(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の発振周波数で発振するよう設計された発振器において生じる周波数誤差を補正する発振器の周波数誤差補正装置において、
前記発振器のクロック数をカウントするカウンタ部と、
同じ起点を有し長さの異なる２つの期間において、ネットワークを介して受信される時刻情報と前記カウンタ部でのカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って算出される前記発振器の周波数誤差の平均値をそれぞれ算出し、算出した各平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正する処理部とをそなえる、
ことを特徴とする、発振器の周波数誤差補正装置。
【請求項２】
前記処理部は、
ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバから送信されたＮＴＰパケットに含まれる前記時刻情報を抽出する、
ことを特徴とする、請求項１記載の発振器の周波数誤差補正装置。
【請求項３】
前記処理部は、
前記時刻情報から算出される複数の期間に関する情報と、前記複数の期間における前記カウンタ部でのカウント結果を前記所望の発振周波数でそれぞれ除して得られる複数の時間に関する情報との差に基づいて前記発振器の周波数誤差をそれぞれ算出し、
前記の各周波数誤差の相加平均を用いて前記発振器の周波数誤差を補正する、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の発振器の周波数誤差補正装置。
【請求項４】
所望の発振周波数で発振するよう設計された発振器において生じる周波数誤差を補正する周波数誤差補正装置において、
同じ起点を有し長さの異なる２つの期間において、ネットワークを介して受信される時刻情報と前記発振器のクロック数のカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って前記発振器の周波数誤差の平均値をそれぞれ算出し、算出した各平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正する、
ことを特徴とする、発振器の周波数誤差補正方法。
【請求項５】
所望の発振周波数で発振するよう設計された発振器において生じる周波数誤差を補正する機能をコンピュータに実行させるための周波数誤差補正プログラムであって、
同じ起点を有し長さの異なる２つの期間において、ネットワークを介して受信される時刻情報と前記発振器のクロック数のカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って前記発振器の周波数誤差の平均値をそれぞれ算出し、算出した各平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正するステップとを前記コンピュータに実行させる、
ことを特徴とする、周波数誤差補正プログラム。
【請求項６】
所望の発振周波数で発振するよう設計された発振器において生じる周波数誤差を補正する発振器の周波数誤差補正システムにおいて、
前記発振器のクロック数をカウントするカウンタ部と、
同じ起点を有し長さの異なる２つの期間において、ネットワークを介して受信される時刻情報と前記カウンタ部でのカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って前記発振器の周波数誤差の平均値をそれぞれ算出し、算出した各平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正する処理部とをそなえる、
ことを特徴とする、発振器の周波数誤差補正システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器の周波数誤差補正装置、周波数誤差補正方法、周波数誤差補正プログラム及び周波数誤差補正システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局装置は、例えば、自局で生成した基準クロックを用いて無線周波数同期などを行なう。この基準クロックの周波数精度は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）規格上、高精度であることが要求される。例えば、発生可能周波数に対する絶対周波数誤差の相対値が、±０．２５ｐｐｍ以内であること要求される。
従来、基準クロックの周波数精度を高める方法として、例えば、より高精度な発振器を用いたり、ＧＰＳ（Global Positioning System）から取得したタイミング情報や、ＰＴＰ（Precision Time Protocol）と呼ばれる時刻同期プロトコルを用いて発振器の周波数誤差を補正したりする方法がある。
【０００３】
