CN102067690A - 时刻同步装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是，在利用GPS卫星的时间同步装置中，即使在无法捕捉GPS卫星的情况下，也可以进行稳定地控制使系统运行的时间尽可能延长。在无法捕捉GPS卫星的情况下，当有移动台正处在与该基站和其它基站之间进行越区切换的关系时，经由移动台通过无线电波输入输出部接收从可正常接收GPS卫星的其它基站发送的帧，并通过帧定时检测部推定对UTC的偏移。1PPS补正电路部发送补正偏移量的信号，控制部使GPS接收器进行帧定时的变更调整。帧生成部由补正后1PPS信号生成帧。

Description

时刻同步装置
技术领域
本发明涉及时刻同步装置，尤其涉及基于从GPS通信卫星接收的报时信号时钟同步下对移动台之间的通信进行中继的基站上的时刻同步装置。
背景技术
移动通信系统，分别包含具有服务区(小区)的多个基站、在服务区(小区)内移动的移动台。在这样的移动通信系统中，使用GPS(Global Positioning system：全球定位系统)接收机，以取得基站间的同步。即，基站间同步方法(基站间同步装置)是多个基站间由GPS接收的UTC(Coordinated Universal time：世界时间协定)相互或依照一方取得同步的方法(装置)。
各基站，有时在该基站具备的GPS接收机不能捕捉GPS通信卫星，而成为未能锁定UTC时刻状态的情况。这种状态，在其技术领域被称为‘GPS非锁定状态’。为了即使在这样的GPS非锁定状态也可以在各基站间取得同步，提出了各种各样时刻同步装置的方案。
例如，特开平11-154920号公报(以下称‘专利文献1’)，公开了一种同步式基站控制系统的时钟同步方法，在即使无法从GPS通信卫星接收报时信号时，也可以更正确地保证同步式基站控制系统的时钟同步。在专利文献1公开的时钟同步方法中，当各基站可以从GPS通信卫星接收报时信号时，该基站接收GPS报时信号并输出PPS(Pulse Per Second：脉冲频率)信号，且基于该PPS信号来发生PPS时钟，从而进行时钟同步。另一方面，当各基站无法从GPS通信卫星接收报时信号时，由该基站发生的RTC(Real Time Clock：实时时钟)来进行时钟同步。在无法从GPS通信卫星接收报时信号时，也发生PPS信号。RTC监视是否与PPS时钟一致，当不一致时基于PPS时钟进行补正。另外，当接收了报时信号时，将计数RTC和PPS信号的PSC(PPS Sinal Counter：PPS信号计数器)进行初始化。
图1是表示在上述专利文献1中公开的时刻同步装置的构成的框图。图示的时刻同步装置，由中央处理装置(CPU)101、本地时钟发生器102、ROM(只读存储器)103、RAM(随机存储器)104、GPS天线105、GPS接收部106、以及PPS接收部107构成。
GPS接收部106，通过GPS天线105接收由GPS通信卫星提供的报时信号并输出PPS信号的同时，通过线路L1将该PPS信号送到PPS接收部107。PPS接收部107，基于PPS信号发生PPS时钟，并将此PPS时钟提供给CPU101。PPS信号是基于与标准报时几乎相等的报时信号发生的信号，是每秒提供的信号。所以，只要能从GPS通信卫星接收报时信号，在CPU101上，就可以提供正确的定时的PPS时钟，并保证时钟同步的正确。
本地时钟发生部102发生RTC，并由CPU监视RTC是否与PPS时钟一致，当不一致的情况下，CPU101就用由ROM103以及RAM104构成的补正部进行补正。
但是，在上述图1所示的相关技术中，存在下述那样的问题点。
第一个问题点，当各基站无法捕捉GPS通信卫星的状况，也就无法得到正确的时刻。其理由如下所述。如果各基站成为无法捕捉GPS通信卫星的状况，则系统侧的时钟由RTC以秒为单位进行补正。但是，RTC其本身是将1秒左右的精度为前提的电路。因此，在这样的方法中，在构筑与UTC(世界时间协定)同步的系统时，只能以1秒左右的精度进行补正。
第二个问题点，只能以秒单位级保证正确的精度。这是因为，通过对PSC(PPS信号计数器)的值与RTC时钟的秒信息进行比较，并向RTC进行补正才得到正确的时刻，而PSC值是对利用GPS通信卫星的时刻同步装置输出的PPS信号进行每秒计数得到的。
