JP2010283770A - Synchronizing signal producing apparatus and synchronizing signal producing method - Google Patents

Synchronizing signal producing apparatus and synchronizing signal producing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable synchronization between a plurality of devices to be maintained up to failure recovery even at the time of failure while suppressing an increase in cost. <P>SOLUTION: A synchronizing signal producing apparatus is equipped with: a reception unit for receiving a signal for synchronizing with the other device and for outputting a first synchronizing signal based on the received signal; an oscillation unit for outputting a second synchronizing signal while giving a predetermined delay from the first synchronizing signal; a storage unit for previously storing the delay between the first synchronizing signal and the second synchronizing signal; and a synchronizing signal producing unit for outputting a synchronizing signal, based on the first synchronizing signal when the reception unit is receiving the signal, and also for outputting the synchronizing signal by correcting the delay, based on the second synchronizing signal and the delay stored in the storage unit when the reception unit is not receiving the signal. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

複数装置間の同期をとるための同期信号を生成する同期信号生成装置及び同期信号生成方法に関する。   The present invention relates to a synchronization signal generation device and a synchronization signal generation method for generating a synchronization signal for synchronizing multiple devices.

従来、移動通信システムにおける基地局間同期方法がいくつか提案されている。例えば、GPS(Global Positioning System)等の絶対時刻に同期させる方法や、上位の基地局制御装置でそれぞれの基地局間の伝播遅延を加味した送信タイミングを制御する方法などがある。また、各方法に応じて、障害が発生してしまった場合の対応策も提案されている。例えば、GPS等の絶対時刻に同期させる方法においては、障害の発生によりGPS等から絶対時刻を取得できない場合、予め基地局装置内に備えられている高精度発振器によって同期をとる方法が提案されている(特許文献1参照)。このような高精度発振器は、水晶発振器などの高安定クロック発生機能を持つ装置によって構成される。   Conventionally, several methods for synchronizing base stations in mobile communication systems have been proposed. For example, there are a method of synchronizing with absolute time such as GPS (Global Positioning System), and a method of controlling transmission timing in consideration of propagation delay between each base station by an upper base station controller. In addition, countermeasures in the event of a failure have been proposed according to each method. For example, in the method of synchronizing with absolute time such as GPS, a method of synchronizing with a high-precision oscillator provided in advance in the base station apparatus when the absolute time cannot be acquired from GPS or the like due to a failure has been proposed. (See Patent Document 1). Such a high-precision oscillator is constituted by a device having a highly stable clock generation function such as a crystal oscillator.

特開2001−339373号公報JP 2001-339373 A

しかしながら、従来の障害対策の構成では、高価な高精度発振器を備える必要があり、コストが高くなってしまうという問題があった。一方で、高精度発振器を廉価なものにそのまま置き換えて使用した場合には、発振器から出力される信号のタイミングのずれが大きく、すぐに基地局間同期が維持できなくなってしまうという課題があった。   However, the conventional fault countermeasure configuration requires an expensive high-precision oscillator, which increases the cost. On the other hand, when a high-accuracy oscillator is replaced with an inexpensive one as it is, there is a problem that the timing difference between signals output from the oscillator is large, and synchronization between base stations cannot be maintained immediately. .

上記事情に鑑み、本発明は、コストの増大を抑止しつつ、障害発生時にも複数装置間の同期を障害回復まで維持することを可能とする同期信号生成装置及び同期信号生成方法を提供することを目的としている。   In view of the above circumstances, the present invention provides a synchronization signal generation device and a synchronization signal generation method capable of maintaining synchronization between a plurality of devices until failure recovery even when a failure occurs while suppressing an increase in cost. It is an object.

本発明の一態様は、同期信号生成装置であって、他の装置との間で同期をとるための信号を受信し、受信された信号に基づいて第一同期用信号を出力する受信部と、前記第一同期用信号と所定のずれを生じながら第二同期信号を出力する発振部と、前記第一同期用信号と前記第二同期用信号とのずれを予め記憶する記憶部と、前記受信部が前記信号を受信している場合には前記第一同期信号に基づいて同期信号を出力し、前記受信部が前記信号を受信していない場合には前記第二同期信号及び前記記憶部に記憶されるずれに基づいて前記ずれを補正することにより同期信号を出力する同期信号生成部と、を備える。   One aspect of the present invention is a synchronization signal generation device that receives a signal for synchronization with another device and outputs a first synchronization signal based on the received signal. An oscillation unit that outputs a second synchronization signal while causing a predetermined deviation from the first synchronization signal; a storage unit that previously stores a deviation between the first synchronization signal and the second synchronization signal; When the receiving unit receives the signal, it outputs a synchronizing signal based on the first synchronizing signal, and when the receiving unit does not receive the signal, the second synchronizing signal and the storage unit And a synchronization signal generation unit that outputs a synchronization signal by correcting the deviation based on the deviation stored in.

