(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線制御装置から第１の信号を受信する第１の受信部と、
前記受信部が受信した前記第１の信号に含まれるクロック成分から第１の再生クロックを生成する第１の同期クロック生成部と、
第２の無線制御装置から第２の信号を受信する第２の受信部と、
前記受信部が受信した前記第２の信号に含まれるクロック成分から第２の再生クロックを生成する第２の同期クロック生成部と、
前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが同期しているか否かを検出するクロック同期検出部と、
前記同期検出部の検出結果に基づき、前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが同期状態にあることを示す第１のコードと、前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが非同期状態であることを示す第２のコードとのうちのどちらか一方のコードを選択するコード選択部と、
前記コード選択部により選択された前記コードがフレームの先頭を示すビット列の領域に付加され且つ前記第１の再生クロックに同期した第３の信号を生成する信号処理部と、
前記信号処理部により生成された前記第３の信号を前記第２の無線制御装置に送信する送信部と
を含むことを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記コード選択部により選択される前記第１のコードはＫ２８．５であり、前記第２のコードはＫ２８．６であることを特徴とする、請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
第１の無線制御装置から受信した第１の信号から生成した第１の再生クロックと第２の無線制御装置から受信した第２の信号から生成した第２の再生クロックとが同期状態にあることを示す第１のコードと、非同期状態にあることを示す第２のコードとのうちどちらか一方のコードがフレームの先頭を示すビット列の領域に付加された第３の信号を無線装置から受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記第３の信号に含まれるコードを検出するコード検出部と、
前記コード検出部により検出された前記コードが前記第２のコードである場合、前記無線装置から受信した前記第３の信号から生成した第３の再生クロックに動作クロックを同期させる動作クロック同期確立部と、
前記動作クロック同期確立部により同期させた前記動作クロックに基づいて第４の信号を生成する信号処理部と、
前記信号処理部により生成された第４の信号を前記無線装置に送信する送信部と、
を含むことを特徴とする無線制御装置。
【請求項４】
前記コード検出部により検出された前記コードが前記第２のコードである場合に前記無線装置への前記第４の信号の送信を停止させ、前記コード検出部により検出された前記コードが前記第１のコードである場合に前記無線装置への前記第４の信号の送信を許可する送信信号制御部をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の無線制御装置。
【請求項５】
前記無線装置から受信した前記第３の信号に含まれる前記第１のコードはＫ２８．５であり、前記第２のコードはＫ２８．６であることを特徴とする、請求項３または４に記載の無線制御装置。
【請求項６】
無線装置が、
第１の無線制御装置から第１の信号を受信し、
前記第１の信号に含まれるクロック成分から第１の再生クロックを生成し、
第２の無線制御装置から第２の信号を受信し、
前記第２の信号に含まれるクロック成分から第２の再生クロックを生成し、
前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが同期しているか否かを検出し、
前記検出の結果に基づき、前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが同期状態にあることを示す第１のコードと、前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが非同期状態であることを示す第２のコードとのうちのどちらか一方のコードを選択し、
前記選択したコードがフレームの先頭を示すビット列の領域に付加され且つ前記第１の再生クロックに同期した第３の信号を生成し、
前記生成された前記第３の信号を前記第２の無線制御装置に送信し、
前記第２の無線制御装置が、
前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが同期状態にあることを示す第１のコードと、非同期状態にあることを示す第２のコードとのうちどちらか一方のコードがフレームの先頭を示すビット列の領域に付加された第３の信号を前記無線装置から受信し、
前記受信した第３の信号に含まれるコードを検出し、
前記検出したコードが前記第２のコードである場合、前記無線装置から受信した前記第３の信号から生成した第３の再生クロックに動作クロックを同期させ、
前記同期させた動作クロックに基づいて第４の信号を生成し、
前記生成された第４の信号を前記無線装置に送信する
ことを特徴とする、同期確立方法。
【請求項７】
前記第２の無線制御装置が、前記検出したコードが前記第２のコードである場合に前記無線装置への信号の送信を停止させ、前記コード検出部により検出された前記コードが前記第１のコードである場合に前記無線装置への前記第４の信号の送信を許可することを特徴とする、請求項６に記載の同期確立方法。
【請求項８】
前記無線装置が前記第２の無線制御装置に送信する前記第３の信号に付加する前記第１のコードはＫ２８．５であり、前記第２のコードはＫ２８．６であることを特徴とする、請求項６または７に記載の無線制御装置。
【請求項９】
第１の無線通信システムに含まれる第１の無線制御装置から第１の信号を受信する第１の受信部と、
前記受信部が受信した前記第１の信号に含まれるクロック成分から第１の再生クロックを生成する第１の同期クロック生成部と、
第２の無線通信システムに含まれる第２の無線制御装置から第２の信号を受信する第２の受信部と、
前記受信部が受信した前記第２の信号に含まれるクロック成分から第２の再生クロックを生成する第２の同期クロック生成部と、
前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが同期しているか否かを検出するクロック同期検出部と、
前記同期検出部の検出結果に基づき、前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが同期状態にあることを示す第１のコードと、前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが非同期状態であることを示す第２のコードとのうちのどちらか一方のコードを選択するコード選択部と、
前記コード選択部により選択された前記コードがフレームの先頭を示すビット列の領域に付加され且つ前記第１の再生クロックに同期した第３の信号を生成する信号処理部と、
前記信号処理部により生成された前記第３の信号を前記第２の無線制御装置に送信する送信部とを含み、
前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムに共用される
ことを特徴とする無線装置。
【請求項１０】
前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムは、異なる無線通信システムであることを特徴とする請求項９に記載の無線装置。
【請求項１１】
前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムは、同一の無線通信システムであることを特徴とする請求項９に記載の無線装置。
【請求項１２】
第１の無線通信システムに含まれる第１の無線制御装置から受信した第１の信号から生成した第１の再生クロックと、第２の無線通信システムに含まれる第２の無線制御装置から受信した第２の信号から生成した第２の再生クロックとが同期状態にあることを示す第１のコードと、非同期状態にあることを示す第２のコードとのうちどちらか一方のコードがフレームの先頭を示すビット列の領域に付加された第３の信号を、前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムに共用される無線装置から受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記第３の信号に含まれるコードを検出するコード検出部と、
前記コード検出部により検出された前記コードが前記第２のコードである場合、前記無線装置から受信した前記第３の信号から生成した第３の再生クロックに動作クロックを同期させる動作クロック同期確立部と、
前記動作クロック同期確立部により同期させた前記動作クロックに基づいて第４の信号を生成する信号処理部と、
前記信号処理部により生成された第４の信号を前記無線装置に送信する送信部とを含み、
前記第２の無線通信システムに含まれる
ことを特徴とする無線制御装置。
【請求項１３】
前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムは、異なる無線通信システムであることを特徴とする請求項１２に記載の無線制御装置。
【請求項１４】
前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムは、同一の無線通信システムであることを特徴とする請求項１２に記載の無線制御装置。
【請求項１５】
第１の無線通信システムおよび第２の無線通信システムに共用される無線装置が、
前記第１の無線通信システムに含まれる第１の無線制御装置から第１の信号を受信し、
前記第１の信号に含まれるクロック成分から第１の再生クロックを生成し、
前記第２の無線通信システムに含まれる第２の無線制御装置から第２の信号を受信し、
前記第２の信号に含まれるクロック成分から第２の再生クロックを生成し、
前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが同期しているか否かを検出し、
前記検出の結果に基づき、前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが同期状態にあることを示す第１のコードと、前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが非同期状態であることを示す第２のコードとのうちのどちらか一方のコードを選択し、
前記選択したコードが付加され且つ前記第１の再生クロックに同期した第３の信号を生成し、
前記生成された前記第３の信号を前記第２の無線制御装置に送信し、
前記第２の無線制御装置が、
前記第１の再生クロックと前記第２の再生クロックとが同期状態にあることを示す第１のコードと、非同期状態にあることを示す第２のコードとのうちどちらか一方のコードがフレームの先頭を示すビット列の領域に付加された前記第３の信号を前記無線装置から受信し、
前記受信した第３の信号に含まれるコードを検出し、
前記検出したコードが前記第２のコードである場合、前記無線装置から受信した前記第３の信号から生成した第３の再生クロックに動作クロックを同期させ、
前記同期させた動作クロックに基づいて第４の信号を生成し、
前記生成された第４の信号を前記無線装置に送信する
ことを特徴とする、同期確立方法。
【請求項１６】
前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムは、異なる無線通信システムであることを特徴とする請求項１５に記載の同期確立方法。
【請求項１７】
前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムは、同一の無線通信システムであることを特徴とする請求項１５に記載の同期確立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期確立のために無線装置の回路規模を増加させずに、第１の無線制御装置の動作クロックに第２の無線制御装置の動作クロックを同期させる無線装置、無線制御装置、および同期確立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムの分野では、近年、無線基地局装置をベースバンド信号の処理を行う装置と無線信号の変復調および増幅を行う装置とに分離し、これらのユニット間を光ケーブルで接続する方式が標準化されている。Common Public Radio Interface（ＣＰＲＩ）規格、Open Base Station Standard Initiative（ＯＢＳＡＩ）規格等がこれにあたる。
【０００３】
