JP2006217359A - Synchronizing device and method of mobile communication system - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a synchronization device and a synchronization method suitable for use in a mobile communication system such as a mobile phone system.
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)。 Conventionally, in a mobile communication system employing a CDMA (Code Division Multiple Access) system, in order to obtain accurate timing synchronization between base stations, a clock extracted from a wired transmission path (a line provided by a communication carrier) or A time signal received from a GPS (Global Positioning System) communication satellite is used. Also, a GPS receiver that receives a time signal from the GPS communication satellite and a local clock generator are provided. When the time signal from the GPS communication satellite cannot be received, the RTC (Real Some devices use Time Clock (for example, see Patent Document 1).
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。 In particular, the system disclosed in Patent Document 1 generates a PPS (Pulse Per Second) clock based on a received time signal from a GPS communication satellite, performs timing synchronization with the PPS clock, and generates a PPS clock. The PSC (PPS Signal Counter) value obtained by counting the PPS signal to be compared is compared with the second information of the RTC clock. If the PSC value and the second information of the RTC clock do not match, the second information of the RTC clock is corrected. Thus, when the time signal from the GPS communication satellite cannot be received, the RTC is used for synchronization.
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。 However, in the synchronization method in the conventional mobile communication system, when the GPS time signal cannot be received, the clock extracted from the line signal of the wired transmission path or the RTC generated by the local clock generator should be used. However, since the RTC generated by the local clock generator is low in accuracy, some of the wired transmission lines other than the wired transmission line provided by a major telecommunications carrier are inaccurate. There is a possibility that the timing synchronization between them may lack accuracy, and it may be difficult to maintain synchronous communication.
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。 The present invention has been made in view of the above points, and even when the GPS time signal cannot be received and the line signal of the wired transmission path can only be obtained from the independent wired transmission path, It is an object of the present invention to provide a synchronization apparatus and a synchronization method for a mobile communication system that can maintain timing communication accurately and maintain synchronous communication.
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。
The object is achieved by the following configuration or method.
(1) In a synchronization device that synchronizes timing between base stations of a mobile communication system, a first clock acquisition unit that acquires a clock from a line signal of a wired transmission path, and a time signal transmitted from a communication satellite for positioning Second clock acquisition means for acquiring a clock based on a signal; third clock acquisition means for receiving a terrestrial digital broadcast and acquiring a clock from the terrestrial digital broadcast signal; and the first clock acquisition means; Of the second clock acquisition unit and the third clock acquisition unit, a clock selection unit that selectively selects a clock that can be acquired according to a predetermined priority order due to a difference in accuracy; A reference clock generator for generating a reference clock for synchronizing the timing between the base stations from the clock selected by the clock selection means And a step.
(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。 (2) In the synchronization device of the mobile communication system according to (1), the clock selection unit is configured such that the clock acquired by the first clock acquisition unit is a wired transmission path provided by a major communication carrier. If it is not derived from the line signal, the next priority clock is selected.
(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。 (3) In a synchronization method for timing synchronization between base stations of a mobile communication system, a clock is extracted from a line signal of a wired transmission path, and a PPS clock is extracted from a time signal transmitted from a communication satellite for positioning. Generate and extract the clock from the terrestrial digital broadcasting signal, and select one of these clocks according to the priority determined in advance according to the difference in accuracy. A reference clock is generated for timing synchronization between the base stations.
(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。 (4) In the synchronization method of the mobile communication system according to (3) above, the clock extracted from the line signal of the wired transmission path is obtained from the line signal of the wired transmission path provided by a major communication carrier Otherwise, the next priority clock is selected.
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。 In the synchronization device for a mobile communication system described in (1) above, a clock is acquired from a line signal of a wired transmission path, a PPS clock is acquired from a time signal transmitted from a communication satellite for positioning, and terrestrial digital broadcasting The clock is acquired from the signal, and one of these clocks that can be acquired is selected according to the priority order determined in advance by the difference in accuracy, and the timing synchronization between the base stations is selected from the selected clock. The timing clock between the base stations can be accurately synchronized even when the time signal cannot be received and the line signal of the wired transmission line can only be obtained from an independent wired transmission line. It is possible to maintain synchronous communication.
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。 In the synchronization device of the mobile communication system described in (2) above, when the line signal of the wired transmission path can be obtained only as an independent one other than the wired transmission path provided by a major communication carrier, Since the clock is selected, the reliability can be improved because the clock from the wired transmission line with unknown clock accuracy is not selected.
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。 In the synchronization method of the mobile communication system described in (3) above, even when the time signal cannot be received and the line signal of the wired transmission path can only be obtained from the independent wired transmission path, It becomes possible to maintain timing synchronization accurately and maintain synchronous communication.
