(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局間で無線通信を行い、該複数の基地局間で同期を行う基地局であって、
クロック信号を生成するクロック信号生成部と、
マスタ装置から出力された同期信号を含む無線信号を受信する受信部であって、少なくとも１度は使用可能な同期信号を含む無線信号を受信する受信部と、
前記無線信号を復調する復調部と、
前記復調された無線信号から前記同期信号を検出する同期信号検出部と、
前記検出された同期信号の信号強度が予め設定された閾値以上である場合に、前記同期信号が使用可能であると判別する同期信号有無判別部と、
前記使用可能な同期信号と前記クロック信号との位相差を算出し、該位相差を示す位相ずれ情報を生成する位相ずれ検出部と、
前記位相ずれ情報を記憶する位相ずれ記憶部と、
前記位相ずれ情報と前記クロック信号とに基づき、該クロック信号を補正した同期用信号を生成する補正信号生成部と、
前記同期信号及び前記同期用信号のうちいずれかの信号を選択して出力するセレクタと、
前記セレクタで選択された信号に基づき、送受信タイミングを設定する送受信タイミングカウンタとを備え、
前記セレクタは、前記同期信号有無判別部で前記同期信号が使用可能であると判別された場合に該同期信号を選択し、前記同期信号が使用不可能であると判別された場合に前記同期用信号を選択することを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記位相ずれ記憶部は、複数の位相ずれ情報を記憶することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記基地局は、ＰＨＳ用の基地局であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局。
【請求項４】
基準となる同期信号を送信するマスタ装置と、該同期信号に同期して動作する複数の基地局とが無線接続され、該複数の基地局間で無線通信を行い、該複数の基地局間で同期を行う無線同期システムであって、
前記基地局は、
クロック信号を生成するクロック信号生成部と、
前記マスタ装置から出力された同期信号を含む無線信号を受信する受信部であって、少なくとも１度は使用可能な同期信号を含む無線信号を受信する受信部と、
前記無線信号を復調する復調部と、
前記復調された無線信号から前記同期信号を検出する同期信号検出部と、
前記検出された同期信号の信号強度が予め設定された閾値以上である場合に、前記同期信号が使用可能であると判別する同期信号有無判別部と、
前記使用可能な同期信号と前記クロック信号との位相差を算出し、該位相差を示す位相ずれ情報を生成する位相ずれ検出部と、
前記位相ずれ情報を記憶する位相ずれ記憶部と、
前記位相ずれ情報と前記クロック信号とに基づき、該クロック信号を補正した同期用信号を生成する補正信号生成部と、
前記同期信号及び前記同期用信号のうちいずれかの信号を選択して出力するセレクタと、
前記セレクタで選択された信号に基づき、送受信タイミングを設定する送受信タイミングカウンタとを備え、
前記セレクタは、前記同期信号有無判別部で前記同期信号が使用可能であると判別された場合に該同期信号を選択し、前記同期信号が使用不可能であると判別された場合に前記同期用信号を選択することを特徴とする無線同期システム。
【請求項５】
複数の基地局間で無線通信を行い、該複数の基地局間で同期を行う無線同期方法であって、
クロック信号を生成するクロック信号生成ステップと、
マスタ装置から出力された同期信号を含む無線信号を受信する受信ステップであって、少なくとも１度は使用可能な同期信号を含む無線信号を受信する受信ステップと、
前記無線信号を復調する復調ステップと、
前記復調された無線信号から前記同期信号を検出する同期信号検出ステップと、
前記検出された同期信号の信号強度が予め設定された閾値以上である場合に、前記同期信号が使用可能であると判別する同期信号有無判別ステップと、
前記使用可能な同期信号と前記クロック信号との位相差を算出し、該位相差を示す位相ずれ情報を生成する位相ずれ検出ステップと、
前記位相ずれ情報を記憶する位相ずれ記憶ステップと、
前記位相ずれ情報と前記クロック信号とに基づき、該クロック信号を補正した同期用信号を生成する補正信号生成ステップと、
前記同期信号及び前記同期用信号のうちいずれかの信号を選択して出力する選択ステップと、
前記選択ステップで選択された信号に基づき、送受信タイミングを設定する送受信タイミング設定ステップとを備え、
