（以下、タイミング同期と称する）を行う。
【００２３】
また後述するように本実施形態では、タイミング同期部１１２は、クロック信号送受信部１２６を介して取得した第２基地局１０２ｂのクロック信号を参照することによりタイミング同期を行うことができる。差分算出部１１４は、光回線１０６ａのクロックおよび第２基地局１０２ｂのクロック信号と自局の内部クロックとの差分（オフセット量）を算出する。
【００２４】
図２に示すように、第２基地局１０２ｂは、第１基地局１０２ａの有線通信部１２２に替えてＧＰＳ受信部１３２を備える。ＧＰＳ受信部１３２は、ＧＰＳアンテナ１３２ａを介してＧＰＳ衛星１０６ｂからのＧＰＳ信号を受信し、かかるＧＰＳ信号に含まれる１ＰＰＳ信号を出力する。第２基地局１０２ｂのタイミング同期部１１２は、ＧＰＳ受信部１３２を介して取得したＧＰＳ衛星１０６ｂの１ＰＰＳ信号を参照することにより、タイミング同期を行う。
【００２５】
また第２基地局１０２ｂのタイミング同期部１１２は、クロック信号送受信部１２６を介して取得した第１基地局１０２ａのクロック信号を参照することによりタイミング同期を行うことができる。第２基地局１０２ｂの差分算出部１１４は、ＧＰＳ衛星１０６ｂの１ＰＰＳ信号および第１基地局１０２ａのクロック信号と自局の内部クロックとの差分（オフセット量）を算出する。
【００２６】
また図１に示すように、本実施形態では、第１基地局１０２ａと第２基地局１０２ｂとを同一の筺体１０８に収容している。すなわち、本実施形態にかかる無線通信システム１００では、第１基地局１０２ａおよび第２基地局１０２ｂとからなる複合基地局を例示している。これにより、第１基地局１０２ａおよび第２基地局１０２ｂを別体で各々設置する場合に比して設置コストを削減すること可能であり、それらのクロック信号送受信部１２６を容易に有線接続することが可能である。ただし、かかる構成は例示にすぎず、第１基地局１０２ａおよび第２基地局１０２ｂを別々に設置する構成を除外するものではない。
【００２７】
図３は、本実施形態の無線通信システムにおける第１基地局１０２ａの動作を説明するフローチャートである。なお、本実施形態では第１基地局１０２ａの動作を例示して説明するが、第２基地局１０２ｂにおいても同様に動作することが可能である。この場合、第１基地局１０２ａにおける光回線１０６ａとの回線同期は、第２基地局１０２ｂにおけるＧＰＳ衛星１０６ｂとのＧＰＳ同期に替わることは言うまでもない。
【００２８】
本実施形態の無線通信システム１００では、図３に示すようにまず第１基地局１０２ａの制御部１１０は、タイミング同期部１１２として機能し、有線通信部１２２を介して取得した光回線１０６ａのクロックを取得する（ステップＳ２０２）。そして、タイミング同期部１１２は、取得した光回線１０６ａのクロックを参照することにより、端末１０４ａとの無線通信に用いる通信フレームのタイミング同期（回線同期）を行う（ステップＳ２０４）。
【００２９】
回線同期後、第１基地局１０２ａの制御部１１０は、クロック信号送受信部１２６を介して通信フレームのタイミング同期用のクロック信号を第２基地局１０２ｂに送信（出力）し、第２基地局１０２ｂからの通信フレームのタイミング同期用のクロック信号を受信する（ステップＳ２０６）。好ましくは、このとき送受信するクロック信号は、異なる通信方式、すなわち第１基地局１０２ａの通信方式であるＰＨＳと、第２基地局１０２ｂの通信方式であるＴＤ−ＬＴＥとで共通のフォーマットであるとよい。これにより、異なる通信方式の異なる基地局間において相手に合わせて設定変更をすることなくクロック信号の送受信を容易に行うことが可能となる。
【００３０】
またより好ましくは、上記クロック信号は、ＧＰＳ衛星１０６ｂから受信しうる１ＰＰＳ信号と同じフォーマットであるとよい。これにより、ＧＰＳ衛星１０６ｂからの１ＰＰＳ信号を受信する回路によって他の基地局から受信したクロック信号を処理することが可能となる。したがって、ＧＰＳ信号を処理する既存の回路を活用することができ、装置コストの削減を図ることが可能となる。
【００３１】
第２基地局１０２ｂからのクロック信号を受信したら、第１基地局１０２ａの制御部１１０は差分算出部１１４として機能し、差分算出部１１４は、光回線１０６ａのクロックおよび第２基地局１０２ｂのクロック信号と自局の内部クロックとの差分（オフセット量）をそれぞれ算出し、算出した差分を記憶部１２８に記憶する（ステップＳ２０８）。その後、第１基地局１０２ａの制御部１１０は、光回線１０６ａのクロックを取得可能であるかを監視し、光回線１０６ａのクロックを取得可能であれば（ステップＳ２１０のＹＥＳ）、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０８を繰り返す。
【００３２】
