(57)【要約】【課題】停電時に無停電電源装置（ＵＰＳ）によって稼働している場合に、消費電力を抑えて基地局の運用時間を拡大する。【解決手段】ＴＤＭＡ方式の基地局１００において、通信部１０８と、通信部にクロックを供給する２以上の周波数シンセサイザを有する局部発振回路１０４と、各部を制御すると共に無停電電源装置から停電検知信号を受け取る制御部１０２とを備え、制御部は、通常状態では２以上の周波数シンセサイザを整数型で駆動させて順次切り替えて周波数を生成させると共に、停電検知信号を受け取ると、２以上の周波数シンセサイザＦＳのうちの１つを分数型で駆動させると共に、周波数シンセサイザの切り替えを停止して分数型で駆動している周波数シンセサイザに固定し、他の周波数シンセサイザの電源をＯＦＦにすることを特徴とする。【選択図】  図２
2015023336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＤＭＡ方式の基地局において、
通信部と、
前記通信部にクロックを供給する２以上の周波数シンセサイザを有する局部発振回路と、
各部を制御すると共に無停電電源装置から停電検知信号を受け取る制御部とを備え、
前記制御部は、
通常状態では前記２以上の周波数シンセサイザを整数型で駆動させて順次切り替えて周波数を生成させると共に、
停電検知信号を受け取ると、前記２以上の周波数シンセサイザのうちの１つを分数型で駆動させると共に、周波数シンセサイザの切り替えを停止して分数型で駆動している周波数シンセサイザに固定し、他の周波数シンセサイザの電源をＯＦＦにすることを特徴とする基地局。
【請求項２】
送受信するデータの変調および復調を行う変復調部をさらに備え、
前記制御部は、
１の周波数シンセサイザを分数型で駆動させているとき、
前記変復調部に低変調クラスで変調させることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
ＴＤＭＡ方式の通信方法において、
通常状態では局部発振回路の２以上の周波数シンセサイザを整数型で駆動させて順次切り替えて周波数を生成させると共に、
無停電電源装置から停電検知信号を受け取ると、前記２以上の周波数シンセサイザのうちの１つを分数型で駆動させると共に、周波数シンセサイザの切り替えを停止して分数型で駆動している周波数シンセサイザに固定し、他の周波数シンセサイザの電源をＯＦＦにすることを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停電時に消費電力の低減を図ることができる基地局および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＨＳ基地局などの無線基地局では、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式（Time Division Multiplex Access-Time Division Duplex）の無線通信を行っている。図５は従来技術について説明する図である。図５（ａ）に示すように、ＰＨＳでは１フレーム５ｍｓを８つのタイムスロットに分け、タイムスロット毎に周波数を切り替えて通信を行う。
【０００３】
タイムスロットとタイムスロットの境界は数１０ｕｓと非常に短い時間であるため、局部発振回路に整数型の周波数シンセサイザを用いていると、ＰＬＬのロックアップタイム（ＰＬＬによる位相制御が完了するまでの時間）が間に合わない。これは位相比較周波数（ＰＬＬにフィードバックされる周波数）がチャネルセパレーション（チャネル周波数間隔；ＰＨＳの場合３００ｋＨｚ）に依存していて、位相比較周波数が低いほどＰＬＬのロック時間は長くなるためである。このため、従来の基地局では整数型のＰＬＬ周波数シンセサイザを２つ具備し、奇数タイムスロットと偶数タイムスロットで使い分けている。特許文献１には、２つの周波数シンセサイザを備えたＰＨＳ基地局の構成が記載されている。
【０００４】
図５（ｂ）は従来の局部発振回路を説明する図である。局部発振回路５００は、２つの周波数シンセサイザＦＳ１、ＦＳ２を備えている。ＦＳ１、ＦＳ２はＰＬＬ５０４、ループフィルタ５０６（ローパスフィルタ）、ＶＣＯ５０８、分周器５１０を備えている。切替スイッチ５１２を用いて、ＦＳ１は奇数タイムスロットで使用し、ＦＳ２は偶数タイムスロットで使用する。
【０００５】
ＦＳ１を用いて奇数タイムスロットの通信を終了した後に、タイムスロットの境界で切替スイッチ５１２を用いてＦＳ２を選択する。その後ＦＳ１は次の奇数タイムスロット用に周波数を変更し始める。周波数の変更が完了するまでの時間は偶数タイムスロットで通信をしている間（６２５ｕｓ程度）に完了すればよいため、充分な時間を取ることができる。続いてＦＳ２を用いて偶数タイムスロットの通信を終了した後に、タイムスロットの境界で切替スイッチ５１２を用いてＦＳ１を選択する。その後ＦＳ２は次の偶数タイムスロット用に周波数を変更し始める。以上を繰り返して時分割に周波数を切り替え、多元接続を行っている。
【０００６】
ＰＬＬ（Phase Locked Loop）には、整数型(integer型)と分数型（Fractional-N型）があることが知られている。整数型は分周器５１０の分周数が整数のものであり、分数型は分周数を非整数（分数＋整数）にしたものである。また特許文献２のように、整数分周器と分数分周器の機能を切り替えることが可能なＰＬＬも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０９−１１６４３３号公報