また、近年、無線通信の需要が急激に増加していることから、データ通信量を増加させるために、各通信事業者は、より周波数効率の高い通信方式へ無線通信システムを移行しつつある。その一例としては、Wideband Code Division Multiple Access（ＷＣＤＭＡ）からLong Term Evolution（ＬＴＥ）への通信方式の変更等が挙げられる。このように通信方式が異なる新たな無線通信システムへ移行する際には、既存の無線通信システムおよび新たな無線通信システムは、過渡的に並存する。
【０００４】
図１は、従来技術における複数の無線通信システムの並存形態を示す図である。図１において、例えば、無線通信システム１Ａが既存の無線通信システムに相当し、無線通信システム１Ｂが新たな無線通信システムに相当する。また、図１において、前述したベースバンド信号の処理を行う装置は、無線制御装置（Radio Equipment Control、ＲＥＣ）１１Ａおよび１１Ｂに相当する。前述した無線信号の変復調および増幅を行う装置は、無線装置（Radio Equipment、ＲＥ）１２Ａ‐１〜１２Ａ‐３および１２Ｂ‐１〜１２Ｂ‐３に相当する。
【０００５】
なお、図１では、各無線通信システム内に１つの無線制御装置１１Ａ、１１Ｂがそれぞれ示されている。しかし、各無線通信システムは、複数の無線制御装置を有し得る。
また、図１では、各無線制御装置１１Ａ、１１Ｂは、３つの無線装置１２Ａ‐１〜１２Ａ‐３、１２Ｂ‐１〜１２Ｂ‐３とそれぞれ接続されている。しかし、各無線制御装置１１Ａ、１１Ｂに接続される無線装置の数は、３つに限られることはない。
【０００６】
無線制御装置１１Ａは、基準クロック受信機１３Ａを用いて受信したGlobal Positioning System（ＧＰＳ）信号の絶対時刻等を用いて、正確な基準クロックを安定的に生成する。無線制御装置１１Ａは、生成した基準クロックに同期して動作する。そして、無線制御装置１１Ａは、無線装置１２Ａ‐１〜１２Ａ‐３へのダウンリンク信号に同期用のクロック成分を重畳し、光ケーブル１４Ａ‐１〜１４Ａ‐３を介して無線装置１２Ａ‐１〜１２Ａ‐３に送信する。
【０００７】
無線装置１２Ａ‐１〜１２Ａ‐３は、無線制御装置１１Ａから受信したダウンリンク信号に重畳されたクロック成分をダウンリンク信号から抽出し、再生クロックを生成する。そして、無線装置１２Ａ‐１〜１２Ａ‐３は、生成した再生クロックに同期して動作する。こうして、無線装置１２Ａ‐１〜１２Ａ‐３は、無線制御装置１１Ａとの間で周波数同期をとることができる。
【０００８】
一方、無線制御装置１１Ｂは、基準クロック受信機１３Ｂを用いて受信したＧＰＳ信号の絶対時刻等を用いて、正確な基準クロックを安定的に生成する。無線制御装置１１Ｂは、生成した基準クロックに同期して動作する。そして、無線制御装置１１Ｂは、無線装置１２Ｂ‐１〜１２Ｂ‐３へのダウンリンク信号に同期用のクロック成分を重畳し、光ケーブルを介して無線装置１４Ｂ‐１〜１４Ｂ‐３に送信する。
【０００９】
また、無線装置１２Ｂ‐１〜１２Ｂ‐３は、無線制御装置１１Ｂから受信したダウンリンク信号に重畳されたクロック成分をダウンリンク信号から抽出し、再生クロックを生成する。そして、無線装置１２Ｂ‐１〜１２Ｂ‐３は、生成した再生クロックに同期して動作クロックを生成する。こうして、無線装置１２Ｂ‐１〜１２Ｂ‐３は、無線制御装置１１Ｂとの間で周波数同期をとることができる。
【００１０】
図１に示したように、従来の複数の無線通信システムの並存形態では、新しい無線通信システムに対して、無線装置および無線制御装置等の設備投資を新たに行っていた。
しかし、前述したＷＣＤＭＡからＬＴＥへの通信方式の変更の例にみられるように、既存の無線通信システムと同一周波数帯を用いた新たな無線通信システムへ変更する場合には、アンテナ間の送信電力のアイソレーションを考慮する必要が生じる等、既存のアンテナ設備との競合を図ることが難しい。また、同一の周波数帯域のアンテナを含む無線装置を既存の無線通システムと新たな無線通信システムとに対して各々設置することは、設備コストの面でも設置場所確保の面でも得策ではない。
【００１１】
また、1つの無線通信システムには非常に多数の無線制御装置が設置され得る。このため、同一機能を有する基準クロック受信機を既存の無線通信システムの無線制御装置だけでなく新たな無線通信システムの無線制御装置にさらに設置することは、設備コスト面で得策ではない。また、基準クロック受信機は、電波を受信できる場所に設置する必要があるので、新たに基準クロック受信機を設置する際には、設置場所の適正を検討する必要が生じる。
【００１２】
そこで、アンテナ設備を含む無線装置を複数の無線通信システムにおいて共用し、かつ正確な基準クロックを安定して生成するために用いるＧＰＳ信号等を受信する基準クロック受信機を複数の無線通信システムの何れか１つに設置する形態が望まれる。
【００１３】
図２は、複数の無線通信システムにおいて無線装置を共用し、かつ複数の無線通信システムの何れか１つに基準クロック受信機を設置した複数の無線通信システムの並存形態を示す図である。
【００１４】
図２では、アンテナ設備を含む無線装置２２Ｃ‐１〜２２Ｃ‐３を無線通信システム２Ａおよび無線通信システム２Ｂにおいて共用している。すなわち、図２では、無線通信システム２Ａの無線制御装置２１Ａと無線装置２２Ｃ‐１〜２２Ｃ‐３とが光ケーブル２４Ａ‐１〜２４Ａ‐３により接続されている。また、無線通信システム２Ｂの無線制御装置２１Ｂと無線装置２２Ｃ‐１〜２２Ｃ‐３とが光ケーブル２４Ｂ‐１〜２４Ｂ‐３により接続されている。
【００１５】
また、基準クロック受信機２３Ａを無線制御装置２１Ａに対して設置し、基準クロック受信機を無線制御装置２１Ｂに対しては設置していない。
図２に示した複数の無線通信システムの並存形態によれば、無線装置および基準クロック受信機等の設置コストを削減できる。また、アンテナ間のアイソレーションの確保等のアナログ特性における問題を解決することができる。
【００１６】
しかしながら、図２に示す複数の無線通信システムの並存形態では、無線制御装置２１Ｂに対しては基準クロック受信機が設置されていない。そこで、無線制御装置２１Ｂは、装置に内蔵された発振器から生成した内蔵クロックに同期して動作することになる。このため、無線制御装置２１Ａの動作クロックと無線制御装置２１Ｂの動作クロックとは、非同期状態になる可能性がある。この結果、無線制御装置２１Ａから無線装置２２Ｃ‐１〜２２Ｃ‐３へのダウンリンク信号と、無線制御装置２１Ｂからの無線装置２２Ｃ‐１〜２２Ｃ‐３へのダウンリンク信号との間でクロック周波数に時間的差分が発生し得る。
【００１７】
図３は、周波数非同期に起因するデータ転送上のエラー発生の説明図である。
例えば、図２に示した無線装置２２Ｃ‐１〜２２Ｃ‐３は、基準クロック受信機２３Ａを備える無線制御装置２１Ａから受信したダウンリンク信号に含まれるクロック成分に同期して動作していると仮定する。このとき、無線装置２２Ｃ‐１〜２２Ｃ‐３は、無線制御装置２１Ａからのダウンリンク信号とはクロック周波数に時間的差分が発生している無線制御装置２１Ｂからのダウンリンク信号を受信したとする。そして、無線装置２２Ｃ‐１〜２２Ｃ‐３は、無線制御装置２１Ｂから受信したダウンリンク信号を無線制御装置２１Ａから受信したダウンリンク信号に含まれるクロック成分に同期してサンプリングしたとする。
【００１８】
上述の仮定したケースでは、図３に示す受信データは、無線制御装置２１Ｂから受信したダウンリンク信号のデータに相当する。また、図３中の矢印の間隔により表したサンプリング周期は、無線制御装置２１Ａから受信したダウンリンク信号に含まれるクロック成分に同期したサンプリング周期に相当する。
【００１９】
図３に示すように、受信データのビットレートと無線装置のサンプリング速度との間に時間的差分が存在すると、データ欠落を起こさないようにFirst in First out（ＦＩＦＯ）を用いたクロック乗せ換えを実施したとしても、ＦＩＦＯエンプティまたはＦＩＦＯオーバーフローといったデータ転送上のエラーが発生し得る。
【００２０】
このようなデータ転送エラーの発生は、回線品質劣化の要因となる。また、エラーとなったデータを無線制御装置２１Ｂから無線装置２２Ｃ‐１〜２２Ｃ‐３へ再送する必要が生じるため、システム全体のスループット低下の要因となる。
【００２１】
さらに、上述のようなデータ転送上のエラーを発生させないためには、無線装置２２Ｃ‐１〜２２Ｃ‐３では、無線制御装置２１Ａから受信したダウンリンク信号と無線制御装置２１Ｂから受信したダウンリンク信号とを、これらのダウンリンク信号間のクロック周波数の時間的差分を考慮して多重化する必要が生じる。
【００２２】
図４は、複数の無線制御装置から受信したダウンリンク信号間に周波数同期が取れていない場合の無線装置の回路構成の従来例を示す。
図４の無線装置４において、ダウンリンク信号Ａは、ＧＰＳ信号の絶対時刻等を用いて生成した基準クロックに同期して動作する無線制御装置から受信したダウンリンク信号である。また、ダウンリンク信号Ｂは、装置内の内蔵クロックに同期して動作する無線制御装置から受信したダウンリンク信号である。
【００２３】
図４に示した無線装置４において、ダウンリンク信号Ａは、光／電気変換部４０１Ａにより光信号から電気信号に変換される。また、ダウンリンク信号Ｂは、光／電気変換部４０１Ｂにより光信号から電気信号に変換される。
【００２４】
無線装置４は、電気信号に変換されたダウンリンク信号Ａから抽出したデータ信号Ａと、電気信号に変換されたダウンリンク信号Ｂから抽出したデータ信号Ｂとを多重化する前に、以下のような処理を行う。
【００２５】
同期クロック生成部４０２Ａによりダウンリンク信号Ａから再生クロックＡを生成する。また、ダウンリンク信号処理部４０３Ａによりダウンリンク信号Ａからデータ信号Ａを抽出する。
【００２６】
一方、同期クロック生成部４０２Ｂによりダウンリンク信号Ｂから再生クロックＢを生成する。また、ダウンリンク信号処理部４０３Ｂによりダウンリンク信号Ｂからデータ信号Ｂを抽出する。
【００２７】
抽出されたデータ信号Ｂは、変調部４０５Ｂにより再生クロックＢに基づき変調される。そして、変調されたデータ信号Ｂは、データ信号Ａとの同期を取るために、処理速度変換部４０６により再生クロックＡに基づきリサンプリングされる。
【００２８】
すなわち、処理速度変換部４０６では、変調されたデータ信号Ｂは、デジタル／アナログ変換部４０６‐１によりアナログ信号に変換された後、再生クロック信号Ａに基づきリサンプリングされる。そして、リサンプリングされたデータ信号Ｂは、アナログ／デジタル変換部４０６‐２によりデジタル信号に変換される。
【００２９】
処理速度変換部４０６を経たデータ信号Ｂは、変調部４０７Ｂによりクロック信号Ａに基づき再度変調される。
一方、ダウンリンク信号処理部４０３Ａにより抽出されたデータ信号Ａは、遅延調整部４０４によりデータ信号Ｂとの位相調整が行なわれる。
【００３０】
前述したように、データ信号Ｂに対しては、データ信号Ａとの同期を取るために処理速度変換部４０６における処理を経る必要がある。このため、データ信号Ｂに対する処理速度変換部４０６における処理にかかる時間に合わせて、遅延調整部４０４は、データ信号Ａの位相調整を行なう。
【００３１】
位相調整がなされたデータ信号Ａは、変調部４０５Ａにより変調される。
以上のような処理を経た後、データ信号Ａおよびデータ信号Ｂは、信号多重部４０８により多重化される。そして、多重化されたデータ信号ＡおよびＢは、増幅部４１０で発生する歪特性を、ピーク抑圧および歪補償部４０９により改善させた後、増幅部４１０により送信電力に増幅される。
【００３２】
以上のように、複数の無線制御装置から受信したダウンリンク信号間にクロック周波数の時間的差分がある場合、同期を取るための処理速度変換部を無線装置に設ける必要があり、無線装置の回路規模は大きくなる。また、処理速度変換部によるデータ信号のリサンプリングは、ベースバンドデータの量子化誤差を発生させるため、通信品質の低下を招く。さらに、無線装置は、複数のクロックに基づき処理を実行する必要があるため、無線装置のクロック系統は複雑になる。
【００３３】
なお、Integrated Services Digital Network（ＩＤＳＮ）網における従属同期に関する従来技術としては、次のような技術がある。すなわち、複数の基本インタフェースおよび１次群速度インタフェースの受信信号からクロック成分を抽出してフレームパルスを生成し、生成したフレームパルスの中で正常なＩＳＤＮ回線に対応するフレームパルスに同期した網従属クロックを生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】特開平５‐３１６２５１号公報
【非特許文献】
【００３５】
【非特許文献１】“CPRI Specification v4.2(2010-09-29)”、[online]、[2011年3月16日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.cpri.info/downloads/CPRI_v_4_2_2010-09-29.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