一方、トラブル等により光回線１０６ａのクロックを取得できなくなったら（ステップＳ２１０のＮＯ）、第１基地局１０２ａのタイミング同期部１１２は、第２基地局１０２ｂへのクロック信号の出力を停止する（ステップＳ２１２）。なお、第２基地局１０２ｂにおいては、ＧＰＳ衛星１０６ｂが不可視になった場合、すなわちＧＰＳ衛星１０６ｂからの１ＰＰＳ信号を取得できなくなった場合、同様に第１基地局１０２ａへのクロック信号の出力を停止する（ステップＳ２１２）。これらは、自身のクロックの精度が担保できなくなったことに鑑みて、他の基地局に対してリファレンスとなるクロック信号の提供を控えるためである。
【００３３】
クロック信号の出力を停止したら、第１基地局１０２ａの制御部１１０は、第２基地局１０２ｂからの通信フレームのタイミング同期用のクロック信号を受信する（ステップＳ２１４）。そして、第１基地局１０２ａのタイミング同期部１１２は、受信したクロック信号、およびステップＳ２０８において記憶部１２８に記憶した第２基地局１０２ｂのクロック信号と自局の内部クロックとの差分を参照し、フレームタイミングの同期を行う（ステップＳ２１６）。
【００３４】
フレームタイミングの同期後、第１基地局１０２ａの制御部１１０は、光回線１０６ａのクロックを再取得可能であるかを監視し、かかるクロックを再取得可能となったら（ステップＳ２１８のＹＥＳ）、ステップＳ２０２〜ステップＳ２１０を繰り返し、回線同期を行う。一方、光回線１０６ａのクロックを再取得できない場合（ステップＳ２１８のＮＯ）、第１基地局１０２ａの制御部１１０は、ステップＳ２１４〜ステップＳ２１８を繰り返す。
【００３５】
上記説明した無線通信システム１００、およびそれに含まれる基地局（第１基地局１０２ａおよび第２基地局１０２ｂ）によれば、ホールドオーバ回路が搭載されていない場合や、同じ通信方式の周辺基地局が存在しない場合において、ＤＳＵやＯＮＵからのクロックやＧＰＳ衛星からの１ＰＰＳ信号を受信できなくなった際の基準クロックを好適に確保することができる。換言すれば、ホールドオーバ回路を搭載しなくてもＤＳＵやＯＮＵ等の回線からのクロックやＧＰＳ衛星からの１ＰＰＳ信号を喪失した際の基準クロックを確保することができるため、ホールドオーバ回路を非搭載とし、基地局コストの削減を図ることができる。
【００３６】
なお、基地局がホールドオーバ回路を備える場合、光回線１０６ａのクロックやＧＰＳ衛星１０６ｂの１ＰＰＳ信号を取得できなくなったら、ホールドオーバ回路からの疑似１ＰＰＳ信号を参照してフレームタイミングを維持するホールドオーバ状態（ホールドオーバ同期）に移行してもよい。この場合、ホールドオーバ状態の継続時間を監視し、かかる継続時間が所定値を越えたら、上記説明した動作を行うこととすればよい。
【００３７】
また本実施形態では、第１基地局１０２ａは回線同期によって、第２基地局１０２ｂはＧＰＳ同期によってフレームタイミングを維持する構成を例示するが、これに限定するものではない。それらの基地局は、周辺に存在する同一の通信方式の基地局からの制御信号（ＣＣＨ）によってフレームタイミングを維持するエア同期によってフレームタイミングを維持していてもよい。この場合、周辺の基地局からの制御信号を受信できなくなった場合に基地局が上記説明した動作を行うことにより、フレームタイミングを好適に維持することが可能である。
【００３８】
更に上記説明した実施形態では、第１基地局１０２ａおよび第２基地局１０２ｂで相互にクロック信号を供給する構成を例示したが、これに限定するものではなく、第１基地局１０２ａおよび第２基地局１０２ｂの少なくとも一方の基地局が、通信フレームのタイミング同期用のクロック信号を他方の基地局に対して出力すればよい。すなわち、第１基地局１０２ａおよび第２基地局１０２ｂのうち、いずれか一方の基地局において光回線１０６ａやＧＰＳ衛星１０６ｂとの同期が確実に行われるのであれば、かかる一方の基地局は他方の基地局のクロック信号を受信する必要はなく、他方の基地局においても一方の基地局に対してクロック信号を送信する必要はない。
【００３９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。またこれらの第１基地局および第２基地局は１つの筐体に収容されていてもよいが、特に１つの筐体に収容されることは限定しない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、時分割方式で端末との無線通信を行う第１基地局と、該第１基地局とは異なる時分割方式で端末との無線通信を行う第２基地局を含む無線通信システム、および時分割方式で端末との無線通信を行う基地局として利用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１００…無線通信システム、１０２ａ…第１基地局、１０２ｂ…第２基地局、１０４ａ…端末、１０４ｂ…端末、１０６ａ…光回線、１０６ｂ…ＧＰＳ衛星、１０８…筺体、１１０…制御部、１１２…タイミング同期部、１１４…差分算出部、１２２…有線通信部、１２４…無線通信部、１２４ａ…通信アンテナ、１２６…クロック信号送受信部、１２８…記憶部、１３２…ＧＰＳ受信部、１３２ａ…ＧＰＳアンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015177209.tif 000005