本発明の一態様は、同期信号生成装置であって、他の装置との間で同期をとるための信号を受信し、受信された信号に基づいて第一同期用信号を出力する受信部と、前記第一同期用信号と所定のずれを生じながら第二同期信号を出力する発振部と、前記第一同期用信号と前記第二同期用信号とのずれを検出する検出部と、前記受信部が前記信号を受信している場合には前記第一同期信号に基づいて同期信号を出力し、前記受信部が前記信号を受信していない場合には前記第二同期信号及び前記検出部によって検出されるずれに基づいて前記ずれを補正することにより同期信号を出力する同期信号生成部と、を備える。   One aspect of the present invention is a synchronization signal generation device that receives a signal for synchronization with another device and outputs a first synchronization signal based on the received signal. An oscillation unit that outputs a second synchronization signal while causing a predetermined shift from the first synchronization signal, a detection unit that detects a shift between the first synchronization signal and the second synchronization signal, and the reception When the unit is receiving the signal, it outputs a synchronization signal based on the first synchronization signal, and when the reception unit is not receiving the signal, the second synchronization signal and the detection unit A synchronization signal generation unit that outputs a synchronization signal by correcting the deviation based on the detected deviation.

本発明の一態様は、上記の同期信号生成装置であって、前記同期信号生成部が前記ずれを補正するときの補正誤差に関する値を記憶する補正誤差記憶部をさらに備え、前記同期信号生成部は、前記ずれを補正する処理よりも低い頻度で、前記補正誤差に関する値に基づいて前記補正誤差の補正を行う、ことを特徴とする。   One aspect of the present invention is the synchronization signal generation device described above, further including a correction error storage unit that stores a value related to a correction error when the synchronization signal generation unit corrects the shift, and the synchronization signal generation unit Is characterized in that the correction error is corrected based on the value related to the correction error at a lower frequency than the process of correcting the deviation.

本発明の一態様は、同期信号生成方法であって、第一同期用信号と前記第二同期用信号とのずれを予め記憶する記憶部を備えた同期信号生成装置が、他の装置との間で同期をとるための信号を受信し、受信された信号に基づいて第一同期用信号を出力する受信ステップと、同期信号生成装置が、前記第一同期用信号と所定のずれを生じながら第二同期信号を出力する発振ステップと、同期信号生成装置が、前記受信ステップにおいて前記信号を受信している場合には前記第一同期信号に基づいて同期信号を出力し、前記受信ステップにおいて前記信号を受信していない場合には前記第二同期信号及び前記記憶部に記憶されるずれに基づいて前記ずれを補正することにより同期信号を出力する同期信号生成ステップと、を備える。   One aspect of the present invention is a synchronization signal generation method, in which a synchronization signal generation apparatus including a storage unit that stores in advance a shift between a first synchronization signal and the second synchronization signal is A receiving step for receiving a signal for synchronizing between them, and outputting a first synchronizing signal based on the received signal, and a synchronizing signal generating device generating a predetermined deviation from the first synchronizing signal An oscillation step for outputting a second synchronization signal; and when the synchronization signal generator receives the signal in the reception step, outputs a synchronization signal based on the first synchronization signal, and in the reception step A synchronization signal generating step of outputting a synchronization signal by correcting the deviation based on the second synchronization signal and the deviation stored in the storage unit when no signal is received.

本発明により、コストの増大を抑止しつつ、障害発生時にも複数装置間の同期を障害回復まで維持することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to maintain synchronization between a plurality of devices until failure recovery even when a failure occurs while suppressing an increase in cost.

基地局通信システムのシステム構成を表すシステム構成図である。It is a system configuration | structure figure showing the system configuration | structure of a base station communication system. 第一実施形態における基地局装置の機能構成を表す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram showing the function structure of the base station apparatus in 1st embodiment. GPSタイミングパルスと予備タイミングパルスと位相偏差の概略を表す概略図である。It is the schematic showing the outline of a GPS timing pulse, a preliminary | backup timing pulse, and a phase deviation. パルス生成部による位相偏差の補正の概略を表す図である。It is a figure showing the outline of amendment of phase deviation by a pulse generation part. パルス生成部の補正処理の概略を表す図である。It is a figure showing the outline of the correction process of a pulse generation part. パルス生成部の補正処理の概略を表す図である。It is a figure showing the outline of the correction process of a pulse generation part. パルス生成部の補正処理の概略を表す図である。It is a figure showing the outline of the correction process of a pulse generation part. 第二実施形態における基地局装置の機能構成を表す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram showing the function structure of the base station apparatus in 2nd embodiment.