しかしながら、より高精度な発振器は高価であり、また、ＧＰＳは、ＧＰＳの電波が届かない場所では使用することができず、さらに、ＰＴＰを用いる場合は、キャリアが専用のＰＴＰサーバをそなえる必要があり、設備投資のコストが増加する。
このため、ＮＴＰ（Network Time Protocol）を用いて発振器の周波数誤差を補正する方法が提案されている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３００８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＮＴＰを用いて発振器の周波数誤差を補正する場合、周波数誤差の補正を行なう装置は、例えば、ネットワークを介して接続されたＮＴＰサーバからＮＴＰパケットを受信し、当該ＮＴＰパケットに含まれる時刻情報を用いて周波数誤差の補正を行なう。
しかしながら、ネットワークを介して伝送されたＮＴＰパケットには、ネットワークの負荷状況により、数ｍｓ〜数１００ｍｓ程度の遅延ジッタ（誤差）が含まれる可能性がある。
【０００６】
従って、ＮＴＰパケットに含まれる時刻情報をそのまま使用して発振器の周波数誤差の補正を行なうと、上記遅延ジッタのため、周波数誤差を高精度に補正できない場合がある。
そこで、本発明は、発振器の周波数誤差を高精度に補正することを目的の１つとする。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）第１の案として、例えば、所望の発振周波数で発振するよう設計された発振器において生じる周波数誤差を補正する発振器の周波数誤差補正装置において、前記発振器のクロック数をカウントするカウンタ部と、ネットワークを介して受信される時刻情報と前記カウンタ部でのカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って算出される前記発振器の周波数誤差の平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正する処理部とをそなえる、発振器の周波数誤差補正装置を用いることができる。
【０００８】
（２）また、第２の案として、例えば、所望の発振周波数で発振するよう設計された発振器において生じる周波数誤差を補正する周波数誤差補正装置において、ネットワークを介して受信される時刻情報と前記発振器のクロック数のカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って前記発振器の周波数誤差を算出し、前記複数回に亘って算出された前記発振器の周波数誤差の平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正する、発振器の周波数誤差補正方法を用いることができる。
【０００９】
（３）さらに、第３の案として、例えば、所望の発振周波数で発振するよう設計された発振器において生じる周波数誤差を補正する機能をコンピュータに実行させるための周波数誤差補正プログラムであって、ネットワークを介して受信される時刻情報と前記発振器のクロック数のカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って前記発振器の周波数誤差を算出するステップと、前記複数回に亘って算出された前記発振器の周波数誤差の平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正するステップとを前記コンピュータに実行させる、周波数誤差補正プログラムを用いることができる。
【００１０】
（４）また、第４の案として、例えば、所望の発振周波数で発振するよう設計された発振器において生じる周波数誤差を補正する発振器の周波数誤差補正システムにおいて、前記発振器のクロック数をカウントするカウンタ部と、ネットワークを介して受信される時刻情報と前記カウンタ部でのカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って算出される前記発振器の周波数誤差の平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正する処理部とをそなえる、発振器の周波数誤差補正システムを用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
発振器における周波数誤差を高精度に補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る周波数誤差補正装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示すカウンタ部のカウント結果と、ＮＴＰサーバから受信した時刻情報との関係の一例を示す図である。
【図３】初回に受信したＮＴＰパケットに含まれる誤差（初期誤差）の一例を示す図である。
【図４】図３に示す初期誤差を補正する方法の一例を示す図である。
