(57)【要約】【課題】専用線ではない通信ケーブルで基地局と公衆網などを接続した場合であっても、周辺の基地局との同期ずれを抑制した基地局を提供する。【解決手段】通信端末ＭＳとの間で無線通信を行う無線通信部１と、公衆網ＮＷとの間で有線通信を行う有線通信部６と、公衆網ＮＷを介して上位装置１００から送信される送信データに含まれる同期信号に基づいて同期処理を行う制御部９と、上位装置１００からの同期信号よりも高精度の高精度同期信号に基づいた同期処理を行う同期部２とを備え、制御部９は、同期部２における同期処理が不可能な状態となった場合に、上位装置に対して送信データが公衆網を優先的に通過できるように優先度を高くして送信するように指示を出し、上位装置１００からの同期信号に基づく第１のタイミングと、自機のクロックに基づく第２のタイミングとの差分が所定値を超えるか否かで、同期の調整の要否を判断する。【選択図】図２
2013048328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末との間で無線通信を行う無線通信部と、
公衆網との間で有線通信を行う有線通信部と、
前記公衆網を介して上位装置から送信される送信データに含まれる同期信号に基づいて同期処理を行う制御部と、
前記上位装置からの前記同期信号よりも高精度の高精度同期信号に基づいた同期処理を行う同期部と、を備え、
前記制御部は、
前記同期部における前記同期処理が不可能な状態となった場合に、
前記上位装置に対して前記送信データが前記公衆網を優先的に通過できるように優先度を高くして送信するように指示を出し、
前記上位装置からの前記同期信号に基づく第１のタイミングと、自機のクロックに基づく第２のタイミングとの差分が所定値を超えるか否かで、同期の調整の要否を判断することを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記制御部は、
前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの差分を、所定期間に複数回算出し、その最小値が、前記所定値を超える場合には同期の調整を行う、請求項１記載の基地局。
【請求項３】
前記同期部における前記同期処理が可能な状態において、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの差分を所定期間に複数回算出し、その最小値を取得して前記所定値とする、請求項１記載の基地局。
【請求項４】
前記制御部は、
前記同期部における前記同期処理が可能な状態において、前記上位装置に対して前記送信データが前記公衆網を優先的に通過できるように優先度を高くして送信するように指示を出して前記最小値を取得する、請求項３記載の基地局。
【請求項５】
前記高精度同期信号は、
ＧＰＳ（Global Positioning System）から受信取得される、請求項３記載の基地局。
【請求項６】
前記制御部は、
前記同期部における同期処理が不可能な状態となった場合に、前記上位装置から前記送信データを送信する間隔を短くするように、前記上位装置に指示を出す、請求項１記載の基地局。
【請求項７】
前記制御部は、
前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの差分を、所定期間に複数回算出し、それらの値の分散を算出し、その値が、予め定めた閾値を超えるような場合には、同期の調整の要否の判断は行わない、請求項１記載の基地局。
【請求項８】
通信端末との間で無線通信を行い、公衆網との間で有線通信を行う基地局と、
前記公衆網を介して前記基地局との間でデータの授受を行う上位装置と、を備えた通信システムにおける通信制御方法であって、
前記基地局は、
前記上位装置から送信される送信データに含まれる同期信号に基づいた同期処理、および前記上位装置からの前記同期信号よりも高精度の高精度同期信号に基づいた同期処理を行う機能を有し、
前記基地局は、
前記高精度同期信号に基づいた前記同期処理が不可能な状態となった場合に、
(ａ)前記上位装置に対して前記送信データが前記公衆網を優先的に通過できるように優先度を高くして送信するように指示を出すステップと、
(ｂ)前記上位装置からの前記同期信号に基づく第１のタイミングと、自機のクロックに基づく第２のタイミングとの差分が所定値を超えるか否かで、同期の調整の要否を判断するステップ、とを備えることを特徴とする通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信における基地局および通信制御方法に関し、特に、高いタイミング精度を維持できる基地局および通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＨＳ（Personal Handyphone System）では通信方式にＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）−ＴＤＤ（Time Division Duplex）を用いているため高いタイミング精度が要求される。もし周辺の基地局と異なるタイミングで送受信を行う基地局が存在すると、通信端末からの微弱な電波での上り無線通信と、基地局からの高出力の電波での下り無線通信とが同時に行われる可能性が生じ、その場合には、通信端末からの上り無線通信に対して大きな干渉波を発生させることになる。また、ハンドオーバーを行う際に、タイミングがずれていると、通信端末がタイミングの異なる基地局を探すことになるため、ハンドオーバーに支障を来す要因となる。
【０００３】
通信端末が接続可能になる前（運用前）の基地局は、通信端末と同様に周辺の基地局の電波を受信することによりタイミングを検知することができるが、運用状態になると、周辺の基地局と同じタイミングで送信するため、他の基地局からの電波を受信することはできない。
【０００４】
また、一般に基地局の内部クロックの精度は高くなく、全ての基地局が内部クロックに基づいて動作するとタイミングがずれてしまい、上述したように干渉波を発生させることになる。そのため隣接する基地局間では同一のクロック源を必要としている。
【０００５】
現在のＰＨＳの基地局とインターネットなどの公衆網は、光回線ケーブルやＩＳＤＮ回線などの専用線で接続されており、これらはデータと同時に高精度な同期信号を送ることができる。そして、ＰＨＳの基地局は回線交換機から公衆網を介して送信されてくる同期信号と、基地局内の各部のクロックを同期させることによって、周辺の基地局との同期ずれが起きないように制御されている。
【０００６】