【特許文献２】特開２００７−３００４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の基地局では、常に周波数シンセサイザが２つ運用し続けているため、消費電力の低減が難しい。特に、停電時に無停電電源装置（ＵＰＳ）によって稼働している場合に、消費電力を抑えて基地局の運用時間を拡大することが要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らが検討したところ、ＰＬＬを分数型にすれば、ロックアップタイムが短くなるために、１つの周波数シンセサイザでまかなうことができる。しかしながら分数型のＰＬＬはスプリアス（誤差パルス）を発生しやすく、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio：搬送波対雑音比）が低下してビット幅の大きな変調を用いることができなくなるため、常用できないという問題がある。そこで発明者らはさらに検討を重ね、本発明をするに到った。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、ＴＤＭＡ方式の基地局において、通信部と、通信部にクロックを供給する２以上の周波数シンセサイザを有する局部発振回路と、各部を制御すると共に無停電電源装置から停電検知信号を受け取る制御部とを備え、制御部は、通常状態では２以上の周波数シンセサイザを整数型で駆動させて順次切り替えて周波数を生成させると共に、停電検知信号を受け取ると、２以上の周波数シンセサイザのうちの１つを分数型で駆動させると共に、周波数シンセサイザの切り替えを停止して分数型で駆動している周波数シンセサイザに固定し、他の周波数シンセサイザの電源をＯＦＦにすることを特徴とする。
【００１１】
送受信するデータの変調および復調を行う変復調部をさらに備え、制御部は、１の周波数シンセサイザを分数型で駆動させているとき、変復調部に低変調クラスで変調させることが好ましい。
【００１２】
本発明の他の代表的な構成は、ＴＤＭＡ方式の通信方法において、通常状態では局部発振回路の２以上の周波数シンセサイザを整数型で駆動させて順次切り替えて周波数を生成させると共に、無停電電源装置から停電検知信号を受け取ると、２以上の周波数シンセサイザのうちの１つを分数型で駆動させると共に、周波数シンセサイザの切り替えを停止して分数型で駆動している周波数シンセサイザに固定し、他の周波数シンセサイザの電源をＯＦＦにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、停電時の無停電電源装置による稼働時に、消費電力を抑えて基地局の運用時間を拡大することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】基地局の概略構成を説明するブロック図である。
【図２】局部発振回路の構成を説明するブロック図である。
【図３】無停電電源装置の停電時の動作を説明するフローチャートである。
【図４】停電時の局部発振回路の動作を説明するフローチャートである。
【図５】従来技術について説明する図である。
【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過ぎず、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、本明細書及び図面において、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は基地局の概略構成を説明するブロック図である。基地局１００はＰＨＳの基地局であり、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式で端末と通信を行う。基地局１００は、制御部１０２と、局部発振回路１０４、変復調部１０６、通信部１０８が備えられている。
【００１７】
制御部１０２は、基地局１００の各部の動作を制御する。局部発振回路１０４は、通信部１０８が通信を行うための搬送波の周波数を生成する。変復調部１０６は、送受信するデータの変調および復調を行うＤＡ／ＡＤ変換回路である。通信部１０８はアンテナを通じて電波の送受信を行うＲＦ回路である。
【００１８】
また基地局１００と商用電源の間には無停電電源装置３００（ＵＰＳ）が配置されている。無停電電源装置３００はバッテリーを内蔵していて、商用電源が停電となったときにバッテリーから基地局１００に電力を供給する。また無停電電源装置３００は信号線３０２によって基地局１００と接続されていて、商用電源が停電となったときに停電検知信号を制御部１０２に送信する。
【００１９】
図２は局部発振回路の構成を説明するブロック図である。局部発振回路１０４は、基準信号源１１０と、２つの周波数シンセサイザＦＳ１、ＦＳ２を備えている。ＦＳ１はＰＬＬ１２０、ループフィルタ１２２、ＶＣＯ１２４、分周器１２６を備えている。ＦＳ２も同様に、ＰＬＬ１３０、ループフィルタ１３２、ＶＣＯ１３４、分周器１３６を備えている。切替スイッチ１４０はＦＳ１とＦＳ２の出力を切り替えるスイッチである。
【００２０】
ここでＦＳ１のＰＬＬ１２０は、整数型と分数型を切換可能になっている。さらにＦＳ２に対する電源を切断しうるスイッチ１４２が備えられている。なおＦＳ２のＰＬＬ１３０は、本実施形態においては整数型と分数型に切換可能である必要はなく、整数型のみのＩＣでよい。