【図５】発振器の周波数誤差と２つの期間において算出された各平均位相変動量との関係の一例について説明する図である。
【図６】一実施形態に係る周波数誤差補正方法の一例を示す図である。
【図７】一実施形態に係る周波数誤差補正装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図８】一実施形態に係る周波数誤差補正装置をそなえた無線基地局装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、以下に示す実施形態を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
〔１〕一実施形態について
（１．１）周波数誤差補正装置の構成例
図１は、一実施形態に係る周波数誤差補正装置の構成の一例を示す図である。
【００１４】
この図１に例示する周波数誤差補正装置１０は、例示的に、クロック信号生成部１１と、カウンタ部１２と、ＮＴＰ処理部１３と、制御部１４とをそなえる。
クロック信号生成部１１は、基準クロックとしてのクロック信号を生成する。当該クロック信号の周波数は、例えば、後述する制御部１４から与えられる制御信号により補正される。
【００１５】
このため、クロック信号生成部１１は、例えば、発振周波数を電圧制御可能な発振器を有する。クロック信号生成部１１がそなえる発振器は、所望の発振周波数（例えばｆ０）で発振するよう設計されるが、実際には所望の発振周波数とは異なる発振周波数（例えばｆ）で発振し得る。なお、以下では、所望の発振周波数のことを単に設計周波数ということがある。
【００１６】
カウンタ部１２は、クロック信号生成部１１のクロック数をカウントする。即ち、カウンタ部１２は、発振器のクロック数をカウントするカウンタ部の一例として機能する。なお、上記のカウント結果は、後述する制御部１４の誤差検出部１４１へ出力される
ＮＴＰ処理部１３は、ＮＴＰサーバ２０が送信したＮＴＰパケットをネットワーク３０を介して受信し、受信したＮＴＰパケットから時刻情報を抽出する。このため、ＮＴＰ処理部１３は、ＮＴＰパケット終端部１３１と、時刻情報抽出部１３２とをそなえる。
【００１７】
ＮＴＰパケット終端部１３１は、ＮＴＰサーバ２０が送信したＮＴＰパケットを、ネットワーク３０を介して受信し、所定の受信処理を施す。また、ＮＴＰパケット終端部１３１は、ＮＴＰサーバ２０に対してＮＴＰパケット送出の要求（ＮＴＰ  Ｒｅｑ）を送信する機能を有していてもよい。これにより、ＮＴＰパケット終端部１３１は、ＮＴＰサーバ２０から定期または不定期にＮＴＰパケットを受信することができる。
【００１８】
時刻情報抽出部１３２は、ＮＴＰパケット１３１で受信されたＮＴＰパケットから時刻情報を抽出し、制御部１４へ出力する。
制御部１４は、時刻情報抽出部１３２から出力された時刻情報と、カウンタ部１２から出力されたカウント結果と、クロック信号生成部１１が有する発振器の設計周波数（ｆ０）とに基づいて、クロック信号生成部１１が有する発振器の周波数誤差を検出し、当該周波数誤差を補正する。このため、制御部１４は、誤差検出部１４１と、補正制御部１４２とをそなえる。
【００１９】
誤差検出部１４１は、時刻情報抽出部１３２から出力された時刻情報と、カウンタ部１２から出力されたカウント結果と、クロック信号生成部１１が有する発振器の設計周波数とに基づいて、クロック信号生成部１１が有する発振器の周波数誤差を検出する。なお、周波数誤差の検出方法の具体例については後述する。
補正制御部１４２は、誤差検出部１４１で検出された周波数誤差を基に、当該周波数誤差を補正するための補正値を算出し、当該補正値に基づく制御信号をクロック信号生成部１１へ出力する。クロック信号生成部１１の発振器は、例えば、補正制御部１４２から出力された制御信号に基づき電圧制御される。
【００２０】
即ち、ＮＴＰ処理部１３及び制御部１４は、ネットワークを介して受信される時刻情報とカウンタ部１２でのカウント結果と所望の発振周波数（ｆ０）とに基づいて複数回に亘って算出される発振器の周波数誤差の平均値を用いて発振器の周波数誤差を補正する処理部の一例として機能する。
（１．２）周波数誤差の検出方法
ここで、図２を用いて、本実施形態における周波数誤差の検出方法について説明する。
【００２１】
図２は、図１に示すカウンタ部１２のカウント結果と、ＮＴＰサーバ２０から受信した時刻情報との関係の一例を示す図である。
まず、制御部１４の誤差検出部１４１は、初回に受信したＮＴＰパケットから抽出された時刻情報を基に、起点時刻を設定する（図２中、Ｔ１参照）。また、誤差検出部１４１は、カウンタ部１２におけるカウント値をクリアする。
【００２２】
次に、誤差検出部１４１は、ＮＴＰパケットから抽出された時刻情報を時刻情報抽出部１３２から取得し、当該時刻情報に対応する時刻におけるカウント値をカウンタ部１２から取得する。
そして、誤差検出部１４１は、各時刻情報と、各カウント値と、クロック信号生成部１１が有する発振器の設計周波数ｆ０（設計周期τ０（＝１／ｆ０））とを用いて発振器の周波数誤差を求める。
