JP2011176593A - マスター通信装置、スレーブ通信装置、通信システムおよび通信方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】雷サージの対策としてパルストランスを備え、100BASE−Tと100BASE−TXの2つの規格のいずれの伝送ケーブルでの接続が可能であり、かつ正確に同期信号を伝送することができるマスター通信装置、スレーブ通信装置、通信システムおよび通信方法を提供する。
【解決手段】RS422ドライバ36は、パルストランス回路20から出力される差動信号を第1のシングルエンド信号に変換する。反転回路34は、パルストランス回路20から出力される差動信号の正負を反転する。RS422ドライバ38は、反転回路34から出力される差動信号を第2のシングルエンド信号に変換する。選択回路40は、第1のシングルエンド信号および第2のシングルエンド信号のタイミングに基づいて、これらの信号のいずれかを選択して同期信号として出力する。
【選択図】図2
【解決手段】RS422ドライバ36は、パルストランス回路20から出力される差動信号を第1のシングルエンド信号に変換する。反転回路34は、パルストランス回路20から出力される差動信号の正負を反転する。RS422ドライバ38は、反転回路34から出力される差動信号を第2のシングルエンド信号に変換する。選択回路40は、第1のシングルエンド信号および第2のシングルエンド信号のタイミングに基づいて、これらの信号のいずれかを選択して同期信号として出力する。
【選択図】図2
Description
本発明は、マスター通信装置、スレーブ通信装置、通信システムおよび通信方法に関し、特に、通信ケーブルを用いて同期信号を伝送する技術に関する。
WiMAX(登録商標)スーパーピコセル基地局システムのような通信システムでは、複数の基地局間で同期をとるために、マスター基地局から、スレーブ基地局に同期信号が伝送される。この同期信号の伝送には、イーサーネットケーブルを用いることが考えられる。
一般に、イーサーネット(登録商標)ケーブルは、8芯のうち第1、第2、第3、第6芯を用いて、データ通信が行われている。残りの第4、第5、第7、第8芯については、全く使用しなかったり、特許文献1に記載されているように電力伝送用に使用したり、あるいはデータ伝送用に使用したりされている。
図9は、イーサーネットケーブルの第4、第5、第7、第8芯を使用しない例を説明するための図である。
図9に示すように、第1、第2、第3、第6芯を用いてデータが伝送される。第4、第5、第7、第8芯については、ノイズ源とならないように、抵抗R1、R2、R3、R4を介してグランドに接地されている。
図10は、イーサーネットケーブルの第4、第5、第7、第8芯を電力伝送用に使用する例を説明するための図である。
図10を参照して、電源回路96によって、第4、第5、第7、第8ピンに48Vの電圧を印加して、これらに接続される伝送線を通じてターゲット側を給電する。この方式とは異なり、第1、第2、第3、第6ピンに48Vの電圧を印加して、これらに接続される伝送線を通じてターゲット側を給電する方式もある。
図11は、イーサーネットケーブルの第4、第5、第7、第8芯をデータ伝送用に使用する例を説明するための図である。
図11を参照して、第4、第5、第7、第8ピンも、第1、第2、第3、第6ピンと同様に、これらに接続される伝送線を通じて、データを通信する。これによって、伝送レートが増加する。
ところで、イーサーネットケーブルには100BASE−T規格と、100BASE−TX規格の2つのケーブルがある。
図12(a)は、100BASE−T規格のクロスケーブルの結線を表わす図である。
図12(a)に示すように、このクロスケーブルでは、イーサーネットインタフェース回路98の第1ピン(第1の正論理用ピンD1_p)が、イーサーネットケーブルの第1芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第3ピン(第2の正論理用ピンD2_p)と接続する。イーサーネットインタフェース回路98の第2ピン(第1の負論理用ピンD1_p)が、イーサーネットケーブルの第2芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第6ピン(第2の負データ用ピンD2_n)と接続する。
図12(a)に示すように、このクロスケーブルでは、イーサーネットインタフェース回路98の第1ピン(第1の正論理用ピンD1_p)が、イーサーネットケーブルの第1芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第3ピン(第2の正論理用ピンD2_p)と接続する。イーサーネットインタフェース回路98の第2ピン(第1の負論理用ピンD1_p)が、イーサーネットケーブルの第2芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第6ピン(第2の負データ用ピンD2_n)と接続する。
イーサーネットインタフェース回路98の第3ピン(第2の正論理用ピンD2_p)が、イーサーネットケーブルの第3芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第1ピン(第1の正論理用ピンD1_p)と接続する。イーサーネットインタフェース回路98の第4ピン(第3の正論理用ピンD3_p)が、イーサーネットケーブルの第4芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第7ピン(第4の正データ用ピンD4_p)と接続する。
イーサーネットインタフェース回路98の第5ピン(第3の負論理用ピンD3_n)が、イーサーネットケーブルの第5芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第8ピン(第4の正論理用ピンD4_n)と接続する。イーサーネットインタフェース回路98の第6ピン(第2の負論理用ピンD2_n)が、イーサーネットケーブルの第6芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第2ピン(第1の負データ用ピンD1_n)と接続する。