ここで、ＰＨＳの例ではないが、特許文献１には、ネットワーク中継器へ入力されるデータからクロックを抽出し、ネットワーク中継器から出力されたデータを、抽出したクロックのタイミングに同期させ、同期されたデータを送信することで、ネットワーク中継器を有する通信経路を利用する装置どうしが同期して処理を行うことができる構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２０００３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上説明したように、ＰＨＳの基地局では高いタイミング精度が要求されており、高精度な同期信号を送ることができるようにＰＨＳの基地局とインターネットなどの公衆網は専用線で接続されている。しかし、専用線は高価であり、コスト低減という意味では、一般的にパーソナルコンピュータ等で利用されているＬＡＮケーブルなどの通信線を使用できることが望ましい。
【０００９】
一方で、安価な通信線では高精度な同期信号を送ることができないので、ＰＨＳの基地局には使用できないという問題があった。
【００１０】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、専用線ではない通信ケーブルで基地局と公衆網などを接続した場合であっても、周辺の基地局との同期ずれを抑制した基地局および通信制御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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る基地局は、通信端末との間で無線通信を行う無線通信部と、公衆網との間で有線通信を行う有線通信部と、前記公衆網を介して上位装置から送信される送信データに含まれる同期信号に基づいて同期処理を行う制御部と、前記上位装置からの前記同期信号よりも高精度の高精度同期信号に基づいた同期処理を行う同期部とを備え、前記制御部は、前記同期部における前記同期処理が不可能な状態となった場合に、前記上位装置に対して前記送信データが前記公衆網を優先的に通過できるように優先度を高くして送信するように指示を出し、前記上位装置からの前記同期信号に基づく第１のタイミングと、自機のクロックに基づく第２のタイミングとの差分が所定値を超えるか否かで、同期の調整の要否を判断する。
【００１２】
本発明に係る基地局の一態様は、前記制御部が、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの差分を、所定期間に複数回算出し、その最小値が、前記所定値を超える場合には同期の調整を行う。
【００１３】
本発明に係る基地局の一態様は、前記同期部における前記同期処理が可能な状態において、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの差分を所定期間に複数回算出し、その最小値を取得して前記所定値とする。
【００１４】
本発明に係る基地局の一態様は、前記制御部が、前記同期部における前記同期処理が可能な状態において、前記上位装置に対して前記送信データが前記公衆網を優先的に通過できるように優先度を高くして送信するように指示を出して前記最小値を取得する。
【００１５】
本発明に係る基地局の一態様は、前記高精度同期信号が、ＧＰＳから受信取得される。
【００１６】
本発明に係る基地局の一態様は、前記制御部が、前記同期部における同期処理が不可能な状態となった場合に、前記上位装置から前記送信データを送信する間隔を短くするように、前記上位装置に指示を出す。
【００１７】
本発明に係る基地局の一態様は、前記制御部が、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの差分を、所定期間に複数回算出し、それらの値の分散を算出し、その値が、予め定めた閾値を超えるような場合には、同期の調整の要否の判断は行わない。
【００１８】
本発明に係る通信制御方法は、通信端末との間で無線通信を行い、公衆網との間で有線通信を行う基地局と、前記公衆網を介して前記基地局との間でデータの授受を行う上位装置と、を備えた通信システムにおける通信制御方法であって、前記基地局は、前記上位装置から送信される送信データに含まれる同期信号に基づいた同期処理、および前記上位装置からの前記同期信号よりも高精度の高精度同期信号に基づいた同期処理を行う機能を有し、前記基地局は、前記高精度同期信号に基づいた前記同期処理が不可能な状態となった場合に、(ａ)前記上位装置に対して前記送信データが前記公衆網を優先的に通過できるように優先度を高くして送信するように指示を出すステップと、(ｂ)前記上位装置からの前記同期信号に基づく第１のタイミングと、自機のクロックに基づく第２のタイミングとの差分が所定値を超えるか否かで、同期の調整の要否を判断するステップ、とを備えている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る基地局によれば、同期部における同期処理が不可能な状態となった場合に、上位装置に対して送信データが公衆網を優先的に通過できるように優先度を高くして送信するように指示を出すので、送信データの遅延を抑制することができ、その上で上位装置からの同期信号に基づく第１のタイミングと、自機のクロックに基づく第２のタイミングとの差分が所定値を超えるか否かで、同期の調整の要否を判断するので、他の基地局との同期ずれを抑制することができる。
【００２０】
本発明に係る通信制御方法によれば、高精度同期信号に基づいた前記同期処理が不可能な状態となった場合に、上位装置に対して送信データが公衆網を優先的に通過できるように優先度を高くして送信するように指示を出すので、送信データの遅延を抑制することができ、その上で上位装置からの同期信号に基づく第１のタイミングと、自機のクロックに基づく第２のタイミングとの差分が所定値を超えるか否かで、同期の調整の要否を判断するので、他の基地局との同期ずれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る基地局が組み込まれる通信システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明に係る基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】回線交換機の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る基地局の同期動作を模式的に示す図である。
【図５】同期パケットの構成の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る基地局の同期動作を示すフローチャートである。
【図７】クロック速度が異なる場合への適用を説明する図である。
【図８】本発明に係る基地局の同期動作を模式的に示す図である。
【図９】本発明に係る基地局の同期動作を説明する図である。
【図１０】本発明に係る基地局の同期動作の変形例を説明する図である。
【図１１】同期パケット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】
【００２２】
＜実施の形態＞
＜通信システムの構成＞