【００２３】
具体的には例えば、各時刻情報（図２中、Ｔｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ，ただし、ｎは３以上の整数））から以下の式（１）を用いて算出される各期間ｔｘ（ｘ＝２，３，・・・，ｎ）と、当該期間におけるカウンタ部１２でのカウント値（図２中、Ｃｘ（ｘ＝２，３，・・・，ｎ））から以下の式（２）を用いて算出される時間ｃｘ（ｘ＝２，３，・・・，ｎ）とを比較する。
【００２４】
【数１】
0005783017.tif 000002
【００２５】
即ち、各期間ｔｘに発生する、ｔｘとｃｘとの差（位相誤差αｘ（ｘ＝２，３，・・・，ｎ）、位相変動量ともいう）は、式（３）で与えられる。
【００２６】
【数２】
0005783017.tif 000003
【００２７】
上記の式（３）から求めた位相誤差αｘには、発振器の設計周波数ｆ０と実際の発振周波数ｆとの誤差である周波数誤差成分と、ＮＴＰパケットに含まれる遅延ジッタによる誤差成分とが含まれる。
ここで、ＮＴＰパケットに含まれる遅延ジッタは、平均化することで０に収束する性質がある。そこで、本例では、上記の式（３）で求めた位相誤差αｘにおける遅延ジッタによる誤差成分を０に収束させるべく、式（３）で求めたαｘを平均化する。なお、αｘを平均化したものを平均位相変動量βともいう。
【００２８】
Ｔ１〜Ｔｎの期間における平均位相変動量βは以下の式（４）で示される。
【００２９】
【数３】
0005783017.tif 000004
【００３０】
なお、上記の平均位相変動量βは、各時刻Ｔｘが等間隔の場合、起点時刻Ｔ１から時刻Ｔｎまでに発生する位相変動量の１／２となる。
上記の式（４）を用いて算出される平均位相変動量βにより発振器の周波数誤差を高精度に算出することができる。
具体的には、単位時間当たりの位相変動量を１００万倍したものが周波数誤差（単位：ppm）となる。つまり、平均位相変動量βを２倍したものを測定間隔（Ｔｎ−Ｔ１）で割り、１００万倍したものが周波数誤差（単位：ppm）となる。
【００３１】
平均移動変動量βにより発振器の周波数誤差が算出されると、算出した周波数誤差に対応する補正値をクロック信号生成部１１に対して出力することにより、発振器の周波数誤差を高精度に補正することができる。
即ち、上述した構成によると、ＮＴＰサーバから受信した時刻情報を用いて、発振器の発信誤差を高精度に補正することができるようになる。
【００３２】
ただ、上述した方法では、初回に受信したＮＴＰパケットの時刻情報に基づいて設定される起点（Ｔ１）に基づいて各位相誤差を算出するため、図３に示すように初回に受信したＮＴＰパケットが遅延ジッタによる誤差（初期誤差）を含む場合、各位相誤差には初期誤差が含まれ、また、各位相誤差の平均値である平均位相変動量βにも、初期誤差が含まれる。
【００３３】
そこで、以下に示す方法を用いて、平均位相変動量βに含まれる初期誤差を補正することにより、発振器における周波数誤差を更に精度良く求める。
図４は、図３に示す初期誤差を補正する方法の一例を説明する図である。
図４に示されるように、同じ起点Ｔ１を有し長さの異なる２つの期間（Ｔｎ−Ｔ１）及び（Ｔｎ′−Ｔ１）において、平均位相変動量をそれぞれ算出する。つまり、期間（Ｔｎ−Ｔ１）で平均位相変動量βを算出し、期間（Ｔｎ′−Ｔ１）において平均位相変動量β′を算出する。
【００３４】
そして、平均位相変動量β′と平均位相変動量βとの差分を求めることで、各平均位相変動量に含まれる初期誤差を除去することができる。
図５は、発振器の周波数誤差と上記の２つの期間において算出された各平均位相変動量との関係の一例について説明する図である。なお、図５に示す例では、簡単のため、２つの期間を、時刻Ｔｎまでの期間と時刻２Ｔｎまでの期間とに設定しているが、これらの時刻は任意に設定することもできる。
【００３５】
発振器の周波数誤差がない場合、上記の２つの期間において算出された各平均位相変動量の値と初期誤差は一致する。
一方、発振器に周波数誤差がある場合、各平均位相変動量の差をとることで、各平均位相変動量に含まれる初期誤差の成分が相殺される。
また、上記の平均位相変動量βは、各時刻Ｔｘが等間隔の場合、起点時刻Ｔ１から時刻Ｔｎまでに発生する位相変動量の１／２となる。
【００３６】
同様に、起点時刻Ｔ１から時刻Ｔｎ′までの期間において算出された平均位相変動量β′は、起点時間から時刻Ｔｎ′までの期間に発生する位相変動量の１／２となる。
従って、図５に示された関係から明らかなように、各平均位相変動量の差（β′―β）は、時刻Ｔｎから時刻２Ｔｎまでの間に発生した発振器の周波数誤差による位相変動量の１／２となる。
【００３７】
このことから、発振器の周波数誤差χは次式（５）で示される。
【００３８】
【数４】
0005783017.tif 000005
【００３９】