前記選択ステップは、前記同期信号有無判別ステップで前記同期信号が使用可能であると判別された場合に該同期信号を選択し、前記同期信号が使用不可能であると判別された場合に前記同期用信号を選択することを特徴とする無線同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局間での同期タイミングのずれを解消することが可能な基地局、無線同期システム及び無線同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）等の移動体通信システムにおいては、周波数利用効率向上のため、基地局間通信の送受信タイミングを合わせて基地局間同期を行う必要がある。
【０００３】
ＰＨＳ基地局間の同期方法としては、有線通信を用いる方法と、無線通信を用いる方法が存在し、通常、有線側のインターフェースから供給される同期信号を基準としてＰＨＳ基地局間同期を行っている。しかし、有線インターフェースがＩＰ（Internet Protocol）を使用するＰＨＳ基地局では、ネットワーク上の伝送遅延が一定でなかったり、パケット伝送に時間の概念が考慮されていないことから、有線側のインターフェースからの信号を同期信号として用いることができない。
【０００４】
そこで、最近では、同期元ＰＨＳ基地局からの無線同期用ＵＷ（Unique Word）や無線同期マスタ基地局の発識別符号であるＣＳ−ＩＤ（Cell Station-IDentification）を同期信号として用いることで、ＰＨＳ基地局間同期をとることが行われている（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１９４５１号公報
【特許文献２】特開２００９−２３１８８５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、上述した方法では、同期元の信号を無線通信によって取得するため、外来ノイズや電波干渉等の影響を受け、同期信号を正しく受信することができずに、ＰＨＳ基地局間同期動作が断続的になる虞がある。
【０００７】
ＰＨＳ基地局間同期を行う際に、スレーブ側の基地局が同期元の信号を取得できない状態が長時間続いた場合、スレーブ側の基地局は、自身に搭載されたクロックを用いて非同期で動作する。このような非同期中は、各ＰＨＳ基地局に搭載されたクロックの精度に応じて動作するため、ＰＨＳ基地局間の同期タイミングが大きくずれる虞があるという問題があった。
【０００８】
また、上述した問題によって、各基地局内のクロック精度に応じて同期タイミングがずれた結果、データの取りこぼしが発生し、パケットでコードエラーを引き起こす虞があるため、ＰＨＳ通信が成立しない可能性があるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、基地局間同期を安定して行うことが可能な基地局、無線同期システム及び無線同期方法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】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の基地局間で無線通信を行い、該複数の基地局間で同期を行う基地局であって、クロック信号を生成するクロック信号生成部と、マスタ装置から出力された同期信号を含む無線信号を受信する受信部であって、少なくとも１度は使用可能な同期信号を含む無線信号を受信する受信部と、前記無線信号を復調する復調部と、前記復調された無線信号から前記同期信号を検出する同期信号検出部と、前記検出された同期信号の信号強度が予め設定された閾値以上である場合に、前記同期信号が使用可能であると判別する同期信号有無判別部と、前記使用可能な同期信号と前記クロック信号との位相差を算出し、該位相差を示す位相ずれ情報を生成する位相ずれ検出部と、前記位相ずれ情報を記憶する位相ずれ記憶部と、前記位相ずれ情報と前記クロック信号とに基づき、該クロック信号を補正した同期用信号を生成する補正信号生成部と、前記同期信号及び前記同期用信号のうちいずれかの信号を選択して出力するセレクタと、前記セレクタで選択された信号に基づき、送受信タイミングを設定する送受信タイミングカウンタとを備え、前記セレクタは、前記同期信号有無判別部で前記同期信号が使用可能であると判別された場合に該同期信号を選択し、前記同期信号が使用不可能であると判別された場合に前記同期用信号を選択することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、基準となる同期信号を送信するマスタ装置と、該同期信号に同期して動作する複数の基地局とが無線接続され、該複数の基地局間で無線通信を