JP7432639B2 - 可搬型測定装置およびホールドオーバー制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、測定サイトに持ち運んで例えばＵＴＣ（協定世界時）時刻などの基準時刻との差（Ｔｉｍｅ Ｅｒｒｏｒ）などの各種測定を行う可搬型測定装置およびホールドオーバー制御方法に関する。

近年、５Ｇのネットワークを始め、時刻同期網のメンテナンスの需要が高まってきている。この時刻同期網のメンテナンスにあたっては、測定器によりＵＴＣ時刻などの基準時刻との差（Ｔｉｍｅ Ｅｒｒｏｒ）を測定して評価している。

ＵＴＣ時刻を最も手軽に取得（同期）する方法としては、ＧＮＳＳに時刻同期する方法が一般的に知られている。このため、Ｔｉｍｅ Ｅｒｒｏｒ測定を行う際には、測定器がＧＮＳＳに時刻同期しつつ、被測定対象からの信号を評価することになる。

ところで、測定器が測定サイトに持ち運べるように可搬型測定装置で構成される場合、すべての測定サイトでＧＮＳＳ衛星からの電波が取得できるとは限らない。このため、その際の対策として、可搬型測定装置に内蔵した安定度の高い基準発振器を同期させ、ＧＮＳＳ衛星からの電波の捕捉が外れた後も、基準発振器から安定した周波数を出力させることにより、ＧＮＳＳ衛星からの電波が取得できない環境でも時刻情報を取得する方法がある。この手法をホールドオーバーと呼び、例えば下記特許文献１に開示されるように、過去の履歴データを使用してホールドオーバー制御を行うホールドオーバー回路が知られている。

特開２０１５－１１５９３３号公報

しかしながら、ホールドオーバーによる測定は、ＧＮＳＳ衛星から電波を受信しながらの測定と比較して、長時間の安定度が低いというデメリットがある。ホールドオーバーの安定度が低い要因としては、例えば（１）装置本体に内蔵される基準発振器の安定度の不足、（２）ＧＮＳＳに基準発振器の周波数を同期させるアルゴリズム、（３）ホールドオーバーに遷移するタイミングなどがある。

ところが、従来の測定器では、これらを意識せず考慮に入れていなかったため、ホールドオーバーに遷移させるための適切なタイミングを検知する機構や通知する仕組みが実装されていなかった。

しかも、上述した時刻同期網のメンテナンスなどにおいては、短時間の測定のみではないため、移動時間を含めて可能な限り安定して長時間測定できることが好ましく、ホールドオーバーに遷移させるための適切なタイミングの検知が望まれていた。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、ホールドオーバーに遷移させるための適切なタイミングを検知することができる可搬型測定装置およびホールドオーバー制御方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載された可搬型測定装置は、基準発振器６とバッテリ１０が内蔵され、測定サイトに持ち運んで所定の測定を行う可搬型測定装置１であって、
ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ信号を受信するＧＮＳＳ受信機４と、
前記ＧＮＳＳ受信機が受信したＧＮＳＳ信号をもとに１ＰＰＳ信号を生成する１ＰＰＳ信号生成部７と、
前記１ＰＰＳ信号生成部が前記１ＰＰＳ信号を生成したときの時刻の経過に伴う前記基準発振器の設定電圧の変化を検出する電圧変化検出手段９ａと、
前記電圧変化検出手段が検出した前記基準発振器の設定電圧の変化の傾きが許容範囲内か否かを判定する判定手段９ｂと、を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載された可搬型測定装置は、請求項１の可搬型測定装置において、
前記基準発振器の設定電圧の変化の傾きが前記許容範囲内であると前記判定手段が判定したときにホールドオーバーに遷移させて良い旨を報知する報知手段８ａを備えたことを特徴とする。

本発明の請求項３に記載されたホールドオーバー制御方法は、基準発振器６とバッテリ１０が内蔵され、測定サイトに持ち運んで所定の測定を行う可搬型測定装置１のホールドオーバー制御方法であって、
ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ信号を受信するステップと、
前記ＧＮＳＳ信号をもとに１ＰＰＳ信号を生成するステップと、
前記１ＰＰＳ信号を生成したときの時刻の経過に伴う前記基準発振器の設定電圧の変化を検出するステップと、
前記基準発振器の設定電圧の変化の傾きが許容範囲内か否かを判定するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の請求項４に記載されたホールドオーバー制御方法は、請求項３のホールドオーバー制御方法において、
前記基準発振器の設定電圧の変化の傾きが前記許容範囲内であると判定したときにホールドオーバーに遷移させて良い旨を報知するステップを含むことを特徴とする。