前述したように、図２に示したような複数の無線通信システムの並存形態では、無線装置および基準クロック受信機の設置数を削減することができる。
しかし、前述したように、無線制御装置に含まれる基準クロック受信機を削減すると、各無線通信システムの無線制御装置間の動作クロックが非同期状態になり得る。このような非同期状態で無線制御装置から受信したデータを無線装置が抽出しようとすると、ビット抜けエラー等のデータ転送上のエラーが発生し、回線品質の劣化や、システム全体のスループット低下が発生する。また、データ転送上のエラーを発生させないように無線装置を構成しようとすると、各無線制御装置から受信したダウンリンク信号を処理するための無線装置の回路規模が増大する。
【００３７】
そこで、同期確立のために無線装置の回路規模を増加させずに、第１の無線制御装置の動作クロックに第２の無線制御装置の動作クロックを同期させる無線装置、無線制御装置、および同期確立方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
本発明の実施形態に従った無線装置は、第１の無線制御装置から第１の信号を受信する第１の受信部と、受信部が受信した第１の信号に含まれるクロック成分から第１の再生クロックを生成する第１の同期クロック生成部と、第２の無線制御装置から第２の信号を受信する第２の受信部と、受信部が受信した第２の信号に含まれるクロック成分から第２の再生クロックを生成する第２の同期クロック生成部と、第１の再生クロックと第２の再生クロックとが同期しているか否かを検出するクロック同期検出部と、同期検出部の検出結果に基づき、第１の再生クロックと第２の再生クロックとが同期しているか否かを示すコードを選択するコード選択部と、コード選択部により選択されたコードが付加され且つ第１の再生クロックに同期した第３の信号を生成する信号処理部と、信号処理部により生成された第３の信号を第２の無線制御装置に送信する送信部とを含む。
【００３９】
本発明の実施形態に従った無線制御装置は、第１の無線制御装置から受信した第１の信号から生成した第１の再生クロックと第２の無線制御装置から受信した第２の信号から生成した第２の再生クロックとが同期しているか否かに従って選択されたコードが付加された第３の信号を無線装置から受信する受信部と、受信部が受信した第３の信号に含まれるコードを検出するコード検出部と、コード検出部により検出されたコードに基づいて、無線装置から受信した第３の信号から生成した第３の再生クロックに動作クロックを同期させる動作クロック同期確立部と、動作クロック同期確立部により同期させた動作クロックに基づいて第４の信号を生成する信号処理部と、信号処理部により生成された第４の信号を無線装置に送信する送信部とを含む。
【００４０】
本発明の実施形態に従った同期確立方法は、無線装置が、第１の無線制御装置から第１の信号を受信し、第１の信号に含まれるクロック成分から第１の再生クロックを生成し、第２の無線制御装置から第２の信号を受信し、第２の信号に含まれるクロック成分から第２の再生クロックを生成し、第１の再生クロックと第２の再生クロックとが同期しているか否かを検出し、検出の結果に基づき、第１の再生クロックと第２の再生クロックとが同期しているか否かを示すコードを選択し、選択したコードが付加され且つ第１の再生クロックに同期した第３の信号を生成し、生成された第３の信号を第２の無線制御装置に送信する。また、本発明の実施形態に従った同期確立方法は、第２の無線制御装置が、無線装置から送信された第３の信号を受信し、受信した第３の信号に含まれるコードを検出し、検出したコードに基づいて、無線装置から受信した第３の信号から生成した第３の再生クロックに動作クロックを同期させ、同期させた動作クロックに基づいて第４の信号を生成し、生成された第４の信号を無線装置に送信する。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の実施形態に従えば、同期確立のために無線装置の回路規模を増加させずに、第１の無線制御装置の動作クロックに第２の無線制御装置の動作クロックを同期させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来技術における複数の無線通信システムの並存形態を示す図である。
【図２】複数の無線通信システムにおいて無線装置を共用し、かつ複数の無線通信システムの何れか１つに基準クロック受信機を設置した複数の無線通信システムの並存形態を示す図である。
【図３】周波数非同期に起因するデータ転送上のエラー発生の説明図である。
【図４】複数の無線制御装置から受信したダウンリンク信号間に周波数同期が取れていない場合の無線装置の回路構成の従来例である。
【図５】異なる無線通信システムの無線制御装置を無線装置に接続した構成例を示す図である。
【図６】ＣＰＲＩ信号のハイパーフレーム内の制御ワードおよびサブチャネルを示す図である。
【図７】ハイパーフレーム内のサブチャネルを示す図である。
【図８】ビット抜けエラーをフレーム損失情報により検出するために必要なＣＰＲＩフレームの説明図である。
【図９】本発明の実施形態に従った複数の無線通信システムの並存形態におけるアップリンク回線の信号およびダウンリンク回線の信号の概略的説明図である。
【図１０】本発明の実施形態に従った無線装置の構成図である。
【図１１】本発明の実施形態に従った無線装置のダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部の構成図である。
【図１２】本発明の実施形態に従った無線装置のアップリンクＣＰＲＩ信号処理部の構成図である。
【図１３】図１２に示したアップリンクＣＰＲＩ信号処理部のクロック同期検出部の構成例である。
【図１４】２つの再生クロックが同期している場合のカウントアップパルスの時間的位置関係を示す説明図である。
【図１５】２つの再生クロックが非同期である場合のカウントアップパルスの時間的位置関係を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施形態に従った無線制御装置の構成例である。
【図１７】アップリンク信号から生成した再生クロックと自装置の動作クロックとの同期を確立する無線制御装置のアップリンクＣＰＲＩ信号処理部の構成例である。
【図１８】アップリンク信号から生成した再生クロックと自装置の動作クロックとの同期を確立する無線制御装置のダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部の構成例である。
【図１９】本発明の実施形態に従った動作クロック同期確立部に含まれる同期クロック生成部の構成例である。
【図２０】本発明の実施形態に従った無線制御装置および無線装置が行なう処理のフローチャートである。
【図２１】同一の無線通信システムにおける第１の構成例である。
【図２２】同一の無線通信システムにおける第２の構成例である。
【図２３】複数の無線制御装置から受信したダウンリンク信号間に周波数同期が取れていない場合の従来の無線装置のハードウェア構成例である。
【図２４】本発明の実施形態に従った無線装置のハードウェア構成例である。
【図２５】本発明の実施形態に従った無線制御装置のハードウェア構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。
なお、本発明の実施形態の以下の説明では、無線制御装置および無線装置間の接続インタフェースとしてＣＰＲＩ規格を一例として説明する。しかしながら、本発明の実施形態は、ＯＢＳＡＩ規格等の他の接続インタフェースに対しても利用可能である。
【００４４】
図５は、異なる無線通信システムの無線制御装置を無線装置に接続した構成例を示す図である。
図５において、無線制御装置５１Ａおよび無線制御装置５１Ｂは、それぞれ異なる無線通信システムの無線制御装置である。異なる無線通信システムとは、相互に異なる通信方式が用いられている無線通信システムを意味する。例えば、ＷＣＤＭＡが用いられた無線通信システムとＬＴＥが用いられた無線通信システムとは、異なる通信システムである。
【００４５】
無線制御装置５１Ａは、基準クロック受信機５３からのＧＰＳ信号の絶対時刻等を用いて安定的に正確に生成された基準クロックに同期して動作する。無線制御装置５１Ｂは、無線制御装置５１Ｂ内の内蔵クロックに同期して動作を開始する。
【００４６】
また、図５において、ダウンリンクＤＬ‐Ａは、無線制御装置５１Ａから無線装置５２への下り方向のＣＰＲＩ接続を指す。アップリンクＵＬ‐Ａは、無線装置５２から無線制御装置５１Ａへの上り方向のＣＰＲＩ接続を指す。また、ダウンリンクＤＬ‐Ｂは、無線制御装置５１Ｂから無線装置５２への下り方向のＣＰＲＩ接続を指す。アップリンクＵＬ‐Ｂは、無線装置５２から無線制御装置５１Ｂへの上り方向のＣＰＲＩ接続を指す。
【００４７】
本発明の実施形態では、無線制御装置５１Ａ、無線制御装置５１Ｂ、および無線装置５２は、以下で説明するような処理を行なう。
無線装置５２は、無線制御装置５１Ａから送信されたダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号を受信する。無線装置５２は、受信したダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号に重畳されたクロック成分を抽出して再生クロックを生成し、生成した再生クロックと自装置の動作クロックとの同期を確立する。そして、無線装置５２は、ダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号と周波数同期したアップリンクＵＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号を、無線制御装置５１Ａに送信する。
【００４８】
また、無線装置５２は、無線制御装置５１Ａから受信したダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号と周波数同期したアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を、アップリンクＵＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号を無線制御装置５１Ａに送信するのと同じタイミングで、無線制御装置５１Ｂに送信する。
【００４９】
無線装置５２が無線制御装置５１Ｂから送信されたダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を受信した場合、無線装置５２は、受信したダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックとダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックとが同期状態にあるか否かを判定する。そして、非同期状態にあると判定した場合、無線装置５２は、非同期状態であることを示す情報をアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号に乗せて無線制御装置５１Ｂに通知する。
【００５０】
無線制御装置５１Ｂは、アップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を無線装置５２から受信する。無線制御装置５１Ｂは、受信したアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号に非同期状態であることを示す情報が含まれていた場合、自装置の動作クロックを受信したアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号から生成された再生クロックに同期させる。
【００５１】
また、無線制御装置５１Ｂは、動作クロックを再生クロックに同期させる処理を実施している間は、ダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を無線装置５２に送信することを停止する。そして、動作クロックを再生クロックに同期させると、無線制御装置５１Ｂは、無線装置５２へのダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号の送信を再開する。
【００５２】
本発明の実施形態に従えば、同期確立のために処理速度変換部といった回路を無線装置５２に設けることなく、無線制御装置５１Ｂの動作クロックを無線制御装置５１Ａの動作クロックに同期させることができる。
この結果、回線品質劣化およびシステム全体のスループット低下の要因となる、ビット抜けエラー等のデータ転送上のエラーを抑制できる。
【００５３】