[第一実施形態]
図1は、基地局通信システム1のシステム構成を表すシステム構成図である。基地局通信システム1は、複数台の基地局装置100(基地局装置100−1〜基地局装置100−3)、GPS衛星200を備える。基地局通信システム1は、例えば、3GPP(3rd Generation Partnership Project)における移動通信システムに用いられる基地局システムとして動作する。
[First embodiment]
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a system configuration of the base station communication system 1. The base station communication system 1 includes a plurality of base station apparatuses 100 (base station apparatus 100-1 to base station apparatus 100-3) and a GPS satellite 200. The base station communication system 1 operates as a base station system used for a mobile communication system in 3GPP (3rd Generation Partnership Project), for example.

基地局装置100は、移動通信システムに備えられる基地局装置であり、無線通信を行うタイミングを他の基地局装置100との間で同期をとっている。
GPS衛星200は、GPS(Global Positioning System)のための衛星であり、自身に搭載された原子時計に基づいて時刻のデータを含むGPS信号を送信する。
Base station apparatus 100 is a base station apparatus provided in a mobile communication system, and synchronizes the timing of performing wireless communication with other base station apparatuses 100.
The GPS satellite 200 is a satellite for GPS (Global Positioning System), and transmits a GPS signal including time data based on an atomic clock mounted on the GPS satellite 200.

図2は、第一実施形態における基地局装置100の機能構成を表す概略ブロック図である。基地局装置100は、送受信部10及びタイミングパルス生成装置20を備える。送受信部10は、タイミングパルス生成装置20によって生成される通信タイミングパルスに応じて、他の基地局装置100と同期をとりながら無線信号の送受信を行う。   FIG. 2 is a schematic block diagram showing a functional configuration of the base station apparatus 100 in the first embodiment. The base station apparatus 100 includes a transmission / reception unit 10 and a timing pulse generation apparatus 20. The transmission / reception unit 10 transmits / receives a radio signal in synchronization with another base station apparatus 100 according to the communication timing pulse generated by the timing pulse generation apparatus 20.

タイミングパルス生成装置20は、他の基地局装置100に備えられたタイミングパルス生成装置20と同期がとれた通信タイミングパルスを出力する。具体的には、タイミングパルス生成装置20は、GPS受信部11、発振部12、補正データ記憶部13、パルス生成部14を備えることによって通信タイミングパルスを出力する。   The timing pulse generation device 20 outputs a communication timing pulse synchronized with the timing pulse generation device 20 provided in the other base station device 100. Specifically, the timing pulse generation device 20 includes a GPS reception unit 11, an oscillation unit 12, a correction data storage unit 13, and a pulse generation unit 14, thereby outputting a communication timing pulse.

GPS受信部11は、GPS衛星200からGPS信号を受信し、GPS信号に含まれる時刻データに基づいてUTC(協定世界時:Universal Time, Coordinated)に同期したGPSタイミングパルスを出力する。GPS受信部11は、例えば周期が1秒のGPSタイミングパルスを出力する。GPSタイミングパルスにより、基地局装置100同士の絶対時刻が合い同期をとることが可能となる。   The GPS receiver 11 receives a GPS signal from the GPS satellite 200 and outputs a GPS timing pulse synchronized with UTC (Universal Time, Coordinated) based on time data included in the GPS signal. The GPS receiver 11 outputs a GPS timing pulse having a period of 1 second, for example. With the GPS timing pulse, the absolute times of the base station devices 100 can be synchronized and synchronized.

発振部12は、一般的な発振器を用いて構成され、予備タイミングパルスを出力する。発振部12に用いられる一般的な発振器はGPS衛星200に搭載される原子時計に比べて精度が低いため、時間が経つにつれてGPSタイミングパルスと予備タイミングパルスには位相のズレ(位相偏差)が生じてしまう。ただし、発振部12は、GPS受信部11からGPSタイミングパルスを入力し、GPSタイミングパルスが入力される度にGPSタイミングパルスと予備タイミングパルスとの同期をとり位相のズレを修正する。発振部12が出力する予備タイミングパルスの周波数はどのような値であってもよく、例えばGPSタイミングパルスよりも高い周波数の予備タイミングパルスが出力されても良いし、GPSタイミングパルス及び通信タイミングパルスよりも高い周波数の予備タイミングパルスが出力されても良い。より具体的には、例えば数メガヘルツの予備タイミングパルスが発振部12から出力される。   The oscillation unit 12 is configured using a general oscillator and outputs a preliminary timing pulse. Since a general oscillator used for the oscillator 12 is less accurate than an atomic clock mounted on the GPS satellite 200, a phase shift (phase deviation) occurs between the GPS timing pulse and the preliminary timing pulse as time passes. End up. However, the oscillating unit 12 receives a GPS timing pulse from the GPS receiving unit 11, and corrects the phase shift by synchronizing the GPS timing pulse and the preliminary timing pulse every time the GPS timing pulse is input. The frequency of the preliminary timing pulse output from the oscillating unit 12 may be any value, for example, a preliminary timing pulse having a higher frequency than the GPS timing pulse may be output, or from the GPS timing pulse and the communication timing pulse. Alternatively, a preliminary timing pulse having a higher frequency may be output. More specifically, for example, a preliminary timing pulse of several megahertz is output from the oscillation unit 12.

