JP2006217359A

JP2006217359A - 移動体通信システムの同期装置及び同期方法

Info

Publication number: JP2006217359A
Application number: JP2005029078A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Iioka; 太飯岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-08-17

Abstract

【課題】ＧＰＳ時報信号を受信できなく、且つ有線伝送路の回線信号が独立した有線伝送路のものしか得られない場合でも、各基地局間でのタイミング同期を正確に保てて同期通信を維持することができる移動体通信システムの同期装置及び同期方法を提供する。
【解決手段】有線伝送路の回線信号からクロックを抽出するラインインタフェース１３とＧＰＳ通信衛星からの時報信号よりクロックを生成するＧＰＳ受信部１１及びＰＰＳ受信部１２に加えて、地上波ディジタル放送信号を受信して、その受信信号からクロックを抽出する地上波ディジタル受信部１５及びクロック抽出部１６を設ける。これにより、ＧＰＳ時報信号を受信できなく且つ有線伝送路の回線信号が独立した有線伝送路のものしか得られない場合でも、各基地局間でのタイミング同期を正確に保てて同期通信を維持することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話システムなどの移動体通信システムに用いて好適な同期装置及び同期方法に関する。

従来、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を採用した移動体通信システムでは、各基地局間の正確なタイミング同期をとるために、有線伝送路（通信事業者が提供する回線）から抽出したクロック又はＧＰＳ（Global Positioning System）通信衛星から受信した時報信号を用いている。また、ＧＰＳ通信衛星からの時報信号を受信するＧＰＳ受信機と、ローカルクロック発生器とを備えて、ＧＰＳ通信衛星からの時報信号を受信できなくなったときに、ローカルクロック発生器からのＲＴＣ（Real Time Clock）を用いるようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。

特に、特許文献１で開示されたシステムでは、受信したＧＰＳ通信衛星からの時報信号に基づいてＰＰＳ（Pulse Per Second）クロックを生成して、このＰＰＳクロックによりタイミング同期を行うと共に、ＰＰＳクロックを生成するためのＰＰＳ信号をカウントしたＰＳＣ（PPS Signal Counter）値とＲＴＣクロックの秒情報とを比較し、ＰＳＣ値とＲＴＣクロックの秒情報とが一致しない場合にはＲＴＣクロックの秒情報を補正するようにして、ＧＰＳ通信衛星からの時報信号を受信できない場合にＲＴＣを使用して同期を行うようにしている。

特開平１１−１５４９２０号公報

しかしながら、従来の移動体通信システムにおける同期方法においては、ＧＰＳ時報信号を受信できない場合には、有線伝送路の回線信号から抽出するクロックや、ローカルクロック発生器で発生させたＲＴＣを用いるようにしているものの、ローカルクロック発生器で発生させたＲＴＣは精度が低く、有線伝送路では大手通信事業者が提供する有線伝送路以外の有線伝送路のなかには精度の低いものがあることから、各基地局間でのタイミング同期に正確性を欠く虞があり、同期通信を維持するのが困難になる場合があるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ＧＰＳ時報信号を受信できなく且つ有線伝送路の回線信号が独立した有線伝送路のものしか得られない場合でも、各基地局間でのタイミング同期を正確に保てて同期通信を維持できる移動体通信システムの同期装置及び同期方法を提供することを目的とする。

上記目的は下記構成又は方法により達成される。
（１）移動体通信システムの各基地局間のタイミング同期をとる同期装置において、有線伝送路の回線信号からクロックを取得する第１のクロック取得手段と、測位用の通信衛星から送信される時報信号に基づいてクロックを取得する第２のクロック取得手段と、地上波ディジタル放送を受信して地上波ディジタル放送信号からクロックを取得する第３のクロック取得手段と、前記第１のクロック取得手段、前記第２のクロック取得手段及び前記第３のクロック取得手段のうち、クロックを取得できたものを、精度の違いにより予め定められた優先順位に応じて択一的に選択するクロック選択手段と、前記クロック選択手段で選択されたクロックから前記各基地局間のタイミング同期をとるための基準クロックを生成する基準クロック生成手段と、を備える。

（２）上記（１）に記載の移動体通信システムの同期装置において、前記クロック選択手段は、前記第１のクロック取得手段で取得されたクロックが、大手通信事業者が提供する有線伝送路の回線信号から得られたものでなければ、次の優先順位のクロックを選択する。

