JP2014171014A - 移動体無線基地局装置、同期制御方法および同期制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】高安定周波数発振器の装置内クロックをGPSクロックのみならずネットワーク上のIEEE1588クロックとも同期化可能な移動体無線基地局装置を提供する。
【解決手段】IEEE1588規格準拠のマスタノードに対するスレーブ機能を担うマイコン4によって取得したIEEE1588クロック4aと高安定周波数発振器1にて生成した装置内クロック1aとの位相ずれをFPGA3にて測定した結果に基づき、装置内クロック1aの発振周波数を調整し、IEEE1588クロック4aとの周波数同期を確立する。また、マイコン4によって取得した1PPS信号4bとFPGA3内の1PPS生成回路にて生成された装置内1PPS信号との位相ずれをFPGA3にて測定した結果に基づき、前記装置内1PPS信号と1PPS信号4bとの時刻同期を確立し、マイコン4によって取得した時刻情報4cを用いてFPGA3内の装置内時刻タイマの時刻を補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動体無線基地局装置、同期制御方法および同期制御プログラムに関し、特に、ＩＥＥＥ１５８８規格に準拠した機能を実装したマスタノードが存在する移動体通信ネットワークに接続される移動体無線基地局装置、該移動体無線基地局装置における同期制御方法および同期制御プログラムに関する。

従来の移動体無線基地局装置においては、特許文献１の特開２０１２−４９１４号公報「タイミング同期装置、タイミング同期方法」にも記載されているように、図５に示すような周波数同期方法を採用していた。図５は、従来の移動体無線基地局装置における周波数同期方法を説明するための説明図である。つまり、図５の説明図に示すように、移動体無線基地局装置内のＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）４３によって、ＧＰＳ（Global Positioning System）レシーバ４４から抽出したＧＰＳクロック（ＧＰＳにおけるクロック）と、移動体無線基地局装置内の高安定周波数発振器（例えば、ＯＣＶＣＸＯ：Oven-Controlled Voltage-Controlled Crystal Oscillator：恒温槽付き電圧制御水晶発振器）４１の装置内クロックとの位相比較を行い、ＧＰＳクロックとの位相ずれを補正するために、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ：Digital-to-Analog Converter）４２を制御して、高安定周波数発振器４１の装置内クロックとＧＰＳクロックとの周波数同期を実現する方法を採用している。

特開２０１２−４９１４号公報（第５−８頁）

しかし、近年、４Ｇ（４th Generation）移動体通信システムへのマイグレーション（移行）に代表されるような移動体通信ネットワークの高速化に伴い、ＩＥＥＥ１５８８規格に準拠し、移動体無線基地局装置において、ネットワークを介した高精度の同期方式（ネットワーク同期方式）にも対応することが必要になってきている。ここで、ＩＥＥＥ１５８８規格においては、ネットワーク上の基準時刻、基準周波数となるマスタノードと、該マスタノードに追従して同期するスレーブノードとの間で、ＰＴＰ（Precision Time Protocol：高精度時刻プロトコル）通信を用いて、時刻同期、周波数同期を行う仕組みが採用されている。

（本発明の目的）
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、内蔵している高安定周波数発振器からの装置内クロックを、ＧＰＳクロックと同期化するのみならず、マスタノードにおける移動体通信ネットワーク上のＩＥＥＥ１５８８クロックと周波数同期化、時刻同期化することが可能な移動体無線基地局装置、同期制御方法および同期制御プログラムを提供することを、その目的としている。

前述の課題を解決するため、本発明による移動体無線基地局装置、同期制御方法および同期制御プログラムは、主に、次のような特徴的な構成を採用している。

（１）本発明による移動体無線基地局装置は、装置内クロックを生成する高安定周波数発振器を少なくとも備えた移動体無線基地局装置であって、ＩＥＥＥ１５８８規格に準拠したマスタノードに対するスレーブ機能を担うマイクロコンピュータをさらに備え、前記マイクロコンピュータによって取得したＩＥＥＥ１５８８クロックを基準にして、前記高安定周波数発振器にて生成された前記装置内クロックの位相ずれを測定した測定結果に基づいて、前記装置内クロックの発振周波数を調整して、前記装置内クロックと前記ＩＥＥＥ１５８８クロックとの周波数同期を確立することを特徴とする。

（２）本発明による同期制御方法は、装置内クロックを生成する高安定周波数発振器を少なくとも備えた移動体無線基地局装置における同期制御方法であって、ＩＥＥＥ１５８８規格に準拠したマスタノードに対するスレーブ機能を担うマイクロコンピュータをさらに備え、前記マイクロコンピュータによって取得したＩＥＥＥ１５８８クロックを基準にして、前記高安定周波数発振器にて生成された前記装置内クロックの位相ずれを測定した測定結果に基づいて、前記装置内クロックの発振周波数を調整して、前記装置内クロックと前記ＩＥＥＥ１５８８クロックとの周波数同期を確立することを特徴とする。

（３）本発明による同期制御プログラムは、少なくとも前記（２）に記載の同期制御方法を、コンピュータによって実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とする。

