JP2011146858A - 同期信号生成装置、基地局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳ通信衛星からの時報を受信できない場合でも、高精度の同期信号を生成すことが可能な同期信号生成装置、基地局装置を提供することを課題としている。
【解決手段】同期信号生成装置１は、フィルタリング部１０１と、第１タイミング抽出部１０２と、第２タイミング抽出部１０３と、位相比較部１０４と、同期信号生成部１０５とを備えている。位相比較部１０４は、位相比較部１０４は、カウント信号生成部２０１と、遅延量検出部２０２と、環境条件抽出部２０３と、記憶部２０４と、出力部２０５とを備えている。同期信号生成装置１には、地上波デジタル放送用アンテナ２と、ＧＰＳ通信衛星アンテナ３と、テレビ４と、基地局５とが接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、同期信号生成装置、基地局装置に関する。

無線通信機等の同期信号生成装置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）通信衛星からの時報を用いて同期信号を生成し、生成した同期信号を用いて同期信号生成装置内のクロック信号と同期を行っている。この同期信号生成装置が、ＧＰＳ通信衛星の電波を捕捉できていない場合や時報を受信できない場合でも無線通信機等の同期精度を保つ必要がある。このため、ＧＰＳ通信衛星からの時報を受信できない場合、同期信号生成装置の内部信号源クロックを用いて、同期信号の精度を保つ手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の手法では、ＧＰＳ通信衛星からの時報を受信できない場合、同期信号が抽出できないため、同期信号生成装置が、ＧＰＳ通信衛星からの時報の代わりにネットワークから時報等の同期信号を抽出し、同期信号生成装置内のクロック信号と同期を行う手法が提案されている。

特開２００１ー３３９３７３号公報

しかしながら、従来技術の手法では、ＧＰＳ通信衛星からの時報を受信できない場合、ネットワークから時報等の同期信号を抽出して同期を行うため、ネットワークのトラフィックが増大した場合などに遅延時間が大きくなり、抽出した同期信号の精度が悪化してしまうという問題点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ＧＰＳ通信衛星からの時報を受信できない場合でも、高精度の同期信号を生成することが可能な同期信号生成装置、基地局装置を提供することを課題としている。

上記目的を達成するため、本発明は、同期信号生成装置において、地上波デジタル放送信号の中から同期信号を抽出する第１タイミング抽出部と、ＧＰＳまたはネットワークから同期信号を抽出する第２タイミング抽出部と、前記地上波デジタル放送信号の同期信号に対する前記ＧＰＳまたはネットワークの同期信号の遅延量を検出する遅延量検出部と、前記遅延量検出部が検出した遅延量に基づき、前記地上波デジタル放送信号の同期信号を遅延させシステム同期信号を生成する遅延補正部とを備えることを特徴としている。

また、本発明は、同期信号生成装置において、前記地上波デジタル放送信号の中から自然環境に関する情報を所定の手法で抽出する環境条件抽出部とをさらに備え、前記遅延補正部は、前記環境条件抽出部が抽出した自然環境に関する情報に応じた遅延補正量と前記遅延量とに基づき、前記地上波デジタル放送信号の同期信号を遅延させシステム同期信号を生成することを特徴としている。

また、本発明は、同期信号生成装置において、前記第１タイミング抽出部が抽出した地上波デジタル放送信号の同期信号の信号対ノイズ特性値を算出し、算出した前記信号対ノイズ特性値を所定の閾値と比較し、比較結果に基づき前記地上波デジタル放送信号の同期信号を前記遅延量検出部に出力するか否かを判定する判定部と、前記ＧＰＳまたはネットワークの同期信号の有無を判定する信号有無判定部と、前記信号有無判定部が、前記ＧＰＳまたはネットワークの同期信号が無いと判定した場合、前記判定部が算出した信号対ノイズ特性値に応じて前記地上波デジタル放送信号の同期信号を補正した同期信号を生成する遅延補正部と、前記地上波デジタル放送信号から抽出した同期信号を用いて前記システム同期信号を生成するか前記遅延補正部が生成した同期信号を用いて前記システム同期信号を生成するかの選択を行う信号選択部とをさらに備えることを特徴としている。

また、本発明は、基地局装置において、地上波デジタル放送信号の中から同期信号を抽出する第１タイミング抽出部と、ＧＰＳまたはネットワークから同期信号を抽出する第２タイミング抽出部と、前記地上波デジタル放送信号の同期信号と前記ＧＰＳまたはネットワークの同期信号との遅延量を検出する遅延量検出部と、前記遅延量検出部が検出した遅延量に基づき、前記前記地上波デジタル放送信号の同期信号を遅延してシステム同期信号を生成する遅延補正部とを備え、前記遅延補正部が生成した前記システム同期信号を用いて同期を行うことを特徴としている。