イーサーネットインタフェース回路98の第7ピン(第4の正論理用ピンD4_p)が、イーサーネットケーブルの第7芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第4ピン(第3の正論理用ピンD3_n)と接続する。イーサーネットインタフェース回路98の第8ピン(第4の負論理用ピンD4_n)が、イーサーネットケーブルの第8芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第5ピン(第3の負データ用ピンD3_n)と接続する。
図12(b)は、100BASE−TX規格のクロスケーブルの結線を表わす図である。
このクロスケーブルの第1〜第4芯については、図12(a)の結線と同様である。図12(b)の結線が、図12(a)の結線と相違する点は以下である。
イーサーネットインタフェース回路98の第4ピン(第3の正論理用ピンD3_p)が、イーサーネットケーブルの第4芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第8ピン(第4の正論理用ピンD4_n)と接続する。
イーサーネットインタフェース回路98の第5ピン(第3の負論理用ピンD3_n)が、イーサーネットケーブルの第5芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第7ピン(第4の正データ用ピンD4_p)と接続する。
イーサーネットインタフェース回路98の第7ピン(第4の正論理用ピンD4_p)が、イーサーネットケーブルの第7芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第5ピン(第3の負データ用ピンD3_n)と接続する。イーサーネットインタフェース回路98の第8ピン(第4の負論理用ピンD4_n)が、イーサーネットケーブルの第8芯を通じて、イーサーネットインタフェース回路95の第4ピン(第3の正論理用ピンD3_n)と接続する。
また、雷サージの対策として、マスター基地局とスレーブ基地局において、信号の伝送経路上にパルストランスを設けることが通常行なわれている。
上述のように、イーサーネットケーブルには2つの規格が存在するが、一方の規格にのみ適合するのでは、不便である。いずれの規格のケーブルを用いても、同期信号の論理が反転せずに伝送できることが望ましい。
さらに、雷サージの対策として、パルストランスを設けた場合に、同期信号が正確に伝送できないという問題がある。たとえば、1PPS(Pulse Per Second)、5msのパルス幅でタイミングを調整しようとすると、同期信号が正確に伝送できない。
それゆえに、本発明の目的は、雷サージの対策としてパルストランスを備え、100BASE−Tと100BASE−TXの2つの規格のいずれの伝送ケーブルでの接続が可能であり、かつ正確に同期信号を伝送することができるマスター通信装置、スレーブ通信装置、通信システムおよび通信方法を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明のマスター通信装置は、デューティ比D(0<D<1、D≠0.5)を有する同期信号を生成する同期信号生成回路と、同期信号を差動信号に変換する第1の変換回路と、差動信号を受ける第1のパルストランスと、第1のパルストランスから出力される差動信号をイーサーネットケーブルを通じてスレーブ通信装置に送信する第1のインタフェース回路とを備える。
本発明のスレーブ通信装置は、マスター通信装置からイーサーネットケーブルを通じて差動信号を受信する第2のインタフェース回路と、第2のインタフェース回路から出力される差動信号を受ける第2のパルストランスと、第2のパルストランスから出力される差動信号を第1のシングルエンド信号に変換する第2の変換回路と、第2のパルストランスから出力される差動信号を反転する反転回路と、反転回路から出力される差動信号を第2のシングルエンド信号に変換する第3の変換回路と、第1のシングルエンド信号および第2のシングルエンド信号のタイミングに基づいて、第1のシングルエンド信号および第2のシングルエンド信号のいずれかを選択して同期信号として出力する選択回路とを備える。
好ましくは、選択回路は、第2の変換回路から出力される第1のシングルエンド信号のエッジを検出する第1の検出部と、第3の変換回路から出力される第2のシングルエンド信号のエッジを検出する第2の検出部と、第1のシングルエンド信号のエッジのタイミングと1つ前の第2のシングルエンド信号のエッジのタイミングとの第1の差を算出する第1の減算部と、第2のシングルエンド信号のエッジのタイミングと1つ前の第1のシングルエンド信号のエッジのタイミングとの第2の差を算出する第2の減算部と、第1の差と第2の差に基づいて、第1のシングルエンド信号と第2のシングルエンド信号のいずれを選択するかを判定する判定部と、選択された信号を同期信号として出力するスイッチとを含む。
好ましくは、デューティ比Dは、0.5よりも大きく、マスター通信装置が、生成した同期信号のパルスの立上りのタイミングを用いるときに、判定部は、第1の差が第2の差よりも大きいときには、第1のシングルエンド信号を選択し、第1の差が第2の差よりも小さいときには、第2のシングルエンド信号を選択する。
好ましくは、デューティ比Dは、0.5よりも大きく、マスター通信装置が、生成した同期信号のパルスの立下がりのタイミングを用いるときに、判定部は、第1の差が第2の差よりも小さいときには、第1のシングルエンド信号を選択し、第1の差が第2の差よりも大きいときには、第2のシングルエンド信号を選択する。
好ましくは、デューティ比Dは、0.5よりも小さく、マスター通信装置が、生成した同期信号のパルスの立上りのタイミングを用いるときに、判定部は、第1の差が第2の差よりも小さいときには、第1のシングルエンド信号を選択し、第1の差が第2の差よりも大きいときには、第2のシングルエンド信号を選択する。
好ましくは、デューティ比Dは、0.5よりも小さく、マスター通信装置が、生成した同期信号のパルスの立下がりのタイミングを用いるときに、判定部は、第1の差が第2の差よりも大きいときには、第1のシングルエンド信号を選択し、第1の差が第2の差よりも小さいときには、第2のシングルエンド信号を選択する。
好ましくは、イーサーネットケーブルは、100BASE−Tクロスケーブル、または100BASE−TXクロスケーブルである。