上記χに基づき発振器の周波数誤差が算出されると、算出した周波数誤差に対応する補正値をクロック信号生成部１１に対して出力することにより、発振器の周波数誤差を更に高精度に補正することができる。
（１．３）周波数誤差補正方法
図６は、周波数誤差補正方法の一例を示す図である。ここでは、ＮＴＰサーバ２０、制御部１４及びカウンタ部１２の動作に着目する。
【００４０】
なお、ＮＴＰサーバ２０から受信するＮＴＰパケットの時刻情報に含まれるのは、ＮＴＰサーバ２０においてＮＴＰパケットの送信要求を受信した時刻についての情報と、ＮＴＰサーバ２０がＮＴＰパケットを送信した時刻についての情報とである。
そこで、本実施形態では、カウンタを用いて上記の時刻情報に含まれる情報を補正することにより、周波数誤差補正装置１０がＮＴＰパケットを受信した時刻を求める。
【００４１】
このため、図６に示す例では、カウンタ部１２は、発振器の周波数誤差を補正するためのカウンタ１に加え、時刻情報を補正するためのカウンタ２を有する。
制御部１４は、カウンタ部１２に対してカウンタ２のカウント開始指示を送信するとともに、ＮＴＰ処理部１３を介してＮＴＰサーバ２０に対してＮＴＰパケットの送信要求（ＮＴＰ  Ｒｅｑ）を送信する（ステップＳ１，Ｓ２）。カウンタ部１２は、ステップＳ１において送信されたカウント開始指示を受信するとカウンタ２のカウントを開始する。
【００４２】
ＮＴＰサーバ２０は、ＮＴＰ  Ｒｅｑを受信すると、周波数誤差補正装置１０に対してＮＴＰパケットを送信する（ステップＳ３）。なお、ＮＴＰサーバ２０から送信されるＮＴＰパケットには時刻情報が含まれる。
本実施形態で示す例では、当該時刻情報には、ＮＴＰサーバ２０におけるＮＴＰパケットの送信時刻に関する送信時刻情報と、ＮＴＰサーバ２０におけるＮＴＰ  Ｒｅｑの受信時刻に関する受信時刻情報とが含まれる。即ち、ステップＳ３において送信されるＮＴＰパケットには、ＮＴＰパケットの送信時刻Ａ１と、ＮＴＰ  Ｒｅｑの受信時刻Ｂ１とが含まれる。
【００４３】
制御部１４は、ＮＴＰ処理部１３を介してＮＴＰパケットを受信し、受信したＮＴＰパケットから時刻情報を抽出すると、カウンタ部１２に対して、カウンタ１の開始指示及びカウンタ２の停止指示を送信する（ステップＳ４）。
カウンタ部１２は、ステップＳ４において送信されたカウンタ１の開始指示及びカウンタ２の停止指示を受信すると、カウンタ２のカウントを停止し、カウント数をクリアするとともに、カウンタ１のカウントを開始する。なお、カウンタ２におけるクリア前のカウント値をＤ１とする。
【００４４】
そして、制御部１４は、カウンタ部１２のＤ１の値を読み取る（リード）（ステップＳ５）。
制御部１４は、Ｄ１を基に、ステップＳ３においてＮＴＰサーバ２０から送信され、ＮＴＰ処理部１３を介して受信した時刻情報の補正を行なう。即ち、制御部１４は、次式（６）を用いて時刻Ｔ１を算出する。
【００４５】
【数５】
0005783017.tif 000006
【００４６】
この初回に受信したＮＴＰパケットから得られた時刻Ｔ１は、発振器の補正が完了するまで図示しないメモリに保持される。
続いて、制御部１４は、カウンタ部１２に対してカウンタ２のカウント開始指示を送信するとともに、２度目のＮＴＰパケットの送信要求（ＮＴＰ  Ｒｅｑ）をＮＴＰサーバ２０に対して送信する（ステップＳ６，Ｓ７）。カウンタ部１２は、ステップＳ６において送信されたカウント開始指示を受信するとカウンタ２のカウントを開始する。
【００４７】
ＮＴＰサーバ２０は、ＮＴＰ  Ｒｅｑを受信すると、周波数誤差補正装置１０に対して２度目のＮＴＰパケットを送信する（ステップＳ８）。ステップＳ８において送信されるＮＴＰパケットには、ＮＴＰパケットの送信時刻Ａ２と、ＮＴＰ  Ｒｅｑの受信時刻Ｂ２とが含まれる。
制御部１４は、ＮＴＰ処理部１３を介してＮＴＰパケットを受信し、受信したＮＴＰパケットから時刻情報を抽出すると、カウンタ部１２に対して、カウンタ１のカウント値保持指示及びカウンタ２の停止指示を送信する（ステップＳ９）。
【００４８】
カウンタ部１２は、ステップＳ９において送信されたカウンタ１のカウント値保持指示及びカウンタ２の停止指示を受信すると、カウンタ２のカウントを停止するとともに、カウンタ１のカウント値を図示しないメモリに必要に応じて保持する。なお、カウンタ２のカウント値をＤ２、カウンタ１のカウント値をＣ１とする。
そして、制御部１４は、カウンタ部１２のＣ１及びＤ２の値を読み取る（リード）（ステップＳ１０，Ｓ１１）。
【００４９】
制御部１４は、Ｄ２を基に、ステップＳ８においてＮＴＰサーバ２０から送信され、ＮＴＰ処理部１３を介して受信した時刻情報の補正を行なう。即ち、制御部１４は、次式（７）を用いて時刻Ｔ２を算出する。
【００５０】
【数６】
0005783017.tif 000007
【００５１】
また、制御部１４は、次式（８）を用いて位相誤差α２を算出する。
【００５２】
【数７】
0005783017.tif 000008
【００５３】