本発明によれば、地上波デジタル放送の電波から抽出した同期信号に対するＧＰＳ通信衛星の電波またはネットワークから抽出した同期信号の遅延量を検出して、検出した遅延量に基づいて地上波デジタル放送の電波から抽出した同期信号を補正して同期信号を生成するようにしたので、ＧＰＳ通信衛星からの時報を受信できない場合でも、高精度の同期信号を生成することが可能になる。

本発明の同期信号生成装置１を用いた無線通信システムの構成の一例を説明する図である。 第一実施形態に係る同期信号生成装置１のブロック図である。 第一実施形態に係る記憶部が記憶する天気と遅延量の関係データの一例である。 第一実施形態に係る内部信号を説明する図である。 第二実施形態に係る同期信号生成装置１のブロック図である。 第三実施形態に係る同期信号生成装置１のブロック図である。 第三実施形態に係る同期信号生成手順のフローチャートである。

以下、図１〜図７を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は係る実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。図１は、同期信号生成装置１を用いた無線通信システムのブロック図である。図１において、無線通信システムは、同期信号生成装置１と、地上波デジタル放送用アンテナ２と、ＧＰＳ通信衛星アンテナ３と、テレビ４と、基地局５とで構成されている。地上波デジタル放送用アンテナ２は、地上波デジタル放送を受信するためのアンテナであり、基地局５を設置する建物の屋上等に設置されている。ＧＰＳ通信衛星アンテナ３は、ＧＰＳ通信衛星からの信号を受信するためのアンテナであり、基地局５を設置する建物の見晴らしが良く電波干渉が少ない屋上等に設置されている。また、基地局５は、同期信号生成装置１が出力する同期信号を受け取り、受け取った同期信号を用いて内部の同期部（不図示）を用いて同期する。テレビ４は一般的な地上波デジタル放送等を受信できるテレビである。基地局５は、携帯電話などの無線通信機器（不図示）の基地局であり、同期信号生成装置１から同期信号を受け取り、内部回路等との同期を行う。また、基地局５は、各無線通信機器との通信をするためのトランシーバーとアンテナを有している。

［第一実施形態］
第一の実施形態について、図２〜図５を用いて説明する。図２は、第一の実施形態における同期信号生成装置１の構成を説明するブロック図である。図２のように、同期信号生成装置１は、フィルタリング部１０１と、第１タイミング抽出部１０２と、第２タイミング抽出部１０３と、位相比較部１０４と、同期信号生成部１０５とを備えている。また、位相比較部１０４は、カウント信号生成部２０１と、遅延量検出部２０２と、環境条件抽出部２０３と、記憶部２０４と、出力部２０５とを備えている。また、同期信号生成装置１には、地上波デジタル放送用アンテナ２と、ＧＰＳ通信衛星アンテナ３と、テレビ４と、基地局５とが接続されている。

フィルタリング部１０１は、例えばバンド・パス・フィルターであり、地上波デジタル放送用アンテナ２が受信した信号２ａを受け取り、受け取った信号２ａから地上波デジタル放送の帯域の信号２ｂを抽出し、抽出した信号２ｂを第１タイミング抽出部１０２と位相比較部１０４とに出力する。また、地上波デジタル放送の信号２ｂには、例えば、天気予報等のデータ等が含まれている。

第１タイミング抽出部１０２は、フィルタリング部１０１が出力する信号２ｂを受け取り、受け取った信号２ｂからタイミング信号（同期信号）を抽出し、抽出したタイミング信号をテレビ４と位相比較部１０４に出力する。なお、地上波デジタル放送のタイミング信号２ｃとタイミング信号２ｅは、１．１３４［ｍｓｅｃ］間隔である。また、図２において、タイミング信号はテレビ４の信号レベルに合わせた信号２ｃと、位相比較部１０４の信号レベルに合わせた信号２ｅとに分けているが、用途に応じて同一の信号でも良い。

第２タイミング抽出部１０３は、ＧＰＳ通信衛星アンテナ３が受信した信号を受け取り、受け取った信号から時報（タイミング信号２ｄ）を抽出し、抽出したタイミング信号２ｄを位相比較部１０４に出力する。なお、ＧＰＳ通信衛星からの時報データであるタイミング信号２ｄは、１［ｓｅｃ］間隔である。

次に、位相比較部１０４の各部の機能について説明する。カウント信号生成部２０１は、水晶発振器等であり、所定のクロック信号を生成して、生成したクロック信号３ａを遅延量検出部２０２に出力する。なお、クロック信号３ａは、タイミング信号２ｅとタイミング信号２ｄとの遅延量を検出するのに十分に高速なクロックである。