本発明は、マスター通信装置とスレーブ通信装置とからなる通信システムであって、マスター通信装置は、デューティ比D(0<D<1、D≠0.5)を有する同期信号を生成する同期信号生成回路と、同期信号を差動信号に変換する第1の変換回路と、差動信号を受ける第1のパルストランスと、第1のパルストランスから出力される差動信号をイーサーネットケーブルを通じてスレーブ通信装置に送信する第1のインタフェース回路とを備え、マスター通信装置からイーサーネットケーブルを通じて差動信号を受信する第2のインタフェース回路と、第2のインタフェース回路から出力される差動信号を受ける第2のパルストランスと、第2のパルストランスから出力される差動信号を第1のシングルエンド信号に変換する第2の変換回路と、第2のパルストランスから出力される差動信号を反転する反転回路と、反転回路から出力される差動信号を第2のシングルエンド信号に変換する第3の変換回路と、第1のシングルエンド信号および第2のシングルエンド信号のタイミングに基づいて、第1のシングルエンド信号および第2のシングルエンド信号のいずれかを選択して同期信号として出力する選択回路とを備える。
本発明は、マスター通信装置とスレーブ通信装置との通信方法であって、マスター通信装置が、デューティ比D(0<D<1、D≠0.5)を有する同期信号を生成するステップと、マスター通信装置が、同期信号を差動信号に変換するステップと、マスター通信装置のパルストランスが差動信号を受けるステップと、マスター通信装置が、パルストランスから出力される差動信号をイーサーネットケーブルを通じてスレーブ通信装置に送信するステップと、スレーブ通信装置が、マスター通信装置からイーサーネットケーブルを通じて差動信号を受信するステップと、スレーブ通信装置のパルストランスが、受信した差動信号を受けるステップと、スレーブ通信装置が、パルストランスから出力される差動信号を第1のシングルエンド信号に変換するステップと、スレーブ通信装置が、パルストランスから出力される差動信号を反転するステップと、スレーブ通信装置が、反転された差動信号を第2のシングルエンド信号に変換するステップと、スレーブ通信装置が、第1のシングルエンド信号および第2のシングルエンド信号のタイミングに基づいて、第1のシングルエンド信号および第2のシングルエンド信号のいずれかを選択して同期信号として出力するステップとを備える。
本発明によれば、雷サージの対策が可能であり、100BASE−Tと100BASE−TXの2つの規格のいずれの伝送ケーブルでの接続が可能であり、かつ正確に同期信号を伝送することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(無線通信システムの構成)
図1は、本発明の実施形態の無線基地局システムの構成を表わす図である。
(無線通信システムの構成)
図1は、本発明の実施形態の無線基地局システムの構成を表わす図である。
図1を参照して、この無線基地局システム1は、複数の無線基地局2_A〜2_Z,3がイーサーネットケーブル4_A〜4_Zを通じて接続される。イーサーネットケーブル4_A〜4_Zを通じて、マスター基地局3が同期をとるための同期信号をスレーブ基地局2_A〜2_Zへ伝送される。
マスター基地局3は、GPS衛星からGPS信号を受信し、GPS信号に基づいて同期信号を生成してスレーブ基地局2A_2_Zに伝送する。スレーブ基地局2_A〜2_Zは、マスター基地局3から送られる同期信号を受信して、受信した同期信号のタイミングにしたがって、無線端末への信号を送信する。マスター基地局3およびスレーブ基地局2_A〜2_Zは、同期信号のタイミングに従って、無線端末への信号の送受信処理を行なう。
(100BASE−T規格ケーブルで接続した構成)
図2は、本発明の実施形態における、100BASE−T規格のイーサーネットケーブルで接続されたマスター基地局3、およびスレーブ基地局2の構成を表わす図である。
図2は、本発明の実施形態における、100BASE−T規格のイーサーネットケーブルで接続されたマスター基地局3、およびスレーブ基地局2の構成を表わす図である。
図2を参照して、マスター基地局3と、スレーブ基地局2は、100BASE−T規格のイーサーネットケーブル4で接続される。
イーサーネットケーブル4の第1芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第1外部端子(D1_p)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第3外部端子(D2_p)と接続する。イーサーネットケーブルの第2芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路の第2外部端子(D1_n)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第6外部端子(D2_n)と接続する。イーサーネットケーブルの第3芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第3外部端子(D2_p)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第1外部端子(D1_p)と接続する。イーサーネットケーブルの第4芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第4外部端子(D3_p)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第7外部端子(D4_p)と接続する。イーサーネットケーブルの第5芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第5外部端子(D3_n)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第8外部端子(D4_n)と接続する。イーサーネットケーブルの第6芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第6外部端子(D2_n)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第2外部端子(D1_n)と接続する。イーサーネットケーブルの第7芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第7外部端子(D4_p)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第4外部端子(D3_p)と接続する。イーサーネットケーブルの第8芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第8外部端子(D4_n)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第5外部端子(D3_n)と接続する。