行い、該複数の基地局間で同期を行う無線同期システムであって、前記基地局は、クロック信号を生成するクロック信号生成部と、前記マスタ装置から出力された同期信号を含む無線信号を受信する受信部であって、少なくとも１度は使用可能な同期信号を含む無線信号を受信する受信部と、前記無線信号を復調する復調部と、前記復調された無線信号から前記同期信号を検出する同期信号検出部と、前記検出された同期信号の信号強度が予め設定された閾値以上である場合に、前記同期信号が使用可能であると判別する同期信号有無判別部と、前記使用可能な同期信号と前記クロック信号との位相差を算出し、該位相差を示す位相ずれ情報を生成する位相ずれ検出部と、前記位相ずれ情報を記憶する位相ずれ記憶部と、前記位相ずれ情報と前記クロック信号とに基づき、該クロック信号を補正した同期用信号を生成する補正信号生成部と、前記同期信号及び前記同期用信号のうちいずれかの信号を選択して出力するセレクタと、前記セレクタで選択された信号に基づき、送受信タイミングを設定する送受信タイミングカウンタとを備え、前記セレクタは、前記同期信号有無判別部で前記同期信号が使用可能であると判別された場合に該同期信号を選択し、前記同期信号が使用不可能であると判別された場合に前記同期用信号を選択することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明は、複数の基地局間で無線通信を行い、該複数の基地局間で同期を行う無線同期方法であって、クロック信号を生成するクロック信号生成ステップと、マスタ装置から出力された同期信号を含む無線信号を受信する受信ステップであって、少なくとも１度は使用可能な同期信号を含む無線信号を受信する受信ステップと、前記無線信号を復調する復調ステップと、前記復調された無線信号から前記同期信号を検出する同期信号検出ステップと、前記検出された同期信号の信号強度が予め設定された閾値以上である場合に、前記同期信号が使用可能であると判別する同期信号有無判別ステップと、前記使用可能な同期信号と前記クロック信号との位相差を算出し、該位相差を示す位相ずれ情報を生成する位相ずれ検出ステップと、前記位相ずれ情報を記憶する位相ずれ記憶ステップと、前記位相ずれ情報と前記クロック信号とに基づき、該クロック信号を補正した同期用信号を生成する補正信号生成ステップと、前記同期信号及び前記同期用信号のうちいずれかの信号を選択して出力する選択ステップと、前記選択ステップで選択された信号に基づき、送受信タイミングを設定する送受信タイミング設定ステップとを備え、前記選択ステップは、前記同期信号有無判別ステップで前記同期信号が使用可能であると判別された場合に該同期信号を選択し、前記同期信号が使用不可能であると判別された場合に前記同期用信号を選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、基地局間同期を安定して行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る無線同期システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る基地局の一実施の形態を示すブロック図である。
【図３】基地局の動作について説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る無線同期システムの一実施の形態を示し、この無線同期システム１００は、基準となる同期信号を出力するマスタ装置３０と、マスタ装置３０に対して例えばツリー状に無線接続された複数の基地局１、１、・・・とで構成される。
【００１７】
各基地局１は、マスタ装置３０から出力された同期信号を含む無線信号を受信し、この同期信号に基づき、各基地局１間で同期を行う。基地局１としては、例えば、ＰＨＳ基地局を適用することができる。
【００１８】
図２は、基地局１の一実施の形態を示し、この基地局１は、大別して、アンテナ２、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）１０及びクロック生成部２０で構成される。尚、この例では、本実施の形態に関連する部分についてのみ説明を行うものとし、それ以外の部分については、一般的な装置と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００１９】
アンテナ２は、接続されたＰＨＳ端末等の移動端末（不図示）との間で、音声データ等の各種データの授受を行う。
【００２０】
クロック生成部２０は、水晶振動子が有する固有周波数に基づき所定のクロック信号を生成し、ＦＰＧＡ１０に供給する。