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。 In the synchronization method of the mobile communication system described in (4) above, when the line signal of the wired transmission path can be obtained only as an independent signal other than the wired transmission path provided by the major communication carrier, Since the clock is selected, the reliability can be improved because the clock from the wired transmission line with unknown clock accuracy is not selected.
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。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.
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。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a synchronization device of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention. In this figure, the synchronization device 100 of the present embodiment includes a
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。
The
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。
The terrestrial
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。
Synchronization detection /
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。
The
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。
Selection when there are a plurality is performed based on a preset priority order. In the present embodiment, (1) a line signal of a wired transmission path, (2) a GPS time signal, and (3) a terrestrial digital broadcast signal as priorities. The
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。
The reason why the line signal of the wired transmission path is given the highest priority is that the
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。 The clocks obtained from the GPS time signal and the terrestrial digital broadcast signal have substantially the same accuracy, but at present, the terrestrial digital broadcast infrastructure is not established nationwide. The priority was set lower than the GPS time signal.
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。
In FIG. 1, a
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。
The
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。
Next, the operation of the synchronization device 100 configured as described above will be described. When a time signal from the GPS communication satellite is received, a PPS signal is generated from the received time signal, and a PPS clock is generated based on the generated PPS signal. If there is a line signal of the wired
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。
When there is only one of a time signal, a line signal, and a terrestrial digital broadcast signal, timing synchronization is taken based on the clock. When there are a plurality, the frequency is selected with accuracy. That is, the selection is performed with a predetermined priority. For example, when there are all, the clock from the wired
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。
If there is a PPS clock generated from the time signal from the GPS communication satellite and a clock extracted from the terrestrial digital broadcast signal of the terrestrial digital broadcast, the PPS clock generated from the time signal from the GPS communication satellite is selected. Is done. For the selected clock, a high-precision reference clock is generated by the
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。
As described above, according to the synchronization device 100 of the mobile communication system of the present embodiment, the
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。 In addition, if the line signal of the wired transmission path can be obtained only as an independent one other than the wired transmission path provided by a major carrier, the next priority clock is selected, so the wired transmission path with unknown clock accuracy. The reliability can be improved by not selecting the clock from
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。 In the above embodiment, when the terrestrial digital broadcasting has become widespread and infrastructure has been improved, the priorities described above may be reversed. That is, (1) a wire transmission line signal, (2) a terrestrial digital broadcast signal, and (3) a GPS time signal.
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。
Also, when terrestrial digital broadcasting has become widespread, it can be obtained more reliably than when a clock is obtained from a GPS communication satellite, and therefore the
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。 Further, in the above embodiment, a local clock generator is added so that the second information of the RTC clock is compensated with a clock periodically obtained from a time signal from a GPS communication satellite or a terrestrial digital broadcast signal. good.
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。 Even when the GPS time signal cannot be received and the line signal of the wired transmission path can only be obtained from an independent wired transmission path, the present invention can maintain synchronous timing synchronization between base stations accurately. And can be applied to mobile communication systems such as mobile phone systems.
10 GPSアンテナ
11 GPS受信部
12 PPS受信部
13 ラインインタフェース
13A クロック抽出部
14 UHF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
151 RFIF部
152 ADC部
153 同期検出/OFDM復調部
DESCRIPTION OF
30 Wired Transmission Line 100
Claims (4)
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。 In a synchronization device that synchronizes timing between base stations of a mobile communication system,
First clock acquisition means for acquiring a clock from a line signal of a wired transmission path;
Second clock acquisition means for acquiring a clock based on a time signal transmitted from a communication satellite for positioning;
Third clock acquisition means for receiving terrestrial digital broadcast and acquiring a clock from the terrestrial digital broadcast signal;
Of the first clock acquisition unit, the second clock acquisition unit, and the third clock acquisition unit, one that can acquire a clock is selected according to a predetermined priority order due to a difference in accuracy. Clock selection means to select,
Reference clock generation means for generating a reference clock for timing synchronization between the base stations from the clock selected by the clock selection means;
A synchronization device for a mobile communication system comprising:
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。 In a synchronization method for synchronizing timing between base stations of a mobile communication system,
The clock was extracted from the line signal of the wired transmission path, the PPS clock was generated from the time signal transmitted from the positioning communication satellite, the clock was extracted from the terrestrial digital broadcast signal, and the clock could be obtained. Synchronization method for a mobile communication system in which a clock is alternatively selected according to a predetermined priority order according to a difference in accuracy, and a reference clock for generating timing synchronization between base stations is generated from the selected clock .
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