マスター基地局3は、同期信号生成部16と、データ通信部18と、送受信部20と、アンテナ12,14と、GPSアンテナ10と、RS422ドライバ22と、パルストランス回路24と、イーサーネットインタフェース回路26とからなる。
同期信号生成部16は、GPSアンテナ10から受信したGPS信号に基づいて、一定の周期のパルスを含む同期信号を生成する。この同期信号のデューティ比D(=τ/T)は、0<D<1、かつD≠0.5である。ただし、τはパルス幅であり、Tは同期信号の周期である。
データ通信部18は、スレーブ基地局2へ制御用のデータを送信し、スレーブ基地局2から制御用のデータを受信する。
送受信部20は、アンテナ12,14を通じて無線端末へ無線信号を送信し、アンテナ12,14を通じて無線端末から無線信号を受信する。送受信部20は、生成した同期信号のパルスの立上りのタイミングに従って、無線信号を送信および受信する。
RS422ドライバ22は、同期信号生成部16から出力されるシングルエンドの同期信号を正論理および負論理の差動信号に変換する。RS422規格は、差動インタフェースの規格である。RS422ドライバ22として、たとえば、Intersil CorporationのISL3170Eを用いることができる。
パルストランス回路24の第1〜第3内部端子IN1〜IN3、第6内部端子IN6は、データ通信部18と接続する。パルストランス回路24の第4、第5内部端子IN4,IN5は、RS422ドライバ22と接続する。パルストランス回路24の第1〜第8外部端子OUT1〜OUT8は、それぞれイーサーネットインタフェース回路26の第1〜第8内部端子と接続する。
パルストランス回路24は、第1内部端子IN1と第2内部端子IN2と第1外部端子OUT1と第2外部端子OUT2との間に第1のパルストランスが形成され、第3内部端子IN3と第6内部端子IN6と第3外部端子OUT3と第6外部端子OUT6との間に第2のパルストランスが形成され、第4内部端子IN4と第5内部端子IN5と第4外部端子OUT4と第5外部端子OUT5との間に第3のパルストランスが形成され、第7内部端子IN7と第8内部端子IN8と第7外部端子OUT7と第8外部端子OUT8との間に第4のパルストランスが形成される。これらのパルストランスは、入力された信号のDC成分を除去する。パルストランス回路25として、たとえば、Pulse Engineering, IncのHX2305NLを用いることができる。
イーサーネットインタフェース回路26は、100BASE−T規格のクロスケーブルの第4芯および第5芯を通じて、パルストランス回路24から出力される差動信号をスレーブ基地局2へ送信する。また、イーサーネットインタフェース回路26は、100BASE−T規格のクロスケーブルの第1芯、第2芯、第3芯および第6芯を通じて、制御用データをスレーブ基地局2へ送信するとともに、制御用データをスレーブ基地局2から受信する。
スレーブ基地局2は、イーサーネットインタフェース回路28と、パルストランス回路20と、データ通信部32と、反転回路34と、RS422ドライバ36と、RS422ドライバ38と、選択回路40と、送受信部44と、アンテナ46,48とからなる。
イーサーネットインタフェース回路28は、100BASE−T規格のクロスケーブルの第4芯および第5芯を通じて、マスター基地局3から差動信号を受信する。また、イーサーネットインタフェース回路28は、100BASE−T規格のクロスケーブルの第1芯、第2芯、第3芯および第6芯を通じて、制御用データをマスター基地局3へ送信するとともに、制御用データをマスター基地局3から受信する。
パルストランス回路20の第1〜第3内部端子IN1〜IN3、第6内部端子IN6は、データ通信部32と接続する。パルストランス回路20の第4、第5内部端子IN4,IN5は、反転回路34およびRS422ドライバ36と接続する。パルストランス回路20の第1〜第8外部端子OUT1〜OUT8は、それぞれイーサーネットインタフェース回路28の第1〜第8内部端子と接続する。
パルストランス回路20は、第1内部端子IN1と第2内部端子IN2と第1外部端子OUT1と第2外部端子OUT2との間に第1のパルストランスが形成され、第3内部端子IN3と第6内部端子IN6と第3外部端子OUT3と第6外部端子OUT6との間に第2のパルストランスが形成され、第4内部端子IN4と第5内部端子IN5と第4外部端子OUT4と第5外部端子OUT5との間に第3のパルストランスが形成され、第7内部端子IN7と第8内部端子IN8と第7外部端子OUT7と第8外部端子OUT8との間に第4のパルストランスが形成される。これらのパルストランスは、入力された信号のDC成分を除去する。
データ通信部32は、マスター基地局3へ制御用のデータを送信し、マスター基地局3から制御用のデータを受信する。
RS422ドライバ36は、パルストランス回路20から出力される差動信号を第1のシングルエンド信号SPに変換する。
反転回路34は、パルストランス回路20から出力される差動信号の正負を反転する。
RS422ドライバ38は、反転回路34から出力される差動信号を第2のシングルエンド信号SNに変換する。
RS422ドライバ38は、反転回路34から出力される差動信号を第2のシングルエンド信号SNに変換する。
選択回路40は、第1のシングルエンド信号SPと第2のシングルエンド信号のいずれかを選択して、同期信号と送受信部44に出力する。
送受信部44は、アンテナ46,48を通じて無線端末へ無線信号を送信し、アンテナ46,48を通じて無線端末から無線信号を受信する。送受信部44は、選択回路40から出力される同期信号のパルスの立上りのタイミングに従って、無線信号を送信および受信する。
(100BASE−TX規格ケーブルで接続した構成)
図3は、本発明の実施形態における、100BASE−TX規格のイーサーネットケーブルで接続されたマスター基地局、およびスレーブ基地局の構成を表わす図である。
図3は、本発明の実施形態における、100BASE−TX規格のイーサーネットケーブルで接続されたマスター基地局、およびスレーブ基地局の構成を表わす図である。
図3を参照して、このシステムでは、マスター基地局3とスレーブ基地局2とは、100BASE−TX規格のイーサーネットケーブルで接続される。