また、無線制御装置５１Ｂは、アップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックに自装置の動作クロックを同期させる処理を実施している間は、ダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を無線装置５２に送信しない。このため、ダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号と非同期のダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を処理するために、処理速度変換部等を無線装置５２に設ける必要はなく、同期確立のための無線装置５２の回路規模は増加しない。
【００５４】
さらに、同期確立のために無線装置５２内のクロック系統が複雑化することがない。
本発明の実施形態において無線制御装置５１Ｂの動作クロックが無線制御装置５１Ａの動作クロックと非同期状態であることを無線装置５２が無線制御装置５１Ｂに通知する方法を以下に説明する。
【００５５】
前述したように、本発明の実施形態では、無線装置５２は、無線制御装置５１Ａから受信したダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックに同期して動作する。このため、無線制御装置５１Ｂから受信したダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号と無線装置５２の動作クロックとの間が非同期状態で無線装置５２がデータサンプリングを行った場合、ビット抜けによるエラーが発生する。すなわち、データサンプリングの対象であるＣＰＲＩデータのビットレートをＸ（ビット／秒）、無線装置内部のサンプリング速度をＹ（ビット／秒）と仮定すると、ビット抜けエラーは、ＥＲＲＯＲ＝｜（Ｘ−Ｙ）／Ｙ｜の確率で発生する。
【００５６】
ＣＰＲＩ規格では、このビット抜けエラーに起因するデータ異常は、ＣＰＲＩ信号のハイパーフレーム（Hyperframe）内に埋め込まれた制御ワード（control word）の信号損失（Loss Of Signal、ＬＯＳ）情報やフレーム損失（Loss Of Frame、ＬＯＦ）情報により、無線装置から無線制御装置に通知される。
【００５７】
図６は、ＣＰＲＩ信号のハイパーフレーム内の制御ワードおよびサブチャネルを示す図である。また、図７は、ハイパーフレーム内のサブチャネルを示す図である。
図６に示すように、ＣＰＲＩ信号の１ハイパーフレームには256のベーシックフレーム（basic frame）が含まれる。また、各ベーシックフレームの先頭には制御ワードと、制御ワードの後のＩＱデータとが含まれる。
【００５８】
制御ワードは、１ハイパーフレーム毎に図７に示すようにマッピングされる。図７に示した制御ワードの中で、Ｌ１インバンドプロトコル（L1 inband protocol）領域に信号損失情報およびフレーム損失情報が含まれる。また、図７に示した制御ワード中のコンマバイト（Commma Bite）は、ハイパーフレームの先頭を示す領域であり、一意的なコードであるコンマコード（例えば、Ｋ２８．５）が含まれる。
【００５９】
無線制御装置５１Ｂの動作クロックが無線制御装置５１Ａの動作クロックと同期していないことを無線装置５２が無線制御装置５１Ｂに通知する方法として、信号損失情報やフレーム損失情報を利用することが考えられる。すなわち、無線装置５２から無線制御装置５１ＢへのアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号中の信号損失情報やフレーム損失情報を利用して、非同期状態であることを通知することが考えられる。
【００６０】
しかし、信号損失は、ＣＰＲＩ信号の１ハイパーフレーム当り所定回数回以上のデコードエラーが発生した場合に検出される。このため、デコードエラーが発生したことを示す信号損失情報は、デコードエラーが所定回数以上発生した当該ハイパーフレームに時間的に後続するハイパーフレームに乗せられることになる。したがって、無線装置５２が信号損失を検知して無線制御装置５１Ｂに通知するためには、連続して２ハイパーフレームの情報量が少なくとも必要である。
【００６１】
また、フレーム損失は、ハイパーフレーム中のコンマコード（Ｋ２８．５）が本来のハイパーフレーム周期で２回以上現れなかったときなどに出力される。このため、フレーム損失情報は、ハイパーフレーム周期で時間的に２つ以上後続するハイパーフレームに乗せられることになる。したがって、無線装置５２がフレーム損失を検知して無線制御装置５１Ｂに通知するためには、連続して３ハイパーフレームの情報量が少なくとも必要である。
【００６２】
図８は、ビット抜けエラーをフレーム損失情報により検出するために必要なＣＰＲＩフレームの説明図である。
図８に示すように、無線装置５２は、２ハイパーフレームのＣＰＲＩ信号を連続して取得してデコードエラーが発生したことを検知する。そして、無線装置５２は、時間経過で３番目のハイパーフレーム中にフレーム損失情報を乗せる。無線制御装置５１Ｂは、無線装置５２から受信したＣＰＲＩ信号のハイパーフレーム中のフレーム損失情報により、自装置の動作クロックが無線制御装置５１Ａの動作クロックと非同期状態であることを検出する。このように、無線装置５２がフレーム損失を検知して無線制御装置５１Ｂに通知するためには、連続して３ハイパーフレームの情報量が少なくとも必要である。
【００６３】
ＣＰＲＩ信号の３ハイパーフレームの情報量は、122,880ビットに相当する。すなわち、１ベーシックフレームは、128ビット（8ビット×16バイト）であり、１ハイパーフレームは、32,768ビット（128ビット×256ベーシックフレーム）である。そして、８ｂ／１０ｂ符号により8ビットから10ビットに変換された後のＣＰＲＩ接続における１ハイパーフレームは、40,960ビット（32,768÷8×10ビット）であるので、３ハイパーフレームは、122,880ビットである。
【００６４】
したがって、無線装置５２がフレーム損失を検知して無線制御装置５１Ｂにフレーム損失情報を通知するためには、連続して122,880ビットのデータが少なくとも必要である。このため、ビット抜けエラーの値は、ＥＲＲＯＲ＝1/122,800以下である必要がある。
【００６５】
したがって、無線制御装置５１Ａの動作クロックと無線制御装置５１Ｂの動作クロックの周波数偏差が大きい場合、すなわちビット抜けエラーの値が1/122,800を超える場合には、無線制御装置５１Ｂが非同期状態にあることをＣＰＲＩ信号のハイパーフレーム中のフレーム損失情報を利用して無線装置５２から無線制御装置５１Ｂに通知することはできない。
【００６６】
以上のように、ＣＰＲＩ信号のハイパーフレーム中の信号損失情報やフレーム損失情報を利用して無線装置５２から無線制御装置に非同期状態であることを通知するためは、ハイパーフレーム単位で連続した情報量が少なくとも必要である。したがって、無線制御装置５１Ａの動作クロックと無線制御装置５１Ｂの動作クロックの周波数偏差が大きい場合にはビット抜けエラーの値も大きくなるため、ＣＰＲＩ信号のハイパーフレーム中の信号損失情報やフレーム損失情報を利用して無線装置５２から無線制御装置に非同期状態であることを通知することができない。
【００６７】
そこで、本発明の実施形態では、無線制御装置５１Ｂの動作クロックが非同期状態であることを無線装置５２が無線制御装置５１Ｂに通知する方法として、ＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコンマバイトに、同期状態にある場合と非同期状態にある場合とで異なるコンマコード（Ｋコード）を挿入することによって実現する。
【００６８】
すなわち、無線制御装置５１Ｂの動作クロックが同期状態にある場合には、無線装置５２は、無線制御装置５１Ｂに送信するＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコンマコードとして、同期状態であることを示すコンマコード（例えばＫ２８．５）を選択する。
【００６９】
また、無線制御装置５１Ｂの動作クロックが非同期状態にある場合には、無線装置５２は、無線制御装置５１Ｂに送信するＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコンマコードとして、非同期状態にあることを示すコンマコード（例えばＫ２８．６）を選択する。
【００７０】
無線制御装置５１Ｂは、無線装置５２から受信したＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコードが同期状態を示すコンマコードまたは非同期状態を示すコンマコードを検出することより、自装置が同期状態にあるか否かを判定することができる。
【００７１】
ＣＰＲＩ信号のハイパーフレームのコンマバイトに含まれるコンマコードは、データ用に割り当てられるコード（Ｄコード）とは区別される10ビットの一意的なビット列である。したがって、無線制御装置５１Ｂにおけるビット抜けエラーＥＲＲＯＲの値が1/10以下であれば、無線制御装置５１Ｂは、無線装置５２から受信したＣＰＲＩ信号から、自装置の動作クロックが同期状態にあるか否かを検出可能である。すなわち、無線制御装置５１Ａの動作クロックと無線制御装置５１Ｂの動作クロックの周波数偏差がある程度大きくても、無線制御装置５１Ｂにおけるビット抜けエラーＥＲＲＯＲの値が1/10を超えなければ、無線制御装置５１Ｂは、自装置が非同期状態にあることを無線装置５２から受信したＣＰＲＩ信号から検出することが可能である。
【００７２】
本発明の実施形態について、図５に加えて図９を用いてさらに説明する。
図９は、本発明の実施形態に従った複数の無線通信システムの並存形態におけるアップリンク回線の信号およびダウンリンク回線の信号の概略的説明図である。
【００７３】
図９（ａ）では、無線装置５２は、無線制御装置５１ＡからのダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号を受信すると、受信したダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックと自装置の動作クロックとの同期を確立する。そして、無線装置５２は、アップリンクＵＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号を無線制御装置５１Ａに送信すると同時に、アップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を無線制御装置５１Ｂに送信する。また、無線制御装置５１Ｂから受信したダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックと、ダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックとが非同期状態である場合、無線装置５２は、アップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコンマコードとして非同期状態であることを示すコンマコード（例えばＫ２８．６）を選択する。そして、無線装置５２は、非同期状態であることを示すコンマコードを含むアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を無線制御装置５１Ｂに送信する。
【００７４】
図９（ｂ）では、無線制御装置５１Ｂは、非同期状態であることを示すコンマコードを含むアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を無線装置５２から受信すると、ダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を無線装置５２に送信することを停止する。そして、無線制御装置５１Ｂは、自装置の動作クロックをアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックに同期させる処理を実施する。
【００７５】
図９（ｃ）では、無線制御装置５１Ｂは、同期確立後に、ダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号の無線装置５２への送信を再開する。無線装置５２は、受信したダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックと、ダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックとが同期状態にあるか否かを判定する。そして、無線装置５２は、同期状態にあると判定した場合には、アップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコンマコードとして同期状態であることを示すコンマコード（例えばＫ２８．５）を選択する。無線装置５２は、同期状態であることを示すコンマコードを含むアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を無線制御装置５１Ｂに送信する。
【００７６】
本発明の実施形態に従った無線制御装置および無線装置の構成を用いて、さらに本発明の実施形態を説明する。