（３）移動体通信システムの各基地局間のタイミング同期をとるための同期方法において、有線伝送路の回線信号からクロックを抽出し、測位用の通信衛星から送信される時報信号からＰＰＳクロックを生成し、地上波ディジタル放送信号からクロックを抽出し、これらのクロックのうちで取得できたものを、精度の違いにより予め定められた優先順位に応じて択一的に選択し、選択したクロックから各基地局間のタイミング同期をとるための基準クロックを生成する。

（４）上記（３）に記載の移動体通信システムの同期方法において、前記有線伝送路の回線信号から抽出したクロックが、大手通信事業者が提供する有線伝送路の回線信号から得られたものでなければ、次の優先順位のクロックを選択する。

上記（１）に記載の移動体通信システムの同期装置では、有線伝送路の回線信号からクロックを取得し、測位用の通信衛星から送信される時報信号からＰＰＳクロックを取得し、地上波ディジタル放送信号からクロックを取得し、これらのクロックのうちで取得できたものを、精度の違いにより予め定められた優先順位に応じて択一的に選択し、選択したクロックから各基地局間のタイミング同期をとるための基準クロックを生成するので、時報信号を受信できなく且つ有線伝送路の回線信号が独立した有線伝送路のものしか得られない場合でも、各基地局間でのタイミング同期を正確に保てて同期通信を維持することが可能となる。

上記（２）に記載の移動体通信システムの同期装置では、有線伝送路の回線信号が大手通信事業者の提供する有線伝送路以外の独立したものしか得られない場合は、次の優先順位のクロックを選択するので、クロック精度の不明な有線伝送路からのクロックを選択しない分、信頼性の向上が図れる。

上記（３）に記載の移動体通信システムの同期方法では、時報信号を受信できなく且つ有線伝送路の回線信号が独立した有線伝送路のものしか得られない場合でも、各基地局間でのタイミング同期を正確に保てて同期通信を維持することが可能となる。

上記（４）に記載の移動体通信システムの同期方法では、有線伝送路の回線信号が大手通信事業者の提供する有線伝送路以外の独立したものしか得られない場合は、次の優先順位のクロックを選択するので、クロック精度の不明な有線伝送路からのクロックを選択しない分、信頼性の向上が図れる。

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る移動体通信システムの同期装置の概略構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態の同期装置１００は、ＧＰＳアンテナ１０、ＧＰＳ受信部１１、ＰＰＳ受信部１２、ラインインタフェース１３、ＵＨＦアンテナ１４、地上波ディジタル受信部１５、クロック抽出部１６、クロック選択部１７及びディジタルＰＬＬ（Phase Locked Loop）１８を備えている。また、図示しないが、本実施の形態の同期装置１００は制御部（ＣＰＵ：中央処理装置）を備えており、この制御部によって装置各部が制御される。

ＧＰＳ受信部１１は、図示せぬＧＰＳ通信衛星（測位用の通信衛星）によって提供される時報信号をＧＰＳアンテナ１０により受信してＰＰＳ信号を出力する。ＰＰＳ受信部１２は、ＰＰＳ信号に基づいてＰＰＳクロックを発生し出力する。ラインインタフェース１３は、通信事業者が提供する有線伝送路３０との間の接続を行い、有線伝送路３０の回線信号からクロックを抽出し出力する。この場合、ラインインタフェース１３におけるクロックの抽出は、ラインインタフェース１３内に設けられたクロック抽出部１３Ａにて行われる。

地上波ディジタル受信部１５は、図示せぬ地上波ディジタル放送局より送信されるディジタル放送信号を受信する。図２は地上波ディジタル受信部１５の概略構成を示すブロック図であり、ＲＦＩＦ（高周波増幅、中間周波変換）部１５１と、ＡＤＣ（アナログ／ディジタル変換）部１５２と、同期検出／ＯＦＤＭ復調部１５３とを備えている。アンテナ１４で捉えられた変調波信号がＲＦＩＦ部１５１に入力されて、選択されたチャネルのみ抜き出された後、ＡＤＣ部１５２でディジタルに変換されて、同期検出／ＯＦＤＭ復調部１５３に入力される。

同期検出／ＯＦＤＭ復調部１５３では、同期処理及び検波処理等を行い、トランスポートストリーム信号（ＴＳ信号）が出力される。このトランスポートストリーム信号がクロック抽出部１６に入力される。クロック抽出部１６は、地上波ディジタル受信部１５から入力されたトランスポートストリーム信号からクロック抽出を行い、ルビジウム発振器精度に準じたクロックを再生する。