本発明の移動体無線基地局装置、同期制御方法および同期制御プログラムによれば、以下のような効果を奏することができる。

第１の効果は、移動体無線基地局装置内の高安定周波数発振器が生成する装置内クロックをＩＥＥＥ１５８８規格に準拠したＩＥＥＥ１５８８クロックと周波数同期させることができることにある。その理由は、移動体無線基地局装置にＩＥＥＥ１５８８のスレーブ機能を担うマイコン（マイクロコンピュータ）を搭載することによって、該マイコンから出力されるＩＥＥＥ１５８８クロックを基準にして、高安定周波数発振器の装置内クロックの位相ずれを測定し、測定した位相ずれの値に基づいて制御信号を生成して、高安定周波数発振器が生成する装置内クロックの発振周波数を調整することができるためである。

第２の効果は、第１の効果に加えて、移動体無線基地局装置内の装置内クロックをＩＥＥＥ１５８８規格に準拠したＩＥＥＥ１５８８クロックと時刻同期させることもできることにある。その理由は、ＩＥＥＥ１５８８のスレーブ機能を担うマイコンを搭載することによって、該マイコンから得られる１ＰＰＳ信号および時刻情報を用いて、前記装置内クロックから生成された装置内１ＰＰＳ信号を基に計時する装置内時刻タイマの時刻を調整して、移動体無線基地局装置内で使用する装置内時刻タイマの時刻合わせを実施することができるためである。

本発明による移動体無線基地局装置の第１の実施形態の構成例を示すブロック構成図である。 図１の移動体無線基地局装置におけるＦＰＧＡの内部構成の一例を示すブロック構成図である。 本発明による移動体無線基地局装置の第２の実施形態の構成例を示すブロック構成図である。 図３の移動体無線基地局装置におけるＦＰＧＡの内部構成の一例を示すブロック構成図である。 従来の移動体無線基地局装置における周波数同期方法を説明するための説明図である。

以下、本発明による移動体無線基地局装置、同期制御方法および同期制御プログラムの好適な実施形態について添付図を参照して説明する。なお、以下の説明においては、本発明による移動体無線基地局装置および同期制御方法について説明するが、かかる同期制御方法をコンピュータにより実行可能な同期制御プログラムとして実施するようにしても良いし、あるいは、同期制御プログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録するようにしても良いことは言うまでもない。

（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、ＩＥＥＥ１５８８規格に準拠した機能を実装したマスタノードが存在する移動体通信ネットワークに接続される移動体無線基地局装置における同期方式に関する発明であって、ＧＰＳレシーバから抽出したＧＰＳクロックと、移動体無線基地局装置内の高安定周波数発振器（例えば、恒温槽付き電圧制御水晶発振器：ＯＣＶＣＸＯ）のクロック（すなわち装置内クロック）を同期させる制御方式を、ＩＥＥＥ１５８８規格に準拠するＩＥＥＥ１５８８クロック（マスタノードにおける移動体通信ネットワーク上のクロック）との同期制御方式にも応用して、移動体無線基地局装置内の高安定周波数発振器のクロック（すなわち装置内クロック）をＩＥＥＥ１５８８クロックと同期させることを可能にすることを主要な特徴としている。

つまり、本発明においては、移動体無線基地局装置内に、マスタノードに対してＩＥＥＥ１５８８規格に準拠したスレーブ動作を担うマイコンを備えることにより、該マイコンから抽出したＩＥＥＥ１５８８クロックと、移動体無線基地局装置内に備えた高安定周波数発振器のクロック（すなわち装置内クロック）との位相比較を行い、ＩＥＥＥ１５８８クロックとの位相ずれを補正するために、例えばＤＡＣ（Digital-to-Analog Converterデジタルアナログ変換器）を制御して、高安定周波数発振器のクロック（すなわち装置内クロック）とＩＥＥＥ１５８８クロックとの周波数同期を実現する。さらに、該マイコンから得られる１ＰＰＳ信号（１ Pulse Per Second信号）および時刻情報を利用して、高安定周波数発振器のクロック（すなわち装置内クロック）から生成した１ＰＰＳ信号（すなわち装置内１ＰＰＳ信号）によって計時する装置内時刻タイマの補正も行うことによって、ＩＥＥＥ１５８８クロックとの時刻同期も実現することを主要な特徴としている。

（第１の実施形態の構成例）
次に、本発明による移動体無線基地局装置の第１の実施形態の構成例について、図１を参照して説明する。図１は、本発明による移動体無線基地局装置の第１の実施形態の構成例を示すブロック構成図である。

図１に示す移動体無線基地局装置は、高安定周波数発振器１、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ：Digital-to-Analog Converter）２、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）３、および、マイクロコンピュータ（マイコン）４を、少なくとも含んで構成される。