図１０は、本発明の実施形態に従った無線装置の構成図である。
【００７７】
図１０に示したＤＬ‐Ａ回線は、図５に示した無線制御装置５１Ａから無線装置５２へのダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ回線に相当する。図１０に示したＵＬ‐Ａ回線は、無線装置５２から無線制御装置５１ＡへのアップリンクＵＬ‐ＡのＣＰＲＩ回線に相当する。
【００７８】
また、図１０に示したＤＬ‐Ｂ回線は、図５に示した無線制御装置５１Ｂから無線装置５２へのダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ回線に相当する。図１０に示したＵＬ‐Ｂ回線は、無線装置５２から無線制御装置５１ＢへのアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ回線に相当する。
【００７９】
無線装置１０には、中央処理装置１０００、光／電気変換部１００１‐Ａおよび１００１‐Ｂ、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ａおよび１００２‐Ｂ、ダウンリンクＩＱデータ処理部１００３、デジタル／アナログ変換部１００４、直交変調部１００５、増幅器１００６、ならびに共用器１００７が含まれる。また、無線装置１０には、低雑音増幅器１００８、周波数変換部１００９、アナログ／デジタル変換部１０１０、アップリンクＩＱデータ処理部１０１１、アップリンクＣＰＲＩ信号処理部１０１２‐Ａおよび１０１２‐Ｂ、電気／光変換部１０１３‐Ａおよび１０１３‐Ｂが含まれる。
【００８０】
光／電気変換部１００１‐Ａは、ダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ回線から出力された光信号を電気信号に変換し、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ａへ出力する。光／電気変換部１００１‐Ｂは、ダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ回線から出力された光信号を電気信号に変換し、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ｂへ出力する。
【００８１】
ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ａは、電気信号に変換されたＣＰＲＩ信号からＣＰＲＩフレームを抽出し、抽出したＣＰＲＩフレームから制御データとユーザデータを含むIn-phase Quadrature（ＩＱ）データとを抽出する。抽出された制御データは、中央処理装置１０００へ出力され、抽出されたＩＱデータは、ダウンリンクＩＱデータ処理部１００３へ出力される。また、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ｂは、電気信号に変換されたＣＰＲＩ信号からＣＰＲＩフレームを抽出し、抽出したＣＰＲＩフレームから制御データとＩＱデータとを抽出する。抽出された制御データは、中央処理装置１０００へ出力され、抽出されたＩＱデータは、ダウンリンクＩＱデータ処理部１００３へ出力される。
【００８２】
ダウンリンクＩＱデータ処理部１００３は、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐１および１００２‐２から出力されたＩＱデータのフィルタリングおよび合成を行い、送信用のＩＱデータに変換する。
【００８３】
デジタル／アナログ変換部１００４は、ダウンリンクＩＱデータ処理部１００３から出力された送信用のＩＱデータをデジタル信号からアナログ信号に変換する。
直交変換部１００５は、デジタル／アナログ変換部１００４から出力されたアナログ信号のＩＱデータを変調してキャリア周波数に乗せる。
【００８４】
増幅器１００６は、ＩＱデータ信号を乗せたキャリアを所定の送信電力に増幅する。
共用器１００７は、アンテナ部を送信系および受信系で共用するために、アンテナ部へ入力する送信信号とアンテナ部から出力された受信信号とを分離する。
【００８５】
低雑音増幅器１００８は、アンテナ部から共用器１００７を経て入力されたアナログ受信信号を増幅する。
周波数変換部１００９は、低雑音増幅器１００８により増幅されたアナログ受信信号をアナログ／デジタル変換部１０１０が処理できる程度の低い周波数へ周波数変換する。
【００８６】
アナログ／デジタル変換部１０１０は、周波数変換されたアナログ受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。
アップリンクＩＱデータ処理部１０１１は、デジタル信号に変換された受信信号からＩＱベースバンドデータを抽出する。
【００８７】
アップリンクＣＰＲＩ信号処理部１０１２‐Ａは、アップリンクＩＱデータ処理部１０１１から出力されたＩＱベースバンドデータと中央処理装置１０００から出力された制御データとをＣＰＲＩフォーマットに入れ込む。アップリンクＣＰＲＩ信号処理部１０１２‐Ｂは、アップリンクＩＱデータ処理部１０１１から出力されたＩＱベースバンドデータと中央処理装置１０００から出力された制御データとをＣＰＲＩフォーマットに入れ込む。
【００８８】
電気／光変換部１０１３‐Ａは、アップリンクＣＰＲＩ信号処理部１０１２‐Ａから出力されたＣＰＲＩ信号を光信号に変換し、アップリンクＵＬ‐ＡのＣＰＲＩ回線に出力する。電気／光変換部１０１３‐Ｂは、アップリンクＣＰＲＩ信号処理部１０１２‐Ｂから出力されたＣＰＲＩ信号を光信号に変換し、アップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ回線に出力する。
【００８９】
図１１は、本発明の実施形態に従った無線装置のダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部の構成図である。
図１１に示したダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１１００は、図１０に示したダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ａおよび１００２‐Ｂに相当する。
【００９０】
同期クロック生成部１１０１は、ダウンリンクのＣＰＲＩ信号に重畳されたクロック成分を抽出し、無線装置の動作クロックとなる再生クロックを生成する。
データ抽出部１１０２は、同期クロック生成部１１０１により生成された再生クロックに基づきダウンリンクのＣＰＲＩ信号からＣＰＲＩデータ信号を抽出する。
【００９１】
コンマコード検出部１１０３は、データ抽出部１１０２により抽出されたＣＰＲＩデータ信号からＣＰＲＩフレームの先頭を示す10ビットのコンマコード（例えばＫ２８．５）を検出する。そして、検出したコンマコードに基づきフレーム基準信号を生成する。
【００９２】
１０ｂ／８ｂ変換部１１０４は、データ抽出部１１０２により抽出された10ビットのＣＰＲＩデータ信号を8ビットのＣＰＲＩデータ信号に変換する。
ＣＰＲＩデコード部１１０５は、コンマコード検出部により生成されたフレーム基準信号に基づいて、8ビットのＣＰＲＩデータ信号から制御データおよびＩＱデータを抽出する。
【００９３】
図１２は、本発明の実施形態に従った無線装置のアップリンクＣＰＲＩ信号処理部の構成図である。
図１２に示したアップリンクＣＰＲＩ信号処理部１２００は、図１０に示したアップリンクＣＰＲＩ信号処理部１０１２‐Ｂに相当する。
【００９４】
ＣＰＲＩエンコード部１２０１は、アップリンクＩＱデータ処理部１０１１からのＩＱデータをＣＰＲＩデータに符号化する。
クロック同期検出部１２０２は、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ａの同期クロック生成部１１０１により生成された再生クロックＡと、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ｂの同期クロック生成部１１０１により生成された再生クロックＢとを比較して、再生クロックＡと再生クロックＢとが同期しているか否かを判定する。そして、クロック同期検出部１２０２は、判定結果を示す同期フラグをコンマコード選択部１２０３に送信する。
【００９５】
コンマコード検出部１２０３は、クロック同期検出部１２０２から受信した同期フラグに基づき、ＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコンマコードとして同期状態を示すコンマコード（例えばＫ２８．５）または非同期状態を示すコンマコード（例えばＫ２８．６）を選択して出力する。
【００９６】
ＣＰＲＩフレーム生成部１２０４は、ＣＰＲＩエンコード部１２０１から出力されたＣＰＲＩデータとコンマコード選択部１２０３から出力されたコンマコードとを、ＣＰＲＩフォーマットに入れ込み、ＣＰＲＩ信号を生成する。
【００９７】
８ｂ／１０ｂ変換部１２０５は、ＣＰＲＩフレーム生成部１２０４から出力された8ビットのＣＰＲＩ信号を10ビットのＣＰＲＩ信号に変換して出力する。
【００９８】
図１２に示したアップリンクＣＰＲＩ信号処理部のクロック同期検出部１２０２の構成例および動作について、図１３〜図１５を用いて説明する。
図１３は、図１２に示したアップリンクＣＰＲＩ信号処理部のクロック同期検出部の構成例である。図１３に示したクロック同期検出部１３００は、図１２に示したクロック同期検出部１２０２に相当する。
【００９９】
カウンタ１３０１Ａおよびカウンタ１３０１Ｂは、再生クロックＡ、再生クロックＢをそれぞれ入力信号として所定回数のクロックパルスのカウントアップを同時に開始する。
すなわち、クロックカウンタ１３０１Ａは、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ａの同期クロック生成部１１０１により生成された再生クロックＡを入力信号として所定回数のクロックパルスをカウントアップする。また、カウンタ１３０１Ｂは、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ｂの同期クロック生成部１１０１により生成された再生クロックＢを入力信号として所定回数のクロックパルスをカウントアップする。
【０１００】
カウンタ１３０１Ａは、所定回数のクロックパルスのカウントアップを完了すると同時に、カウントアップパルスをパルス検出部１３０３に出力する。また、カウンタ１３０１Ｂは、所定回数のクロックパルスのカウントカウントアップを完了すると同時に、カウントアップパルスをパルス検出部１３０３に出力する。
【０１０１】
パルス検出部１３０３は、カウンタ１３０１Ａから出力されたカウントアップパルスの時間的な位置とカウンタ１３０１Ｂから出力されたカウントアップパルスの時間的な位置とを比較して、再生クロックＡおよび再生クロックＢが同期しているか否かを検出する。
【０１０２】
図１４は、２つの再生クロックが同期している場合のカウントアップパルスの時間的位置関係を示す説明図である。また、図１５は、２つの再生クロックが非同期である場合のカウントアップパルスの時間的位置関係を示す説明図である。
【０１０３】
図１４および図１５には、カウンタ１３０１Ａおよびカウンタ１３０１Ｂが所定回数としてＮ回のクロックパルスをカウントアップした場合の例がそれぞれ示されている。
図１４に示したように、再生クロックＡおよび再生クロックＢが同期している場合には、カウンタ１３０１Ａから出力されたカウントアップパルスとカウンタ１３０１Ｂから出力されたカウントアップパルスの時間的な位置は一致する。そこで、パルス検出部１３０３は、２つのカウントアップパルスの時間的な位置が一致することを検出する。
【０１０４】
図１５に示したように、再生クロックＡおよび再生クロックＢが非同期である場合には、カウンタ１３０１Ａから出力されたカウントアップパルスとカウンタ１３０１Ｂから出力されたカウントアップパルスの時間的な位置はずれる。そこで、パルス検出部１３０３は、２つのカウントアップパルスの時間的な位置がずれることを検出する。
【０１０５】
パルス検出部１３０３は、カウンタ１３０１Ａから出力されたカウントアップパルスとカウンタ１３０１Ｂから出力されたカウントアップパルスの時間的な位置が一致すること検出した場合には、再生クロックＡおよび再生クロックＢが同期状態であることを示す同期フラグを出力する。
【０１０６】
一方、パルス検出部１３０３は、カウンタ１３０１Ａから出力されたカウントアップパルスとカウンタ１３０１Ｂから出力されたカウントアップパルスの時間的な位置がずれること検出した場合には、再生クロックＡおよび再生クロックＢが非同期状態であることを示す同期フラグを出力する。
【０１０７】
フリップフロップ１３０４は、カウンタ１３０１Ａからカウントアップパルスが出力されると、カウンタ１３０１Ａおよび１３０１Ｂのカウンタ値をリセットさせるリセット信号をカウンタ１３０１Ａに出力する。
【０１０８】