而且，专利第3379698号公报(以下称‘专利文献2’)，公开：基站间同步装置，即使成为GPS非锁定状态，也可以使系统时钟与UTC时刻同步。在专利文献2公开的基站间同步装置中，各基站，具备：从GPS通信卫星接收自己的UTC时刻的GPS接收机；根据自己的UTC时刻与通过传输路径从其它基站输入的其它UTC时刻的延迟时间来运算延迟补正值的运算部；存储传输路径的流量状态和延迟补正值的存储部。各基站，当无法从GPS通信卫星捕捉自己的UTC时刻时，就发生在上述其它UTC时刻上加上上述延迟补正值并同步的时钟信号。上述延迟补正值，当锁定在自己的UTC时刻上时，通过传输路径将在其它基站上锁定的其它UTC时刻与自己的UTC时刻的差进行运算输出。
在专利文献2公开的基站间同步装置中，必须通过传输路径从其它基站周期地接收其它的UTC时刻，并对延迟补正值进行运算。
特开2000-332678号公报(以下称‘专利文献3’)，公开了，当无法从GPS卫星取得同步时刻信息的情况下，可以在高精度地维持同步的同时，与未连线的移动台保持同步时刻的同步维持方法。在专利文献3公开的同步维持方法中，当无法从GPS卫星接收同步时刻信息的情况下，检测出接收的GPS时刻的时钟与内部生成的时钟的相位差，并为了消除相位差而控制内部生成时钟的相位，且采用该被控制的时钟进行同步。
在专利文献3所公开的同步维持方法中，当无法从GPS卫星接收同步时刻信息的情况下，并不明白怎样做才能接收GPS时刻。
特开2005-318196号公报(以下称‘专利文献4’)，公开了即使在基站的传输路径的延迟时间变动了的情况下，也可以得到基站间的同步的基站间同步系统。在专利文献4所公开的基站间同步系统中，取得与多个其它基站的时钟同步的基站，具备：时刻信息接收部、输入部、延迟时间检测部、存储部、输入时钟信号监视部、时钟信号生成部。时刻信息接收部，从卫星接收时刻信息，并采用接收的信息生成自己的时钟信号。输入部，输入至少从两个其它基站来的时钟信号作为输入时钟信号。延迟时间检测部，采用时刻信息接收部生成的自己的时钟信号和输入部输入的输入时钟信号，检测出对自己的时钟信号的输入时钟信号的各自的延迟时间。存储部，对延迟时间检测部检测出的延迟时间进行存储。时钟信号监视部，分别监视从输入部输入的输入时钟信号，并检测出输入时钟信号的变动。
在专利文献4公开的基站间同步系统中，必须经常监视输入时钟信号的变动。
发明内容
本发明的目的是提供一种当陷入无法捕捉GPS通信卫星的状况之际，也能够输出长时间稳定的PPS信号(＝时刻同步信号)的时刻同步装置。
本发明的其它目的是提供一种可降低针对时刻同步信号维持相同水平的稳定度所需费用的时刻同步装置。
本发明的时刻同步装置构成为，在由于一些原因无法捕捉GPS通信卫星时，从其它正常地接收GPS通信卫星的时刻同步装置使正确的时刻信息经由在两时刻同步装置间存在的移动台，并且补正规定的延迟时间，因而即使在无法捕捉GPS通信卫星的状态也可以在尽量长的时间，作为时刻同步装置而发挥作用。
也就是，本发明的时刻同步装置，是基于从GPS通信卫星接收的报时信号的时钟同步之下对移动台间的通信进行中继的基站中的时刻同步装置，其特征在于，具有：如果无法捕捉GPS通信卫星，则从处于越区切换状态的其它基站经由上述移动台，取得其它基站从GPS通信卫星接收的报时信号的时刻信息的电路；和
由取得的时刻信息进行自己的时钟同步的电路。
本发明的效果是，不用变更利用GPS通信卫星的迄今为止的时刻同步装置的基本构成，即使成为无法捕捉GPS通信卫星的情况下，也可以确保系统长时间运行。这是因为，来自其它正常正在接收GPS通信卫星的基站的帧数据为基础，算出无法捕捉GPS通信卫星的基站的UTC定时，并进行补正调整的缘故。
附图说明
图1是表示相关技术的时刻同步装置的一例的框图。
图2是列示两个基站和移动台的位置关系的图。
图3是表示本发明的一实施方式的时刻同步装置的构成的框图。
图4是用于说明越区切换区域的图。
图5是表示图3的时刻同步装置的GPS接收机的一个详细例子的框图。
图6是用于说明图3的时刻同步装置的动作的流程图。
图7是表示与帧的UTC时刻的时间偏移的相对关系图。
具体实施方式
接着参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
[构成的说明]
具备本发明的时刻同步装置的基站，在时钟同步之下对移动台(Mobile Station)之间的通信进行中继。
图2是表示包含具备本发明的时刻同步装置的基站的移动通信系统的框图。图2表示了两个基站与移动台的位置上的关系。图示的移动通信系统，具备第一以及第二基站100、200；第一至第三移动台41、42、以及43。第一基站100与第二基站200通过有线通信网30相互连接。第一基站100，具备第一GPS天线8-1与第一通信用天线9-1。同样地，第二基站200具备第二GPS天线8-2和第二通信用天线9-2。