ここで、高安定周波数発振器１は、例えば、ＯＣＶＣＸＯ（Oven-Controlled Voltage-Controlled Crystal Oscillator：恒温槽付き電圧制御水晶発振器）を使用して構成され、発振周波数として例えば１０ＭＨｚのクロックを生成して装置内クロック１ａとして出力する部位である。また、デジタルアナログ変換器２は、ＦＰＧＡ３からの制御信号１６ａに基づいて、例えば、高安定周波数発振器１の電圧を制御して、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａの発振周波数を外部から調整する部位である。また、ＦＰＧＡ３は、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａ（例えば１０ＭＨｚ）とＩＥＥＥ１５８８クロック４ａ（例えば１０ＭＨｚ）との同期を確立するために、マイコン４が取得したＩＥＥＥ１５８８クロック４ａの情報に基づいて、高安定周波数発振器１に対する制御信号１６ａをデジタルアナログ変換器２に対して出力する部位である。また、マイコン４は、ネットワーク上の基準時刻、基準周波数となるマスタノードに追従して同期するＩＥＥＥ１５８８のスレーブ機能を担うコンピュータであり、ＦＰＧＡ３に接続されていて、ＩＥＥＥ１５８８クロック４ａに関する情報（ＩＥＥＥ１５８８クロック４ａのみならず、１秒周期のパルス信号である１ＰＰＳ信号４ｂ、時刻を示す時刻情報４ｃ等）を取得して、ＦＰＧＡ３に対して出力する部位である。

図２は、図１の移動体無線基地局装置におけるＦＰＧＡ３の内部構成の一例を示すブロック構成図であり、ＩＥＥＥ１５８８クロック４ａとの周波数同期、時刻同期を実現するための各種機能を備えたＦＰＧＡ３内のブロック構成例を示している。図２に示すＦＰＧＡ３は、クロック位相比較器１１、１ＰＰＳ生成回路１２、１ＰＰＳ位相比較器１３、装置内時刻タイマ１４、逓倍器１５、および、ＤＡＣ制御回路１６を少なくとも含んで構成される。

ここで、クロック位相比較器１１は、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａ（１例として、１０ＭＨｚ）とＩＥＥＥ１５８８クロック４ａ（１例として、１０ＭＨｚ）との周波数同期を実現するために、高安定周波数発振器１からの装置内クロック１ａとマイコン４が取得したＩＥＥＥ１５８８クロック４ａとの位相比較を行う部位である。また、１ＰＰＳ生成回路１２は、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａに基づいて装置内１ＰＰＳ信号１２ａ（１秒周期のパルス信号）を生成する部位である。また、１ＰＰＳ位相比較器１３は、１ＰＰＳ生成回路１２が生成した装置内１ＰＰＳ信号１２ａとマイコン４から取得したＩＥＥＥ１５８８クロック４ａに関する１ＰＰＳ信号４ｂとの位相比較を行う部位である。

また、装置内時刻タイマ１４は、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａとＩＥＥＥ１５８８クロック４ａとの時刻同期を実現するために、１ＰＰＳ生成回路１２が生成した装置内１ＰＰＳ信号１２ａにて装置内の時刻タイマを計時する部位である。また、逓倍器１５は、例えばＰＬＬ（Phase Locked Loop）からなり、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａに基づいて、マイコン４のＩＥＥＥ１５８８機能部が動作するための動作クロック１５ａ（例として、１００ＭＨｚ〜１２５ＭＨｚ）を生成して、マイコン４に対して出力する部位である。また、ＤＡＣ制御回路１６は、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａの発振周波数を調整するための制御信号１６ａを生成して、デジタルアナログ変換器２に対して出力する部位である。

なお、ＦＰＧＡ３が動作するためのＦＰＧＡシステムクロック６ａとしては、該ＦＰＧＡ３内部の位相比較精度を向上させるために、２００ＭＨｚなどの高速クロックを使用する。

（第１の実施形態の動作の説明）
次に、図１、図２に第１の実施形態として示した移動体無線基地局装置の動作についてその一例を詳細に説明する。

図２に示したＦＰＧＡ３において、クロック位相比較器１１は、移動体無線基地局装置の高安定周波数発振器１からの装置内クロック１ａとＩＥＥＥ１５８８スレーブ機能を担うマイコン４からのＩＥＥＥ１５８８クロック４ａとの位相比較を行い、ＦＰＧＡシステムクロック６ａを用いて、マイコン４からのＩＥＥＥ１５８８クロック４ａを基準としたときの装置内クロック１ａの位相ずれをカウントする。カウントされた該位相ずれは定期的に取得され、瞬時的な位相変動に引き摺られないように、秒周期（例えば、１０秒周期）の位相ずれとして集計される。秒周期（例えば、１０秒周期）に集計された位相ずれの値は、その都度、クロック位相比較器１１からＤＡＣ制御回路１６に対して送出される。