次に、本発明の実施形態に従って、無線装置から受信したダウンリンク信号から生成した再生クロックと自装置の動作クロックとの同期を確立する無線制御装置について説明する。
【０１０９】
図１６は、本発明の実施形態に従った無線制御装置の構成例である。
図１６に示した無線制御装置１６は、例えば図５に示した無線制御装置５１Ｂに相当する。
【０１１０】
また、図１６に示したアップリンクＵＬ回線は、無線装置５２から無線制御装置５１ＢへのアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ回線に相当する。図１６に示したダウンリンクＤＬ回線は、無線制御装置５１Ｂから無線装置５２へのダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ回線に相当する。
【０１１１】
図１６に示した無線制御装置１６には、中央処理装置１６００、光／電気変換部１６０１、アップリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０２、ＩＱデータベースバンド復調部１６０３、およびフォーマット変換部１６０４が含まれる。また、無線制御装置１６には、フォーマット変換部１６０５、ＩＱデータベースバンド変調部１６０６、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０７、および電気／光変換部１６０８が含まれる。
【０１１２】
光／電気変換部１６０１は、アップリンクＵＬ回線から出力された光信号のＣＰＲＩ信号を電気信号のＣＰＲＩ信号に変換する。
アップリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０２は、電気信号に変換されたＣＰＲＩ信号からＣＰＲＩフレームを抽出し、抽出したＣＰＲＩフレームから制御データとユーザデータを含むＩＱデータとを抽出する。抽出された制御データは、中央処理装置１６００へ出力され、抽出されたＩＱデータは、ＩＱデータベースバンド復調部１６０３へ出力される。
【０１１３】
ＩＱデータベースバンド復調部１６０３は、アップリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０２から出力されたＩＱデータを復調して、ユーザデータと制御データを抽出する。抽出されたユーザデータは、フォーマット変換部１６０５へ出力され、抽出された制御データは、中央処理装置１６００へ出力される。
【０１１４】
フォーマット変換部１６０４は、ユーザデータを交換局等の上位装置への送信フォーマットに変換し、変換されたユーザデータを上位装置へ送信する。
フォーマット変換部１６０５は、上位装置から受信したデータ信号をフォーマット変換して、データ信号からユーザデータを抽出する。
【０１１５】
ＩＱデータベースバンド変調部１６０６は、フォーマット変換部から出力されたユーザデータと中央処理装置１６００から出力された制御データとを合成して、ＩＱデータとして変調処理を行う。
【０１１６】
ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０７は、変調処理されたＩＱデータと中央処理装置１６００から出力された制御データとをＣＰＲＩフォーマットに変換する。
電気／光変換部１６０８は、ＣＰＲＩフォーマットに変換された電気信号のＣＰＲＩ信号を光信号に変換し、ダウンリンクＤＬ回線へ出力する。
【０１１７】
図１７は、アップリンク信号から生成した再生クロックと自装置の動作クロックとの同期を確立する無線制御装置のアップリンクＣＰＲＩ信号処理部の構成例である。
図１７に示したアップリンクＣＰＲＩ信号処理部１７００は、図１６に示したアップリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０２に相当する。
【０１１８】
同期クロック生成部１７０１は、アップリンクのＣＰＲＩ信号に重畳されたクロック成分を抽出し、無線制御装置の動作クロックとなる再生クロックを生成する。
データ抽出部１７０２は、同期クロック生成部１７０１により生成された再生クロックに基づきアップリンクのＣＰＲＩ信号からＣＰＲＩデータ信号を抽出する。
【０１１９】
コンマコード検出部１７０３は、データ抽出部１７０２により抽出されたＣＰＲＩデータ信号からＣＰＲＩフレームの先頭を示す10ビットのコンマコード（例えばＫ２８．５、Ｋ２８．６）を検出する。そして、コンマコード検出部１７０３は、検出したコンマコードに基づきフレーム基準信号を生成し、生成したフレーム基準信号をＣＰＲＩデコード部１７０５へ出力する。
【０１２０】
また、コンマコード検出部１７０３は、検出したコンマコードが同期状態を示すコンマコード（例えばＫ２８．５）であるか非同期状態を示すコンマコード（例えばＫ２８．６）であるかに従って、同期状態または非同期状態であることを示すフラグ信号をダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０７へ出力する。
【０１２１】
１０ｂ／８ｂ変換部１７０４は、データ抽出部１７０２により抽出された10ビットのＣＰＲＩデータ信号を8ビットのＣＰＲＩデータ信号に変換する。
ＣＰＲＩデコード部１７０５は、コンマコード検出部１７０３により生成されたフレーム基準信号に基づいて、8ビットのＣＰＲＩデータ信号から制御データおよびＩＱデータを抽出する。
【０１２２】
図１８は、アップリンク信号から生成した再生クロックと自装置の動作クロックとの同期を確立する無線制御装置のダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部の構成例である。
図１８に示したダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１８００は、図１６に示したダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０７に相当する。
【０１２３】
ＣＰＲＩエンコード部１８０１は、ＩＱデータベースバンド変調部１６０６から出力されたＩＱデータをＣＰＲＩデータに符号化する。そして、ＣＰＲＩエンコード部１８０１は、符号化したＣＰＲＩデータをＣＰＲＩフレーム生成部１８０３に出力し、また、ＣＰＲＩデータをフレーム化するためのフレーム基準信号をコンマコード挿入部１８０２に出力する。
【０１２４】
コンマコード挿入部１８０２は、ＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコンマコード（例えばＫ２８．５）をフレーム基準信号に基づきＣＰＲＩフレーム生成部１８０３に出力する。
【０１２５】
ＣＰＲＩフレーム生成部１８０３は、ＣＰＲＩエンコード部１８０１から出力されたＣＰＲＩデータとコンマコード挿入部１８０２から出力されたコンマコードとを、ＣＰＲＩフォーマットに入れ込み、ＣＰＲＩ信号を生成する。
【０１２６】
８ｂ／１０ｂ変換部１８０４は、ＣＰＲＩフレーム生成部１８０３から出力された8ビットのＣＰＲＩ信号を10ビットのＣＰＲＩ信号に変換して出力する。
ダウンリンク信号送信制御部１８０５は、アップリンクＣＰＲＩ信号処理部のコンマコード検出部１７０３から出力されたフラグ信号を受信する。
【０１２７】
ダウンリンク信号送信制御部１８０５は、受信したフラグ信号が同期状態を示すフラグである場合には、ＣＰＲＩ信号をダウンリンク回線に送信することを許可する送信許可信号を電気／光変換部１６０８に出力する。
【０１２８】
また、ダウンリンク信号送信制御部１８０５は、受信したフラグ信号が非同期状態を示すフラグである場合には、ＣＰＲＩ信号をダウンリンク回線に送信することを停止させる送信不許可信号を電気／光変換部１６０８に出力する。そして、動作クロック同期確立部１８０６から同期完了信号を受信すると、ダウンリンク信号送信制御部１８０５は、送信許可信号を電気／光変換部１６０８に出力する。
【０１２９】
動作クロック同期確立部１８０６は、アップリンクＣＰＲＩ信号処理部のコンマコード検出部１７０３から出力されたフラグ信号を受信する。そして、受信したフラグ信号が非同期状態を示すフラグである場合には、無線制御装置内の動作クロックをアップリンクＣＰＲＩ信号処理部の同期クロック生成部１７０１から受信した再生クロックに同期するように処理する。
【０１３０】
図１９は、本発明の実施形態に従った動作クロック同期確立部に含まれる同期クロック生成部の構成例である。
分周器１９０１は、アップリンクＣＰＲＩ信号処理部の同期クロック生成部１７０１から出力された再生クロックを分周して１秒基準信号を出力する。
【０１３１】
周波数比較カウンタ１９０２は、１秒基準信号と発振器１９０３の発振周波数のカウント値とを比較して、発振器１９０３の制御電圧を制御する。
分周器１９０３は、周波数比較カウンタ１９０２による制御後の発振器１９０３の周波数を分周して無線制御装置の動作クロックを生成する。
【０１３２】
なお、図１９には示していないが、無線制御装置５１Ｂが基準クロック受信機を備えた場合には、同期クロック生成部１９において、同期クロック生成部１７０１から出力された再生クロックの１秒基準信号に代えて、基準クロック受信機から生成した再生クロックの１秒基準信号を選択して周波数比較カウンタ１９０２に入力してもよい。
【０１３３】
本発明の実施形態に従った無線制御装置および無線装置が行う処理フローを図５、図１０〜図１３、図１６〜図１８、および図２０を用いて以下に説明する。
図２０は、本発明の実施形態に従った無線制御装置および無線装置が行なう処理のフローチャートである。
【０１３４】
ｓｔｅｐ２００１では、無線装置５２は、無線制御装置５１Ａから受信したダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号を、光／電気変換部１００１Ａにより電気信号に変換した後、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ａ内の同期クロック生成部１１０１により再生クロックＡを生成する。無線装置５２は、生成した再生クロックＡと同期して動作を開始し、回線同期を確立する。
【０１３５】
ｓｔｅｐ２００２では、無線装置５２は、生成した再生クロックＡに同期したアップリンクＵＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号を、アップリンクＣＰＲＩ信号処理部１０１２‐Ａにより生成し、電気／光変換部１０１３‐Ａにより光信号に変換した後、無線制御装置５１Ａに送信する。同時に、無線装置５２は、生成した再生クロックＡに同期したアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を、アップリンクＣＰＲＩ信号処理部１０１２‐Ｂにより生成し、電気／光変換部１０１３‐Ｂにより光信号に変換した後、無線制御装置５１Ｂに送信する。
【０１３６】
ｓｔｅｐ２００３において、無線装置５２は、無線制御装置５１ＢからダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を受信すると、ｓｔｅｐ２００４に進む。
ｓｔｅｐ２００４では、無線装置５２は、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ｂの同期クロック生成部１１０１により生成した再生クロックＢと、ｓｔｅｐ２００１においてダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックＡとが同期しているか否かをクロック同期検出部１２０２により判定する。
【０１３７】
すなわち、クロック同期検出部１２０２内のカウンタ１３０１Ａおよびカウンタ１３０１Ｂは、再生クロックＡ、再生クロックＢをそれぞれ入力信号として所定回数のクロックパルスのカウントアップを同時に開始する。そして、パルス検出部１３０３は、所定回数のクロックパルスのカウントアップ後にカウンタ１３０１Ａおよびカウンタ１３０１Ｂからそれぞれ出力されたカウントアップパルスの時間的な位置関係を判定する。
【０１３８】
カウンタ１３０１Ａおよびカウンタ１３０１Ｂのカウントアップパルスの時間的な位置関係がずれている場合には、ｓｔｅｐ２００５に進む。そして、パルス検出部１３０３は、再生クロックＡと再生クロックＢが非同期状態にあることを示す同期フラグをコンマコード選択部１２０３に出力する。
【０１３９】
コンマコード選択部１２０３は、再生クロックＡと再生クロックＢが非同期状態にあることを示す同期フラグを受信すると、ＣＰＲＩ信号のハイパークレームの先頭を示すコンマコードとして非同期状態であることを示すコンマコード（例えば、Ｋ２８．６）を選択する。そして、ＣＰＲＩフレーム生成部１２０４は、非同期状態であることを示すコンマコードを含むＣＰＲＩフレームを生成する。生成されたフレームのＣＰＲＩ信号は、８ｂ／１０ｂ変換部１２０５および電気／光変換部１０１３‐Ｂによる処理を経て、アップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ回線で無線制御装置５１Ｂに送信される。