图2表示了以下的样子。即，第一基站100，经由第一通信用天线9-1，对第一移动台41与第二移动台42之间的通信进行中继。第二基站200，经由第二通信用天线9-2，对第二移动台42与第三移动台43之间的通信进行中继。所以，在图示的例子中，第二移动台42，存在于第一以及第二基站100、200之间可以发送接收的区域(越区切换区域)。
在图2所示的移动通信系统中，由以下方式进行时钟同步。即，第一基站100通过第一GPS天线8-1、第二基站200通过第二GPS天线8-2，分别从GPS通信卫星(下面记为GPS卫星)接收报时信号。然后基于该报时信号，在第一基站100与第二基站200之间进行时钟同步。该报时信号，是UTC(世界时间协定)中以极高精度进行同步的信号。
图3是表示本发明的一实施方式的第一基站(时刻同步装置)100的构成框图。另外，第二基站200与图3所示的第一基站具有同样的构成。所以，以下以第一基站100为代表进行说明。
第一基站100包括：第一GPS接收器1-1、第一1PPS补正电路2-1、第一控制部3-1、第一帧生成部4-1、第一无线电波输出部5-1、第一CPU电路部6-1、第一帧定时检测部7-1、第一GPS天线8-1、第一通信用天线9-1、以及第一LAN端口10-1。第一GPS天线8-1用于捕捉GPS卫星，第一通信用天线9-1用于无线连接。
另外，虽图中未示，在第二基站200的构成要素中，将接尾词‘1’用‘2’来代替。也就是，第二基站200包括：第二GPS接收器1-2、第二1PPS补正电路2-2、第二控制部3-2、第二帧生成部4-2、第二无线电波输出部5-2、第二CPU电路部6-2、第二帧定时检测部7-2、第二GPS天线8-2、第二通信用天线9-2、以及第二LAN端口10-2。第二GPS天线8-2用于捕捉GPS卫星，第二通信用天线9-2用于无线连接。
第一GPS接收器1-1，通过第一GPS天线8-1接收从GPS卫星来的信息，并进行内部处理后，取得位置信息、GPS卫星信息、时间信息(包含报时信号)等。而且，第一GPS接收器1-1，内部处理后，将10MHz的时钟(以下简记为‘时钟’)与PPS(脉冲频率)信号输出到第一控制部3-1。进而，第一GPS接收器1-1，如果无法接收报时信号，则向第一控制部3-1送出警报信息。
第一控制部3-1与时钟同步动作。第一控制部3-1，通过RS-232C(串行通信)可以接收来自第一GPS接收器1-1的各种状况信息和报警信息。而且，为了变更第一GPS接收器1-1的状态或状况，第一控制部3-1通过RS-232C，连接成可以变更第一GPS接收器1-1的设定。
第一控制部3-1，在正常状态下，将来自第一GPS接收器1-1的1PPS信号送出到第一帧生成部4-1。但是，当从第一GPS接收器1-1接收到警报后，第一控制部3-1，向第一CPU电路部6-1进行定时器动作的开始请求。然后，第一控制部3-1，当在规定时间内不存在可以越区切换的基站时停止无线输出。另一方面，当在规定时间内存在可以越区切换的基站时，第一控制部3-1，将在第一CPU电路部6-1算出的该基站的1PPS信号的定时、与从第一GPS接收器来的1PPS信号的定时进行比较。而且，第一控制部3-1，接收来自第一1PPS补正电路2-1的补正信息(补正相位量)，并连接成可以将补正信息送到第一GPS接收器。进而，第一控制部3-1，连接成将来自第一GPS的补正后的1PPS信息(补正相位量)可以输出到第一帧生成部4-1。
另外，所谓‘越区切换’就是当移动台在多个基站之间存在可以发送接收的区域(越区切换区域)的情况下，例如，移动台从正在进行通信的基站向没有进行通信的其它基站，变更进行通信的基站的动作。
参照图4，对越区切换区域进行说明。从基站可到达移动台的电波距离，由基站的发送电力功率和各接收机的性能决定。将由此决定的第一基站100和移动台可进行通信的范围，表示为从第一基站100来的第一电波到达范围A1，将第二基站200和移动台可进行通信的范围，表示为从第一基站200来的第二电波到达范围A2。这些第一以及第二电波到达范围A1、A2重叠地存在，以使与移动台的通信不中断地进行，相当于图4的斜线部分。而且，第一基站100、第二基站200为了与移动台的位置信息或上位网络等进行通信，例如由LAN网等的有线通信网30(参照图2)进行连接。如前所述，在图2的例子中，第二移动台42，存在于上述重叠区域A01中。
第一帧生成部4-1，以来自第一控制部3-1的1PPS信号为基准生成帧。该所生成的帧被送到第一无线电波输入输出部5-1。第一无线电波输入输出部5-1，将从第一帧生成部4-1输入的帧从第一通信用天线9-1向移动台或其它的基站进行无线输出。也就是，利用该帧在移动台或其它基站之间进行通信。从其它基站无线输出在第一通信用天线9-1上接收的帧，经由第一无线电波输入输出部5-1送到第一帧定时检测部7-1。第一帧定时检测部7-1，在帧中检测定时信息，并送到第一CPU电路部6-1。