遅延量検出部２０２は、第１タイミング抽出部１０２が出力するタイミング信号２ｅと、第２タイミング抽出部１０３が出力したタイミング信号２ｄとカウント信号生成部２０１が出力したカウント信号３ａとを受け取る。また、遅延量検出部２０２は、第２タイミング抽出部１０３がタイミング信号２ｄを出力しているか否か（タイミング信号の有無）を判定する。
タイミング信号２ｄが出力されている場合、遅延量検出部２０２は、受け取ったタイミング信号２ｅに対するタイミング信号２ｄの遅延量を、カウント信号３ａを用いて検出する。また、遅延量検出部２０２は、検出した遅延量データ（クロックのカウント数）３ｂを記憶部２０４に書き込んで記憶させ、さらに受け取ったタイミング信号２ｅ（＝２ｇ）を同期信号生成部１０５に出力する。
タイミング信号２ｄが出力されていない場合、遅延量検出部２０２は、受け取ったタイミング信号２ｅに対するタイミング信号２ｄの遅延量を検出しない。

環境条件抽出部２０３は、フィルタリング部１０１が出力する信号２ｂを受け取り、受け取った天気に関する情報を含む信号２ｂから天気に関する情報を一般的な手法で抽出し、抽出した天気に関する情報３ｅを記憶部２０４に書き込んで記憶させる。
記憶部２０４は、遅延量検出部２０２が検出した遅延量データ３ｂと、環境条件抽出部２０３が抽出した天気に関する情報３ｅと、天気と遅延量の関係データを記憶する。これは、電波伝達速度が、地上波デジタル放送の発信局（不図示）から同期信号生成装置１までの電波が達する経路における電離層や対流圏などの電波特性の変化によりに、電波伝達速度に変化するため、天気により遅延量が異なる。このことを考慮したのが、上記の関係データである。
図３は、記憶部２０４が記憶する天気と遅延量の関係データの一例である。図３のように、天気と遅延量の関係データは、天気とタイミング信号の遅延量が関係づけられて記憶されている。この天気と遅延量の関係データは、例えば、同期信号生成装置１を設置する場合、設置者か利用者が実測に基づいて記憶部２０４に書き込んで記憶させるか、予め適宜の値を記憶させておいても良い。また、設置時に、同期信号生成装置１が天気と遅延量の関係データを生成し、生成した天気と遅延量の関係データを、所定の範囲の地域内に設置されるすべての同期信号生成装置１に書き込んで記憶させるようにしても良い。また、天気と遅延量の関係データは、遅延量に影響する天気以外の自然環境に関するデータでも良い。

出力部２０５は、記憶部２０４に記憶されている遅延量データ３ｂと、天気に関する情報３ｅと、天気と遅延量の関係データを読み出す。また、出力部２０５は、読み出した遅延量データ３ｂを天気に関する情報３ｅに応じて補正する。補正方法は、例えば、天気に関する情報３ｅが「雪」の場合、遅延量データ３ｂに雪の場合の遅延量を加算して、加算した遅延量データを遅延量データ２ｆとして同期信号生成部１０５に出力する。

同期信号生成部１０５は、位相比較部１０４の出力部２０５が出力する遅延量データ２ｆと、位相比較部１０４の遅延量検出部２０２が出力するタイミング信号２ｇを受け取る。また、同期信号生成部１０５は、受け取った遅延量データ２ｆに基づきタイミング信号２ｇを遅延させ同期信号を生成し、生成した同期信号を基地局５に出力する。

次に、同期信号生成装置１の同期信号生成手順を図２〜図４を用いて説明する。図４は、内部信号を説明する図である。また、記憶部２０４には、予め天気と遅延量との関係データが書き込まれている場合を説明する。
まず、同期信号生成装置１の設置時等に、同期信号生成装置１は、地上波デジタル放送用アンテナ２とＧＰＳ通信衛星アンテナ３とから受信した信号を受け取る。
ＧＰＳ通信衛星アンテナ３から電波が受信できている場合、遅延量検出部２０２は、第２タイミング抽出部１０３がタイミング信号２ｄを出力していると判定し、タイミング信号２ｅに対するタイミング信号２ｄの遅延量を、カウント信号３ａを用いて検出する。詳細には、遅延量検出部２０２は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、タイミング信号２ｅの凸部からタイミング信号２ｄの凸部までの間を、カウント信号で幾つの凸部（クロックのカウント数）があったかを検出する。また、遅延量検出部２０２は、検出した遅延量データ（クロックのカウント数）３ｂを記憶部２０４に書き込んで記憶させ、さらに受け取ったタイミング信号２ｅ（＝２ｄ）を同期信号生成部１０５に出力する。そして、同期信号生成部１０５は、第２タイミング抽出部１０３が抽出したタイミング信号２ｇ（＝２ｄ）を受け取る。ＧＰＳ通信衛星アンテナ３から電波が受信できているため、遅延量データはタイミング信号２ｄの周期である１秒ごとに更新し、同期信号生成部１０５は、受け取ったタイミング信号２ｇ（＝２ｄ）を同期信号２ｈとして基地局５に出力する。