図１は、本実施の形態の基地局が組み込まれる通信システムの一例を示す図である。図１に示す通信システムは、複数の通信端末ＭＳ、複数の基地局ＢＳ、インターネットなどの公衆網ＮＷ、基地局どうしを接続するハブ装置ＨＢ、ＯＬＴ（Optical Line Termination）などの回線交換機１００（上位装置）および電話網などの上位網ＴＮを有している。複数の基地局ＢＳには、公衆網ＮＷを介して回線交換機１００に接続されるものや、ハブ装置ＨＢを介して回線交換機１００に接続されるものを含んでおり、基地局ＢＳと通信端末ＭＳとは無線接続されている。なお、ハブ装置ＨＢと基地局ＢＳとの間は光回線ケーブルやＩＳＤＮ回線などの専用線で接続されているものとし、公衆網ＮＷと基地局ＢＳとの間はＬＡＮケーブルなどの一般的な通信線で接続されているものとする。
【００２３】
回線交換機１００は、公衆網ＮＷやハブ装置ＨＢと上位網ＴＮとの中継を行う装置である。
【００２４】
＜基地局の構成＞
図２は、基地局ＢＳの構成を示すブロック図であるが、図２においては、発明に係る構成についてのみ示しており、他の構成は省略している。
【００２５】
図２に示すように、基地局ＢＳは、送受信アンテナＡＴ１が接続され、無線通信を行う無線通信部１と、ＧＰＳ（Global Positioning System）からＧＰＳアンテナＡＴ２を介して受信取得される同期信号に基づいて同期処理を行う同期部２と、自機のクロックを計測するクロック部４と、公衆網に対するパケットの優先制御を行うように回線交換機１００に指示を与える指示部５と、回線交換機１００からの同期信号等を受信する有線通信部６と、有線通信部６にて受信した同期信号から公衆網側の同期信号を取得する有線同期部７と、無線通信部１、同期部２、クロック部４および有線同期部７に接続され、同期部２、クロック部４および有線同期部７の同期タイミングを比較する比較部３と、を備えている。
【００２６】
なお、同期部２、比較部３、クロック部４、指示部５、有線同期部７は、同期処理を含めた基地局ＢＳ全体の制御を行う制御部９に含まれる構成である。
【００２７】
ここで、基地局ＢＳにおいては、ＧＰＳ（Global Positioning System）から受信取得される同期信号に基づいて同期処理を行っており、この同期信号は高精度であるとともに、インターネットなどの公衆網を介さないのでゆらぎは含んでいない。
【００２８】
従って、ＧＰＳからの同期信号を取得できている場合は、基地局間での同期が取れているが、ＧＰＳからの同期信号を取得できない場合、例えば天候の影響によりＧＰＳ信号が途絶えた場合などは、回線交換機１００からの同期信号に基づいて同期を取ることとなる。
【００２９】
なお、上記において、同期部２はＧＰＳから受信取得される同期信号に基づいて同期処理を行うものとして説明したが、ＧＰＳからの同期信号と同程度の高精度な同期信号を供給できる構成（高精度発振器など）を基地局ＢＳに有した構成とし、同期部２はそこからの同期信号を受けることで同期処理を行うものとしても良い。
【００３０】
基地局ＢＳにおいて、送受信アンテナＡＴ１で受信した受信信号は無線通信部１の受信部（図示せず）に入力され、増幅処理やダウンコンバートを行って、ベースバンド信号に変換して出力される。なお、送受信アンテナＡＴで受信される信号は、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調方式やＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調方式などで変調されている。
【００３１】
また、無線通信部１は、ＢＰＳＫ変調方式やＱＰＳＫ変調方式などで変調された無線信号を送出する。なお、無線通信部１での受送信制御や、有線通信部６での受送信制御など、基地局ＢＳの各部の制御はＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される制御部が行うが、図示および説明は省略する。
【００３２】
＜回線交換機の構成＞
図３は、回線交換機１００の構成を示すブロック図であるが、図３においては、発明に係る構成についてのみ示しており、他の構成は省略している。
【００３３】
図３に示すように回線交換機１００は、基地局ＢＳや上位網ＴＮとの接続を制御する有線制御部１０１と、基地局ＢＳからの指示を受信する指示受信部１０４と、基地局ＢＳから受信した指示が公衆網に対するパケット処理の優先制御を行うようにとの指示である場合、優先度を設定する優先度設定部１０５と、基地局ＢＳから受信した指示が公衆網に対するパケットの優先制御を行うようにとの指示である場合、優先度情報を含んだ同期パケットを作成する同期パケット作成部１０３と、高精度のクロックを生成し、カウントするとともに、同期パケットの送信間隔を設定するクロック部１０２と、有線制御部１０１を介して基地局ＢＳや上位網ＴＮから与えられる通信情報を制御する制御部１０６と、を備えている。
【００３４】
＜同期動作例１＞
次に、図４〜図７を用いて、本発明に係る基地局ＢＳの同期動作例１について説明する。なお、以下ではＧＰＳから受信取得される同期信号に基づいて同期処理を行っている状態が正常動作状態であり、ＧＰＳからの同期信号を取得できず、回線交換機１００から送られて来る同期信号に基づいて同期を取る必要が生じた場合の動作について説明する。
【００３５】
図４は、本発明に係る基地局ＢＳの同期動作を模式的に示しており、図４においてはＧＰＳからの同期信号が与えられるタイミングをＧＰＳの１ｐｐｓ（precise positioning service）タイミングとしており、その間隔は１秒ごとである。
【００３６】
また、回線交換機１００（図４ではＯＬＴと記載）におけるクロックカウント数も併記しており、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミングにおけるカウント数を１００００カウントとして示している。
【００３７】
なお、基地局ＢＳと回線交換機１００は、１００clock/secで動作するものとしており、回線交換機１００におけるクロックカウント数は、１秒経過ごとに１００カウントずつ増える。
【００３８】
ここで、ＧＰＳから受信取得される同期信号に基づいて同期処理を行っている場合（正常動作時）は、基地局ＢＳのクロックは、遅延も遅延時間のゆらぎもない。一方、公衆網ＮＷと基地局ＢＳとの間はＬＡＮケーブルなどの一般的な通信線で接続されており、遅延時間にゆらぎが発生する。そのため、ＧＰＳからの同期信号を取得できず、回線交換機１００から送られて来る同期信号に基づいて同期を取る場合、当該同期信号には遅延や、遅延時間のゆらぎを含んでいる。遅延時間のゆらぎが大きいと、周辺の基地局との同期が取れなくなるので、遅延時間のゆらぎを取得する必要がある。
【００３９】
そこで、まず、正常動作時に定期的に、または基地局ＢＳの起動時に、回線交換機１００と基地局ＢＳとの間の遅延時間を測定する。
【００４０】