第一CPU电路部6-1，如果接受了来自第一控制部3-1的计时器动作开始请求，则在一定时间内搜寻可以越区切换的基站。当这样的基站不存在的情况下，第一CPU电路部6-1就停止第一帧生成部4-1的帧生成。另一方面，当存在可以进行越区切换的基站的情况下，第一CPU电路部6-1请求经由第一LAN端口10-1向全部基站提供越区切换信息。第一基站100的上位装置，决定应该越区切换的基站(在该例子中是第二基站200)。
而且，第一CPU电路部6-1，从第二基站200以无线以及有线方式接收各种数据。该数据包含：第二基站200成为越区切换的信息、作为时刻信息而使用的定时信息。第一CPU电路部6，从移动台、第一基站100以及第二基站200的位置信息，算出从经由第二移动台42的第二基站200向第一基站100发送数据的整体延迟时间，并基于接收的帧所具有的时刻信息，算出第二基站200的1PPS信号的定时。
而且，第一CPU电路部6-1，在第一控制部3-1的控制下，控制第一帧生成部4-1的帧生成。第一CPU电路部6-1，从来自第一控制部3-1的1PPS信号的比较结果，算出第一基站100的第一1PPS信号与第二基站200的第二1PPS信号的相位差，并将算出的相位差发送给第一1PPS补正电路2-1。第一1PPS补正电路2-1，由上述相位差算出补正相位量，并将算出的补正相位量发送给第一控制部3-1。
如上所述，第一CPU电路部6-1，如果无法捕捉GPS通信卫星，则作为从处于越区切换状态的其它基站(第二基站200)经由移动台(第二移动台42)，取得其它基站(第二基站200)从GPS通信卫星接收的报时信号的时刻信息的电路而发挥作用。而且，第一1PPS补正电路2-1，作为由取得的时刻信息进行自己的时钟同步的电路而发挥作用。
图5是表示图3所示的第一GPS接收器1-1的详细构成的框图。第一GPS接收器1-1包括第一GPS引擎11-1、第一相位比较器12-1、第一相位控制部13-1、第一振荡器14-1、第一分频器15-1、以及第一外部I/F部16-1。
另外，虽然没有图示，第二GPS接收器1-2包括第二GPS引擎11-2、第二相位比较器12-2、第二相位控制部13-2、第二振荡器14-2、第二分频器15-2、以及第二外部I/F部16-2。
第一GPS引擎11-1，如果从第一GPS天线8-1接收了报时信号，则生成GPS_1PPS。第一振荡器14-1发生10MHz的时钟。该时钟被送到第一分频器15-1和第一控制部3-1。第一分频器15-1从时钟生成1PPS信号。该所生成的1PPS信号，被送到第一相位比较器12-1和第一控制部3-1。第一相位比较器12-1，对GPS_1PPS和1PPS信号的相位进行比较，并将相位比较的结果送到第一相位控制部13-1。
第一相位控制部13-1，为了能够从相位比较结果调整时钟的相位而连接到第一振荡器14-1。而且，当经过规定时间也无法利用相位比较结果识别GPS_1PPS的情况下，第一相位控制部13-1，就认为不能接收报时信号，并将该信息传递给第一外部I/F部16-1。第一外部I/F部16-1，通过RS-232C与第一控制部3-1进行各种数据通信。第一外部I/F部16-1构成为，接受来自第一相位控制部13-1的信息，并且将命令送到第一相位控制部13-1。
[动作的说明]
接着，参照图6的流程图对图3所示的时刻同步装置的动作进行说明。实际上，第一基站100可以与多个基站进行通信，但是为了使说明简单化，现在假设第一基站100与第二基站200经由第二移动台42可以进行通信，并关注第一基站100的动作。
在第一基站100的第一GPS接收器1-1中，第一振荡器14-1发生10MHz的时钟，并将该时钟送到第一分频器15-1和第一控制部3-1。第一分频器15-1，从该时钟生成1PPS信号，并将该1PPS信号送出到第一相位比较器12-1和第一控制部3-1。另一方面，第一GPS引擎11-1，如果从第一GPS天线8-1接收到报时信号，则生成GPS_1PPS，并将该GPS_1PPS送出到第一相位比较器12-1。第一相位比较器12-1，对GPS_1PPS与第一分频器15-1生成的1PPS信号进行相位比较，并将其相位比较结果送到第一相位控制部13。
同样地，在第二基站200的第二GPS接收器1-2中，第二振荡器14-2发生10MHz的时钟，并将该时钟送到第二分频器15-2和第二控制部3-2。第二分频器15-2，从该时钟生成1PPS信号，并将该1PPS信号送出到第二相位比较器12-2和第二控制部3-2。另一方面，第二GPS引擎11-2，如果从第二GPS天线8-2接收到报时信号，则生成GPS_1PPS，并将该GPS_1PPS送出到第二相位比较器12-2。第二相位比较器12-2，对GPS_1PPS与第二分频器15-2生成的1PPS信号进行相位比较，并将其相位比较结果送到第二相位控制部13-2。