イーサーネットケーブルの第1芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第1外部端子(D1_p)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第3外部端子(D2_p)と接続する。イーサーネットケーブルの第2芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第2外部端子(D1_n)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第6外部端子(D2_n)と接続する。イーサーネットケーブルの第3芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第3外部端子(D2_p)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第1外部端子(D1_p)と接続する。イーサーネットケーブルの第4芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第4外部端子(D3_p)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第8外部端子(D4_n)と接続する。イーサーネットケーブルの第5芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第5外部端子(D3_n)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第7外部端子(D4_p)と接続する。イーサーネットケーブルの第6芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第6外部端子(D2_n)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第2外部端子(D1_n)と接続する。イーサーネットケーブルの第7芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第7外部端子(D4_p)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第5外部端子(D3_n)と接続する。イーサーネットケーブルの第8芯は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第8外部端子(D4_n)と、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第4外部端子(D3_p)と接続する。
マスター基地局3およびスレーブ基地局2は、図2と同様の構成要素を備える。
(選択回路の構成)
図4は、選択回路の構成を表わす図である。
(選択回路の構成)
図4は、選択回路の構成を表わす図である。
図4を参照して、選択回路40は、カウンタ50と、第1エッジ検出部51と、第2エッジ検出部53と、Pカウント値保持部52と、Nカウント値保持部54と、第1減算部55と、第2減算部56と、判定部57と、スイッチ58とを備える。
第1エッジ検出部51は、第1のシングルエンド信号SPのエッジを検出する。
第2エッジ検出部53は、第2のシングルエンド信号SNのエッジを検出する。
第2エッジ検出部53は、第2のシングルエンド信号SNのエッジを検出する。
Pカウント値保持部52は、最新の第1のシングルエンド信号のエッジが検出されたときのカウンタ50の値をPカウント値として保持する。
Nカウント値保持部54は、最新の第2のシングルエンド信号のエッジが検出されたときのカウンタ50の値をNカウント値として保持する。
第1減算部55は、Pカウント値からNカウント値を減算した第1の差DPNを算出する。
第2減算部56は、Nカウント値からPカウント値を減算した第2の差DNPを算出する。
判定部57は、第1の差DPNが第2の差DNPよりも大きい場合には、第1のシングルエンド信号SPを選択し、第1の差DPNが第2の差DNPよりも小さい場合には、第2のシングルエンド信号SNを選択する。デューティ比Dが0.5ではないので、第1の差DPN5と第2の差DNPが等しくなることはない。
スイッチ58は、判定部57で選択された信号を同期信号として送受信部へ出力する。
(同期動作)
図5は、本発明の実施形態のマスター基地局とスレーブ基地局の同期手順を表わすフローチャートである。
(同期動作)
図5は、本発明の実施形態のマスター基地局とスレーブ基地局の同期手順を表わすフローチャートである。
図5を参照して、マスター基地局3の同期信号生成部16は、GPS受信機から得られるGSP信号に基づいて、同期信号を生成する(ステップS101)。
次に、マスター基地局3のRS422ドライバ22は、生成された同期信号をRS422規格に基いて、差動信号に変換して、パルストランス回路24の第4内部端子IN4および第5内部端子IN5に出力する(ステップS102)。同時に、マスター基地局3の送受信部20は、同期信号生成部16から出力された同期信号のパルスの立上りのタイミングにしたがって、無線端末への信号をアンテナを通じて無線送信する(ステップS103)。
次に、マスター基地局3のパルストランス回路24は、第4内部端子IN4および第5内部端子IN5に入力された差動信号のDC成分を除去して、第4外部端子OUT4および第5外部端子OUT5から出力する(ステップS104)。
次に、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26は、100BASE−T規格のクロスケーブルの第4芯および第5芯を通じて、パルストランス回路24から出力される差動信号をスレーブ基地局2へ送信する(ステップS105)。
次に、スレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28は、100BASE−T規格のクロスケーブルの第4芯および第5芯を通じて、差動信号を受信する(ステップS106)。
次に、スレーブ基地局3のパルストランス回路20は、第4外部端子OUT4および第5外部端子OUT5に入力された差動信号のDC成分を除去して、第4内部端子IN4および第5内部端子IN5から出力する(ステップS107)。
次に、スレーブ基地局2の反転回路34は、パルストランス回路20から出力される差動信号の各信号を反転する(ステップS108)。
次に、スレーブ基地局2のRS422ドライバ36は、パルストランス回路20から出力される差動信号をRS422規格に基づいて、第1のシングルエンド信号SPに変換する。同様に、スレーブ基地局2のRS422ドライバ38は、反転回路34から出力される差動信号をRS422規格に基づいて、第2のシングルエンド信号SNに変換する(ステップS109)。