ここで、問題となるのは公衆網上でのパケット処理に費やす時間である。すなわち、公衆網を介して時間応答性を高度に要求されないサービス、例えばウエブサービスなどが利用されている場合に、時間応答性を高度に要求されるパケット通信などを行おうとしても、ウエブサービスが終了した後にしかパケット処理がなされない。これは、パケット通信により回線交換機１００から同期信号を受ける場合も同様であり、この結果、送られて来る同期信号のゆらぎが大きくなる。
【００４１】
そこで、正常動作時に回線交換機１００と基地局ＢＳとの間の遅延時間を測定する際には、公衆網上でのパケット処理を優先的に行うことで、最短の遅延時間を測定するようにする。
【００４２】
そのためには、遅延時間の測定に先だって基地局ＢＳの指示部５（図２）から回線交換機１００に公衆網に対するパケット処理の優先度を高めるように指示を送る。
【００４３】
回線交換機１００では、指示受信部１０４において基地局ＢＳからの指示を受信し、それが公衆網に対するパケット処理の優先度を高めるようにとの指示である場合、優先度設定部１０５で優先度を設定する。この場合、優先度は例えば最高値となるように設定するが、最低値（通常の先着順処理に相当）でない優先度であれば一定の効果は得られる。
【００４４】
そして、同期パケット作成部１０３では、クロック部１０２で生成されたクロックをカウントすることで得られるＧＰＳの１ｐｐｓタイミングにおけるカウント数と、優先度設定部１０５で設定された優先度とを含んだ同期パケットを作成する。ここで、図５に同期パケットの一例を示す。
【００４５】
図５に示す同期パケット１０は、ＭＡＣヘッダ１１を先頭に、ＩＰヘッダ１２、ＵＤＰヘッダ１３およびＯＬＴでのクロックカウント情報を含むペイロード１４を有している。同期パケット１０において優先度はＩＰヘッダ１２に格納されている。より具体的には、例えばＩＰｖ６では、ＩＰヘッダ１２のトラフィッククラスフィールドなどに格納される。また、DiffServ (Differentiated Services)や IntServ (Integrated Services)などを用いて優先度を指定することもできる。
【００４６】
また、同期パケット１０においてはＵＤＰヘッダ１３を有しているが、これは当該同期パケット１０がＵＤＰ（User Datagram Protocol）パケットであることを意味している。ＵＤＰではパケットが相手に到達したか否かを確認しない（再送制御を行わない）プロトコルであり、高速な通信が可能である。
【００４７】
ここで、図４の説明に戻る。基地局ＢＳから回線交換機１００に公衆網に対するパケット処理の優先度を高めるように指示を送ると、回線交換機１００では、例えば、図５に示したような同期パケット１０を公衆網ＮＷ（図１）を介して基地局ＢＳに送る。公衆網ＮＷ上の中継機器では、同期パケット１０の優先度が高いため、他のサービスの処理に優先して同期パケット１０の処理を行う。このため、同期パケット１０は、最短の遅延時間で基地局ＢＳに到着することとなる。
【００４８】
図４においては、まず、回線交換機１００のＧＰＳの１ｐｐｓタイミング（０．００００秒）におけるクロックのカウント数の情報（メッセージ）が、基地局ＢＳにおけるクロック部４（図２）でのカウント数が２００００に達した時に到達する。
【００４９】
ここで、回線交換機１００からメッセージを送る回数を３回（この回数は任意に設定可）に設定しておけば、さらに、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミングが１．００００秒、２．００００秒におけるクロックのカウント数の情報（メッセージ）が届くことになる。図４の例では、基地局ＢＳにおけるクロック部４（図２）でのカウント数が、それぞれ２０１００、２０２００に達した時に到達する。
【００５０】
上述した、回線交換機１００からの同期パケット１０は、基地局ＢＳの有線通信部６にて受信され、回線交換機１００におけるクロックのカウント数の情報は有線同期部７に与えられる。そして、さらに比較部３に与えられ、クロック部４でカウントされる自機のカウント数との比較を行う。
【００５１】
図４の例では、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング０．００００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１００００であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２００００であるので、その差は１００００となる。
【００５２】
また、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１．００００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１０１００であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２０１００であるので、その差は１００００となる。
【００５３】
同様に、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング２．００００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１０２００であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２０２００であるので、その差は１００００となる。
【００５４】
このように、正常動作時に測定した回線交換機１００と基地局ＢＳとの間の遅延時間は、クロックのカウント数で１００００カウント分であり、複数回の測定によってもゆらぎ（変動）はない。この結果、この３回の測定で得られた遅延時間の最小値は１００００カウントとなる。以後、この正常動作時での遅延時間の最小値を指標として同期ずれの有無を判断する。
【００５５】
遅延時間の測定が終わった後は、基地局ＢＳの指示部５（図２）から回線交換機１００に公衆網に対するパケット処理の優先度を通常の優先度（例えば、先着順処理に相当する値）に戻すように指示を送る。
【００５６】
このように、通常の優先度に戻すのは、正常動作が可能な基地局を含め、全ての基地局が優先度を高めた状態を保つと、本当に優先度を高めた通信が必要な基地局の要求が受け入れられないこととなるからである。
【００５７】
次に、ＧＰＳからの同期信号を取得できず、回線交換機１００から送られて来る同期信号に基づいて同期を取る必要が生じた場合について説明する。
【００５８】
図４では、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１２．００００秒において、ＧＰＳの同期信号が利用できない状態に陥ったことが検出されたものとする。すなわち、基地局ＢＳの同期部２（図２）では、ＧＰＳアンテナＡＴ２（図２）を介して受信取得される同期信号に基づいて同期処理を行うが、ＧＰＳの同期信号が途絶えたような場合には、同期部２（図２）がそれを検出する。そして、その情報を指示部５（図２）に与え、指示部５では、回線交換機１００に公衆網に対するパケット処理の優先度を高めるように指示を送る。