位相ずれの値を受け取ったＤＡＣ制御回路１６は、ＩＥＥＥ１５８８クロック４ａの基準に対して保持すべき位相ずれの値に比して、集計された位相ずれの値が大きい場合には、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａの出力周波数を高くする方向の制御信号１６ａを生成して、デジタルアナログ変換器２に対して出力し、逆に、集計された位相ずれの値が小さい場合には、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａの出力周波数を低くする方向の制御信号１６ａを生成して、デジタルアナログ変換器２に対して出力する。この結果として、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａを、ＩＥＥＥ１５８８クロック４ａの周波数と同一の周波数に調整することになる（周波数同期）。ここで、クロック位相比較器１１における定期的な位相ずれの取得やＤＡＣ制御回路１６における制御信号１６ａの生成等を始めとして、前述のごとき同期制御方法をコンピュータにより実行可能な同期制御プログラムとして実施するようにしても良い。

さらに、図２に示したＦＰＧＡ３において、１ＰＰＳ位相比較器１３は、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａを基にして１ＰＰＳ生成回路１２にて生成された装置内１ＰＰＳ信号１２ａとＩＥＥＥ１５８８スレーブ機能を担うマイコン４からの１ＰＰＳ信号４ｂとの位相比較を行い、ＦＰＧＡシステムクロック６ａを用いて、マイコン４からの１ＰＰＳ信号４ｂを基準としたときの装置内１ＰＰＳ信号１２ａの位相ずれをカウントする。カウントされた該位相ずれは定期的に取得され、瞬時的な位相変動に引き摺られないように、秒周期（例えば、１０秒周期）の位相ずれとして集計される。秒周期（例えば、１０秒周期）に集計された位相ずれの値を基にして、１ＰＰＳ生成回路１２にて生成される装置内１ＰＰＳ信号１２ａをマイコン４からの１ＰＰＳ信号４ｂに同期させることができる。さらには、マイコン４から得られた時刻情報４ｃも用いて、装置内１ＰＰＳ信号１２ａを基に計時する装置内時刻タイマ１４の時刻合わせを実施することにより、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａとＩＥＥＥ１５８８クロック４ａとの時刻同期を実現する（時刻同期）。

また、逓倍器１５によって、高安定周波数発振器１からの装置内クロック１ａを逓倍して、マイコン４のＩＥＥＥ１５８８機能部を動作させるための動作クロック１５ａを生成して、マイコン４に対して供給する。

（第１の実施形態の効果の説明）
以上に説明したように、本第１の実施形態においては、次のような効果が得られる。
第１の効果は、移動体無線基地局装置内の高安定周波数発振器１が生成する装置内クロック１ａをＩＥＥＥ１５８８規格に準拠したＩＥＥＥ１５８８クロック４ａと周波数同期させることができることにある。その理由は、移動体無線基地局装置にＩＥＥＥ１５８８のスレーブ機能を担うマイコン４を搭載することによって、該マイコン４から出力されるＩＥＥＥ１５８８クロック４ａを基準にして、高安定周波数発振器１の装置内クロック１ａの位相ずれを測定し、測定した位相ずれの値に基づいて制御信号１６ａを生成して、高安定周波数発振器１が生成する装置内クロック１ａの発振周波数を調整することができるためである。

第２の効果は、第１の効果に加えて、移動体無線基地局装置内の装置内クロック１ａをＩＥＥＥ１５８８規格に準拠したＩＥＥＥ１５８８クロック４ａと時刻同期させることもできることにある。その理由は、ＩＥＥＥ１５８８のスレーブ機能を担うマイコン４を搭載することによって、該マイコン４から得られる１ＰＰＳ信号４ｂおよび時刻情報４ｃを用いて、装置内クロック１ａから生成された装置内１ＰＰＳ信号１２ａを基に計時する装置内時刻タイマ１４の時刻を補正して、移動体無線基地局装置内で使用する装置内時刻タイマ１４の時刻合わせを実施することができるためである。

（第２の実施形態の構成例）
次に、本発明による移動体無線基地局装置の第２の実施形態の構成例について、図３を参照して説明する。図３は、本発明による移動体無線基地局装置の第２の実施形態の構成例を示すブロック構成図であり、第１の実施形態と同様のＩＥＥＥ１５８８クロックとの周波数同期、時刻同期を実現することを可能にするのみならず、さらに、ＧＰＳクロックとの周波数同期、時刻同期も実現することを可能にする場合の一例を示している。

図３に示す移動体無線基地局装置は、図１に示した移動体無線基地局装置における高安定周波数発振器１、デジタルアナログ変換器２、ＦＰＧＡ３およびマイコン４とそれぞれ同様の高安定周波数発振器２１、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ：Digital-to-Analog Converter）２２、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）２３、および、マイクロコンピュータ（マイコン）２４に加えて、さらに、ＧＰＳ（Global Positioning System）レシーバ２５を、少なくとも含んで構成される。

ここで、高安定周波数発振器２１、デジタルアナログ変換器２２、ＦＰＧＡ２３およびマイコン２４は、それぞれ、第１の実施形態として図１に示した高安定周波数発振器１、デジタルアナログ変換器２、ＦＰＧＡ３およびマイコン４と同じであり、ここでの重複する説明は省略する。ＧＰＳレシーバ２５は、従来の移動体無線基地局装置として図５に示したＧＰＳレシーバ４４と同様であり、少なくとも、ＧＰＳにおけるクロックであるＧＰＳクロック、１ＰＰＳ信号（すなわちＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号）、時刻情報（すなわちＧＰＳ時刻情報）を抽出する機能を有する部位である。