次に、スレーブ基地局2の選択回路40は、第1のシングルエンド信号SPと第2のシングルエンド信号SNのいずれかを選択して、出力する。差動信号S4_4,S4_5は、マスター基地局3の差動信号S3_4,S3_5と論理が反転している。なぜなら、100BASE−Tのクロスケーブルは、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第4外部端子(正論理)とスレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第8外部端子(負論理)とを接続し、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26(負論理)の第5外部端子とスレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第7外部端子(正論理)とが接続するからである。スレーブ基地局2の送受信部は、選択回路40から出力された信号のタイミングにしたがって、無線端末への信号をアンテナを通じて無線送信する(ステップS110)。
(選択動作)
図6は、図5のステップS110の選択処理の手順を表わすフローチャートである。
図6は、図5のステップS110の選択処理の手順を表わすフローチャートである。
まず、第1エッジ検出部51は、第1のシングルエンド信号SPのエッジを検出する(ステップS201)。同様に、第2エッジ検出部53は、第2のシングルエンド信号SNのエッジを検出する(ステップS202)。
次に、Pカウント値保持部52は、第1のシングルエンド信号のエッジが検出されたときのカウンタ50の値をPカウント値として保持する(ステップS203)。Nカウント値保持部54は、第2のシングルエンド信号のエッジが検出されたときのカウンタ50の値をNカウント値として保持する(ステップS204)。
次に、第1減算部55は、Pカウント値からNカウント値を減算した第1の差DPNを算出する(ステップS205)。
次に、第2減算部56は、Nカウント値からPカウント値を減算した第2の差DNPを算出する(ステップS206)。
判定部57は、第1の差DPNが第2の差DNPよりも大きい場合には(ステップS207でYES)、第1のシングルエンド信号SPを選択して、スイッチ58から第1のシングルエンド信号SPを出力させる(ステップS208)。
一方、判定部57は、第1の差DPNが第2の差DNPよりも小さい場合には(ステップS207でNO)、第2のシングルエンド信号SNを選択して、スイッチ58から第2のシングルエンド信号SNを出力させる(ステップS209)。
(信号波形:100BASE−Tのクロスケーブル)
図7は、マスター基地局とスレーブ基地局が100BASE−Tのクロスケーブルで接続されている場合の信号波形を表わす図である。
図7は、マスター基地局とスレーブ基地局が100BASE−Tのクロスケーブルで接続されている場合の信号波形を表わす図である。
図7を参照して、マスター基地局3の同期信号生成部16から、同期信号S1が出力される。
マスター基地局3のRS422ドライバ22は、同期信号S1を差動信号S2_P,S2_Nに変換する。
マスター基地局3のパルストランス回路24の第4外部端子OUT5および第5外部力端子OUT5からは、差動信号S2_P,S2_NのDC成分が除去された信号S3_4,S3_5が出力される。この差動信号S3_4,S3_5が100BASE−Tのクロスケーブル4を伝送し、スレーブ基地局3のパルストランス回路20に入力される。
スレーブ基地局3のパルストランス回路20は、入力された差動信号S3_4,S3_5のDC成分をさらに除去して、第4内部端子IN4および第5内部端子IN5から差動信号S4_4,S4_5を出力する。差動信号S4_4,S4_5は、マスター基地局3の差動信号S3_4,S3_5と同一の論理である。なぜなら、100BASE−Tのクロスケーブル4は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第4外部端子(正論理)とスレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第7外部端子(正論理)とを接続し、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26(負論理)の第5外部端子とスレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第8外部端子(負論理)とが接続するからである。
RS422ドライバ36は、差動信号S4_4,S4_5を第1のシングルエンド信号SPに変換する。
反転回路34は、差動信号S4_4,S4_5のそれぞれを反転した反転差動信号を生成する。RS422ドライバ38は、反転差動信号を2シングルエンド信号SNに変換する。
第2減算部56は、第2シングルエンド信号SNのエッジのタイミングから第1シングルエンド信号SPのエッジのタイミングを減算して、第2の差DNPを算出する。第1減算部55は、第1シングルエンド信号SPのエッジのタイミングから第2シングルエンド信号SNのエッジのタイミングを減算して、第1の差DPNを算出する。
判定部57は、第1の差DPNが第2の差DNPよりも大きいので、第1のシングルエンド信号SPを選択して、スイッチ58から第1のシングルエンド信号SPをスレーブ基地局の同期信号S′として出力させる。
(信号波形:100BASE−TXのクロスケーブル)
図8は、マスター基地局3とスレーブ基地局が100BASE−TXのクロスケーブルで接続されている場合の信号波形を表わす図である。
図8は、マスター基地局3とスレーブ基地局が100BASE−TXのクロスケーブルで接続されている場合の信号波形を表わす図である。
図8を参照して、マスター基地局3の同期信号生成部16から、同期信号S1が出力される。
マスター基地局3のRS422ドライバ22は、同期信号S1を差動信号S2_P,S2_Nに変換する。
マスター基地局3のパルストランス回路24の第4外部端子OUT4および第5外部端子OUT5からは、差動信号S2_P,S2_NのDC成分が除去された信号S3_4,S3_5が出力される。この差動信号S3_4,S3_5が100BASE−TXのクロスケーブルを伝送し、スレーブ基地局3のパルストランス回路20に入力される。