在第一相位控制部13-1中，是可以从第一相位比较器12-1的相位比较的结果识别GPS_1PPS。这种情况下，在第一基站100中可以捕捉GPS卫星(图6的步骤S1为YES)，因此是正常运用模式(图6的步骤S9)。在正常运用模式中，并不会经由第一外部I/F部16-1从第一相位控制部13-1向第一控制部3-1送出信息。
第一控制部3-1，将来自第一分频器15-1的1PPS信号(没有补正)送到第一帧生成部4-1。第一帧生成部4-1，生成以来自第一控制部3-1的1PPS信号为基准的帧。生成的帧被送到第一无线电波输入输出部5-1，并从第一通信用天线9-1辐射，并且在第一基站100和第二基站200之间被授受从而进行第二移动台42的中继。基站间的时钟的相位偏移，通过第一相位比较器12-1的GPS_1PPS与1PPS信号的相位比较以及对第一相位控制部13-1的第一振荡器14-1的相位控制来校正。由此，可以在第一基站1001与第二基站200之间维持时钟的同步。
1PPS信号，是与世界时间协定(以下称UTC)以极高的精度进行同步的信号。例如，如果在第一振荡器里使用了高价的双炉型振荡器，就可以对UTC实现±100nsec以内同步。
另一方面，在第一相位控制部13-1中无法识别GPS_1PPS。这种情况下，在第一基站100中由于一些理由而无法捕捉GPS卫星(图6的步骤S1为NO)。这种情况下就转移到HoldOver模式(图6的步骤S2)。这里所谓‘HoldOver’就是：由于不能捕捉GPS卫星，以搭载在第一GPS接收器1-1的第一振荡器14-1的性能为基础，将时钟和1PPS信号输出到第一控制部3-1的状态。在HoldOver模式中，不能以GPS卫星的报时信号为基础执行上述那样的相位控制。其结果，时钟同步就由第一GPS接收器1-1所具有的性能唯一决定。
成为HoldOver模式后，从第一GPS接收器1-1经串行通信向第一控制部3-1通知报警信息。该通知，在图5中，基于经过第一外部I/F部16-1以及RS-232C到达第一控制部3-1的路径。第一控制部3-1，以该报警信息作为触发向第一CPU电路部6-1请求开始进行计时器动作。
第一CPU电路部6-1，根据计时器动作开始的请求使计时器动作(图6的步骤S3)，并在一定时间内监视是否从第一帧定时检测部7-1接受到了定时信息。这样做，来探测是否由移动台的中继接受了从第二基站200接收的GPS卫星来的报时信号。也就是，探测有没有可越区切换的移动台。
接着，参照图7说明在探测有没有可越区切换的移动台之际设置一定时间缓期的意思。这种情况下的一定时间，与系统可正常运用的时间是同一意义，作为该可以保障的时间性能，很大地依赖于第一GPS接收器1-1的单体性能。在可容许的范围，是由设想的系统主要部件而变化。例如，系统地考虑IEEE802.16e(以下记为‘WiMAX’)，则对于UTC考虑必须保持10μsec以内的精度。
在图7中，帧A，与UTC同步，也就是表示以完全没有发生时间偏移的定时送出的帧。帧B，正常地捕捉GPS卫星，并表示从处于稳定状态的基站送出的帧信号的送出开始定时。此时的时间上的状态，虽然并不是与UTC完全相同的时间，但是从系统上看是具有充分安全余量的状态。
帧C，表示从与帧B同样的正常动作的其它基站送出的帧定时。在此之际，时间上的状态虽然与帧B同样在系统上保持充分的余量状态，但是与帧B不同，成为对UTC更早的定时。但是，由于在系统容许的范围之内因此没有问题。例如，若在第一振荡器14-1中采用双炉型振荡器，则可以充分得到±100nsec以内的精度。只要得到该精度，就是在WiMAX中可充分使用的水平。
帧D，是表示由于什么原因无法正常地捕捉GPS卫星，并转移到HoldOver模式，渐渐从UTC发生时间上的偏离，并且超出系统上可容许的时间偏移时的状态。以上的帧A～D的定时，作为定时信息提供给第一CPU电路部6-1。
如果转移到HoldOver模式，帧的相位就极大地依赖于第一GPS接收机1-1内部的第一振荡器14-1的性能，因此与时间经过的同时发生了从UTC的时间偏离。例如，如果是双炉型振荡器，可以实现从UTC保持24小时以上的10μsec以内的偏移。由于把握这样的状态，第一控制部3-1向第一CPU电路部6-1进行计时器动作的请求，并进行向HoldOver转移后的时间上的管理。