図４は、図３の移動体無線基地局装置におけるＦＰＧＡ２３の内部構成の一例を示すブロック構成図であり、ＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａとの周波数同期、時刻同期、または、ＧＰＳクロック２５ａとの周波数同期、時刻同期のいずれかを選択して実現するための各種機能を備えたＦＰＧＡ２３内のブロック構成例を示している。図４に示すＦＰＧＡ２３は、図２に示した移動体無線基地局装置のＦＰＧＡ３におけるクロック位相比較器１１、１ＰＰＳ生成回路１２、１ＰＰＳ位相比較器１３、装置内時刻タイマ１４、逓倍器１５、および、ＤＡＣ制御回路１６とそれぞれ同様の機能を有するクロック位相比較器３１、１ＰＰＳ生成回路３２、１ＰＰＳ位相比較器３３、装置内時刻タイマ３４、逓倍器３５、および、ＤＡＣ制御回路３６に加えて、さらに、選択回路３７ａ、選択回路３７ｂを、少なくとも含んで構成される。

ここで、クロック位相比較器３１は、高安定周波数発振器２１の装置内クロック２１ａ（例として、１０ＭＨｚ）とＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａまたはＧＰＳクロック２５ａのいずれかの基準クロック（例として、１０ＭＨｚ）との周波数同期を実現するために、高安定周波数発振器２１からの装置内クロック２１ａとマイコン２４が取得したＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａまたはＧＰＳレシーバ２５にて抽出されたＧＰＳクロック２５ａのいずれかの基準クロックとの位相比較を行う部位である。また、１ＰＰＳ生成回路３２は、図２のＦＰＧＡ３における１ＰＰＳ生成回路１２と同様、高安定周波数発振器２１の装置内クロック２１ａに基づいて装置内１ＰＰＳ信号３２ａ（１秒周期のパルス信号）を生成する部位である。また、１ＰＰＳ位相比較器３３は、１ＰＰＳ生成回路３２が生成した装置内１ＰＰＳ信号３２ａとマイコン２４から取得したＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａに関する１ＰＰＳ信号２４ｂまたはＧＰＳレシーバ２５から取得したＧＰＳクロックに関するＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号２５ｂのいずれかの基準１ＰＰＳ信号との位相比較を行う部位である。

また、装置内時刻タイマ３４は、高安定周波数発振器２１の装置内クロック２１ａとＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａまたはＧＰＳクロック２５ａのいずれかの基準クロックとの時刻同期を実現するために、１ＰＰＳ生成回路３２が生成した装置内１ＰＰＳ信号３２ａにて装置内の時刻タイマを計時する部位である。また、逓倍器３５は、図２のＦＰＧＡ３における逓倍器１５と同様、高安定周波数発振器２１の装置内クロック２１ａに基づいて、マイコン２４のＩＥＥＥ１５８８機能部が動作するための動作クロック３５ａ（例として、１００ＭＨｚ〜１２５ＭＨｚ）を生成して、マイコン２４に対して出力する部位である。また、ＤＡＣ制御回路３６は、図２のＦＰＧＡ３におけるＤＡＣ制御回路１６と同様、高安定周波数発振器２１の装置内クロック２１ａの発振周波数を調整するための制御信号３６ａを生成して、デジタルアナログ変換器２２に対して出力する部位である。

また、選択回路３７ａは、マイコン２４からのＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａとＧＰＳレシーバ２５からのＧＰＳクロック２５ａとのうちいずれか一方を基準クロックとして選択して、高安定周波数発振器２１の装置内クロック２１ａとの位相ずれを求めるために、クロック位相比較器３１に対して供給する回路であり、選択回路３７ｂは、マイコン２４からの１ＰＰＳ信号２４ｂとＧＰＳレシーバ２５からのＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号２５ｂとのうちいずれか一方を基準１ＰＰＳ信号として選択して、１ＰＰＳ生成回路３２の装置内１ＰＰＳ信号３２ａとの位相ずれを求めるために、１ＰＰＳ位相比較器３３に対して供給する回路である。ここで、選択回路３７ａが、マイコン２４からのＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａを基準クロックとして選択した場合は、選択回路３７ｂは、マイコン２４からの１ＰＰＳ信号２４ｂを基準１ＰＰＳ信号として選択し、逆に、選択回路３７ａが、ＧＰＳレシーバ２５からのＧＰＳクロック２５ａを基準クロックとして選択した場合は、選択回路３７ｂは、ＧＰＳレシーバ２５からのＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号２５ｂを基準１ＰＰＳ信号として選択する。

なお、ＦＰＧＡ２３が動作するためのＦＰＧＡシステムクロック２６ａとしては、図２のＦＰＧＡ３の場合のＦＰＧＡシステムクロック６ａと同様、該ＦＰＧＡ２３内部の位相比較精度を向上させるために、２００ＭＨｚなどの高速クロックを使用する。