【００２１】
ＦＰＧＡ１０は、アンテナ２で受信した各種データを含む受信信号を処理する。ＦＰＧＡ１０は、大別して、無線受信部１１、復調部１２、同期信号検出部１３、同期信号有無判別部１４、位相ずれ検出部１５、位相ずれ記憶部１６、補正信号生成部１７、セレクタ１８及び送受信タイミングカウンタ１９を備える。
【００２２】
無線受信部１１は、アンテナ２からの受信信号（無線信号）を受信し、復調部１２に供給する。復調部１２は、無線受信部１１から供給された無線信号を所定の要領で復調し、同期信号検出部１３に供給する。同期信号検出部１３は、復調部１２から供給された、復調された無線信号から同期元の基地局からの同期信号を検出する。
【００２３】
同期信号有無判別部１４は、同期信号検出部１３で検出された同期信号が使用可能であるか否かを判別する。同期信号の使用可否の判別は、例えば、同期信号の信号強度に基づき行う。具体的には、同期信号のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication：受信信号強度）に対して予め所定の閾値を設定しておき、同期信号のＲＳＳＩが閾値以上であると判断した場合に、この同期信号が使用可能であると判別する。閾値としては、例えば、同期信号が確実に使用可能な値に設定すると好ましい。
【００２４】
判別の結果、同期信号検出部１３で検出された同期信号が使用可能である場合、同期信号有無判別部１４は、当該同期信号をセレクタ１８に供給する。一方、同期信号検出部１３で検出された同期信号が使用不可能である場合、同期信号有無判別部１４は、当該同期信号のセレクタ１８への供給を停止する。
【００２５】
位相ずれ検出部１５は、同期信号有無判別部１４における同期信号に対する判別の結果、同期信号検出部１３で検出された同期信号が使用可能である場合に、この同期信号とクロック生成部２０で生成されたクロック信号との位相差を算出し、２つの信号の位相ずれを示す位相ずれ情報を生成する。
【００２６】
位相ずれ記憶部１６は、位相ずれ検出部１５で生成された位相ずれ情報を記憶する。位相ずれ記憶部１６では、例えば、この位相ずれ情報を複数記憶することができる。
【００２７】
補正信号生成部１７は、位相ずれ記憶部１６に記憶された位相ずれ情報に基づき、クロック生成部２０で生成されたクロック信号を補正し、擬似的な同期信号である同期用信号を生成する。
【００２８】
セレクタ１８は、同期信号有無判別部１４から供給された同期信号と、補正信号生成部１７から供給された同期用信号との何れかの信号を選択して出力する。尚、詳細は後述するが、同期信号有無判別部１４における同期信号に対する判別の結果に応じて、何れか一方の信号のみがセレクタ１８に対して入力される。そのため、セレクタ１８は、同期信号有無判別部１４及び補正信号生成部１７のうちいずれか一方から入力された信号（同期信号又は同期用信号）を出力する。
【００２９】
送受信タイミングカウンタ１９は、セレクタ１８から出力された信号（同期信号又は同期用信号）をセットし、基地局１における送受信タイミングを生成する。
【００３０】
次に、上記構成を有する基地局１の動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３１】
まず、基地局１は、アンテナ２を介して無線信号を受信すると、受信した無線信号をＦＰＧＡ１０の無線受信部１１に供給し、無線受信部１１から復調部１２へ供給する（ステップＳ１）。
【００３２】
次に、ステップＳ２において、復調部１２は、無線受信部１１から供給された無線信号を復調し、同期信号検出部１３に供給する。
【００３３】
ステップＳ３において、同期信号検出部１３は、復調部１２から供給された無線信号から同期元基地局からの同期信号を検出し、同期信号有無判別部１４に供給する。ここで、同期信号としては、例えば、背景技術の項に記載した特許文献１等と同様に、同期元基地局である無線同期マスタ基地局が１５０ｍｓｅｃ周期で送出する無線同期用ＵＷや、無線同期マスタ基地局のＣＳ−ＩＤ等を用いることができる。また、この例以外にも、同期信号として使用可能であれば、どのような信号を用いてもよい。
【００３４】
次に、ステップＳ４において、同期信号有無判別部１４は、同期信号のＲＳＳＩとＲＳＳＩに対して予め設定された閾値とに基づき、同期信号検出部１３で検出された同期信号が使用可能であるか否かを判別する。判別の結果、この同期信号のＲＳＳＩが閾値以上であり、同期信号が使用可能であると判断した場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、同期信号有無判別部１４は、この同期信号をセレクタ１８へ供給する（ステップＳ５）。