另外，当在一定时间内不存在可进行越区切换的移动台的情况下(图6的步骤S4为NO)，第一基站100转移到无线输出停止(图6的步骤S10)。这种情况下，如帧D那样，第一CPU电路部6-1，由于在一定时间内没有从第一帧定时检测部7-1收取定时信息，因此要第一无线电波输入输出部5-1停止帧的生成。其结果，停止从第一无线电波输入输出部5-1的帧的发送。不能接收来自GPS卫星的报时信号，也不能由移动台的中继收取来自其它基站的报时信号，因此不能维持时钟同步。
另一方面，当在一定时间内不存在可进行越区切换的移动台的情况下(图6的步骤S4为YES)，第一CPU电路部6-1，从第一LAN端口10-1经由有线通信网30对全部基站请求提供越区切换信息。现在假设第二基站200成为越区切换状态。这种情况下，第一基站100从第二基站200以有线以及无线方式接收各种数据(图6的步骤S5)。
即，第一CPU电路6-1，将第二基站200已经成为越区切换状态的信息经由第一LAN端口10-1从第二基站收取，并准备可从第二移动台42接收电波。而且，第二基站200，经由第二移动台42发送将向第一基站100送出时刻信息之事作为前提的帧。该帧，在第二基站200中以从第二控制部3-2来的1PPS信号为基准在第二帧生成部4-2被生成，并从第二通信用天线9-2辐射，并输入到第一基站100的第一无线电波输入输出部5-1。而且，第二移动台42，将此时的自己位置信息发送到第一基站100。而且，从第二基站200发送到第二移动台42地址的帧的时刻信息，与上述帧的同时被送出到有线通信网30，并经由第一基站100的第一LAN端口10-1送到第一CPU电路部6-1。
第一无线电波输入输出部5-1，将接收的帧和第二移动台42的位置信息送到第一帧定时检测部7-1。第一帧定时检测部7-1，检测帧定时，也就是帧的头部以怎样的定时送出的定时信息。这样的定时信息，也包含从其它基站来的信息在内可以存在多个，但是第一CPU电路部6-1，将包含与从第二基站200经由有线通信网30送出来的内容相同的信息的帧数据标记出来。
对第二移动台42进行中继由第一基站100接收的帧，是从第二基站200发送的时刻开始，到第二基站200到第二移动台42为止的空间电波传送延迟时间、第二移动台42内部接受的数据再送出所用的延迟时间以及从第二移动台42到第一基站100为止的空间电波传送延迟时间进行相加，经过上述整体的延迟时间后，才到达第一基站100。
第一CPU电路部6-1，从第一移动台42的位置信息和自己的位置信息算出第二移动台42与第一基站100之间的距离，从第二移动台42的位置信息和第二基站200的位置信息算出第二移动台42与第二基站200之间的距离。第一CPU电路部6-1，在这样算出距离上乘以光速度，再在其乘法运算的结果上加上第二移动台42内部用于数据重传的延迟时间，由此算出上述整体的延迟时间。然后，第一CPU电路部6-1，从第一帧定时检测部7-1检测出的帧定时中减去算出的整体延迟时间，并求出第二基站200送出的时刻定时。
第一CPU电路部6-1，使对第二移动台42进行中继而接收的帧的帧定时与该时刻定时一致，来算出在第二基站200中与GPS报时信号同步的1PPS定时(图6的步骤S6)。第一控制部3-1，对该1PPS定时与从第一分频器15-1来的1PPS信号的定时进行比较(图6的步骤S7)。
比较的结果，相位差如果不在10μsec以内(图6步骤S7为NO)，第一CPU电路部6-1，转移到第一基站100的无线输出停止，并停止第一基站100的无线输出(图6的步骤S10)。这是因为，以与基准时间有很大不同的定时输出无线电波，会成为对其它基站的妨害电波。第一CPU电路部6-1，停止在第一帧生成部4-1中生成帧，其结果是停止从第一无线电波输入输出部5-1发送帧。
另一方面，如果相位差在10μsec以内(图6的步骤S7为YES)，第一CPU电路部6-1，将相位差送到第一1PPS补正电路部2-1。第一1PPS补正电路部2-1，由相位差算出补正相位量并送到第一控制部3-1。第一控制部3-1，由RS-232C的串行通信将补正信息传送到第一GPS的接收器1-1。当第一GPS接收器1-1的第一外部I/F部16-1接受了补正信息的情况下，由第一相位控制部13-1进行第一振荡器14-1的微调整，使1PPS与规定的基准时间(第二基站200的1PPS信号)一致(图6的步骤S8)。进行了微调整并从第一分频器15-1输出的1PPS信号，经由第一控制部3-1提供给第一帧生成部4-1，以用于帧的生成。
另外，在第一基站100中使用第二基站200的1PPS信号进行时钟同步期间，如果在第一基站中能够捕捉GPS卫星了(图6的步骤S1为YES)，则恢复到正常运用模式(图6的步骤S9)。