【００５９】
この指示は、次の同期信号が送られるタイミング、ここではＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１３．００００秒より前に送られる。
【００６０】
回線交換機１００では、基地局ＢＳからの指示に基づいて優先度を設定し、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１３．００００秒におけるカウント数と、優先度とを含んだ同期パケットを作成し、公衆網ＮＷ（図１）を介して基地局ＢＳに送る。
【００６１】
まず、回線交換機１００のＧＰＳの１ｐｐｓタイミング（１３．００００秒）におけるクロックのカウント数の情報（メッセージ）が、基地局ＢＳにおけるクロック部４（図２）でのカウント数が２１３００に達した時に到達する。
【００６２】
ここで、回線交換機１００からメッセージを送る回数を３回（この回数は任意に設定可）に設定しておけば、さらに、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミングが１４．００００秒、１５．００００秒におけるクロックのカウント数の情報（メッセージ）が届くことになる。図４の例では、基地局ＢＳにおけるクロック部４（図２）でのカウント数が、それぞれ２１４２０、２１５００に達した時に到達する。
【００６３】
上述した、回線交換機１００からの同期パケット１０は、基地局ＢＳの有線通信部６にて受信され、回線交換機１００におけるクロックのカウント数の情報は有線同期部７に与えられる。そして、さらに比較部３に与えられ、クロック部４でカウントされる自機のカウント数との比較を行う。
【００６４】
図４の例では、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１３．００００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１１３００であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２１３００であるので、その差は１００００となる。
【００６５】
また、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１４．００００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１１４００であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２１４２０であるので、その差は１００２０となる。
【００６６】
同様に、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１５．００００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１１５００であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２１５００であるので、その差は１００００となる。
【００６７】
２回目の測定で得られた遅延時間は１００２０カウントであるので、正常動作時での遅延時間の最小値よりも大きく、遅延時間のゆらぎが発生していると言える。
【００６８】
しかし、３回の測定で得られた遅延時間の最小値は１００００であり、正常動作時での遅延時間の最小値と同じである。従って、この３回の測定期間中には、同期ずれは起きないと判断し、同期の調整（再同期）は行わない。
【００６９】
この後も、ＧＰＳからの同期信号を取得できない状態がさらに続いている場合、回線交換機１００では、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１６．００００秒におけるカウント数と、優先度（先に基地局から指示を受けた優先度を維持）とを含んだ同期パケットを作成し、公衆網ＮＷ（図１）を介して基地局ＢＳに送る。
【００７０】
まず、回線交換機１００のＧＰＳの１ｐｐｓタイミング（１６．００００秒）におけるクロックのカウント数の情報（メッセージ）が、基地局ＢＳにおけるクロック部４（図２）でのカウント数が２１６２０に達した時に到達する。
【００７１】
ここで、回線交換機１００からメッセージを送る回数を３回（この回数は任意に設定可）に設定しておけば、さらに、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミングが１７．００００秒、１８．００００秒におけるクロックのカウント数の情報（メッセージ）が届くことになる。図４の例では、基地局ＢＳにおけるクロック部４（図２）でのカウント数が、それぞれ２１７２０、２１８４０に達した時に到達する。
【００７２】
そして、基地局ＢＳの比較部３において、クロック部４でカウントされる自機のカウント数との比較を行う。
【００７３】
図４の例では、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１６．００００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１１６００であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２１６２０であるので、その差は１００２０となる。
【００７４】
また、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１７．００００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１１７００であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２１７２０であるので、その差は１００２０となる。
【００７５】
同様に、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１８．００００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１１８００であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２１８４０であるので、その差は１００４０となる。
【００７６】
１回目、２回目の測定で得られた遅延時間は１００２０カウントであり、また、３回目の測定で得られた遅延時間は１００４０カウントであるので、正常動作時での遅延時間の最小値よりも大きく、遅延時間のゆらぎが発生していると言える。
【００７７】
また、３回の測定で得られた遅延時間の最小値は１００２０であり、正常動作時での遅延時間の最小値よりも大きい。従って、遅延時間のゆらぎが大きく、同期ずれが起きていると判断する。