ＧＰＳ通信衛星アンテナ３を取り外した場合、または、ＧＰＳ通信衛星の電波からタイミング信号２ｄを一定時間、抽出できない場合、遅延量検出部２０２は、第２タイミング抽出部１０３がタイミング信号２ｄを出力していないと判定する。この結果、遅延量検出部２０２は、受け取ったタイミング信号２ｅに対するタイミング信号２ｄの遅延量を検出しない。そして、同期信号生成部１０５は、第１タイミング抽出部１０２が抽出したタイミング信号２ｇ（＝２ｅ）を受け取る。そして、同期信号生成部１０５は、受け取ったタイミング信号２ｇを記憶部２０４に記憶されている遅延量データを用いて遅延させて補正して同期信号２ｈを生成するため、ＧＰＳ通信衛星アンテナ３から受信した時報と同等の精度の同期信号を生成できる。詳細には、同期信号生成部１０５は、図４（ｃ）〜図４（ｅ）に示すように、タイミング信号２ｇ（＝２ｅ）から遅延量データ３ｂの分、遅延を補正して同期信号２ｈを出力する。なお、ＧＰＳ通信衛星アンテナ３から電波が受信できている場合、タイミング信号２ｇをタイミング信号２ｄとしたが、タイミング信号２ｅでも良く、タイミング信号２ｅの場合、ＧＰＳ通信衛星アンテナ３から電波が受信できない場合と同様に遅延量を補正する処理をする。

また、ＧＰＳ通信衛星アンテナ３を取り外した場合、出力部２０５は、記憶部２０４に記憶されている遅延量データを、環境条件抽出部２０３が抽出した天気に関するデータ３ｅに応じた遅延量を加算した遅延量データ２ｆとして同期信号生成部１０５に出力する。この結果、天候による影響を軽減することができ、高精度の同期信号を生成することができる。

以上のように、同期信号生成装置１は、地上波デジタル放送の電波からタイミング信号２ｅを、ＧＰＳ通信衛星の電波からタイミング信号２ｄをそれぞれ抽出し、同期信号生成装置１の内部クロックを用いて、抽出したタイミング信号２ｅに対するタイミング信号２ｄの遅延量データを検出し、この遅延データを用いて、地上波デジタル放送の電波から抽出したタイミング信号２ｅを遅延させて補正して同期信号を生成するようにしたので、高精度の同期信号を生成できる。また、ＧＰＳ通信衛星の電波からタイミング信号２ｄを一定時間、抽出できない場合、記憶部２０４に天気と遅延量に関するデータを記憶させておき、さらに地上波デジタル放送の電波から天気に関するデータを抽出して、天気に基づいた固定値の遅延量を加算して遅延量データを算出し、地上波デジタル放送の電波から抽出したタイミング信号を、遅延量データを用いて補正するようにしたので、ＧＰＳ通信衛星の電波からタイミング信号２ｄを一定時間、抽出できない場合においても、精度の高い同期信号を生成できる。

［第二実施形態］
次に、第二の実施形態について、図５の同期信号生成装置１のブロック図を用いて説明する。なお、第一の実施形態の図２と同じ機能部は同じ符号を用い、説明を省略する。図６のように、第一の実施形態との差異は、信号有無判定部３０１と、ＣＮＲ判定部４０１（判定部）と、信号選択部４０２と、出力部４０３である。

信号有無判定部３０１は、ＧＰＳ通信衛星の電波から信号を受信できているか否かを判定し、判定結果として受信信号有無データを信号選択部４０２に出力する。また、信号有無判定部３０１は、ＧＰＳ通信衛星の電波から信号を受信できている場合、第２タイミング抽出部１０３に、ＧＰＳ通信衛星の電波から受信した信号を出力する。
ＣＮＲ判定部４０１は、フィルタリング部１０１が出力する信号２ｂを受け取り、受け取った信号２ｂのＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐｅｒ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）値を算出する。また、ＣＮＲ判定部４０１は、算出したＣＮＲ値３ｅを算出し、算出した値に基づき電波の品質情報を記憶部２０４に書き込んで記憶させる。すなわち、ＣＮＲ判定部４０１は、地上波デジタル放送の電波の信号品質を算出し、算出した値に基づき電波の信号品質情報を記憶部２０４に書き込んで記憶させている。また、記憶部２０４には、予め信号品質に応じた固定値の遅延量データが記憶されている。