【００２１】
通常状態においてはＦＳ１とＦＳ２とを切替スイッチ１４０によって順次切り替えることにより、ＦＳ１は奇数タイムスロットで使用し、ＦＳ２は偶数タイムスロットで使用する。このときＦＳ１のＰＬＬ１２０と、ＦＳ２のＰＬＬ１３０は、いずれも整数型で駆動させている。ＦＳ１とＦＳ２は、他方が周波数を出力している間に次のタイムスロット用に周波数を変更する。
【００２２】
次に、停電時の動作について説明する。図３は無停電電源装置の停電時の動作を説明するフローチャートである。停電が発生すると、無停電電源装置３００（ＵＰＳ）から基地局１００へ信号線３０２を介して停電検知信号を送出する（ステップ２０２）。そして継続的に停電が解消されたか否かを確認し（ステップ２０４）、停電が解消されたら停電検知信号の送出を停止する（ステップ２０６）。
【００２３】
図４は停電時の局部発振回路の動作を説明するフローチャートである。制御部１０２が無停電電源装置３００から停電検知信号を受け取ると、ＦＳ１のＰＬＬ１２０の設定変更を行い、整数型から分数型に切り替える（ステップ２１０）。そして切替スイッチ１４０を、分数型で駆動しているＦＳ１側に固定する（ステップ２１２）。同時にスイッチ１４２を切って、ＦＳ２への電源供給をＯＦＦにする（ステップ２１４）。チャネルセパレーション（ＰＨＳの場合３００ｋＨｚ）よりも高速な基準周波数（例えば１９．２ＭＨｚ）で位相比較を行うことにより高速ロック（ロックアップタイム短縮化）を可能とする。
【００２４】
さらに制御部１０２は、変復調部１０６に対して、低変調クラスで変調させるように指示を出す（ステップ２１６）。低変調クラスについては後で説明する。
【００２５】
そして制御部は、停電検知信号が停止されたか否かを継続的に判断し（ステップ２１８）、停止されたら各設定を停電検知信号受信前の状態に復帰させる（ステップ２２０）。
【００２６】
上記の構成によれば、ＦＳ２への電源供給を停止してＦＳ１のみを駆動させることにより、消費電力を抑えることができる。したがって停電時に無停電電源装置によって稼働させている場合には、基地局の運用時間を拡大することができる。ここで、ＦＳ１のＰＬＬ１２０を分数型で駆動させることにより、ロックアップタイムを短くすることができるため、ひとつの周波数シンセサイザでまかなうことができる。
【００２７】
ただし分数型のＰＬＬはスプリアス（誤差パルス）を発生しやすく、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio：搬送波対雑音比）が低下してビット幅の大きな変調を用いることが難しい。そこでステップ２１６において、低変調クラスに制限することを行っている。
【００２８】
ここで変復調部１０６は、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）または、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）を行うことができる。ＰＳＫとしては、ＢＰＳＫ（２値／シンボル）、ＱＰＳＫ（４値／シンボル）、８ＰＳＫ（８値／シンボル）を例示できる。ＱＡＭとしては、１６ＱＡＭ（１６値／シンボル）、６４ＱＡＭ（６４値／シンボル）を例示できる。１つのシンボルで送信できるデータが多いほど高速な通信を行うことができるが、スプリアスの影響も受けやすくなってしまう。
【００２９】
そこでステップ２１６では、低変調クラスとして、例えばＰＳＫに制限したり、またはさらにＢＰＳＫまたはＱＰＳＫに制限したりする。これによりＰＬＬを分数型で駆動しても、通信に必要なＣＮＲを確保したまま、消費電力の低減を図ることができる。
【００３０】
なお上記実施形態においては周波数シンセサイザが２つの場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではない。３以上の周波数シンセサイザを備えている場合であっても、その１つを分数型に切り替えると共に他の周波数シンセサイザの電源をＯＦＦにすることにより、消費電力の低減を図ることができる。
【実施例】
【００３１】
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、本発明は係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。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、停電時に消費電力の低減を図ることができる基地局および通信方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
ＦＳ１、ＦＳ２…周波数シンセサイザ、１００…基地局、１０２…制御部、１０４…局部発振回路、１０６…変復調部、１０８…通信部、１１０…基準信号源、１２０…ＰＬＬ、１２２…ループフィルタ、１２６…分周器、１３０…ＰＬＬ、１３２…ループフィルタ、１３６…分周器、１４０…切替スイッチ、１４２…スイッチ、３００…無停電電源装置、３０２…信号線、５００…局部発振回路、５０６…ループフィルタ、５０８…ＶＣＯ、５１０…分周器、５１２…切替スイッチ
【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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