補正データ記憶部13は、半導体記憶装置や磁気ハードディスク装置などを用いて構成され、パルス生成部14が補正処理に用いる補正データを記憶する。補正データは、GPSタイミングパルスと予備タイミングパルスとの位相偏差の量を含む。また、補正データは、パルス生成部14が補正誤差を補正する際に用いるデータも含む。GPSタイミングパルスと予備タイミングパルスとの位相偏差の量は、予めGPS受信機等のタイミングマスターで発振部12の自走精度を一定時間測定して経時偏差を統計することによって算出される。また、補正誤差の補正に用いられるデータも、パルス生成部14の補正精度に応じて予め測定や統計が行われることにより算出される。   The correction data storage unit 13 is configured using a semiconductor storage device, a magnetic hard disk device, or the like, and stores correction data used by the pulse generation unit 14 for correction processing. The correction data includes the amount of phase deviation between the GPS timing pulse and the preliminary timing pulse. The correction data also includes data used when the pulse generator 14 corrects the correction error. The amount of phase deviation between the GPS timing pulse and the preliminary timing pulse is calculated in advance by measuring the self-running accuracy of the oscillating unit 12 for a certain period of time with a timing master such as a GPS receiver in advance, and statistically calculating the deviation over time. Data used for correcting the correction error is also calculated by performing measurement and statistics in advance according to the correction accuracy of the pulse generation unit 14.

パルス生成部14は、GPS受信部11から出力されるGPSタイミングパルス、発振部12から出力される予備タイミングパルス、補正データ記憶部13に記憶される補正データに基づいて通信タイミングパルスを生成し出力する。具体的には、GPS受信部11がGPS信号を正常に受信しGPSタイミングパルスを生成できている場合には、パルス生成部14はGPSタイミングパルスに基づいて通信タイミングパルスを生成する。一方、GPSシステムにおける障害の発生によりGPS受信部11がGPS信号を正常に受信できずGPSタイミングパルスを生成できない場合には、パルス生成部14は予備タイミングパルス及び補正データに基づいて通信タイミングパルスを生成する。   The pulse generation unit 14 generates and outputs a communication timing pulse based on the GPS timing pulse output from the GPS reception unit 11, the preliminary timing pulse output from the oscillation unit 12, and the correction data stored in the correction data storage unit 13. To do. Specifically, when the GPS receiving unit 11 has successfully received a GPS signal and generated a GPS timing pulse, the pulse generating unit 14 generates a communication timing pulse based on the GPS timing pulse. On the other hand, if the GPS receiver 11 cannot normally receive the GPS signal due to the occurrence of a fault in the GPS system and cannot generate a GPS timing pulse, the pulse generator 14 generates a communication timing pulse based on the preliminary timing pulse and the correction data. Generate.

図3は、GPSタイミングパルスと予備タイミングパルスと位相偏差の概略を表す概略図である。以下の説明において、基地局装置100−1は障害の発生によりGPS信号を受信できなくなり、基地局装置100−2はGPS信号を受信できていると仮定する。上段のタイミングチャートは、GPS信号を受信できている基地局装置100−2の通信タイミングパルスの出力タイミングを表す。この場合、通信タイミングパルスは、GPSタイミングパルスとずれることなく出力される。   FIG. 3 is a schematic diagram showing an outline of the GPS timing pulse, the preliminary timing pulse, and the phase deviation. In the following description, it is assumed that base station apparatus 100-1 cannot receive a GPS signal due to a failure, and base station apparatus 100-2 can receive a GPS signal. The upper timing chart represents the output timing of the communication timing pulse of the base station apparatus 100-2 that can receive the GPS signal. In this case, the communication timing pulse is output without shifting from the GPS timing pulse.