本発明によれば、従来のような履歴データを使用せずにホールドオーバーに遷移させるための適切なタイミングを検知することができる。また、ホールドオーバーに遷移させるための適切なタイミングをユーザに報知して通知することができる。その結果、移動時間を含めた長時間のホールドオーバーにおける時刻の誤差を抑制することが可能となる。

本発明に係る可搬型測定装置のブロック構成図である。 本発明に係る可搬型測定装置において１ＰＰＳ信号の入力のバラツキに伴う基準発振器の１０ＭＨｚの電圧設定の変化の一例を示す図である。 本発明に係るホールドオーバー制御方法の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、本実施の形態の可搬型測定装置１は、測定サイトに持ち運んで例えばＵＴＣ（協定世界時）時刻などの基準時刻との差（Ｔｉｍｅ Ｅｒｒｏｒ）などの各種測定を行うものであり、ＧＮＳＳアンテナ２、アンテナ用直流電源３、ＧＮＳＳ受信機４、測定モジュール５、基準発振器６、１ＰＰＳ信号生成部７、表示操作部８、制御部９、バッテリ１０を装置本体に備えて概略構成される。

ＧＮＳＳアンテナ２は、不図示のＧＮＳＳ衛星から送信される信号（ＧＮＳＳ信号）を受信するもので、可搬型測定装置１の装置本体に設けられるコネクタ１１に着脱可能に接続される。

アンテナ用直流電源３は、コネクタ１１に接続されたＧＮＳＳアンテナ２に必要な電源電圧を供給する。

ＧＮＳＳ受信機４は、ＧＮＳＳアンテナ２から受信したＧＮＳＳ信号を、コネクタ１１、コンデンサ１２を介して入力し、ＧＮＳＳ衛星の受信信号情報として測定モジュール５、１ＰＰＳ信号生成部７に出力する。

測定モジュール５は、測定用端子１３を介して不図示の被試験ネットワークや被試験装置に接続され、例えばＵＴＣ時刻などの基準時刻との差、時刻同期誤差測定（１ＰＰＳ信号測定、パケット ＴＥ測定を含む）等の各種測定処理動作を実行する。

さらに説明すると、測定モジュール５は、ＧＮＳＳアンテナ２から入力する受信信号に基づきＧＮＳＳ受信機４が出力する同期信号、例えば基準１ＰＰＳ信号に対しての、被測定ネットワークや被試験装置から取り込まれる信号（被測定１ＰＰＳ信号）の位相を比較する１ＰＰＳ信号 ＴＥ測定の他、片方向遅延量（Ｏｎｅ Ｗａｙ Ｄｅｌａｙ：ＯＷＤ）、ＯＷＤ／パケット ＴＥ測定などの測定を行う。

基準発振器６は、装置本体に内蔵され、制御部９からの設定電圧によって周波数が制御される周波数発振器であり、安定度の高い周波数（例えば１０ＭＨｚの基準周波数）の発振信号を１ＰＰＳ信号生成部７に出力する。

１ＰＰＳ信号生成部７は、ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ受信機４が受信したＧＮＳＳ信号をもとに生成される１ＰＰＳ信号をカウントするカウンタ７ａを備え、カウンタ７ａによるカウント値を制御部９に出力する。１ＰＰＳ信号生成部７は、ＧＮＳＳ受信機４が受信したＧＮＳＳ衛星からの信号であるＧＮＳＳ信号を解析し、ＧＮＳＳに同期した安定度の高い基準発振器６の発振信号を基準とする１ＰＰＳ信号を生成してコネクタ１４から出力する。

表示操作部８は、例えば表示機能や入力操作機能を兼用したタッチパネルなどで構成され、各種測定を行うために必要な測定条件、各種パラメータなどの設定、各種測定を行ったときの結果などを表示するときに操作される。

表示操作部８は、基準発振器６の設定電圧の変化の傾きが許容範囲内であると後述する判定手段９ｂが判定したときに、ホールドオーバーに遷移させて良い旨を報知する報知手段８ａを含む。

さらに説明すると、報知手段８ａは、基準発振器６の設定電圧の変化の傾きが許容範囲内に収まっていてホールドオーバーに遷移させるための適切なタイミングであると判定手段９ｂが判定すると、ホールドオーバーに遷移させて良い旨を表示操作部８からメッセージ表示（ポップアップ表示を含む）や音声出力によりユーザに報知する。