【０１４０】
無線制御装置５１Ｂは、無線装置５２から受信したアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号の先頭を示すコンマコードを、光／電気変換部１６０１による処理後に、アップリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０２のコンマコード検出部１７０３により検出する。
【０１４１】
コンマコード検出部１７０３は、非同期状態であることを示すコンマコードを検出した場合、自装置の動作クロックとアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックとの非同期状態を示すフラグ信号をダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０７に出力する。
【０１４２】
ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０７のダウンリンク信号送信制御部１８０５は、非同期状態を示すフラグ信号を受信すると、ダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号の送信を停止させる送信不許可信号を電気／光変換部１６０８に送信する。電気／光変換部１６０８は、送信不許可信号を受信すると、ダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号の送信を停止する。
【０１４３】
また、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０７の動作クロック同期確立部１８０６は、非同期状態を示すフラグ信号を受信すると、アップリンクＣＰＲＩ信号処理部の同期クロック生成部１７０１により生成された再生クロックに自装置の動作クロックを同期させる処理を実施する。そして、動作クロック同期確立部１８０６は、同期させる処理を完了すると、同期完了信号をダウンリンク信号送信制御部１８０５に出力する。
【０１４４】
ダウンリンク信号送信制御部１８０５は、同期完了信号を受信すると、電気／光変換部１６０８に、ダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号の送信を許可する送信許可信号を出力する。
【０１４５】
電気／光変換部１６０８は、送信許可信号を受信すると、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０７により生成されたＣＰＲＩ信号の無線装置５２への送信を再開する。そして、図２０のｓｔｅｐ２００３に戻る。
【０１４６】
ｓｔｅｐ２００３では、無線装置５２は、無線制御装置５１ＢからのダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を受信すると、ｓｔｅｐ２００４に進む。
ｓｔｅｐ２００４では、無線装置５２は、ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ｂの同期クロック生成部１１０１により生成した再生クロックＢと、ダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックＡとが同期しているか否かをクロック同期検出部１２０２で判定する。
【０１４７】
そしてクロック同期検出部１２０２が再生クロックＢおよび再生クロックＡが同期していると判定すると、ｓｔｅｐ２００６に進む。そして、クロック同期検出部１２０２は、再生クロックＢおよび再生クロックＡが同期状態であることを示す同期フラグをコンマコード選択部１２０３に出力する。
【０１４８】
コンマコード選択部１２０３は、同期状態であることを示す同期フラグを受信すると、ＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコンマコードとして同期状態であることを示すコンマコード（例えば、Ｋ２８．５）を選択する。
【０１４９】
ＣＰＲＩフレーム生成部１２０４は、コンマコード選択部１２０３により選択された同期状態であることを示すコンマコードをハイパーフレームの先頭を示すコンマコードとしたＣＰＲＩフレームを生成する。そして、無線装置５２は、８／１０ｂ変換部１２０５および電気／光変換部１０１３‐Ｂによる処理を経て、同期状態であることを示すコンマコードを含むＣＰＲＩ信号をアップリンクＵＬ‐Ｂ回線で無線制御装置５１Ｂに送信する。
【０１５０】
以上のように、本発明の実施形態に従えば、複数の無線通信システムの並存形態において、ある無線通信システムに属する無線制御装置の基準クロック受信機を削減しても、各無線通信システムの無線制御装置間の動作クロックの同期を確立できる。
【０１５１】
この結果、回線品質劣化およびシステム全体のスループット低下の要因となる、ビット抜けエラー等のデータ転送上のエラーを抑制できる。また、非同期状態にある各無線制御装置から受信したダウンリンク信号を処理するために無線装置の回路規模が増大させる必要がない。
【０１５２】
また、前述の実施形態に従った無線装置、無線制御装置、および同期確立方法は、図２および図５に示すような複数の異なる無線通信システムの並存形態以外においても利用することができる。
【０１５３】
例えば、同一の無線通信システムにおいて複数の無線制御装置が１つの無線装置を共用し、かつ複数の無線制御装置の内の任意の無線制御装置の基準クロック受信機を削減した場合に、各無線制御装置間の動作クロックの同期を確立するために利用できる。
【０１５４】
上述の同一の無線通信システムとは、本発明の実施形態では、同じ無線通信方式が用いられている無線通信システムを意味する。例えば、同じＬＴＥ等の無線通信方式が用いられた無線通信システムに属する各無線制御装置は、同一の無線通信システムに属すると言える。また、異なる通信事業者が運用している異なる無線通信ネットワークではあるが、同じ無線通信方式が用いられたそれらの無線通信ネットワークに属する各無線制御装置は、本発明の実施形態では同一の無線通信システムに属すると言い得る。
【０１５５】
図２１は、同一の無線通信システムにおける第１の構成例である。
図５に示した構成例の無線制御装置５１Ａおよび５１Ｂとは異なり、無線制御装置２１０１Ａおよび２１０１Ｂは、同一の無線通信システム２１００に属する。
【０１５６】
図２１には、２つの無線制御装置２１０１Ａおよび２１０１Ｂ、および１つの無線装置２１０２を示している。しかしながら、同一の無線通信システム２１に含まれる無線制御装置および無線装置の数が図２１に示した数に限定されることを意図するものではない。
【０１５７】
例えば、ＬＴＥでは、伝送容量を増加させる無線通信技術としてMultiple Input Multiple Output（ＭＩＭＯ）が用いられる。
そこで、図２１に示すように、例えばＬＴＥが用いられた無線通信システムでは、無線制御装置２１０１Ａおよび無線制御装置２１０１Ｂから各々受信したデータを、無線装置２１０２が複数のアンテナを用いて同時に送信する構成が考えられる。
【０１５８】
図２１に示す構成例によれば、無線制御装置と無線装置とを対にして接続する構成と比較して、同一無線通信システム内における無線装置の設置数を削減することができる。
さらに、図２１に示す構成例のように、同一の無線装置２１０２に接続される複数の無線制御装置２１０１Ａおよび２１０１Ｂの内、任意の無線制御装置２１０１Ａのみに基準クロック受信機５３を設置すれば、基準クロック受信機の設置数を削減することができる。
【０１５９】
もっとも、図２１に示す構成例のように基準クロック受信機を削減すると、無線制御装置２１０１Ａおよび無線制御装置２１０１Ｂ間の動作クロックが非同期状態になり得る。このような非同期状態で無線制御装置２１０１Ａおよび２１０１Ｂから受信したデータを無線装置２１０２が抽出しようとすると、ビット抜けエラー等のデータ転送上のエラーが発生し、回線品質の劣化や、システム全体のスループット低下が発生する。また、データ転送上のエラーを発生させないように無線装置２１０２を構成しようとすると、各無線制御装置２１０１Ａおよび２１０１Ｂから受信したダウンリンク信号を処理するための無線装置２１０２の回路規模が増大する。こうした問題点は、前述した複数の無線通信システムにおける問題点と同様である。
【０１６０】
そこで、図５〜図２０を参照しながら説明した複数の無線通信システムにおける実施形態に従った無線装置および無線制御装置の構成、および同期確立方法を、図２１に示す同一の無線通信システムにおける無線装置および無線制御装置の構成、および同期確立方法に用いる。例えば、無線制御装置２１０１Ａ、無線制御装置２１０１Ｂ、および無線装置２１０２は、以下で説明するような処理を行なう。
【０１６１】
無線制御装置２１０１Ａは、基準クロック受信機５３からのＧＰＳ信号の絶対時刻等を用いて安定的に正確に生成された基準クロックに同期して動作する。無線制御装置２１０１Ｂは、無線制御装置２１０１Ｂ内の内蔵クロックに同期して動作を開始する。
【０１６２】
無線装置２１０２は、無線制御装置２１０１Ａから送信されたダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号を受信する。無線装置２１０２は、受信したダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号に重畳されたクロック成分を抽出して再生クロックを生成し、生成した再生クロックと自装置の動作クロックとの同期を確立する。そして、無線装置２１０２は、ダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号と周波数同期したアップリンクＵＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号を、無線制御装置２１０１Ａに送信する。
【０１６３】
また、無線装置２１０２は、無線制御装置２１０１Ａから受信したダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号と周波数同期したアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を、アップリンクＵＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号を無線制御装置２１０１Ａに送信するのと同じタイミングで、無線制御装置２１０１Ｂに送信する。
【０１６４】
無線装置２１０２が無線制御装置２１０１Ｂから送信されたダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を受信した場合、無線装置２１０２は、受信したダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックとダウンリンクＤＬ‐ＡのＣＰＲＩ信号から生成した再生クロックとが同期状態にあるか否かを判定する。そして、非同期状態にあると判定した場合、無線装置２１０２は、非同期状態であることを示す情報をアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号に乗せて無線制御装置２１０１Ｂに通知する。
【０１６５】
無線制御装置２１０１Ｂは、アップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を無線装置２１０２から受信する。無線制御装置２１０１Ｂは、受信したアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号に非同期状態であることを示す情報が含まれていた場合、自装置の動作クロックを受信したアップリンクＵＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号から生成された再生クロックに同期させる。
【０１６６】
また、無線制御装置２１０１Ｂは、動作クロックを再生クロックに同期させる処理を実施している間は、ダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号を無線装置２１０２に送信することを停止する。そして、動作クロックを再生クロックに同期させると、無線制御装置２１０１Ｂは、無線装置２１０２へのダウンリンクＤＬ‐ＢのＣＰＲＩ信号の送信を再開する。
【０１６７】
本発明の実施形態に従えば、同一無線通信システム内において、無線制御装置の基準クロック受信機を削減しても、各無線制御装置間の動作クロックの同期を確立できる。
この結果、回線品質劣化およびシステム全体のスループット低下の要因となる、ビット抜けエラー等のデータ転送上のエラーを抑制できる。また、非同期状態にある各無線制御装置から受信したダウンリンク信号を処理するために無線装置の回路規模が増大させる必要がない。
【０１６８】