如上这样做以后，即使由于某种原因第一基站100不能捕捉GPS通信卫星的情况下，只要在与由有线通信网30连接的第二基站200越区切换区域内存在移动台，就可以补正帧送出的绝对时刻。由于可以进行该补正，比起第一个GPS接收器1-1的第一振荡器14-1自身的性能，可以进行更长时间的通信，并实现基站的长期稳定。而且，根据本实施方式，并不需要在以往的基站构成要素上追加更多的机器，因此可以抑制追加的成本。
对本发明更具体的方式进行说明。
本发明的时刻同步电路，在基于从GPS通信卫星接收的报时信号的时钟同步之下对移动台间的的通信进行中继的基站的时刻同步装置中，其特征在于，具有：帧定时检测部，其检测通过通信接收的通信帧的定时信息；GPS接收器，其在正常时输出与报时信号同步的时钟以及1PPS信号，而并且如果无法接收报时信号则输出报警信息；CPU电路部，其在正常时输出来自GPS接收器的1PPS信号，而在输出报警信息时存在可以越区切换的基站的情况下，利用来自该基站的定时信息算出该基站的1PPS信号的定时，而且利用来自GPS接收器的1PPS信号的定时的比较结果求出相位差；1PPS补正电路，其由相位差算出相位补正量；控制部，其在正常时输出来自GPS接收器的1PPS信号，而在输出报警信息时对算出的1PPS信号的定时与来自GPS接收器的1PPS信号的定时进行比较，并将其结果输出到CPU电路部，而且输出利用相位补正量由GPS接收器相位补正的1PPS信号；和帧生成部，其利用来自控制部的1PPS信号生成通信用的帧。
而且，CPU电路部，其特征在于，当输出报警信息时不存在可进行越区切换的基站的情况下，停止帧生成部的帧生成。
而且，控制部，其特征在于，在输出报警信息时使CPU电路进行计时器动作，CPU电路部在规定的时间内判断有无可进行越区切换的基站。之所以设定一定的时间延迟，是系统等待到可正常运用的时间为止以探索是否存在可进行越区切换的基站。作为可以保障一定时间的时间性能，很大地依赖于GPS接收器的单体性能，而可容许的范围，由设想的系统主要部件而变化。
而且，其特征在于，将基站之间进行有线连接，在从其它基站取得报时信号的时刻信息之际得到发送时刻信息。由此，就可以算出更正确的1PPS信号的定时。
而且，控制部，其特征在于，当比较的结果，相位差超过规定值时，对CPU电路部停止在帧生成部的帧生成。这是由于以比基准时间有很大不同的定时来输出无线电波，将会成为向其它基站的有害电波。
进而，GPS接收器，其特征是，由以下部件构成：GPS引擎，其如果从天线接收到报时信号则生成GPS_1PPS；振荡器，其发生时钟并输出到控制部；分频器，其从时钟生成1PPS信号并输出到控制部；相位比较器，其对GPS_1PPS与1PPS信号的相位进行比较，并输出相位比较结果；相位控制部，其连接到振荡器使可由相位比较结果调整时钟的相位，而且与控制部进行各种数据通信和控制命令的授受，并且当由相位比较结果经过了规定时间也不能识别GPS_1PPS的情况下，认为是无法接收报时信号，并发生报警信息。
对本发明方式的效果进行说明。本发明方式的效果，在迄今为止利用通信卫星的时刻同步装置中，可以将GPS接收器内部的振荡器用低价格的替代。其理由是以往，在HoldOver时作为系统为了在保证必要的时间、规定的精度要采用高价部件，但是由于对UTC定时进行补正，性能多少差一些，低价格的部件也能够对应的缘故。所以，即使不配备高价的振荡器也可以确保同程度以上的精度。
以上，参照实施方式对本申请发明进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式。在本申请发明的构成或详细中，在本发明的范围内，可以根据本领域技术人员的理解进行各种各样的变更。
例如，上述实施方式中，作为停止第一基站100的无线输出的判断，是将对UTC的偏移设定为10μsec以内，在对绝对时刻精度要求更高的系统中，也可以为1μsec，相反对于绝对时刻精度有余量的系统中，也可以为100μsec。
而且，上述实施方式中，举出的是只有一个基站不能捕捉GPS，当然也可以是多个。
而且，上述实施方式中，使用了GPS接收器，但是也可以使用GLONASS(Global Navigation Satellite System)、Galileo(欧洲版卫星定位系统)，或者合并使用GPS和GLONASS、GPS和Galileo、GLONASS和Galileo、GPS和GLONASS和Galileo。
而且，上述实施方式中，在第一振荡器14-1中适用双炉型振荡器，但是也可以适用单炉型振荡器。但是，系统可以容许的、超过UTC的偏移为止的时间变短。可以降低成本。
而且，上述实施方式中，在第一振荡器14-1中适用双炉型振荡器，但是也可以适用无炉型振荡器。但是，系统可以容许的，超过UTC的偏移为止的时间比适用单开型振荡器的振荡器更变短。可以进一步降低成本。