（第２の実施形態の動作の説明）
次に、図３、図４に第２の実施形態として示した移動体無線基地局装置の動作についてその一例を詳細に説明する。

図４に示したＦＰＧＡ２３において、クロック位相比較器３１は、移動体無線基地局装置の高安定周波数発振器２１からの装置内クロック２１ａと選択回路３７ａにおいて基準クロックとして選択されたＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａまたはＧＰＳクロック２５ａとの位相比較を行い、ＦＰＧＡシステムクロック２６ａを用いて、ＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａまたはＧＰＳクロック２５ａのいずれかの基準クロックを基準としたときの装置内クロック１ａの位相ずれをカウントする。カウントされた該位相ずれは、第１の実施形態の場合と同様、定期的に取得され、瞬時的な位相変動に引き摺られないように、秒周期（例えば、１０秒周期）の位相ずれとして集計される。秒周期（例えば、１０秒周期）に集計された位相ずれの値は、その都度、クロック位相比較器３１からＤＡＣ制御回路３６に対して送出される。

位相ずれの値を受け取ったＤＡＣ制御回路３６は、第１の実施形態の場合のＤＡＣ制御回路１６と同様、ＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａまたはＧＰＳクロック２５ａのいずれかの基準クロックに対して保持すべき位相ずれの値に比して、集計された位相ずれの値が大きい場合には、高安定周波数発振器２１の装置内クロック２１ａの出力周波数を高くする方向の制御信号３６ａを生成して、デジタルアナログ変換器２２に対して出力し、逆に、集計された位相ずれの値が小さい場合には、高安定周波数発振器２１の装置内クロック２１ａの出力周波数を低くする方向の制御信号３６ａを生成して、デジタルアナログ変換器２２に対して出力する。この結果として、高安定周波数発振器２１の装置内クロック２１ａを、ＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａまたはＧＰＳクロック２５ａのいずれかの基準クロックの周波数と同一の周波数に調整することになる（周波数同期）。ここで、クロック位相比較器３１における定期的な位相ずれの取得やＤＡＣ制御回路３６における制御信号３６ａの生成等を始めとして、前述のごとき同期制御方法をコンピュータにより実行可能な同期制御プログラムとして実施するようにしても良い。

さらに、図４に示したＦＰＧＡ２３において、１ＰＰＳ位相比較器３３は、第１の実施形態の場合の１ＰＰＳ位相比較器１３と同様、高安定周波数発振器２１の装置内クロック２１ａを基にして１ＰＰＳ生成回路３２にて生成された装置内１ＰＰＳ信号３２ａとマイコン２４からの１ＰＰＳ信号２４ｂまたはＧＰＳレシーバ２５からのＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号２５ｂのいずれかの基準１ＰＰＳ信号との位相比較を行い、ＦＰＧＡシステムクロック２６ａを用いて、マイコン２４からの基準１ＰＰＳ信号を基準としたときの装置内１ＰＰＳ信号３２ａの位相ずれをカウントする。カウントされた該位相ずれは定期的に取得され、瞬時的な位相変動に引き摺られないように、秒周期（例えば、１０秒周期）の位相ずれとして集計される。秒周期（例えば、１０秒周期）に集計された位相ずれの値を基にして、１ＰＰＳ生成回路３２にて生成される装置内１ＰＰＳ信号３２ａをマイコン２４からの１ＰＰＳ信号２４ｂまたはＧＰＳレシーバ２５からのＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号２５ｂのいずれかの基準１ＰＰＳ信号に同期させることができる。さらには、マイコン２４から得られた時刻情報２４ｃまたはＧＰＳレシーバ２５から得られたＧＰＳ時刻情報２５ｃも基準時刻情報として用いて、装置内１ＰＰＳ信号３２ａを基に計時する装置内時刻タイマ３４の時刻合わせを実施することにより、高安定周波数発振器２１の装置内クロック２１ａとＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａまたはＧＰＳクロック２５ａのいずれかの基準クロックとの時刻同期を実現することになる（時刻同期）。

また、第１の実施形態の場合の逓倍器１５と同様、逓倍器３５によって、高安定周波数発振器２１からの装置内クロック２１ａを逓倍して、マイコン２４のＩＥＥＥ１５８８機能部を動作させるための動作クロック３５ａを生成して、マイコン２４に対して供給する。