【００７８】
この場合、比較部３が、例えば、３回目の測定で使用した同期パケットに含まれる、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミングが１８．００００秒におけるクロックのカウント数の情報（メッセージ）を用いて、同期の調整（再同期）を行う。この場合、最も大きな遅延時間を算出した同期パケットに含まれるクロックのカウント数の情報を用いるようにしても良い。
【００７９】
同期の調整は、例えば、無線通信部１（図２）に含まれるＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)に上述のメッセージに基づいた所定値を入力することで実現できる。
【００８０】
このように、ＧＰＳからの同期信号を取得できず、回線交換機１００から送られて来る同期信号に基づいて同期を取る場合、当該同期信号に含まれる遅延や、遅延時間のゆらぎを測定し、遅延時間のゆらぎが大きい場合には同期の調整を行うので、公衆網ＮＷと基地局ＢＳとの間を一般的な通信線で接続したような場合でも、同期ずれを抑制できる。
【００８１】
図６は、上述した基地局ＢＳの同期動作を示すフローチャートである。以下、図６を用いて基地局ＢＳの同期動作の流れを説明する。
【００８２】
図６において、基地局ＢＳの同期動作においては、まずＧＰＳ信号の取得を開始し（ステップＳ１）、ＧＰＳ信号の取得の有無を確認する（ステップＳ２）。この動作は、基地局ＢＳの同期部２（図２）が行う。
【００８３】
ステップＳ２でＧＰＳ信号の取得に成功したことを確認した場合は、ＧＰＳの同期信号に基づいて同期部２が同期処理を行う（ステップＳ１４）。
【００８４】
次に、正常動作時に回線交換機１００と基地局ＢＳとの間の遅延時間を測定する。そのために、まず、回線交換機１００に公衆網に対するパケット処理の優先度を高めるように指示を送る（ステップＳ１５）。この動作は、基地局ＢＳの指示部５（図２）が行う。
【００８５】
これを受けた回線交換機１００では、優先度を高めた同期パケットを作成し、公衆網ＮＷ（図１）を介して基地局ＢＳに送る。
【００８６】
基地局ＢＳの有線通信部６が当該同期パケットを受信し（ステップＳ１６）、比較部３（図２）において、回線交換機１００におけるクロックのカウント数と、クロック部４（図２）でカウントされる自機のカウント数との比較を行う（ステップＳ１７）。
【００８７】
ステップＳ１５、Ｓ１６の動作を規定回数繰り返し（ステップＳ１８）、得られた測定結果の最小値を正常動作時のタイミング差（遅延時間）とし、同期ずれの指標とする（ステップＳ１９）。
【００８８】
その後は、基地局ＢＳの指示部５（図２）から回線交換機１００に公衆網に対するパケット処理の優先度を通常の優先度（例えば、先着順処理に相当する値）に戻すように指示を送り（ステップＳ２０）、ステップＳ２に戻って次のタイミングでのＧＰＳ信号の取得を待つ。なお、上記のステップＳ１４からステップＳ２０までの処理は、予め定めた間隔で間欠的に行うようにしても良い。
【００８９】
一方、ステップＳ２でＧＰＳ信号の取得に失敗したことを確認した場合は、所定の期間は、ＧＰＳ信号の復帰を待ち（ステップＳ３）、ＧＰＳ信号が復帰した場合はステップＳ１４に進み、所定の期間が経過してもＧＰＳ信号が復帰しない場合はステップＳ４に進む。
【００９０】
ステップＳ４では、回線交換機１００に公衆網に対するパケット処理の優先度を高めるように、基地局ＢＳの指示部５（図２）が指示を送る。
【００９１】
これを受けた回線交換機１００では、優先度を高めた同期パケットを作成し、公衆網ＮＷ（図１）を介して基地局ＢＳに送る。
【００９２】
基地局ＢＳの有線通信部６が当該同期パケットを受信し（ステップＳ５）、比較部３（図２）において、回線交換機１００におけるクロックのカウント数と、クロック部４（図２）でカウントされる自機のカウント数との比較を行う（ステップＳ６）。
【００９３】
ステップＳ５、Ｓ６の動作を規定回数繰り返し（ステップＳ７）、得られた測定結果のタイミング差の最小値（ステップＳ８において取得）と、ステップＳ１８で得られた正常動作時のタイミング差とを比較する（ステップＳ９）。
【００９４】
そして、測定結果の最小値が正常動作時のタイミング差と同じであるかによって、再同期の要否を判断し（ステップＳ１０）、再同期が必要な場合は、測定で使用した同期パケットに含まれる、クロックのカウント数の情報（メッセージ）を用いて、同期の調整（再同期）を行（ステップＳ１１）、同期動作を終了する。
【００９５】
一方、ステップＳ１０で再同期不要と判断された場合、ＧＰＳ信号の取得に成功したか否かを確認し（ステップＳ１２）、ＧＰＳ信号の取得に成功した場合は、公衆網に対するパケット処理の優先度を通常の優先度（例えば、先着順処理に相当する値）に戻すように、基地局ＢＳの指示部５（図２）が指示を送り（ステップＳ１３）、同期動作を終了する。
【００９６】
ステップＳ１２で、ＧＰＳ信号の取得に成功していないことが確認された場合は、ステップＳ５以下の動作を繰り返す。
【００９７】
＜クロック速度が異なる場合への適用＞
以上の説明においては、基地局ＢＳと回線交換機１００は、１００clock/secで動作するものとしており、且つ一定の間隔で同期パケットを送信するものとして説明したが、例えば回線交換機１００が１０００clk/secで動作し、基地局ＢＳが１５０clk/secで動作し、同期パケットの送信が一定の間隔ではない場合でも、本発明は有効である。
【００９８】
図７には上記の場合での回線交換機１００（図７ではＯＬＴと記載）におけるクロックのカウント数、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の取得値と、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の想定値と、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の取得値と想定値との差を一覧表として示している。
【００９９】
図７において、正常動作時には、回線交換機１００におけるクロックのカウント数１００００、１１０００、１３０００に対し、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の取得値は、２０００、２１５０、２４５０となる。この値を用いて、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の想定値を算出し、ＧＰＳ信号が途絶え、同期パケットによる同期に切り替えた後に使用する。
【０１００】