中段のタイミングチャートは、障害の発生によりGPS信号を受信できなくなった直後の基地局装置100−1の予備タイミングパルスの出力タイミングを表す。GPS信号を受信できなくなった直後の予備タイミングパルスは、GPSタイミングパルスとPs分の位相偏差が生じている。Psは、単位時間(1T)当たりのGPSタイミングパルスと予備タイミングパルスとの位相偏差を表す。また、GPS信号を受信できなくなった直後2回目の予備タイミングパルスは、GPSタイミングパルスと2×Ps分の位相偏差が生じている。そのため、もし補正データが用いられることなく予備タイミングパルスのみによって通信タイミングパルスが生成されると、基地局装置100−1と基地局装置100−2との間では、上記のような位相偏差に基づくずれが生じ、装置間の同期が維持できなくなってしまう。   The middle timing chart represents the output timing of the preliminary timing pulse of the base station apparatus 100-1 immediately after the GPS signal cannot be received due to the occurrence of a failure. The preliminary timing pulse immediately after the GPS signal cannot be received has a phase deviation of Ps from the GPS timing pulse. Ps represents a phase deviation between the GPS timing pulse and the preliminary timing pulse per unit time (1T). Further, the second preliminary timing pulse immediately after the GPS signal cannot be received has a phase deviation of 2 × Ps from the GPS timing pulse. Therefore, if the communication timing pulse is generated only by the preliminary timing pulse without using the correction data, the base station device 100-1 and the base station device 100-2 are based on the above phase deviation. Deviation occurs and synchronization between devices cannot be maintained.

下段のタイミングチャートは、障害の発生によりGPS信号を受信できないGPS信号を受信できなくなった直後の基地局装置100−1の通信タイミングパルスの出力タイミングを表す。   The lower timing chart represents the output timing of the communication timing pulse of the base station apparatus 100-1 immediately after the GPS signal that cannot receive the GPS signal due to the occurrence of a failure cannot be received.

位相偏差の値Psは、補正データとして補正データ記憶部13に記憶される。パルス生成部14は、通信タイミングパルスを生成する際に、発振部12から出力される予備タイミングパルスを補正データに基づいて、GPS信号を正常に受信できている他の基地局装置100の通信タイミングパルスと同期した通信タイミングパルスを生成する。   The value Ps of the phase deviation is stored in the correction data storage unit 13 as correction data. When generating the communication timing pulse, the pulse generation unit 14 uses the preliminary timing pulse output from the oscillation unit 12 based on the correction data and the communication timing of the other base station apparatus 100 that can normally receive the GPS signal. A communication timing pulse synchronized with the pulse is generated.

中段のタイミングチャートが示すように、Psのズレは、時間が経過するにつれて累積するため、Psの値自体が小さかったとしても、一定時間経過するとシステムで想定している許容時間を超えてしまう。許容時間とは、基地局システム1において基地局装置100同士の同期のズレとして許容される時間の長さを表す。例えば、基地局システム1の許容時間が10マイクロ秒の場合、GPSタイミングパルスに対する基地局装置100−1の通信タイミングパルスの位相偏差が1ppm(1秒間に1マイクロ秒の偏差)であれば、10秒後にこのシステム許容時間10マイクロ秒を超えることになる。そのため、GPS受信障害発生後10秒後には許容時間を超えてしまう。   As shown in the middle timing chart, the deviation of Ps accumulates as time elapses. Therefore, even if the value of Ps itself is small, the allowable time assumed by the system is exceeded when a certain time elapses. The allowable time represents the length of time allowed as a synchronization shift between the base station apparatuses 100 in the base station system 1. For example, when the allowable time of the base station system 1 is 10 microseconds, if the phase deviation of the communication timing pulse of the base station apparatus 100-1 with respect to the GPS timing pulse is 1 ppm (deviation of 1 microsecond per second), 10 After a second, this system tolerance time will exceed 10 microseconds. Therefore, the allowable time is exceeded 10 seconds after the GPS reception failure occurs.

図4は、パルス生成部14による位相偏差の補正の概略を表す図である。1T当たりPsの位相偏差があるため、パルス生成部14は1T毎に予備タイミングパルスに対してPsの補正をかける。この補正により、予備タイミングパルスを用いて生成される通信タイミングパルスと、GPSタイミングパルスを用いて生成される通信タイミングパルスとのズレが減少する。   FIG. 4 is a diagram illustrating an outline of correction of the phase deviation by the pulse generation unit 14. Since there is a phase deviation of Ps per 1T, the pulse generator 14 corrects Ps for the preliminary timing pulse every 1T. By this correction, the difference between the communication timing pulse generated using the preliminary timing pulse and the communication timing pulse generated using the GPS timing pulse is reduced.