図示は省略するが、制御部１４は、上記と同様の手順により、ｘ（３≦ｘ≦ｎ−１）回目のＮＴＰパケットから時刻情報（Ａｘ，Ｂｘ）を取得すると共に、カウンタ部１２からカウント値（Ｃｘ−１，Ｄｘ）を取得し、次式（９），（１０）を用いてＴｘ及びαｘをそれぞれ算出する。
【００５４】
【数８】
0005783017.tif 000009
【００５５】
また、最終的に平均化を行なうため、算出された位相誤差αｘはそれまでに算出された各位相誤差に加算される。
図６では、制御部１４は、カウンタ部１２に対してカウンタ２のカウント開始指示を送信するとともに、ｎ度目のＮＴＰパケットの送信要求（ＮＴＰ  Ｒｅｑ）をＮＴＰサーバ２０に対して送信する（ステップＳ１２，Ｓ１３）。なお、図６において、ステップＳ１１とステップＳ１２とが連続して実行されることは意図しておらず、ステップＳ１１とステップＳ１２との間には、図示しない処理が含まれる。カウンタ部１２は、ステップＳ１２において送信されたカウント開始指示を受信するとカウンタ２のカウントを開始する。
【００５６】
ＮＴＰサーバ２０は、ＮＴＰ  Ｒｅｑを受信すると、周波数誤差補正装置１０に対してｎ度目のＮＴＰパケットを送信する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において送信されるＮＴＰパケットには、ＮＴＰパケットの送信時刻Ａｎと、ＮＴＰ  Ｒｅｑの受信時刻Ｂｎとが含まれる。
制御部１４は、ＮＴＰ処理部１３を介してＮＴＰパケットを受信し、受信したＮＴＰパケットから時刻情報を抽出すると、カウンタ部１２に対して、カウンタ１のカウント値保持指示及びカウンタ２の停止指示を送信する（ステップＳ１５）。
【００５７】
カウンタ部１２は、ステップＳ１５において送信されたカウンタ１のカウント値保持指示及びカウンタ２の停止指示を受信すると、カウンタ２のカウントを停止するとともに、カウンタ１のカウント値を図示しないメモリに必要に応じて保持する。なお、カウンタ２のカウント値をＤｎ、カウンタ１のカウント値をＣｎ−１とする。
そして、制御部１４は、カウンタ部１２のＣｎ−１及びＤｎの値を読み取る（リード）（ステップＳ１６，Ｓ１７）。
【００５８】
制御部１４は、Ｄｎを基に、ステップＳ１４においてＮＴＰサーバ２０から送信され、ＮＴＰ処理部１３を介して受信した時刻情報の補正を行なう。即ち、制御部１４は、次式（１１）を用いて時刻Ｔｎを算出する。
【００５９】
【数９】
0005783017.tif 000010
【００６０】
また、制御部１４は、次式（１２）を用いて位相誤差αｎを算出する。
【００６１】
【数１０】
0005783017.tif 000011
【００６２】
さらに、制御部１４は、次式（１３）を用いて、平均位相変動量βを算出する。
【００６３】
【数１１】
0005783017.tif 000012
【００６４】
制御部１４は、こうして算出された平均位相変動量βに基づいて生成した制御信号をクロック信号生成部１１に対して出力することにより、発振器の周波数誤差を補正する。
平均位相変動量βに含まれる初期誤差を除去する場合、継続して同じ平均化回数で平均位相変動量β′を求める。
そして、以下の式（１４）を用いて発振器の周波数誤差を求める。
【００６５】
【数１２】
0005783017.tif 000013
【００６６】
制御部１４は、算出された周波数誤差に基づいて生成した制御信号をクロック信号生成部１１に対して出力することにより、発振器の周波数誤差を補正することもできる。
上述した方法によると、発振器の周波数誤差を高精度に補正することができる。
（１．４）周波数誤差補正装置のハードウェア構成
図７は、一実施形態に係る周波数誤差補正装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【００６７】
図７に示す周波数誤差補正装置１０は、例示的に、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）１１０と、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）１２０と、ＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｏｎ  ａ  Ｃｈｉｐ）１３０とをそなえる。
ＰＬＬ１１０は、装置内基準クロックとなるクロック信号を生成するものであり、発振周波数を制御することが可能な発振器を用いて実現される。即ち、ＰＬＬ１１０は、図１におけるクロック信号生成部１１として機能する。
【００６８】
ＰＬＬ１１０は、例えば、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と、ＶＣＴＣＸＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｎｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）とをそなえる。