クロック選択部１７は、ＧＰＳ通信衛星からの時報信号より得られるＰＰＳクロック、有線伝送路３０の回線信号から得られるクロック、地上波ディジタル放送より得られるクロックのいずれか１つを選択する。これらのクロックを選択する際には、まずクロックの有無を判定し、１つしかない場合はそれ選択し、複数有る場合には周波数の精度（変動）に従って適合する１つを選択する。

複数有る場合の選択においては、予め設定された優先順位に基づいて行われる。優先順位として、本実施の形態では、（１）有線伝送路の回線信号、（２）ＧＰＳ時報信号、（３）地上波ディジタル放送信号としている。クロック選択部１７にはこの選択順位を決定する優先順位テーブル１７Ａが設けられており、クロック選択部１７はこの優先順位テーブル１７Ａを用いて選択を行う。

なお、有線伝送路の回線信号を最優先にした理由は、ＧＰＳ受信部１１がＧＰＳ通信衛星の時報信号を受信できないか、受信し難い地域に位置している場合や、インタラプトやポーリング方式でパケット送受信を行い難い環境になっている場合があり、地上波ディジタル受信部１５も受信し難い地域に位置している場合があるからである。これらに対し、有線伝送路は、人々が生活している現在の環境では略全ての地域において通信できるようにインフラ整備が進んでいることと、大手通信事業者の回線信号のクロック精度が非常に高いことが挙げられる。それ故に有線伝送路を最優先としている。但し、大手通信事業者以外の独自の有線伝送路（回線）の場合はクロック精度が高いかどうかが不明であり、低い場合は他の手段を選択することになる。

また、ＧＰＳ時報信号と地上波ディジタル放送信号より得られるクロックは略同じ精度であるが、現時点では地上波ディジタル放送のインフラが全国的に整備されていないこともあって、地上波ディジタル放送信号の優先順位をＧＰＳ時報信号よりも下にした。

図１において、ディジタルＰＬＬ１８は、入力ディジタル信号と出力ディジタル信号との位相差を検出し、ＶＣＯや回路のループを制御して正確に同期した周波数の信号を発信するものであり、クロック選択部１７で選択されたクロックを入力ディジタル信号として高精度基準クロックを生成する。

なお、クロック抽出部１３Ａは第１のクロック取得手段に対応する。また、ＧＰＳ受信部１１及びＰＰＳ受信部１２は第２のクロック取得手段を構成する。また、地上波ディジタル受信部１５及びクロック抽出部１６は第３のクロック取得手段を構成する。また、クロック選択部１７及び優先順位テーブル１７Ａはクロック選択手段を構成する。また、ディジタルＰＬＬ１８は基準クロック生成手段に対応する。

次に、上記構成の同期装置１００の動作について説明する。ＧＰＳ通信衛星からの時報信号が受信されると、受信された時報信号からＰＰＳ信号が生成され、さらに生成されたＰＰＳ信号に基づいてＰＰＳクロックが生成される。また、有線伝送路３０の回線信号が有ると、その回線信号からクロックが抽出される。また、地上波ディジタル放送が受信されると、トランスポートストリーム信号からクロックが抽出される。

時報信号、回線信号、地上波ディジタル放送信号のうち、いずれか１つしかない場合には、そのクロックを元にタイミング同期がとられる。複数ある場合には周波数の精度で選択される。すなわち予め定められた優先度で選択が行われる。例えば、全て有る場合は、優先度も最も高い有線伝送路３０からのクロックが選択される。但し、有線伝送路３０が大手通信事業者のものでなく、独自の有線伝送路であれば、次に優先度の高いＧＰＳ通信衛星からの時報信号より生成したＰＰＳクロックが選択される。

また、ＧＰＳ通信衛星からの時報信号より生成したＰＰＳクロックと、地上波ディジタル放送の地上波ディジタル放送信号より抽出したクロックとが有る場合は、ＧＰＳ通信衛星からの時報信号より生成したＰＰＳクロックが選択される。選択されたクロックは、ディジタルＰＬＬ１８にて高精度基準クロックが生成され、このクロックによりタイミング同期がとられる。