ただし、一般的にパルス生成部14は補正を行う際に厳密にPs分の補正をかけることができないため、補正時に補正誤差ΔPが生じてしまう。補正誤差は、補正回数が増加する度に累積するため、補正誤差の値自体が小さかったとしても、一定時間経過すると許容時間を超えてしまう。そこで、パルス生成部14は、補正誤差ΔPの累積値に対してもさらに補正処理を行う。補正誤差に関する値は補正データとして予め補正データ記憶部13に記憶され、パルス生成部14は補正データ記憶部13に記憶される値に基づいて補正誤差の補正を行う。   However, in general, the pulse generation unit 14 cannot strictly correct Ps when performing correction, and thus a correction error ΔP occurs during correction. Since the correction error is accumulated every time the number of corrections is increased, even if the correction error value itself is small, the allowable time is exceeded after a certain period of time. Therefore, the pulse generation unit 14 further performs correction processing on the accumulated value of the correction error ΔP. A value related to the correction error is stored in advance in the correction data storage unit 13 as correction data, and the pulse generation unit 14 corrects the correction error based on the value stored in the correction data storage unit 13.

次に、パルス生成部14の補正処理について、具体例に基づいて説明する。図5〜7は、GPSタイミングパルスに対する予備タイミングパルスとの位相偏差が1ppm(1秒間に1マイクロ秒の偏差)、許容時間を10マイクロ秒、想定されるGPS障害の復旧時間を24時間(86400秒)、補正周期(T)を100ミリ秒、補正量(P(T))を100ナノ秒(100億分の1秒)とした場合の、パルス生成部14の補正処理の概略を表す図である。補正がない場合には、10秒でズレが許容時間を越えてしまう。   Next, the correction process of the pulse generation unit 14 will be described based on a specific example. 5 to 7 show that the phase deviation of the GPS timing pulse from the preliminary timing pulse is 1 ppm (1 microsecond deviation per second), the allowable time is 10 microseconds, and the expected GPS failure recovery time is 24 hours (86400). S), the correction cycle (T) is 100 milliseconds, and the correction amount (P (T)) is 100 nanoseconds (one billionth of a second). It is. If there is no correction, the deviation exceeds the allowable time in 10 seconds.

パルス生成部14が補正処理を行うことにより、計算上は1ppmの補正がかかるため、GPSタイミングパルスと通信タイミングパルスとの位相偏差は、100ミリ秒当たりの位相偏差の許容量Pc=100ナノ秒以内となる。
ただし、上述のように、補正時に生じる補正誤差(ΔP)が存在するため、復旧時間内のズレが許容時間内となるための条件は以下の式によって表される。
Since the pulse generation unit 14 performs correction processing, a correction of 1 ppm is applied for calculation. Therefore, the phase deviation between the GPS timing pulse and the communication timing pulse is an allowable amount of phase deviation per 100 milliseconds Pc = 100 nanoseconds Within.
However, as described above, since there is a correction error (ΔP) that occurs during correction, the condition for the deviation within the recovery time to be within the allowable time is expressed by the following equation.

Figure 2010283770
Figure 2010283770

すなわち、1秒間に約0.1ナノ秒以内のズレが条件となる。例えば100ms毎の補正誤差ΔPが1ナノ秒である場合、パルス生成部14は図6に示されるように、1秒単位で10ナノ秒の補正誤差の補正をおこなう。さらに、パルス生成部14は図7に示されるように10秒周期で1ナノ秒の補正をおこなう。このように、一般的に位相偏差の値は補正誤差の値よりも大きいため、パルス生成部14は位相偏差の値の補正処理の頻度に比べて低い頻度で補正誤差の補正を行う。また、図6に示されるように補正誤差の補正処理の際にもさらに補正誤差が生じるため、パルス生成部14は、図7に示されるように補正誤差の補正処理における補正誤差を補正するように構成されても良い。   In other words, a deviation within about 0.1 nanosecond per second is a condition. For example, when the correction error ΔP every 100 ms is 1 nanosecond, the pulse generator 14 corrects the correction error of 10 nanoseconds in units of one second, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 7, the pulse generator 14 corrects for 1 nanosecond with a period of 10 seconds. As described above, since the value of the phase deviation is generally larger than the value of the correction error, the pulse generation unit 14 corrects the correction error at a frequency lower than the frequency of the phase deviation value correction process. Further, as shown in FIG. 6, since a correction error further occurs during the correction error correction process, the pulse generator 14 corrects the correction error in the correction error correction process as shown in FIG. It may be configured.