この場合、ＤＡＣは、後述するＳＯＣ１３０から与えられる制御信号に基づき、ＶＣＴＣＸＯが出力するクロック信号の周波数を制御するための制御電圧を生成し、ＶＣＴＣＸＯは、ＤＡＣから与えられる制御電圧に応じた周波数で発振する。
【００６９】
ＰＬＤ１２０は、ＰＬＬ１１０から出力されるクロック信号の周波数をカウントするよう設計される。即ち、ＰＬＤ１２０は、図１におけるカウンタ部１２として機能する。なお、ＰＬＤ１２０は、後述する１３０と一体に構成することもできる。
ＳＯＣ１３０は、種々の制御や演算を行なうプロセッサとしての機能を内蔵するものであり、図示しないメモリなどに格納されたＯＳやプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。
【００７０】
ＮＴＰ処理部１３及び制御部１４としての機能を実現する際には、内部記憶装置に格納されたプログラムがコンピュータのマイクロプロセッサによって実行される。このとき、記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み取って実行するようにしてもよい。
なお、本実施形態において、コンピュータとは、ハードウェアとオペレーティングシステムとを含む概念であり、オペレーティングシステムの制御の下で動作するハードウェアを意味している。又、オペレーティングシステムが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とをそなえており、本実施形態においては、ＳＯＣ１３０がコンピュータとしての機能を有しているのである。
【００７１】
〔２〕周波数誤差補正装置の適用例
上述した周波数誤差補正装置１０は、任意の送信装置及び受信装置に適用することが可能である。
そこで、上述した周波数誤差補正装置１０の一適用例として、周波数誤差補正装置１０が適用された無線基地局装置について、図８を用いて説明する。
【００７２】
図８は、周波数誤差補正装置１０が適用された無線基地局装置４０を示す図である。
図８に示す無線基地局装置４０は、例示的に、周波数誤差補正装置１０と、有線インタフェース（ＩＦ；Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４１と、無線送信処理部４２と、無線受信処理部４３と、送信アンテナ４４と、受信アンテナ４５と、ＣＰＵ４６と、論理回路４７と、メモリ４８とをそなえる。
【００７３】
有線インタフェース４１は、無線基地局装置４０と、外部ネットワークもしくは上位装置との通信制御を行なう。
無線送信処理部４２は、移動局へ送信する信号に符号化処理，変調処理及び周波数変換などの所定の信号処理を施し、アンテナ４４へ出力する。
無線受信処理部４３は、アンテナ４５で受信した移動局から送信された無線信号に周波数変換，復調処理及び復号処理など所定の信号処理を施すものである。
【００７４】
ＣＰＵ４６は、バスによって相互接続された論理回路４７及びメモリ４８と協働することにより、有線ＩＦ４１，無線送信処理部４２及び無線受信処理部４３を制御する。
周波数誤差補正装置１０は、図示しないＮＴＰサーバに加え、例えば、無線送信処理部４２及び無線受信処理部４３に接続され、各処理に必要なクロック信号を高い周波数精度で生成する。
【００７５】
上述した構成によると、周波数誤差補正装置１０を無線基地局装置４０に適用することにより、無線基地局装置４０は、周波数精度の高いクロック信号用いて無線周波数同期などを行なうことが可能になるため、無線基地局装置４０の信頼性が向上する。
なお、本発明は、上記の無線基地局装置に限らず、任意の送信装置及び受信装置に適用することが可能である。
【００７６】
〔３〕その他
なお、上述した周波数誤差補正装置１０の各構成及び各機能は、必要に応じて取捨選択してもよいし、適宜組み合わせて用いてもよい。即ち、本発明の機能を発揮できるように、上記の各構成及び各機能を取捨選択したり、適宜組み合わせて用いたりしてもよい。
また、上述した一実施形態において、ＮＴＰを用いて発振器の周波数誤差の補正を行なう例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ネットワークを介して時刻情報を取得するものであれば、ＮＴＰとは異なる他のプロトコルを用いる場合であっても同様に実施することができる。
【００７７】
さらに、上述した一実施形態では、クロック信号生成部１１，カウンタ部１２，ＮＴＰ処理部１３及び制御部１４の全てが一つの装置内に構成される例について説明したが、クロック信号生成部１１，カウンタ部１２，ＮＴＰ処理部１３及び制御部１４のうちのいずれかが異なる装置内に構成された場合であっても、装置間で通信可能であれば、上述した一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
〔４〕付記
（付記１）
所望の発振周波数で発振するよう設計された発振器において生じる周波数誤差を補正する発振器の周波数誤差補正装置において、