スレーブ基地局3のパルストランス回路20は、入力された差動信号S3_4,S3_5のDC成分をさらに除去して、第4内部端子IN4および第5内部端子IN5から差動信号S4_4,S4_5を出力する。差動信号S4_4,S4_5は、マスター基地局3の差動信号S3_4,S3_5と論理が反転している。なぜなら、100BASE−TXのクロスケーブル5は、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26の第4外部端子(正論理)とスレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第8外部端子(負論理)とを接続し、マスター基地局3のイーサーネットインタフェース回路26(負論理)の第5外部端子とスレーブ基地局2のイーサーネットインタフェース回路28の第7外部端子(正論理)とが接続するからである。
RS422ドライバ36は、差動信号S4_4,S4_5を第1のシングルエンド信号SPに変換する。
反転回路34は、差動信号S4_4,S4_5のそれぞれを反転した反転差動信号を生成する。RS422ドライバ38は、反転差動信号を第2のシングルエンド信号SNに変換する。
第2減算部56は、第2シングルエンド信号SNのエッジのタイミングから第1シングルエンド信号SPのエッジのタイミングを減算して、第2の差DNPを算出する。第1減算部55は、第1シングルエンド信号SPのエッジのタイミングから第2シングルエンド信号SNのエッジのタイミングを減算して、第1の差DPNを算出する。
判定部57は、第2の差DNPが第1の差DPNよりも大きいので、第2のシングルエンド信号SNを選択して、スイッチ58から第2のシングルエンド信号SNをスレーブ基地局の同期信号S′として出力させる。
以上のように、本発明の実施の形態によれば、第1のシングルエンド信号SPのエッジのタイミングと第2のシングルエンド信号SNのエッジのタイミングを用いて、第1のシングルエンド信号SPと第2のシングルエンド信号SNのいずれかをスレーブ基地局の同期信号とする。これによって、100BASE−Tと100BASE−TXの2つの規格のいずれの伝送ケーブルを用いても、かつ雷サージの対策としてパルストランスを設けた場合でも、マスター基地局からスレーブ基地局へ正確に同期信号を伝送することができる。
(変形例)
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例も含む。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例も含む。
(1) デューティ比Dおよび同期信号の利用箇所と第1、第2のシングルエンド信号の選択の関係
本発明の実施形態では、デューティ比Dは、0.5よりも大きく、マスター通信装置の送受信部が、生成した同期信号のパルスの立上りのタイミングで無線信号を送受信する場合において、判定部57は、第1の差DPNが第2の差DNPよりも大きいときには、第1のシングルエンド信号SPを選択し、第1の差DPNが第2の差DNPよりも小さいときには、第2のシングルエンド信号SNを選択することとしたが、これに限定するものではない。
本発明の実施形態では、デューティ比Dは、0.5よりも大きく、マスター通信装置の送受信部が、生成した同期信号のパルスの立上りのタイミングで無線信号を送受信する場合において、判定部57は、第1の差DPNが第2の差DNPよりも大きいときには、第1のシングルエンド信号SPを選択し、第1の差DPNが第2の差DNPよりも小さいときには、第2のシングルエンド信号SNを選択することとしたが、これに限定するものではない。
デューティ比Dは、0.5よりも大きく、マスター通信装置の送受信部が、生成した同期信号のパルスの立下りのタイミングで無線信号を送受信する場合において、判定部57は、第1の差DPNが第2の差DNPよりも小さいときには、第1のシングルエンド信号SPを選択し、第1の差DPNが第2の差DNPよりも大きいときには、第2のシングルエンド信号SNを選択する。
デューティ比Dは、0.5よりも小さく、マスター通信装置の送受信部が、生成した同期信号のパルスの立上がりのタイミングで無線信号を送受信する場合において、判定部57は、第1の差DPNが第2の差DNPよりも小さいときには、第1のシングルエンド信号SPを選択し、第1の差DPNが第2の差DNPよりも大きいときには、第2のシングルエンド信号SNを選択する。
デューティ比Dは、0.5よりも小さく、マスター通信装置の送受信部が、生成した同期信号のパルスの立下がりのタイミングで無線信号を送受信する場合において、判定部57は、第1の差DPNが第2の差DNPよりも大きいときには、第1のシングルエンド信号SPを選択し、第1の差DPNが第2の差DNPよりも小さいときには、第2のシングルエンド信号SNを選択する。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
2,2_A〜2_Z マスター基地局、3 スレーブ基地局、4,4_A〜4_Z 100BASE−Tクロスケーブル、5 100BASE−TXクロスケーブル、10 GPSアンテナ、12,14,46,48 アンテナ、16 同期信号生成部、18,32 データ通信部、20,44 送受信部、22,36,38 RS422ドライバ、20,24 パルストランス回路、26,28,95,98 イーサーネットインタフェース回路、34 反転回路、40 選択回路、50 カウンタ、51 第1エッジ検出部、52 Pカウント値保持部、53 第2エッジ検出部、54 Nカウント値保持部、55 第1減算部、56 第2減算部、57 判定部、58 スイッチ、96 電源回路、R1〜R4 抵抗。
Claims (10)
- デューティ比D(0<D<1、D≠0.5)を有する同期信号を生成する同期信号生成回路と、
前記同期信号を差動信号に変換する第1の変換回路と、
前記差動信号を受ける第1のパルストランスと、
前記第1のパルストランスから出力される差動信号をイーサーネットケーブルを通じてスレーブ通信装置に送信する第1のインタフェース回路とを備えたマスター通信装置。 - 請求項1記載のマスター通信装置からイーサーネットケーブルを通じて差動信号を受信する第2のインタフェース回路と、
前記第2のインタフェース回路から出力される差動信号を受ける第2のパルストランスと、
前記第2のパルストランスから出力される差動信号を第1のシングルエンド信号に変換する第2の変換回路と、
前記第2のパルストランスから出力される差動信号を反転する反転回路と、
前記反転回路から出力される差動信号を第2のシングルエンド信号に変換する第3の変換回路と、