信号選択部４０２は、信号有無判定部３０１が出力する受信信号有無データを受け取り、受け取った受信信号有無データ応じた信号有無データを生成し、生成した信号有無データを出力部４０３に出力する。また、信号選択部４０２は、第１タイミング抽出部１０２が出力するタイミング信号２ｅおよび第２タイミング抽出部１０３が出力するタイミング信号２ｄを受け取る。そして、信号選択部４０２は、ＧＰＳ通信衛星の電波から信号が受信されている場合、タイミング信号２ｄをタイミング信号２ｇとして同期信号生成部１０５に出力し、ＧＰＳ通信衛星の電波から信号が受信されていない場合、タイミング信号２ｅをタイミング信号２ｇとして同期信号生成部１０５に出力する。
出力部４０３は、信号選択部４０２が出力する信号有無データを受け取り、受け取った信号有無データに基づき、記憶部２０４に記憶されている補正量データと品質情報を読み出す。出力部４０３は、記憶部２０４に記憶されているタイミング信号２ｅに対するタイミング信号２ｄの遅延量データを用いず、品質情報に対応する記憶部２０４に記憶されている固定値の遅延量データを読み出し、読み出した固定値の遅延量データを遅延量データ２ｆとして出力する。
また、出力部４０３は、記憶部２０４に記憶されているタイミング信号２ｅに対するタイミング信号２ｄの遅延量データを読み出し、読み出した遅延量データを遅延量データ２ｆとして出力するようにしてもよい。

以上のように同期信号生成装置１を構成したので、ＣＮＲ判定部４０１が地上波デジタル放送の電波の信号品質を算出し、算出した信号品質に対応する記憶部２０４に予め記憶されている信号品質に応じた固定値の遅延量データを用いて、地上波デジタル放送の電波から抽出したタイミング信号を、遅延量データを用いて遅延させて補正して同期信号を生成するようにしたので、精度の高い同期信号を生成できる。
また、第二の実施携帯では、ＣＮＲ判定部４０１は、フィルタリング部１０１の出力を用いて電波の信号品質を算出する例を説明したが、第１タイミング抽出部１０２が出力するタイミング信号の信号品質を算出して用いるようにしても良い。

［第三実施形態］
次に、第三の実施形態について、図６の同期信号生成装置１のブロック図を用いて説明する。なお、第一の実施形態の図２、及び第二の実施形態の図５と同じ機能部は同じ符号を用い、説明を省略する。図６のように、第一および第二の実施形態との差異は、周波数補正部３０２と、同期信号生成部３０３である。また、周波数補正部３０２は、ＣＮＲ判定部５０１と、遅延量検出部５０２と、記憶部５０３と、遅延補正部５０４と、信号選択部５０５と、位相検出部５０６と、位相補正部５０７とを備えている。

次に、周波数補正部３０２の各部の機能について説明する。ＣＮＲ判定部５０１は、第１タイミング抽出部１０２が出力するタイミング信号２ｅを受け取り、受け取ったタイミング信号２ｅのＣＮＲ値を算出する。また、ＣＮＲ判定部５０１は、算出したＣＮＲ値が所定の値、例えば３０[ｄＢ]以上の場合、受け取ったタイミング信号２ｅ（＝５ａ）を遅延量検出部５０２に出力し、タイミング信号２ｅ（＝５ａ）と算出したＣＮＲ値とを遅延補正部５０４とに出力する。すなわち、ＣＮＲ判定部５０１は、地上波デジタル放送の電波の信号品質が良いと判定した場合、タイミング信号２ｅを遅延量検出部５０２と遅延補正部５０４とに出力する。さらに、ＣＮＲ判定部５０１は、算出したＣＮＲが所定の値未満の場合、タイミング信号２ｅを遅延量検出部５０２と遅延補正部５０４とに出力しない。
遅延量検出部５０２は、ＣＮＲ判定部５０１が出力するタイミング信号２ｅと、第２タイミング抽出部１０３が出力するタイミング信号２ｄを受け取り、受け取ったタイミング信号２ｅに対するタイミング信号２ｄの遅延量を検出し、検出した遅延量データ５ｂを記憶部５０３に書き込んで記憶させる。遅延量を検出して記憶させる動作は、遅延量検出部２０２と同様に行う。

記憶部５０３は、タイミング信号２ｅに対するタイミング信号２ｄの遅延量データ５ｂと、ＣＮＲ値に対応した補正量とを記憶する。
遅延補正部５０４は、ＣＮＲ判定部４０１が出力するタイミング信号５ａ（＝２ｅ）とＣＮＲ値を受け取り、また、記憶部５０３に記憶されている遅延量データ５ｂとＣＮＲ値に対応する補正量を読み出す。また、遅延補正部５０４は、受け取った遅延量データ５ｂと読み出した補正量を用いて、タイミング信号２ｅを遅延させ補正し、補正したタイミング信号５ｃを信号選択部４０５に出力する。例えば、遅延量データ５ｂに補正量を乗じることとで補正する。