前記発振器のクロック数をカウントするカウンタ部と、
ネットワークを介して受信される時刻情報と前記カウンタ部でのカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って算出される前記発振器の周波数誤差の平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正する処理部とをそなえる、
ことを特徴とする、発振器の周波数誤差補正装置。
【００７９】
（付記２）
前記処理部は、
ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバから送信されたＮＴＰパケットに含まれる前記時刻情報を抽出する、
ことを特徴とする、付記１記載の発振器の周波数誤差補正装置。
【００８０】
（付記３）
前記処理部は、
前記時刻情報から算出される複数の期間に関する情報と、前記複数の期間における前記カウンタ部でのカウント結果を前記所望の発振周波数でそれぞれ除して得られる複数の時間に関する情報との差に基づいて前記発振器の周波数誤差をそれぞれ算出し、
前記の各周波数誤差の相加平均を用いて前記発振器の周波数誤差を補正する、
ことを特徴とする、付記１または２に記載の発振器の周波数誤差補正装置。
【００８１】
（付記４）
前記処理部は、
同じ起点を有し長さの異なる２つの期間において、前記時刻情報と前記カウンタ部でのカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って算出される前記発振器の周波数誤差の平均値をそれぞれ算出し、
算出した各平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正する、
ことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の発振器の周波数誤差補正装置。
【００８２】
（付記５）
所望の発振周波数で発振するよう設計された発振器において生じる周波数誤差を補正する周波数誤差補正装置において、
ネットワークを介して受信される時刻情報と前記発振器のクロック数のカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って前記発振器の周波数誤差を算出し、
前記複数回に亘って算出された前記発振器の周波数誤差の平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正する、
ことを特徴とする、発振器の周波数誤差補正方法。
【００８３】
（付記６）
所望の発振周波数で発振するよう設計された発振器において生じる周波数誤差を補正する機能をコンピュータに実行させるための周波数誤差補正プログラムであって、
ネットワークを介して受信される時刻情報と前記発振器のクロック数のカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って前記発振器の周波数誤差を算出するステップと、
前記複数回に亘って算出された前記発振器の周波数誤差の平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正するステップとを前記コンピュータに実行させる、
ことを特徴とする、周波数誤差補正プログラム。
【００８４】
（付記７）
所望の発振周波数で発振するよう設計された発振器において生じる周波数誤差を補正する発振器の周波数誤差補正システムにおいて、
前記発振器のクロック数をカウントするカウンタ部と、
ネットワークを介して受信される時刻情報と前記カウンタ部でのカウント結果と前記所望の発振周波数とに基づいて複数回に亘って算出される前記発振器の周波数誤差の平均値を用いて前記発振器の周波数誤差を補正する処理部とをそなえる、
ことを特徴とする、発振器の周波数誤差補正システム。
【００８５】
（付記８）
付記１〜４のいずれか１項に記載の発振器の周波数誤差補正装置を有する、
ことを特徴とする、無線基地局装置。
【符号の説明】
【００８６】
１０  周波数誤差補正装置
１１  クロック信号生成部
１２  カウンタ部
１３  ＮＴＰ処理部
１３１  ＮＴＰパケット終端部
１３２  時刻情報抽出部
１４  制御部
１４１  誤差検出部
１４２  補正制御部
２０  ＮＴＰサーバ
３０  ネットワーク
１１０  ＰＬＬ
１２０  ＰＬＤ
１３０  ＳＯＣ
４０  無線基地局装置
４１  有線ＩＦ
４２  無線送信処理部
４３  無線受信処理部
４４，４５  アンテナ
４６  ＣＰＵ
４７  論理回路
４８  メモリ
【図１】
0005783017.tif 000014
【図２】
0005783017.tif 000015
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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