このように、本実施の形態の移動体通信システムの同期装置１００によれば、有線伝送路３０の回線信号からクロックを抽出するラインインタフェース１３のクロック抽出部１３ＡとＧＰＳ通信衛星からの時報信号からクロックを生成するＧＰＳ受信部１１及びＰＰＳ受信部１２に加えて、地上波ディジタル放送信号を受信して、その受信信号からクロックを抽出する地上波ディジタル受信部１５及びクロック抽出部１６を有するので、ＧＰＳ時報信号を受信できなく且つ有線伝送路の回線信号が独立した有線伝送路のものしか得られない場合でも、各基地局間でのタイミング同期を正確に保てて同期通信を維持することが可能となる。

また、有線伝送路の回線信号が大手通信事業者の提供する有線伝送路以外の独立したものしか得られない場合は、次の優先順位のクロックを選択するので、クロック精度の不明な有線伝送路からのクロックを選択しない分、信頼性の向上が図れる。

なお、上記実施の形態において、地上波ディジタル放送が普及してインフラ整備が整ってきたときには、上記した優先順位を逆にしても良い。すなわち、（１）有線伝送路の回線信号、（２）地上波ディジタル放送信号、（３）ＧＰＳ時報信号としても良い。

また、地上波ディジタル放送が普及してきた場合には、ＧＰＳ通信衛星からクロックを得る場合よりも確実に得られるので、ＧＰＳ受信部１１及びＰＰＳ受信部１２を省くことも可能である。これらを省いた場合は大幅なコストダウンが図れる。また、ビル内においては既存のアンテナケーブルを使用することができるため、ケーブル設置等の作業コストも低減可能である。

また、上記実施の形態において、ローカルクロック発生器を追加して、定期的にＧＰＳ通信衛星からの時報信号又は地上波ディジタル放送信号より得られるクロックでＲＴＣクロックの秒情報を補償するようにしても良い。

本発明は、ＧＰＳ時報信号を受信できなく、且つ有線伝送路の回線信号が独立した有線伝送路のものしか得られない場合でも、各基地局間でのタイミング同期を正確に保てて同期通信を維持することができるといった効果を有し、携帯電話システムなどの移動体通信システムへの適用が可能である。

本発明の一実施の形態に係る移動体通信システムの同期装置の概略構成を示すブロック図図１の同期装置を構成する地上波ディジタル受信部の概略構成を示すブロック図

符号の説明

１０ＧＰＳアンテナ
１１ＧＰＳ受信部
１２ＰＰＳ受信部
１３ラインインタフェース
１３Ａクロック抽出部
１４ＵＨＦアンテナ
１５地上波ディジタル受信部
１６クロック抽出部
１７クロック選択部
１７Ａ優先順位テーブル
１８ディジタルＰＬＬ
３０有線伝送路
１００同期装置
１５１ＲＦＩＦ部
１５２ＡＤＣ部
１５３同期検出／ＯＦＤＭ復調部

Claims

移動体通信システムの各基地局間のタイミング同期をとる同期装置において、
有線伝送路の回線信号からクロックを取得する第１のクロック取得手段と、
測位用の通信衛星から送信される時報信号に基づいてクロックを取得する第２のクロック取得手段と、
地上波ディジタル放送を受信して地上波ディジタル放送信号からクロックを取得する第３のクロック取得手段と、
前記第１のクロック取得手段、前記第２のクロック取得手段及び前記第３のクロック取得手段のうち、クロックを取得できたものを、精度の違いにより予め定められた優先順位に応じて択一的に選択するクロック選択手段と、
前記クロック選択手段で選択されたクロックから前記各基地局間のタイミング同期をとるための基準クロックを生成する基準クロック生成手段と、
を備えた移動体通信システムの同期装置。
前記クロック選択手段は、前記第１のクロック取得手段で取得されたクロックが、大手通信事業者が提供する有線伝送路の回線信号から得られたものでなければ、次の優先順位のクロックを選択する請求項１に記載の移動体通信システムの同期装置。
移動体通信システムの各基地局間のタイミング同期をとるための同期方法において、
有線伝送路の回線信号からクロックを抽出し、測位用の通信衛星から送信される時報信号からＰＰＳクロックを生成し、地上波ディジタル放送信号からクロックを抽出し、これらのクロックのうちで取得できたものを、精度の違いにより予め定められた優先順位に応じて択一的に選択し、選択したクロックから各基地局間のタイミング同期をとるための基準クロックを生成する移動体通信システムの同期方法。
前記有線伝送路の回線信号から抽出したクロックが、大手通信事業者が提供する有線伝送路の回線信号から得られたものでなければ、次の優先順位のクロックを選択する請求項３に記載の移動体通信システムの同期方法。