前記第1のシングルエンド信号および前記第2のシングルエンド信号のタイミングに基づいて、前記第1のシングルエンド信号および前記第2のシングルエンド信号のいずれかを選択して同期信号として出力する選択回路とを備えたスレーブ通信装置。 - 前記選択回路は、
前記第2の変換回路から出力される第1のシングルエンド信号のエッジを検出する第1の検出部と、
前記第3の変換回路から出力される第2のシングルエンド信号のエッジを検出する第2の検出部と、
前記第1のシングルエンド信号のエッジのタイミングと1つ前の前記第2のシングルエンド信号のエッジのタイミングとの第1の差を算出する第1の減算部と、
前記第2のシングルエンド信号のエッジのタイミングと1つ前の前記第1のシングルエンド信号のエッジのタイミングとの第2の差を算出する第2の減算部と、
前記第1の差と前記第2の差に基づいて、前記第1のシングルエンド信号と前記第2のシングルエンド信号のいずれを選択するかを判定する判定部と、
前記選択された信号を同期信号として出力するスイッチとを含む、請求項2記載のスレーブ通信装置。 - 前記デューティ比Dは、0.5よりも大きく、
請求項1記載のマスター通信装置が、前記生成した同期信号のパルスの立上りのタイミングを用いるときに、
前記判定部は、前記第1の差が前記第2の差よりも大きいときには、前記第1のシングルエンド信号を選択し、前記第1の差が前記第2の差よりも小さいときには、前記第2のシングルエンド信号を選択する、請求項3記載のスレーブ通信装置。 - 前記デューティ比Dは、0.5よりも大きく、
請求項1記載のマスター通信装置が、前記生成した同期信号のパルスの立下がりのタイミングを用いるときに、
前記判定部は、前記第1の差が前記第2の差よりも小さいときには、前記第1のシングルエンド信号を選択し、前記第1の差が前記第2の差よりも大きいときには、前記第2のシングルエンド信号を選択する、請求項3記載のスレーブ通信装置。 - 前記デューティ比Dは、0.5よりも小さく、
請求項1記載のマスター通信装置が、前記生成した同期信号のパルスの立上りのタイミングを用いるときに、
前記判定部は、前記第1の差が前記第2の差よりも小さいときには、前記第1のシングルエンド信号を選択し、前記第1の差が前記第2の差よりも大きいときには、前記第2のシングルエンド信号を選択する、請求項3記載のスレーブ通信装置。 - 前記デューティ比Dは、0.5よりも小さく、
請求項1記載のマスター通信装置が、前記生成した同期信号のパルスの立下がりのタイミングを用いるときに、
前記判定部は、前記第1の差が前記第2の差よりも大きいときには、前記第1のシングルエンド信号を選択し、前記第1の差が前記第2の差よりも小さいときには、前記第2のシングルエンド信号を選択する、請求項3記載のスレーブ通信装置。 - 前記イーサーネットケーブルは、100BASE−Tクロスケーブル、または100BASE−TXクロスケーブルである、請求項2〜7のいずれか1項に記載のスレーブ通信装置。
- マスター通信装置とスレーブ通信装置とからなる通信システムであって、
マスター通信装置は、
デューティ比D(0<D<1、D≠0.5)を有する同期信号を生成する同期信号生成回路と、
前記同期信号を差動信号に変換する第1の変換回路と、
前記差動信号を受ける第1のパルストランスと、
前記第1のパルストランスから出力される差動信号をイーサーネットケーブルを通じてスレーブ通信装置に送信する第1のインタフェース回路とを備え、
前記マスター通信装置から前記イーサーネットケーブルを通じて差動信号を受信する第2のインタフェース回路と、
前記第2のインタフェース回路から出力される差動信号を受ける第2のパルストランスと、
前記第2のパルストランスから出力される差動信号を第1のシングルエンド信号に変換する第2の変換回路と、
前記第2のパルストランスから出力される差動信号を反転する反転回路と、
前記反転回路から出力される差動信号を第2のシングルエンド信号に変換する第3の変換回路と、
前記第1のシングルエンド信号および前記第2のシングルエンド信号のタイミングに基づいて、前記第1のシングルエンド信号および前記第2のシングルエンド信号のいずれかを選択して同期信号として出力する選択回路とを備える、通信システム。 - マスター通信装置とスレーブ通信装置との通信方法であって、
マスター通信装置が、デューティ比D(0<D<1、D≠0.5)を有する同期信号を生成するステップと、
マスター通信装置が、前記同期信号を差動信号に変換するステップと、
マスター通信装置のパルストランスが前記差動信号を受けるステップと、
マスター通信装置が、前記パルストランスから出力される差動信号をイーサーネットケーブルを通じてスレーブ通信装置に送信するステップと、
スレーブ通信装置が、マスター通信装置から前記イーサーネットケーブルを通じて差動信号を受信するステップと、
スレーブ通信装置のパルストランスが、前記受信した差動信号を受けるステップと、
スレーブ通信装置が、前記パルストランスから出力される差動信号を第1のシングルエンド信号に変換するステップと、
スレーブ通信装置が、前記パルストランスから出力される差動信号を反転するステップと、
スレーブ通信装置が、前記反転された差動信号を第2のシングルエンド信号に変換するステップと、
スレーブ通信装置が、前記第1のシングルエンド信号および前記第2のシングルエンド信号のタイミングに基づいて、前記第1のシングルエンド信号および前記第2のシングルエンド信号のいずれかを選択して同期信号として出力するステップとを備える、通信方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010038859A JP2011176593A (ja) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | マスター通信装置、スレーブ通信装置、通信システムおよび通信方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014116811A (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Hioki Ee Corp | 無線通信システム |
-
2010
- 2010-02-24 JP JP2010038859A patent/JP2011176593A/ja not_active Withdrawn
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