信号選択部５０５は、第２タイミング抽出部１０３が出力するタイミング信号２ｄと、遅延補正部５０４が出力する補正されたタイミング信号５ｃと、信号有無判定部３０１が出力する受信信号有無データ４ａとを受け取る。また、受け取った受信信号有無データ４ａが信号無しの場合、信号選択部５０５は、タイミング信号５ｃをタイミング信号５ｄとして選択し、選択したタイミング信号５ｄを位相検出部５０６に出力する。一方、受け取った受信信号有無データ４ａが信号有りの場合、信号選択部５０５は、タイミング信号２ｄをタイミング信号５ｄとして選択し、選択したタイミング信号５ｄを位相検出部５０６に出力する。すなわち、信号選択部５０５は、ＧＰＳ通信衛星の電波を受信できている場合、ＧＰＳ通信衛星の電波から抽出したタイミング信号２ｄを選択し、ＧＰＳ通信衛星からの電波を受信できていない場合、地上波デジタル放送の電波から抽出したタイミング信号２ｅが補正されたタイミング信号５ｃを選択する。
位相検出部５０６は、信号選択部５０５が出力するタイミング信号５ｄと同期信号生成部３０３が出力するクロック信号４ｃを受け取り、受け取ったクロック信号４ｃとタイミング信号５ｄとの位相差を検出し、検出した位相差５ｅを位相補正部５０７に出力する。
位相補正部５０７は、位相検出部５０６が出力する位相差５ｅを受け取り、受け取った位相差５ｅを用いて同期信号生成部３０３が生成したクロック信号４ｃの位相を補正するための補正値４ｂを生成し、生成した補正値４ｂを同期信号生成部３０３に出力する。

同期信号生成部３０３は、基地局５が使用する所定の周波数のクロック信号４ｃを生成し、生成したクロック信号４ｃを周波数補正部３０２に出力する。また、同期信号生成部３０３は、周波数補正部３０２が生成した補正値４ｂを受け取り、生成したクロック信号４ｃを受け取った補正値４ｂを用いて補正し、補正したクロック信号４ｄとして基地局５に出力する。

次に、第三の実施形態における同期信号の生成手順を、図７のフローチャートを用いて説明する。フィルタリング部１０１は、地上波デジタル放送用アンテナ２が受信した信号２ａを受け取り、受け取った信号２ａから地上波デジタル放送受信に必要な帯域の信号２ｂを抽出して、抽出した第１タイミング抽出部１０２に出力する。信号２ｂ受け取り後、第１タイミング抽出部１０２は、受け取った信号２ｂからタイミング信号を抽出して、抽出したタイミング信号２ｅを周波数補正部３０２に出力する（ステップＳ２０１）。
次に、信号有無判定部３０１は、ＧＰＳ通信衛星からの電波が受信できているか否かを判定し（ステップＳ２０２）、判定結果に基づき受信信号有無データ４ａを周波数補正部３０２に出力する。また、ＧＰＳ通信衛星からの電波が受信できている場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、第２タイミング抽出部１０３は、ＧＰＳ通信衛星アンテナ３が受信した信号を受け取り、受け取った信号から時報を抽出し、抽出したタイミング信号２ｄを周波数補正部３０２に出力する（ステップＳ２０３）。また、ＧＰＳ通信衛星からの電波が受信できていない場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、第２タイミング抽出部１０３はタイミング検出を行わない。

次に、ＣＮＲ判定部５０１は、第１タイミング抽出部１０２が出力するタイミング信号２ｅを受け取り、受け取ったタイミング信号２ｅのＣＮＲ値を算出する。また、ＣＮＲ判定部５０１は、算出したＣＮＲ値が所定の値以上の場合、受け取ったタイミング信号２ｅ（＝５ａ）を遅延量検出部５０２に出力し、タイミング信号２ｅ（＝５ａ）と算出したＣＮＲ値とを遅延補正部５０４とに出力する（ステップＳ２０４）。また、ＣＮＲ値が所定の値未満の場合、ＣＮＲ判定部５０１は、タイミング信号２ｅを遅延量検出部５０２に出力せず、ＣＮＲ値を遅延補正部５０４に出力する。

次に、遅延量検出部５０２は、タイミング信号２ｅとタイミング信号２ｄとが入力されているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。両方のタイミング信号（２ｅと２ｄ）が入力されている場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、遅延量検出部５０２は、タイミング信号２ｅに対するタイミング信号２ｄの遅延量を検出し、検出した遅延量データ５ｄを記憶部５０３に書き込んで記憶させる（ステップＳ２０６）。両方のタイミング信号（２ｅと２ｄ）が入力されていない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、遅延量検出部５０２は、遅延量を検出せず、ステップＳ２０８に進む。