このように構成された第一実施形態のタイミングパルス生成装置20によれば、GPS受信部11がGPS信号を受信できなくなるような障害が発生した場合であっても、パルス生成部14がこの経時偏差分を補正することによって、高価な高安定のクロック発生機能を備えることなく、ある一定期間の間システム上許容できる範囲内に基地局間の同期を実現することが可能となる。また、位相偏差の補正時の補正誤差や補正誤差の補正時の補正誤差についても補正処理を行うことによって、さらに通信タイミングパルスの精度を向上させ、通信タイミングパルスのズレが許容時間に達する時間を長くすることが可能となる。   According to the timing pulse generation device 20 of the first embodiment configured as described above, even when a failure occurs that the GPS reception unit 11 cannot receive a GPS signal, the pulse generation unit 14 does not change over time. By correcting the deviation, it is possible to achieve synchronization between base stations within a range allowable in the system for a certain period without providing an expensive highly stable clock generation function. In addition, by performing correction processing for correction errors when correcting phase deviation and correction errors when correcting correction errors, the accuracy of communication timing pulses is further improved, and the time required for the deviation of communication timing pulses to reach the allowable time is increased. It can be made longer.

〔変形例〕
タイミングパルス生成装置20は、複数装置間で同期をとる必要がある装置であれば、基地局装置100に限らずどのような装置に備えられても良い。
また、タイミングパルス生成装置20のGPS受信部11は、他の装置(上記の説明では他の基地局装置100)との間で高精度の同期をとることができれば他の装置であっても良く、例えば上位の制御装置から同期信号を受信する機能部として構成されても良いし、他の基地局装置100から同期信号を受信する機能部として構成されても良い。この場合、パルス生成部14は、これらの機能部が正常に動作しない場合に、発振部12から出力される予備タイミングパルス及び補正データ記憶部13に記憶される補正データに基づいて通信タイミングパルスを生成する。
[Modification]
The timing pulse generation device 20 is not limited to the base station device 100 as long as it is a device that needs to be synchronized among a plurality of devices, and may be provided in any device.
Further, the GPS receiver 11 of the timing pulse generation device 20 may be another device as long as it can achieve high-precision synchronization with another device (other base station device 100 in the above description). For example, it may be configured as a functional unit that receives a synchronization signal from a higher-level control device, or may be configured as a functional unit that receives a synchronization signal from another base station device 100. In this case, the pulse generation unit 14 generates a communication timing pulse based on the preliminary timing pulse output from the oscillation unit 12 and the correction data stored in the correction data storage unit 13 when these functional units do not operate normally. Generate.

[第二実施形態]
図8は、第二実施形態における基地局装置100aの機能構成を表す概略ブロック図である。第一実施形態の基地局装置100と同じ機能部には図8において図2と同じ符号を付して表し、その説明を省く。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a schematic block diagram illustrating a functional configuration of the base station device 100a in the second embodiment. The same functional units as those of the base station apparatus 100 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 in FIG.

基地局装置100aは、補正データ記憶部13に代えて位相偏差検出部15を備える点で基地局装置100と異なり、他の構成は基地局装置100と同様である。
位相偏差検出部15は、GPS受信部11からGPSタイミングパルスを受信し、発振部12から予備タイミングパルスを受信する。そして、位相偏差検出部15は、GPSタイミングパルスと予備タイミングパルスとの位相偏差を算出し、その結果をパルス生成部14に出力する。この場合、パルス生成部14は、補正データ記憶部13に記憶される位相偏差ではなく、位相偏差検出部15によって算出された位相偏差に基づいて補正処理を行う。
The base station device 100a is different from the base station device 100 in that a phase deviation detection unit 15 is provided instead of the correction data storage unit 13, and the other configuration is the same as the base station device 100.
The phase deviation detector 15 receives GPS timing pulses from the GPS receiver 11 and receives preliminary timing pulses from the oscillator 12. Then, the phase deviation detector 15 calculates the phase deviation between the GPS timing pulse and the preliminary timing pulse, and outputs the result to the pulse generator 14. In this case, the pulse generation unit 14 performs correction processing based on the phase deviation calculated by the phase deviation detection unit 15 instead of the phase deviation stored in the correction data storage unit 13.