ユーザは、ホールドオーバーに遷移させて良い旨の報知がなされると、ＧＮＳＳ衛星から受信するＧＮＳＳ信号に基づく１ＰＰＳ信号の生成の停止処理を行う。具体的には、（１）ＧＮＳＳアンテナ２が接続されたコネクタ１１を可搬型測定装置１の装置本体から抜く処理、（２）アンテナ用直流電源３をオフする処理、（３）ＧＮＳＳ受信機４と１ＰＰＳ信号生成部７との間の接続を切り離す処理の何れかを行うことでホールドオーバーに遷移させることができる。

なお、ＧＮＳＳ衛星から受信するＧＮＳＳ信号に基づく１ＰＰＳ信号の生成の停止処理は、上述した（１）～（３）の処理に限定されるものではない。例えばアンテナユニットに内蔵される受信アンプの電源をＯＦＦに制御する処理、ＧＮＳＳアンテナ２のアンテナ端子の後にＧＮＳＳアンテナ２からの受信信号を切り替えるスイッチを別途設け、受信信号がＧＮＳＳ受信機４に入力されないようにＯＦＦする処理、基準発振器６と１ＰＰＳ信号生成部７と制御部９と間のフィードバック信号を止める処理などを行うようにしてもよい。

また、報知手段８ａは、基準発振器６の設定電圧の変化の傾きが許容範囲から外れてホールドオーバーに遷移させるための適切なタイミングではないと判定手段９ｂが判定したときに、ホールドオーバーに遷移させてはいけない旨を表示操作部８からメッセージ表示や音声出力などによりユーザに報知するようにしてもよい。

制御部９は、電圧変化検出手段９ａ、判定手段９ｂを含み、各種測定を行う際に可搬型測定装置１の各部を統括制御するものであり、例えば測定モジュール５によって得られる各種測定の結果を表示操作部８に出力したり、１ＰＰＳ信号生成部７のカウンタ７ａからのカウント値に応じた設定電圧により基準発振器６を電圧制御する。

電圧変化検出手段９ａは、１ＰＰＳ信号生成部７にて生成される１ＰＰＳ信号と１ＰＰＳ信号との間のバラツキに伴う基準発振器６の電圧制御の安定度、すなわち、基準発振器６の設定電圧の変化を検出する。

判定手段９ｂは、電圧変化検出手段９ａが検出した基準発振器６の設定電圧の変化の傾き（設定電圧の単位時間当たりの変化量）が許容範囲内に収まっているか否かによりホールドオーバーに遷移させるために適切なタイミングかどうかを判定する。なお、許容範囲は、可搬型測定装置１を使用するユーザが適宜設定することができる。

さらに説明すると、基準発振器６の１０ＭＨｚの設定電圧が時刻の経過とともに図２に示すように変化した場合、図２の範囲Ａ（斜線で示す範囲）では、基準発振器６の設定電圧の変化の傾きが緩やかで許容範囲内に収まっているので、ホールドオーバーに遷移させるために適切なタイミングと判定手段９ｂが判定する。これに対し、図２の範囲Ｂでは、基準発振器６の設定電圧の変化の傾きが急峻で許容範囲内に収まっていないので、ホールドオーバーに遷移させるために適切なタイミングではないと判定手段９ｂが判定する。

バッテリ１０は、可搬型測定装置１の装置本体に対して着脱交換可能に設けられ、各種測定を行う際に各部の駆動に必要な電源を供給する。

次に、上記のように構成される可搬型測定装置１を用いたホールドオーバー制御方法について図３のフローチャートを参照しながら説明する。

可搬型測定装置１において、ＧＮＳＳ受信機４は、ＧＮＳＳ衛星から送信されるＧＮＳＳ信号を、ＧＮＳＳアンテナ２、コネクタ１１、コンデンサ１２を介して受信する（ＳＴ１）。

１ＰＰＳ信号生成部７は、ＧＮＳＳ受信機４が受信したＧＮＳＳ信号をもとに生成される１ＰＰＳ信号をカウンタ７ａによりカウントし（ＳＴ２）、カウント値を制御部９に出力する。

制御部９は、カウンタ７ａからカウント値が入力されると、カウント値に応じて設定される設定電圧により基準発振器６を電圧制御する（ＳＴ３）。

１ＰＰＳ信号生成部７は、制御部９からの設定電圧により電圧制御される基準発振器６からのＧＮＳＳに同期した安定度の高い発振信号（例えば１０ＭＨｚ）を基準とする１ＰＰＳ信号を生成してコネクタ１４から出力する（ＳＴ４）。