而且，上述实施方式中，采用RS-232C方式进行GPS接收器与控制部之间的通信方式，但是也可以利用RS-422、GP-IB、IrDA、IEEE 1394、串行ATA(Serial AT Attachment)、PCI Express、USB(Universal Serial Bus)方式，并且也可以利用其它并行通信方式。
而且，上述实施方式中，用有线通信网30连接第一基站100和第二基站200，但是也可以利用无线通信。
该申请，主张以2008年6月23日提出的日本专利申请第2008-162647号为基础的优先权，并包括其公开的所有内容。

Claims (12)

1.一种时刻同步电路，是基于从GPS通信卫星接收的报时信号的时钟同步之下对移动台间的通信进行中继的基站中的时刻同步装置，其特征在于，具有：
如果无法捕捉上述GPS通信卫星，则从处于越区切换状态的其它基站经由上述移动台，取得上述其它基站从上述GPS通信卫星接收的报时信号的时刻信息的电路；和
由上述取得的时刻信息进行自己的时钟同步的电路。
2.如权利要求1所述的时刻同步电路，其特征在于，上述时刻信息，使用由上述基站用于对上述移动台间的通信进行中继的上述进行了时钟同步的帧的定时信息。
3.如权利要求1所述的时刻同步电路，其特征在于，将上述基站彼此有线连接，并得到在从上述其它基站取得上述报时信号的时刻信息时的发送时刻信息。
4.一种时刻同步电路，是基于从GPS通信卫星接收的报时信号的时钟同步之下对移动台间的通信进行中继的基站中的时刻同步装置，其特征在于，具有：
帧定时检测部，其检测利用上述通信所接收的通信帧的定时信息；
GPS接收器，其在正常时输出与上述报时信号同步的时钟以及1PPS信号，并且如果无法接收上述报时信号，则输出报警信息；
CPU电路部，其当在输出上述报警信息时存在能够越区切换的其它基站的情况下，从该其它基站利用上述定时信息算出该其它基站的1PPS信号的定时，而且利用比较结果求相位差；
1PPS补正电路，其利用上述相位差算出相位补正量；
控制部，其在正常时输出来自GPS接收器的1PPS信号，当输出上述报警信息时对上述算出的1PPS信号的定时与来自上述GPS接收器的1PPS信号的定时进行比较，并将上述比较结果输出到上述CPU电路部，而且输出利用上述相位补正量由上述GPS接收器进行了相位补正的1PPS信号；和
帧生成部，其利用来自上述控制部的1PPS信号生成上述通信用的帧。
5.如权利要求4所述的时刻同步电路，其特征在于，上述控制部在输出上述报警信息时使上述CPU电路部进行计时器的动作，上述CPU电路部在规定时间内判断是否存在上述能够越区切换的其它基站。
6.如权利要求5所述的时刻同步电路，其特征在于，上述CPU电路部，当不存在能够越区切换的其它基站的情况下，停止上述帧生成部中的帧生成。
7.如权利要求4所述的时刻同步电路，其特征在于，上述控制部，当上述比较的结果是相位差超过规定值时，对上述CPU电路部停止上述帧生成部中的帧生成。
8.如权利要求4所述的时刻同步电路，其特征在于，上述GPS接收器包括：
GPS引擎，如果从天线接收上述报时信号，则生成GPS_1PPS；
振荡器，其发生上述时钟并输出到上述控制部；
分频器，其从上述时钟生成上述1PPS信号并输出到上述控制部；
相位比较器，其对上述GPS_1PPS与上述1PPS信号的相位进行比较，并输出相位比较结果；和
相位控制部，其连接到上述振荡器以便能够利用上述相位比较结果调整上述时钟的相位，而且与上述控制部进行各种数据通信以及控制命令的授受，当即使经过了规定时间仍无法利用上述相位比较结果识别上述GPS_1PPS的情况下，就认为无法接收上述报时信号，并发生上述报警信息。
9.如权利要求4所述的时刻同步电路，其特征在于，将上述基站彼此有线连接，得到在从其它基站取得上述报时信号的时刻信息时的发送时刻信息。
10.一种时刻同步方法，是基于从GPS通信卫星接收的报时信号的时钟同步之下对移动台间的通信进行中继的基站中的时刻同步方法，
如果无法捕捉上述GPS通信卫星，则经由上述移动台从处于越区切换状态的其它基站，取得上述其它基站从上述GPS通信卫星接收的报时信号的时刻信息，
由上述取得的时刻信息进行自己的时钟同步。
11.如权利要求10所述的时刻同步方法，其特征在于，上述时刻信息，使用上述基站用于对上述移动台之间的通信进行中继的上述进行了时钟同步的帧的定时信息。
12.如权利要求10所述的时刻同步方法，其特征在于，将上述基站彼此有线连接，得到在从上述其它基站取得上述报时信号的时刻信息时的发送时刻信息。
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