（第２の実施形態の効果の説明）
本第２の実施形態においては、第１の実施形態における効果に加えて、さらに、ＩＥＥＥ１５８８クロックとの周波数同期、時刻同期だけでなく、ＧＰＳクロックとの周波数同期、時刻同期も実現することができる。その理由は、移動体無線基地局装置に、ＩＥＥＥ１５８８のスレーブ機能を担うマイコン２４のみならず、ＧＰＳクロック２５ａ、ＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号２５ｂ、ＧＰＳ時刻情報２５ｃを出力するＧＰＳレシーバ２５を搭載し、選択回路３７ａ、選択回路３７ｂにてマイコン２４またはＧＰＳレシーバ２５のいずれかからの出力を選択して基準クロック、基準１ＰＰＳ信号、基準時刻情報として供給しているので、マイコン２４からのＩＥＥＥ１５８８クロック２４ａまたはＧＰＳレシーバ２５からのＧＰＳクロック２５ａを基準にして、高安定周波数発振器２１の装置内クロック２１ａの位相ずれを測定し、測定した位相ずれの値に基づいて制御信号３６ａを生成して、高安定周波数発振器２１が生成する装置内クロック２１ａの発振周波数を調整することができるためである。さらには、マイコン２４から得られる１ＰＰＳ信号２４ｂおよび時刻情報２４ｃまたはＧＰＳレシーバ２５から得られるＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号２５ｂおよびＧＰＳ時刻情報２５ｃを基準１ＰＰＳ信号および基準時刻情報として用いて、装置内１ＰＰＳ信号３２ａを基に計時する装置内時刻タイマ３４の時刻を補正して、移動体無線基地局装置内で使用する装置内時刻タイマ３４の時刻合わせを実施することができるためである。

以上、本発明の好適な実施形態の構成を説明した。しかし、かかる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。

１ 高安定周波数発振器
１ａ 装置内クロック
２ デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）
３ ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）
４ マイクロコンピュータ（マイコン）
４ａ ＩＥＥＥ１５８８クロック
４ｂ １ＰＰＳ信号
４ｃ 時刻情報
５ ＧＰＳ（Global Positioning System）レシーバ
６ａ ＦＰＧＡシステムクロック
１１ クロック位相比較器
１２ １ＰＰＳ生成回路
１２ａ 装置内１ＰＰＳ信号
１３ １ＰＰＳ位相比較器
１４ 装置内時刻タイマ
１５ 逓倍器
１５ａ 動作クロック
１６ ＤＡＣ制御回路
１６ａ 制御信号
２１ 高安定周波数発振器
２１ａ 装置内クロック
２２ デジタルアナログ変換器
２３ ＦＰＧＡ
２４ マイクロコンピュータ（マイコン）
２４ａ ＩＥＥＥ１５８８クロック
２４ｂ １ＰＰＳ信号
２４ｃ 時刻情報
２５ ＧＰＳ（Global Positioning System）レシーバ
２５ａ ＧＰＳクロック
２５ｂ ＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号
２５ｃ ＧＰＳ時刻情報
２６ａ ＦＰＧＡシステムクロック
３１ クロック位相比較器
３２ １ＰＰＳ生成回路
３２ａ 装置内１ＰＰＳ信号
３３ １ＰＰＳ位相比較器
３４ 装置内時刻タイマ
３５ 逓倍器
３５ａ 動作クロック
３６ ＤＡＣ制御回路
３６ａ 制御信号
３７ａ 選択回路
３７ｂ 選択回路
４１ 高安定周波数発振器（ＯＣＶＣＸＯ）
４２ デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）
４３ ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）
４４ ＧＰＳ（Global Positioning System）レシーバ

Claims (9)