制御部９の電圧変化検出手段９ａは、１ＰＰＳ信号生成部７にて生成される１ＰＰＳ信号の間のバラツキに伴う基準発振器６の設定電圧の変化を検出する（ＳＴ５）。

そして、制御部９の判定手段９ｂは、電圧変化検出手段９ａにより検出した設定電圧の変化の傾きが許容範囲内であれば（ＳＴ６－Ｙｅｓ）、ホールドオーバーに遷移させるために適切なタイミングであると判定する（ＳＴ７）。これに対し、判定手段９ｂは、設定電圧の変化の傾きが許容範囲内でなければ（ＳＴ６－Ｎｏ）、ホールドオーバーに遷移させるために適切なタイミングではないと判定し、ＳＴ５に戻る。

そして、表示操作部８の報知手段８ａは、ホールドオーバーに遷移させるために適切なタイミングであると判定手段９ｂが判定すると（ＳＴ７）、ホールドオーバーに遷移させて良い旨を表示操作部８からメッセージ表示や音声出力によりユーザに報知する（ＳＴ８）。

これにより、ユーザは、報知手段８ａによりホールドオーバーに遷移させて良い旨の報知を受けたタイミングで前述したＧＮＳＳ衛星から受信するＧＮＳＳ信号に基づく１ＰＰＳ信号の生成の停止処理、例えば（１）ＧＮＳＳアンテナ２が接続されたコネクタ１１を可搬型測定装置１の装置本体から抜く、（２）アンテナ用直流電源３をオフする、（３）ＧＮＳＳ受信機４と１ＰＰＳ信号生成部７との間の接続を切り離すなどの処理を行ってホールドオーバーに遷移させる。

このように、本実施の形態によれば、従来のような履歴データを使用せずにホールドオーバーに遷移させるための適切なタイミングを検知することができる。また、ホールドオーバーに遷移させるための適切なタイミングをユーザに報知して通知することができる。その結果、移動時間を含めた長時間のホールドオーバーにおける時刻の誤差を抑制することが可能となる。

以上、本発明に係る可搬型測定装置およびホールドオーバー制御方法の最良の形態について説明したが、この形態による記述および図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例および運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。

１ 可搬型測定装置
２ ＧＮＳＳアンテナ
３ アンテナ用直流電源
４ ＧＮＳＳ受信機
５ 測定モジュール
６ 基準発振器（周波数発振器）
７ １ＰＰＳ信号生成部
７ａ カウンタ
８ 表示操作部
８ａ 報知手段
９ 制御部
９ａ 電圧変化検出手段
９ｂ 判定手段
１０ バッテリ
１１ コネクタ
１２ コンデンサ
１３ 測定用端子
１４ コネクタ

Claims (4)

1. 基準発振器（６）とバッテリ（１０）が内蔵され、測定サイトに持ち運んで所定の測定を行う可搬型測定装置（１）であって、
   ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ信号を受信するＧＮＳＳ受信機（４）と、
   前記ＧＮＳＳ受信機が受信したＧＮＳＳ信号をもとに１ＰＰＳ信号を生成する１ＰＰＳ信号生成部（７）と、
   前記１ＰＰＳ信号生成部が前記１ＰＰＳ信号を生成したときの時刻の経過に伴う前記基準発振器の設定電圧の変化を検出する電圧変化検出手段（９ａ）と、
   前記電圧変化検出手段が検出した前記基準発振器の設定電圧の変化の傾きが許容範囲内か否かを判定する判定手段（９ｂ）と、を備えたことを特徴とする可搬型測定装置。
2. 前記基準発振器の設定電圧の変化の傾きが前記許容範囲内であると前記判定手段が判定したときにホールドオーバーに遷移させて良い旨を報知する報知手段（８ａ）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の可搬型測定装置。
3. 基準発振器（６）とバッテリ（１０）が内蔵され、測定サイトに持ち運んで所定の測定を行う可搬型測定装置（１）のホールドオーバー制御方法であって、
   ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ信号を受信するステップと、
   前記ＧＮＳＳ信号をもとに１ＰＰＳ信号を生成するステップと、
   前記１ＰＰＳ信号を生成したときの時刻の経過に伴う前記基準発振器の設定電圧の変化を検出するステップと、
   前記基準発振器の設定電圧の変化の傾きが許容範囲内か否かを判定するステップと、を含むことを特徴とするホールドオーバー制御方法。
4. 前記基準発振器の設定電圧の変化の傾きが前記許容範囲内であると判定したときにホールドオーバーに遷移させて良い旨を報知するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載のホールドオーバー制御方法。

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