このように構成された第二実施形態のタイミングパルス生成部20aによれば、予め補正データを算出して補正データ記憶部13に記憶させる必要が無くなる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
According to the timing pulse generation unit 20a of the second embodiment configured as described above, it is not necessary to calculate correction data in advance and store it in the correction data storage unit 13.
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

11…GPS受信部, 12…発振部, 13…補正データ記憶部, 14…パルス生成部, 15…位相偏差検出部, 20…タイミングパルス生成装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... GPS receiving part, 12 ... Oscillation part, 13 ... Correction data storage part, 14 ... Pulse generation part, 15 ... Phase deviation detection part, 20 ... Timing pulse generation apparatus

Claims (4)

他の装置との間で同期をとるための信号を受信し、受信された信号に基づいて第一同期用信号を出力する受信部と、
前記第一同期用信号と所定のずれを生じながら第二同期信号を出力する発振部と、
前記第一同期用信号と前記第二同期用信号とのずれを予め記憶する記憶部と、
前記受信部が前記信号を受信している場合には前記第一同期信号に基づいて同期信号を出力し、前記受信部が前記信号を受信していない場合には前記第二同期信号及び前記記憶部に記憶されるずれに基づいて前記ずれを補正することにより同期信号を出力する同期信号生成部と、
を備える同期信号生成装置。
A receiver that receives a signal for synchronization with another device and outputs a first synchronization signal based on the received signal;
An oscillation unit that outputs a second synchronization signal while causing a predetermined deviation from the first synchronization signal;
A storage unit for preliminarily storing a shift between the first synchronization signal and the second synchronization signal;
When the receiving unit receives the signal, it outputs a synchronizing signal based on the first synchronizing signal, and when the receiving unit does not receive the signal, the second synchronizing signal and the storage A synchronization signal generation unit that outputs a synchronization signal by correcting the deviation based on the deviation stored in the unit;
A synchronization signal generating device.
他の装置との間で同期をとるための信号を受信し、受信された信号に基づいて第一同期用信号を出力する受信部と、
前記第一同期用信号と所定のずれを生じながら第二同期信号を出力する発振部と、
前記第一同期用信号と前記第二同期用信号とのずれを検出する検出部と、
前記受信部が前記信号を受信している場合には前記第一同期信号に基づいて同期信号を出力し、前記受信部が前記信号を受信していない場合には前記第二同期信号及び前記検出部によって検出されるずれに基づいて前記ずれを補正することにより同期信号を出力する同期信号生成部と、
を備える同期信号生成装置。
A receiver that receives a signal for synchronization with another device and outputs a first synchronization signal based on the received signal;
An oscillation unit that outputs a second synchronization signal while causing a predetermined deviation from the first synchronization signal;
A detection unit for detecting a shift between the first synchronization signal and the second synchronization signal;
When the receiving unit receives the signal, it outputs a synchronizing signal based on the first synchronizing signal, and when the receiving unit does not receive the signal, the second synchronizing signal and the detection A synchronization signal generation unit that outputs a synchronization signal by correcting the deviation based on the deviation detected by the unit;
A synchronization signal generating device.
前記同期信号生成部が前記ずれを補正するときの補正誤差に関する値を記憶する補正誤差記憶部をさらに備え、
前記同期信号生成部は、前記ずれを補正する処理よりも低い頻度で、前記補正誤差に関する値に基づいて前記補正誤差の補正を行う、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の同期信号生成装置。
A correction error storage unit that stores a value related to a correction error when the synchronization signal generation unit corrects the shift;
3. The synchronization signal according to claim 1, wherein the synchronization signal generation unit corrects the correction error based on a value related to the correction error at a lower frequency than the process of correcting the shift. Generator.
第一同期用信号と前記第二同期用信号とのずれを予め記憶する記憶部を備えた同期信号生成装置が、他の装置との間で同期をとるための信号を受信し、受信された信号に基づいて第一同期用信号を出力する受信ステップと、
同期信号生成装置が、前記第一同期用信号と所定のずれを生じながら第二同期信号を出力する発振ステップと、
同期信号生成装置が、前記受信ステップにおいて前記信号を受信している場合には前記第一同期信号に基づいて同期信号を出力し、前記受信ステップにおいて前記信号を受信していない場合には前記第二同期信号及び前記記憶部に記憶されるずれに基づいて前記ずれを補正することにより同期信号を出力する同期信号生成ステップと、
を備える同期信号生成方法。
A synchronization signal generation device having a storage unit that stores in advance a deviation between the first synchronization signal and the second synchronization signal has received and received a signal for synchronization with another device A receiving step of outputting a first synchronization signal based on the signal;
An oscillation step in which the synchronization signal generator outputs a second synchronization signal while causing a predetermined deviation from the first synchronization signal;
The synchronization signal generator outputs a synchronization signal based on the first synchronization signal when the signal is received in the reception step, and the first signal when the signal is not received in the reception step. A synchronization signal generating step of outputting a synchronization signal by correcting the shift based on the two sync signals and the shift stored in the storage unit;
A synchronization signal generating method comprising:
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