1. 装置内クロックを生成する高安定周波数発振器を少なくとも備えた移動体無線基地局装置であって、ＩＥＥＥ１５８８規格に準拠したマスタノードに対するスレーブ機能を担うマイクロコンピュータをさらに備え、前記マイクロコンピュータによって取得したＩＥＥＥ１５８８クロックを基準にして、前記高安定周波数発振器にて生成された前記装置内クロックの位相ずれを測定した測定結果に基づいて、前記装置内クロックの発振周波数を調整して、前記装置内クロックと前記ＩＥＥＥ１５８８クロックとの周波数同期を確立することを特徴とする移動体無線基地局装置。
2. 前記装置内クロックを基にして１秒周期のパルスを装置内１ＰＰＳ（Pulse Per Second）信号として生成する１ＰＰＳ生成回路と、該装置内１ＰＰＳ信号を基にして時刻を計時する装置内時刻タイマとをさらに備え、前記マイクロコンピュータによって取得した１ＰＰＳ信号を基準にして、前記１ＰＰＳ生成回路にて生成された前記装置内１ＰＰＳ信号の位相ずれを測定した測定結果に基づいて、前記装置内１ＰＰＳ信号と前記１ＰＰＳ信号との時刻同期を確立するとともに、前記マイクロコンピュータによって取得した時刻情報を用いて、前記装置内時刻タイマの時刻を補正することを特徴とする請求項１に記載の移動体無線基地局装置。
3. ＧＰＳ（Global Positioning System）におけるクロックであるＧＰＳクロックを少なくとも出力するＧＰＳレシーバをさらに備え、前記マイクロコンピュータによって取得したＩＥＥＥ１５８８クロックを基準にする代わりに、前記マイクロコンピュータによって取得したＩＥＥＥ１５８８クロックまたは前記ＧＰＳレシーバから出力される前記ＧＰＳクロックのいずれかを基準クロックとして選択して、選択した前記基準クロックを基準にして、前記高安定周波数発振器にて生成された前記装置内クロックの位相ずれを測定した測定結果に基づいて、前記装置内クロックの発振周波数を調整して、前記装置内クロックと前記基準クロックとの周波数同期を確立することを特徴とする請求項１に記載の移動体無線基地局装置。
4. 前記装置内クロックを基にして１秒周期のパルスを装置内１ＰＰＳ（Pulse Per Second）信号として生成する１ＰＰＳ生成回路と、該装置内１ＰＰＳ信号を基にして時刻を計時する装置内時刻タイマと、ＧＰＳ（Global Positioning System）におけるクロックであるＧＰＳクロック、前記ＧＰＳクロックを基にした１秒周期のパルスであるＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号、ＧＰＳ時刻情報を少なくとも出力するＧＰＳレシーバとをさらに備え、前記マイクロコンピュータによって取得した１ＰＰＳ信号または前記ＧＰＳレシーバから出力される前記ＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号のいずれかを基準１ＰＰＳ信号として選択して、選択した前記基準１ＰＰＳ信号を基準にして、前記１ＰＰＳ生成回路にて生成された前記装置内１ＰＰＳ信号の位相ずれを測定した測定結果に基づいて、前記装置内１ＰＰＳ信号と前記基準１ＰＰＳ信号との時刻同期を確立するとともに、前記マイクロコンピュータによって取得した時刻情報または前記ＧＰＳレシーバから出力される前記ＧＰＳ時刻情報を用いて、前記装置内時刻タイマの時刻を補正することを特徴とする請求項１に記載の移動体無線基地局装置。
5. 装置内クロックを生成する高安定周波数発振器を少なくとも備えた移動体無線基地局装置における同期制御方法であって、ＩＥＥＥ１５８８規格に準拠したマスタノードに対するスレーブ機能を担うマイクロコンピュータをさらに備え、前記マイクロコンピュータによって取得したＩＥＥＥ１５８８クロックを基準にして、前記高安定周波数発振器にて生成された前記装置内クロックの位相ずれを測定した測定結果に基づいて、前記装置内クロックの発振周波数を調整して、前記装置内クロックと前記ＩＥＥＥ１５８８クロックとの周波数同期を確立することを特徴とする同期制御方法。
6. 前記装置内クロックを基にして１秒周期のパルスを装置内１ＰＰＳ（Pulse Per Second）信号として生成する１ＰＰＳ生成工程と、該装置内１ＰＰＳ信号を基にして時刻を計時する装置内時刻タイマとをさらに有し、前記マイクロコンピュータによって取得した１ＰＰＳ信号を基準にして、前記１ＰＰＳ生成工程にて生成された前記装置内１ＰＰＳ信号の位相ずれを測定した測定結果に基づいて、前記装置内１ＰＰＳ信号と前記１ＰＰＳ信号との時刻同期を確立するとともに、前記マイクロコンピュータによって取得した時刻情報を用いて、前記装置内時刻タイマの時刻を補正することを特徴とする請求項５に記載の同期制御方法。
7. ＧＰＳ（Global Positioning System）におけるクロックであるＧＰＳクロックを少なくとも出力するＧＰＳレシーブ工程をさらに有し、前記マイクロコンピュータによって取得したＩＥＥＥ１５８８クロックを基準にする代わりに、前記マイクロコンピュータによって取得したＩＥＥＥ１５８８クロックまたは前記ＧＰＳレシーブ工程から出力される前記ＧＰＳクロックのいずれかを基準クロックとして選択して、選択した前記基準クロックを基準にして、前記高安定周波数発振器にて生成された前記装置内クロックの位相ずれを測定した測定結果に基づいて、前記装置内クロックの発振周波数を調整して、前記装置内クロックと前記基準クロックとの周波数同期を確立することを特徴とする請求項５に記載の同期制御方法。
8. 前記装置内クロックを基にして１秒周期のパルスを装置内１ＰＰＳ（Pulse Per Second）信号として生成する１ＰＰＳ生成工程と、該装置内１ＰＰＳ信号を基にして時刻を計時する装置内時刻タイマと、ＧＰＳ（Global Positioning System）におけるクロックであるＧＰＳクロック、前記ＧＰＳクロックを基にした１秒周期のパルスであるＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号、ＧＰＳ時刻情報を少なくとも出力するＧＰＳレシーブ工程とをさらに有し、前記マイクロコンピュータによって取得した１ＰＰＳ信号または前記ＧＰＳレシーブ工程から出力される前記ＧＰＳ＿１ＰＰＳ信号のいずれかを基準１ＰＰＳ信号として選択して、選択した前記基準１ＰＰＳ信号を基準にして、前記１ＰＰＳ生成工程にて生成された前記装置内１ＰＰＳ信号の位相ずれを測定した測定結果に基づいて、前記装置内１ＰＰＳ信号と前記基準１ＰＰＳ信号との時刻同期を確立するとともに、前記マイクロコンピュータによって取得した時刻情報または前記ＧＰＳレシーブ工程から出力される前記ＧＰＳ時刻情報を用いて、前記装置内時刻タイマの時刻を補正することを特徴とする請求項５に記載の同期制御方法。
9. 請求項５ないし８のいずれかに記載の同期制御方法を、コンピュータによって実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とする同期制御プログラム。

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