次に、遅延補正部５０４は、ＣＮＲ判定部４０１が出力するタイミング信号５ａ（＝２ｅ）とＣＮＲ値を受け取り、また、記憶部５０３に記憶されている遅延量データ５ｂとＣＮＲ値に対応する補正量を読み出す。また、遅延補正部５０４は、受け取った遅延量データ５ｂと読み出した補正量を用いて、タイミング信号２ｅを遅延させ補正し、補正したタイミング信号５ｃを信号選択部４０５に出力する（ステップＳ２０７）。

次に、信号選択部５０５は、信号有無判定部３０１が出力する受信信号有無データ４ａと、第２タイミング抽出部１０３が出力するタイミング信号２ｄと、遅延補正部５０４が出力する補正されたタイミング信号５ｃとを受け取る。また、信号選択部５０５は、受け取った受信信号有無データ４ａが受信信号有りか無しかを判定し（ステップＳ２０８）、受信信号有りの場合（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）タイミング信号２ｄ（＝５ｄ）を選択してタイミング信号５ｄとして位相検出部５０６に出力する（ステップＳ２０９）。また、信号選択部４０５は、受信信号無しの場合（ステップＳ２０８；Ｎｏ）、タイミング信号５ｃ（＝５ｄ）を選択してタイミング信号５ｄとして位相検出部５０６に出力する（ステップＳ２１０）。

次に、位相検出部５０６は、信号選択部５０５が出力するタイミング信号５ｄと、同期信号生成部３０３が出力するクロック信号４ｃを受け取り、受け取ったクロック信号４ｃとタイミング信号５ｄとの位相差を検出し（ステップＳ２１１）、検出した位相差５ｅを位相補正部５０７に出力する。次に、位相補正部５０７は、位相検出部５０６が出力する位相差５ｅを受け取り、受け取った位相差５ｅを用いて同期信号生成部３０３が生成したクロック信号４ｃの位相を補正するための補正値４ｂを生成し（ステップＳ２１２）、生成した補正値４ｂを同期信号生成部３０３に出力する。次に、同期信号生成部３０３は、周波数補正部３０２が生成した補正値４ｂを受け取り、生成したクロック信号４ｃを受け取った補正値４ｂを用いて補正し、補正したクロック信号４ｄとして基地局５に出力する（ステップＳ２１３）。

以上のように、同期信号生成装置１は、地上波デジタル放送の電波からタイミング信号２ｅを抽出し、ＧＰＳ通信衛星の電波が受信できるか否かを判定し、受信できる場合、ＧＰＳ通信衛星の電波から受信してタイミング信号２ｄを抽出し、さらに地上波デジタル放送の電波から抽出したタイミング信号２ｅを抽出して、タイミング信号２ｅに対するタイミング信号２ｄの遅延量を検出して、検出した遅延量を記憶部５０３に書き込んで記憶させる。また、ＧＰＳ通信衛星の電波から信号を受信できていない場合、地上波デジタル放送の電波から抽出したタイミング信号２ｅの品質を判定し、判定結果に基づき地上波デジタル放送の電波から抽出したタイミング信号２ｅの遅延量を補正し、さらに同期信号生成部３０３が生成したクロック信号を用いて同期信号の位相の補正値を生成する。また、周波数補正部３０２は、ＧＰＳ通信衛星の電波を受信できている場合、ＧＰＳ通信衛星の電波から抽出したタイミング信号と同期信号生成部３０３が生成したクロック信号を用いてクロック信号の位相の補正値を生成する。さらに、同期信号生成部３０３は、受け取った補正値を用いてクロック信号の位相を補正するようにしたので、高精度なクロック信号を生成することができる。

また、第三の実施形態では、ＣＮＲ判定部５０１は、算出したＣＮＲ値が所定の値以上の場合にタイミング信号５ａ（＝２ｅ）を遅延量検出部５０２と遅延補正部５０４に出力する例を説明したが、ＣＮＲ値にかかわらずタイミング信号５ａ（＝２ｅ）を遅延量検出部５０２と遅延補正部５０４に出力するようにしても良い。また、ＣＮＲ判定部５０１の所定の値の閾値は、同期信号生成装置１を使用する条件によって変えても良い。例えば、タイミング精度の要求が高い同期信号生成装置１においては閾値を高く設定し、タイミング精度の要求が低い同期信号生成装置１においては閾値を低く設定する。

また、本実施形態では、第２タイミング信号（タイミング信号２ｄ）としてＧＰＳ通信衛星からの電波から抽出した時報を用いる例を説明したが、第２タイミング信号にネットワークから抽出したタイミング信号を用いても良い。この場合、ネットワークのトラフィックが少ないときに遅延量を検出し、検出した遅延データを記憶部２０４または５０３に書き込んで記憶させておき、地上波デジタル放送の電波から抽出したタイミング信号を遅延して同期信号を生成するようにすれば、精度の高い同期信号を生成できる。