【００３５】
また、ステップＳ６において、位相ずれ検出部１５は、同期信号検出部１３で検出された同期信号と、クロック生成部２０で生成されたクロック信号との位相差を算出し、位相ずれ情報を生成する。そして、位相ずれ検出部１５は、生成した位相ずれ情報を位相ずれ記憶部１６に記憶する（ステップＳ７）。
【００３６】
一方、ステップＳ４において、同期信号検出部１３で検出された同期信号のＲＳＳＩが閾値未満であり、同期信号が使用不可能であると判別した場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、同期信号有無判別部１４は、この同期信号のセレクタ１８への供給を停止すると共に、位相ずれ情報の位相ずれ記憶部１６への記憶を停止する（ステップＳ８、Ｓ９）。
【００３７】
次に、ステップＳ１０において、補正信号生成部１７は、位相ずれ記憶部１６に記憶された位相ずれ情報に基づき、クロック生成部２０からのクロック信号を補正し、同期用信号を生成する。そして、ステップＳ４の判別の結果、同期信号検出部１３で検出された同期信号が使用不可能であると判別した場合に、補正信号生成部１７は、生成した同期用信号をセレクタ１８へ供給する。
【００３８】
ステップＳ１１において、セレクタ１８は、同期信号有無判別部１４から同期信号が入力されたか否かを判断する。同期信号有無判別部１４から同期信号が入力されたと判断した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、セレクタ１８は、この同期信号を送受信タイミングカウンタ１９へ入力する（ステップＳ１２）。
【００３９】
一方、同期信号有無判別部１４から同期信号が入力されていないと判断した場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、セレクタ１８は、補正信号生成部１７から入力された同期用信号を送受信タイミングカウンタ１９へ入力する（ステップＳ１３）。
【００４０】
以下、基地局１は、送受信タイミングカウンタ１９へ入力された信号に基づき、所定の基地局処理を行う。基地局処理は、通常の基地局における処理と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４１】
尚、位相ずれ記憶部１６は、複数の位相ずれ情報を順次記憶することができ、位相ずれ記憶部１６には、位相ずれ情報が生成される毎に記憶される。これは、例えば、位相ずれ検出部１５で位相ずれ情報を生成している間も、通信を安定して継続する必要があるためである。そこで、このような場合には、予め位相ずれ記憶部１６に記憶された位相ずれ情報を用いることで、位相ずれ情報を生成している間でも、同期用信号を生成することができる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態によれば、同期元基地局からの同期信号が使用できない場合に、擬似的な同期信号である同期用信号を生成して使用するため、同期タイミングのずれを抑制することができる。
【００４３】
また、同期信号と、自身で生成するクロック信号との位相差を示す位相ずれ情報を記憶し、この位相ずれ情報に基づき同期用信号を生成するため、高精度なクロックを生成するための部品等を使用することなく、非同期時のタイミングのずれを抑制することができる。
【００４４】
さらに、同期元基地局からの同期信号の使用可否を判別し、判別結果に応じて同期信号と同期用信号とを切り替えることにより、同期信号が切れることなく、かつ必要な精度を維持した状態で通信を行うことができるため、基地局間同期を安定して行うことができる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述の例では、基地局１としてＰＨＳ基地局を適用した場合について説明したが、これに限られず、携帯電話の基地局や、同期が必要な無線通信を行う装置等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  基地局
２  アンテナ
１０  ＦＰＧＡ
１１  無線受信部
１２  復調部
１３  同期信号検出部
１４  同期信号有無判別部
１５  位相ずれ検出部
１６  位相ずれ記憶部
１７  補正信号生成部
１８  セレクタ
１９  送受信タイミングカウンタ
２０  クロック生成部
３０  マスタ装置
１００  無線同期システム
【図１】
0006404607.tif 000002
【図２】
0006404607.tif 000003
【図３】
0006404607.tif 000004