本発明の実施形態ではさらに、無線制御装置２１０１Ｂの動作クロックが非同期状態であることを無線装置２１０２が無線制御装置２１０１Ｂに通知する方法として、ＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコンマバイトに、同期状態にある場合と非同期状態にある場合とで異なるコンマコード（Ｋコード）を挿入することによって実現する。
【０１６９】
すなわち、無線制御装置２１０１Ｂの動作クロックが同期状態にある場合には、無線装置２１０２は、無線制御装置２１０１Ｂに送信するＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコンマコードとして、同期状態であることを示すコンマコード（例えばＫ２８．５）を選択する。
【０１７０】
また、無線制御装置２１０１Ｂの動作クロックが非同期状態にある場合には、無線装置２１０２は、無線制御装置２１０１Ｂに送信するＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコンマコードとして、非同期状態にあることを示すコンマコード（例えばＫ２８．６）を選択する。
【０１７１】
無線制御装置２１０１Ｂは、無線装置２１０２から受信したＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコードが同期状態を示すコンマコードまたは非同期状態を示すコンマコードを検出することより、自装置が同期状態にあるか否かを判定することができる。
【０１７２】
ＣＰＲＩ信号のハイパーフレームのコンマバイトに含まれるコンマコードは、データ用に割り当てられるコード（Ｄコード）とは区別される10ビットの一意的なビット列である。したがって、無線制御装置２１０１Ｂにおけるビット抜けエラーＥＲＲＯＲの値が1/10以下であれば、無線制御装置２１０１Ｂは、無線装置２１０２から受信したＣＰＲＩ信号から、自装置の動作クロックが同期状態にあるか否かを検出可能である。すなわち、無線制御装置２１０１Ａの動作クロックと無線制御装置２１０１Ｂの動作クロックの周波数偏差がある程度大きくても、無線制御装置２１０１Ｂにおけるビット抜けエラーＥＲＲＯＲの値が1/10を超えなければ、無線制御装置２１０１Ｂは、自装置が非同期状態にあることを無線装置２１０２から受信したＣＰＲＩ信号から検出することが可能である。
【０１７３】
図２２は、同一の無線通信システムにおける第２の構成例である。
図５に示した構成例の無線制御装置５１Ａおよび５１Ｂとは異なり、無線制御装置２２０１Ａおよび無線制御装置２２０１Ｂは、同一の無線通信システム２２００に属する。
【０１７４】
図２２には、２つの無線制御装置２２０１Ａおよび２２０１Ｂ、および２つの無線装置２２０２Ａおよび２２０２Ｂを示している。しかしながら、同一の無線通信システム２２に含まれる無線制御装置および無線装置の数が図２２に示した数に限定されることを意図するものではない。
【０１７５】
図２２の構成例では、無線制御装置２２０１Ａと無線装置２２０２Ａとの間でユーザデータを含むＣＰＲＩ信号の伝送が行われる。また、無線制御装置２２０１Ｂと無線装置２２０２Ｂとの間でユーザデータを含むＣＰＲＩ信号の伝送が行われる。
【０１７６】
無線制御装置に備えられる基準クロック受信機は、基準クロックを生成するための基準となるＧＰＳ信号等の電波を受信できる場所に設置する必要がある。しかしながら、無線制御装置の設置が要望される場所が、基準クロック受信機が電波を受信できる場所であるとは必ずしも限られない。基準クロック受信機が電波を受信できる場所に無線制御装置を設置するという無線制御装置の設置上の制約をなくすためには、基準クロック受信機を備えない無線制御装置の動作クロックを、基準クロック受信機を備えた無線制御装置の動作クロックと同期させる必要がある。
【０１７７】
そこで、図２２に示すように、基準クロック受信機５３を備える無線制御装置２２０１Ａと接続する無線装置２２０２Ａに、基準クロック受信機を備えない無線制御装置２２０１Ｂを接続する。
【０１７８】
図２２において、ダウンリンクＤＬ‐ＡＢは、無線制御装置２２０１Ｂから無線装置２２０２Ａへの下り方向のＣＰＲＩ接続を指す。アップリンクＵＬ‐ＡＢは、無線装置２２０２Ａから無線制御装置２２０１Ｂへの上り方向のＣＰＲＩ接続を指す。
【０１７９】
無線制御装置２２０１Ｂと無線装置２２０２Ａとの間では、ユーザデータは転送されないが、無線制御装置２２０１Ａと無線制御装置２２０１Ｂとの間の動作クロックを同期確立するためのＣＰＲＩ信号が伝送される。
【０１８０】
このようなＣＰＲＩ信号を利用した無線装置２２０２Ａ、無線制御装置２２０１Ａ、および無線制御装置２２０１Ｂの構成、および同期確立方法は、図５〜図２０を参照しながら前述した無線装置５２、無線制御装置５１Ａ、および無線制御装置５１Ｂの構成、および同期確立方法を用いることができる。
【０１８１】
本発明の実施形態に従えば、同一無線通信システム内において、基準クロック受信機を備えない無線制御装置の動作クロックを、基準クロック受信機を備える無線制御装置の動作クロックに同期させることができる。
【０１８２】
この結果、基準クロック受信機が電波を受信できる場所に無線制御装置を設置するといった無線制御装置の設置上の制約をなくすことができる。
本発明の実施形態ではさらに、無線制御装置２２０１Ｂの動作クロックが非同期状態であることを無線装置２２０２Ａが無線制御装置２２０１Ｂに通知する方法として、ＣＰＲＩ信号のハイパーフレームの先頭を示すコンマバイトに、同期状態にある場合と非同期状態にある場合とで異なるコンマコード（Ｋコード）を挿入することによって実現する。
【０１８３】
したがって、無線制御装置２２０１Ａの動作クロックと無線制御装置２２０１Ｂの動作クロックの周波数偏差がある程度大きくても、無線制御装置２２０１Ｂにおけるビット抜けエラーＥＲＲＯＲの値が1/10を超えなければ、無線制御装置２２０１Ｂは、自装置が非同期状態にあることを無線装置２２０２Ａから受信したＣＰＲＩ信号から検出することが可能である。
【０１８４】
最後に、従来の無線装置、ならびに本発明の実施形態に従った無線装置および無線制御装置のハードウェア構成の一例を図２３〜図２５を用いて説明する。
図２３は、複数の無線制御装置から受信したダウンリンク信号間に周波数同期が取れていない場合の従来の無線装置のハードウェア構成例である。
【０１８５】
図４の無線装置４の光／電気変換部４０１Ａは、図２３の無線装置２３の光／電気変換器２３０１Ａであってよい。光／電気変換部４０１Ｂは、光／電気変換器２３０１Ｂであってよい。
【０１８６】
同期クロック生成部４０２Ａは、同期クロック生成回路２３０２Ａであってよい。同期クロック生成部４０２Ｂは、同期クロック生成回路２３０２Ｂであってよい。
ダウンリンク信号処理部４０３Ａおよび４０３Ｂ、遅延調整部４０４、変調部４０５Ａ、４０５Ｂ、および４０７Ｂ、信号多重部４０８、ならびにピーク抑圧および歪補償部４０９は、Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）２３０３であってよい。
増幅部４１０は、増幅器２３０５であってよい。
【０１８７】
図２４は、本発明の実施形態に従った無線装置のハードウェア構成例である。
図１０の無線装置１０の中央処理装置１０００は、図２４の無線装置２４のCentral Processing Unit、ＣＰＵ）２４００であってよい。
【０１８８】
光／電気変換部１００１‐Ａは、光／電気変換器２４０１‐Ａであってよい。光／電気変換部１００１‐Ｂは、光／電気変換器２４０１‐Ｂであってよい。
ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１００２‐Ａおよび１００２‐Ｂ、ダウンリンクＩＱデータ処理部１００３、アップリンクＩＱデータ処理部１０１１、ならびにアップリンクＣＰＲＩ信号処理部１０１２‐Ａおよび１０１２‐Ｂは、ＦＰＧＡ２４０２であってよい。
【０１８９】
デジタル／アナログ変換部１００４は、デジタル／アナログ変換器２４０３であってよい。直交変調部１００５は、直交変調器２４０４であってよい。増幅器１００６は、増幅器２４０５であってよい。共用器１００７は、共用器２４０６であってよい。
【０１９０】
低雑音増幅器１００８は、低雑音増幅器２４０７であってよい。周波数変換部１００９は、周波数変換器２４０８であってよい。アナログ／デジタル変換部１０１０は、アナログ／デジタル変換器２４０９であってよい。
【０１９１】
電気／光変換部１０１３‐Ａは、電気／光変換器２４１０‐Ａであってよい。電気／光変換部１０１３‐Ｂは、電気／光変換器２４１０‐Ｂであってよい。
【０１９２】
図２５は、本発明の実施形態に従った無線制御装置のハードウェア構成例である。
図１６の無線制御装置１６の中央処理装置１６００は、図２５の無線制御装置２５のＣＰＵ２５００であってよい。
光／電気変換部１６０１は、光／電気変換器２５０１であってよい。
【０１９３】
アップリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０２、ＩＱデータベースバンド復調部１６０３、フォーマット変換部１６０４および１６０５、ＩＱデータベースバンド変調部１６０６、ならびにダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部１６０７は、ＦＰＧＡ２５０２であってよい。
電気／光変換部１６０８は、電気／光変換器２５０３であってよい。
【符号の説明】
【０１９４】
１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、２１００、２２００      無線通信システム
１１Ａ、１１Ｂ、２１Ａ、２２Ａ      無線制御装置
１２Ａ‐１〜１２Ａ‐３、１２Ｂ‐１〜１２Ｂ‐３、２２Ｃ‐１〜２２Ｃ‐３      無線装置
１３Ａ、１３Ｂ、２３Ａ      基準クロック受信機
１４Ａ‐１〜１４Ａ‐３、１４Ｂ‐１〜１４Ｂ‐３、２４Ａ‐１〜２４Ａ‐３、２４Ｂ‐１〜２４Ｂ‐３      光ケーブル
５１Ａ、５１Ｂ、２１０１Ａ、２１０１Ｂ、２２０１Ａ、２２０１Ｂ      無線制御装置
５２、２１０２、２２０２Ａ、２２０２Ｂ      無線装置
５３      基準クロック受信機
１０      無線装置
１０００      中央処理装置
１００１‐Ａ、１００１‐Ｂ      光／電気変換部
１００２‐Ａ、１００２‐Ｂ      ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部
１００３      ダウンリンクＩＱデータ処理部
１００４      デジタル／アナログ変換部
１００５      直交変調部
１００６      増幅器
１００７      共用器
１００８      低雑音増幅器
１００９      周波数変換部
１０１０      アナログ／デジタル変換部
１０１１      アップリンクＩＱデータ処理部
１０１２‐Ａ、１０１２‐Ｂ      アップリンクＣＰＲＩ信号処理部
１０１３‐Ａ、１０１３‐Ｂ      電気／光変換部
１１００      ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部
１１０１      同期クロック生成部
１１０２      データ抽出部
１１０３      コンマコード検出部
１１０４      １０ｂ／８ｂ変換部
１１０５      ＣＰＲＩデコード部
１２００      アップリンクＣＰＲＩ信号処理部
１２０１      ＣＰＲＩエンコード部
１２０２      クロック同期検出部
１２０３      コンマコード選択部
１２０４      ＣＰＲＩフレーム生成部
１２０５      ８ｂ／１０ｂ変換部
１６      無線制御装置
１６００      中央処理装置
１６０１      光／電気変換部
１６０２      アップリンクＣＰＲＩ信号処理部
１６０３      ＩＱデータベースバンド復調部
１６０４、１６０５      フォーマット変換部
１６０６      ＩＱデータベースバンド変調部
１６０７      ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部
１６０８      電気／光変換部
１７００      アップリンクＣＰＲＩ信号処理部
１７０１      同期クロック生成部
１７０２      データ抽出部
１７０３      コンマコード検出部
１７０４      １０ｂ／８ｂ変換部
１７０５      ＣＰＲＩデコード部
１８００      ダウンリンクＣＰＲＩ信号処理部
１８０１      ＣＰＲＩエンコード部
１８０２      コンマコード挿入部
１８０３      ＣＰＲＩフレーム生成部
１８０４      ８ｂ／１０ｂ変換部
１８０５      ダウンリンク信号送信制御部
１８０６      動作クロック同期確立部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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