また、本実施形態では、ＧＰＳ通信衛星の電波からタイミング信号２ｄを随時検出する例を説明したが、例えば、同期信号生成装置１を設置者または利用者が設置するときのみＧＰＳ通信衛星の電波からタイミング信号２ｄを検出するようにしても良い。また、ネットワークからタイミング信号を抽出して使用する場合にも設置時のみに抽出するようにしても良い。この場合、検出したタイミング信号２ｄを用いて遅延量検出部２０２が遅延量データを検出して、検出した遅延量データを記憶部２０４に書き込んで記憶させる。そして、地上波デジタル放送の電波からタイミング信号２ｅを、記憶部２０４に記憶されている遅延量データを用いて補正することで、短い周期でタイミング信号の補正を行えるため、この方法においても、高精度の同期信号を生成できる。また、この方法によれば、ＧＰＳ通信衛星の電波を捕捉できない場合やネットワークのトラフィックが増大した場合でも、設置時のみにタイミング信号を取得して、遅延量を検出し記憶部２０４に書き込んで記憶させるようにしたため、高精度の同期信号を生成できる。

また、本実施形態では、生成した同期信号を基地局５に出力する例を説明したが、例えば、テレビ４に出力しても良く、あるいは、家庭に設置するフェムトセル基地局等に出力しても良い。さらには、本実施形態の同期信号生成装置１を基地局やフェムトセル基地局等内に備えるように構成しても良い。

１・・・同期信号生成装置、２・・・地上波デジタル放送用アンテナ、３・・・ＧＰＳ通信衛星アンテナ、４・・・テレビ、５・・・基地局、１０１・・・フィルタリング部、１０２・・・第１タイミング抽出部、１０３・・・第２タイミング抽出部、１０４・・・位相比較部、１０５・・・同期信号生成部、２０１・・・カウント信号生成部、
２０２・・・遅延量検出部、２０３・・・環境条件抽出部、２０４・・・記憶部、
２０５・・・出力部

Claims (4)

1. 地上波デジタル放送信号の中から同期信号を抽出する第１タイミング抽出部と、
   ＧＰＳまたはネットワークから同期信号を抽出する第２タイミング抽出部と、
   前記地上波デジタル放送信号の同期信号に対する前記ＧＰＳまたはネットワークの同期信号の遅延量を検出する遅延量検出部と、
   前記遅延量検出部が検出した遅延量に基づき、前記地上波デジタル放送信号の同期信号を遅延させシステム同期信号を生成する遅延補正部と、
   を備えることを特徴とする同期信号生成装置。
2. 前記地上波デジタル放送信号の中から自然環境に関する情報を所定の手法で抽出する環境条件抽出部と、
   をさらに備え、
   前記遅延補正部は、前記環境条件抽出部が抽出した自然環境に関する情報に応じた遅延補正量と前記遅延量とに基づき、前記地上波デジタル放送信号の同期信号を遅延させシステム同期信号を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の同期信号生成装置。
3. 前記第１タイミング抽出部が抽出した地上波デジタル放送信号の同期信号の信号対ノイズ特性値を算出し、算出した前記信号対ノイズ特性値を所定の閾値と比較し、比較結果に基づき前記地上波デジタル放送信号の同期信号を前記遅延量検出部に出力するか否かを判定する判定部と、
   前記ＧＰＳまたはネットワークの同期信号の有無を判定する信号有無判定部と、
   前記信号有無判定部が、前記ＧＰＳまたはネットワークの同期信号が無いと判定した場合、前記判定部が算出した信号対ノイズ特性値に応じて前記地上波デジタル放送信号の同期信号を補正した同期信号を生成する遅延補正部と、
   前記地上波デジタル放送信号から抽出した同期信号を用いて前記システム同期信号を生成するか前記遅延補正部が生成した同期信号を用いて前記システム同期信号を生成するかの選択を行う信号選択部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の同期信号生成装置。
4. 地上波デジタル放送信号の中から同期信号を抽出する第１タイミング抽出部と、
   ＧＰＳまたはネットワークから同期信号を抽出する第２タイミング抽出部と、
   前記地上波デジタル放送信号の同期信号と前記ＧＰＳまたはネットワークの同期信号との遅延量を検出する遅延量検出部と、
   前記遅延量検出部が検出した遅延量に基づき、前記前記地上波デジタル放送信号の同期信号を遅延してシステム同期信号を生成する遅延補正部と、
   を備え、
   前記遅延補正部が生成した前記システム同期信号を用いて同期を行う
   ことを特徴とする基地局装置。

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