すなわち、図７に示すように、ＧＰＳ信号が途絶え、同期パケットによる同期に切り替えた場合も、切り替えた直後は、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の取得値と想定値との差は０であるが、時間が経つにつれて差が広がり、回線交換機１００におけるクロックのカウント数３００００、３１０００、３２０００に対し、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の取得値は、５１００、２２５０、２４００となる。この場合、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の取得値と想定値との差は１００となり、同期ずれが発生していることが判る。
【０１０１】
このように、基地局ＢＳと回線交換機１００とでクロック速度が異なり、且つ同期パケットの送信が一定の間隔ではない場合でも、回線交換機１００におけるクロックのカウント数の情報を取得し、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の取得値と想定値との差を求めることで、同期ずれの発生を検出できる。
【０１０２】
＜同期動作例２＞
次に、図８を用いて、本発明に係る基地局ＢＳの同期動作例２について説明する。なお、ＧＰＳから受信取得される同期信号に基づいて同期処理を行っている正常動作状態において、回線交換機１００と基地局ＢＳとの間の遅延時間を測定することは、図４に示した同期動作例１と同様であるので説明は省略する。
【０１０３】
同期動作例１と異なるのは、ＧＰＳからの同期信号を取得できず、回線交換機１００から送られて来る同期信号に基づいて同期を取る必要が生じた場合、同期信号の送信間隔を短くするように構成されている点である。
【０１０４】
すなわち、図８に示すように、基地局ＢＳの指示部５（図２）から回線交換機１００（図８ではＯＬＴと記載）に公衆網に対するパケット処理の優先度を通常の優先度に戻すように指示を送った後、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１２．００００秒において、ＧＰＳの同期信号が利用できない状態に陥ったことが検出されたものとする。
【０１０５】
基地局ＢＳの指示部５では、回線交換機１００に公衆網に対するパケット処理の優先度を高めると共に、同期パケットの送信間隔を短くするように指示を送る。
【０１０６】
この指示は、次の同期信号が送られるタイミング、ここではＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１３．００００秒より前に送られる。
【０１０７】
回線交換機１００では、基地局ＢＳからの指示に基づいて優先度を設定し、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１３．００００秒におけるカウント数と、優先度とを含んだ同期パケットを作成し、公衆網ＮＷ（図１）を介して基地局ＢＳに送る。このとき、基地局ＢＳからの指示に基づいて、送信のタイミングは、０．２５秒間隔とする。なお、送信のタイミングは回線交換機１００のクロック部１０２で設定される。
【０１０８】
図８に示すように、まず、回線交換機１００のＧＰＳの１ｐｐｓタイミング（１３．００００秒）におけるクロックのカウント数の情報（メッセージ）が、基地局ＢＳにおけるクロック部４（図２）でのカウント数が２１３００に達した時に到達する。
【０１０９】
ここで、回線交換機１００からメッセージを送る回数を３回（この回数は任意に設定可）に設定した場合、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミングが１３．２５００秒、１３．５０００秒におけるクロックのカウント数の情報（メッセージ）が届くことになる。図８の例では、基地局ＢＳにおけるクロック部４（図２）でのカウント数が、それぞれ２１３４５、２１３５０に達した時に到達する。
【０１１０】
なお、基地局ＢＳのクロック部４でカウントされる自機のカウント数との比較は同期動作例１と同じであり、図８の例では、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１３．００００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１１３００であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２１３００であるので、その差は１００００となる。
【０１１１】
また、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１３．２５００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１１３２５であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２１３４５であるので、その差は１００２０となる。
【０１１２】
同様に、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１３．５０００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１１３５０であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２１３５０であるので、その差は１００００となる。
【０１１３】
２回目の測定で得られた遅延時間は１００２０カウントであるので、正常動作時での遅延時間の最小値よりも大きく、遅延時間のゆらぎが発生していると言える。
【０１１４】
しかし、３回の測定で得られた遅延時間の最小値は１００００であり、正常動作時での遅延時間の最小値と同じである。従って、この３回の測定期間中には、同期ずれは起きないと判断し、同期の調整（再同期）は行わない。
【０１１５】
この後も、ＧＰＳからの同期信号を取得できない状態がさらに続いている場合、回線交換機１００では、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１３．７５００秒におけるカウント数と、優先度（先に基地局から指示を受けた優先度を維持）とを含んだ同期パケットを作成し、公衆網ＮＷ（図１）を介して基地局ＢＳに送る。この場合、送信のタイミングは、０．２５秒間隔を維持する。
【０１１６】
まず、回線交換機１００のＧＰＳの１ｐｐｓタイミング（１３．７５００秒）におけるクロックのカウント数の情報（メッセージ）が、基地局ＢＳにおけるクロック部４（図２）でのカウント数が２１３９５に達した時に到達する。
【０１１７】
ここで、回線交換機１００からメッセージを送る回数を３回（この回数は任意に設定可）に設定した場合、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミングが１４．００００秒、１４．２５００秒におけるクロックのカウント数の情報（メッセージ）が届くことになる。図８の例では、基地局ＢＳにおけるクロック部４（図２）でのカウント数が、それぞれ２１４２０、２１４６５に達した時に到達する。
【０１１８】
そして、基地局ＢＳの比較部３において、クロック部４でカウントされる自機のカウント数との比較を行う。
【０１１９】
図８の例では、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１３．７５００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１１３７５であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２１３９５であるので、その差は１００２０となる。
【０１２０】
また、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１４．００００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１１４００であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２１４２０であるので、その差は１００２０となる。
【０１２１】
同様に、ＧＰＳの１ｐｐｓタイミング１４．２５００秒における回線交換機１００でのクロックのカウント数は１１４２５であり、その情報が基地局ＢＳに到達した際の、クロック部４（図２）でのカウント数は２１４６５であるので、その差は１００４０となる。
【０１２２】
１回目、２回目の測定で得られた遅延時間は１００２０カウントであり、また、３回目の測定で得られた遅延時間は１００４０カウントであるので、正常動作時での遅延時間の最小値よりも大きく、遅延時間のゆらぎが発生していると言える。
【０１２３】
また、３回の測定で得られた遅延時間の最小値は１００２０であり、正常動作時での遅延時間の最小値よりも大きい。従って、遅延時間のゆらぎが大きく、同期ずれが起きていると判断する。この後は、同期の調整（再同期）を行う。
【０１２４】
このように、ＧＰＳからの同期信号を取得できず、回線交換機１００から送られて来る同期信号に基づいて同期を取る場合、当該同期信号に含まれる遅延や、遅延時間のゆらぎを測定し、遅延時間のゆらぎが大きい場合には同期の調整を行うので、公衆網ＮＷと基地局ＢＳとの間を一般的な通信線で接続したような場合でも、同期ずれを抑制できる。
【０１２５】
また、回線交換機１００から送られて来る同期信号に基づいて同期を取る必要が生じた場合、同期信号の送信間隔を短くするように構成されているので、ＧＰＳからの同期信号が取得できなくなった場合、比較的単時間で回線交換機１００から送られて来る同期信号に基づいて同期を取る態勢に移行することができる。
【０１２６】
図９には、同期動作例２における、回線交換機１００（図８，９ではＯＬＴと記載）におけるクロックのカウント数、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の取得値と、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の想定値と、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の取得値と回線交換機１００におけるクロックのカウント数との差を一覧表として示している。
【０１２７】
＜変形例１＞
以上説明した同期動作例１および２では、ＧＰＳからの同期信号を取得できず、回線交換機１００から送られて来る同期信号に基づいて同期を取る場合、遅延時間のゆらぎを検出する回数を３回とした例を示したが、この検出回数をさらに増やし、遅延時間のゆらぎの大きさ（クロックのカウント数の差）の分散を算出し、その値が、予め定めた閾値を超えるような場合、検出結果の信憑性が低いと判断し、取得した値に係わらず、同期の調整には使用しないものとする。
【０１２８】
図１０には検出回数を１１回とした場合の回線交換機１００（図１０ではＯＬＴと記載）におけるクロックのカウント数、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の取得値と、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の想定値と、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の取得値と想定値との差を一覧表として示している。
【０１２９】
図１０において、例えば、回線交換機１００におけるクロックのカウント数が１１３００、１１３５０の場合には、基地局ＢＳでのクロックのカウント数の取得値と回線交換機１００におけるクロックのカウント数との差が１００００であるので、同期動作例１および２では、正常動作時での遅延時間の最小値と同じであると判断されるが、他の検出値は、正常動作時での遅延時間の最小値からは大きく外れている。
【０１３０】
このように検出結果にばらつきがある場合は、検出結果の信憑性が低いと判断する。一方、検出結果のばらつきが小さい場合は、同期動作例１および２と同様に同期の調整に使用する。
【０１３１】
＜変形例２＞
同期動作例１および２においては、図５に示す同期パケット１０を用いるものとして説明したが、図１１に示す同期パケット２０を用いても良い。
【０１３２】
図１１に示す同期パケット２０は、ＭＡＣヘッダ２１を先頭に、ＩＰヘッダ２２、ＵＤＰヘッダ２３およびＯＬＴでのクロックカウント情報を含むペイロード２４の他に、通信端末への下り通信データを含むペイロード２５を有している。
【０１３３】
このような同期パケット２０を用いることで、下り通信データも同時に送ることができる。
【０１３４】
＜変形例３＞
また、同期動作例１および２においては、遅延時間のゆらぎを検出した結果、遅延時間のゆらぎがある場合であって、正常動作時での遅延時間の最小値を含まない場合は同期の調整を行うものとして説明したが、上記の場合でも、ゆらぎの大きさが許容値以内であれば同期の調整を行わないようにしても良い。
【０１３５】
ここで、許容値としては例えば４１．７μ秒などが考えられる。この値は、ＰＨＳのガードタイムに相当する時間である。
【符号の説明】
【０１３６】
１  無線通信部
２  同期部
６  有線通信部
９  制御部
１００  回線交換機
ＢＳ  基地局
ＭＳ  通信端末
ＮＷ  公衆網
【図１】
2013048328.tif 000003
【図２】
2013048328.tif 000004
【図３】
2013048328.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013048328.tif 000009
【図８】
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【図９】
2013048328.tif 000011
【図１０】
2013048328.tif 000012
【図１１】
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