JP2015023337A - Base station and synchronization method thereof - Google Patents

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知丈 杉目
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a base station and its synchronization method that are able to restrain the consumption of resources while maintaining the accuracy of a frame clock even if trouble has occurred in communication with a GPS satellite.SOLUTION: A base station 110 according to the invention is a base station for performing radio communication and frame synchronization with a radio terminal 104. The base station comprises: a GPS signal receiving unit 122 for receiving a GPS signal from a GPS satellite 102 to output an IPPS signal; a hold-over circuit 124 for outputting a pseudo IPPS signal when the IPPS signal is lost; an oscillator 140 for counting the number of clocks of the IPPS signal and the number of clocks of the pseudo IPPS signal; a difference calculation unit 142 for calculating the difference between the number of clocks of the IPPS signal and the number of clocks of the pseudo IPPS signal; and a synchronization determination unit 116 for adding the difference and for making the base station execute frame synchronization if the added difference reaches a predetermined value or more while the IPPS signal is lost.

Description

本発明は、無線端末との無線通信、および他の基地局とのフレーム同期を行う基地局、ならびに他の基地局から受信した制御信号の受信タイミングを用いてフレーム同期を行う基地局の同期方法に関する。   The present invention relates to a base station that performs wireless communication with a wireless terminal and frame synchronization with another base station, and a base station synchronization method that performs frame synchronization using a reception timing of a control signal received from another base station. About.

図5は、基地局の同期について説明する図である。図5(a)に示すように、PHS(Personal Handy phone System)では、同期絶対基準となる基地局にはGPSユニットが搭載されており、GPSユニットが搭載された基地局10aおよび10bは、GPS衛星12から受信した1PPS信号の位相を絶対基準として送受信タイミングの同期(GPS同期)を行っている(例えば特許文献1)。   FIG. 5 is a diagram for explaining synchronization of base stations. As shown in FIG. 5 (a), in the PHS (Personal Handy phone System), a GPS unit is mounted on a base station serving as a synchronization absolute reference, and the base stations 10a and 10b on which the GPS unit is mounted Transmission / reception timing synchronization (GPS synchronization) is performed using the phase of the 1PPS signal received from the satellite 12 as an absolute reference (for example, Patent Document 1).

一方、GPSユニットを搭載していない基地局では、周辺の基地局が送信した制御チャネルを受信することによって基地局間同期(以下、フレーム同期と称する)を行うことにより、送受信タイミングの同期を行っている。また図5(b)に示すように、GPSユニットを搭載していない基地局11aおよび11bでは、IP(Internet Protocol)網の光回線終端装置であり、絶対時間精度をもつOLT(Optical Line Terminal)−ONU(Optical Network Unit)のOLT14から供給されるクロック(同期源クロック)をフレームクロックとして使用して同期することもある。   On the other hand, a base station not equipped with a GPS unit synchronizes transmission / reception timing by performing inter-base station synchronization (hereinafter referred to as frame synchronization) by receiving a control channel transmitted by a neighboring base station. ing. As shown in FIG. 5 (b), the base stations 11a and 11b not equipped with the GPS unit are optical line terminators for an IP (Internet Protocol) network and have an OLT (Optical Line Terminal) with absolute time accuracy. Synchronization may be performed by using a clock (synchronization source clock) supplied from the OLT 14 of the ONU (Optical Network Unit) as a frame clock.

特開2001−339373号公報JP 2001-339373 A

上述したように、基地局は、OLT−ONUからのクロックをフレームクロックとすることで同期した精度を維持可能であるが、立地上の都合によりOLTが設置できないエリアもある。OLTが設置されていないエリアの基地局はGPS衛星からの1PPS信号のみによってフレームクロックを生成することとなる。このような基地局において、GPSユニットが故障したり、GPS衛星の見通しが悪くなったりすると、1PPS信号を受信できなくなり、フレームクロックの精度を維持することが困難となる。フレームクロックが劣化すると、同期が保てなくなり、自基地局と通信している無線端末の通信品質の劣化や、他基地局と通信している無線端末への干渉を起こすおそれがある。またGPSユニットの故障により基地局の運用を停止すると、エリア内において通信不能な領域が生じてしまう。   As described above, the base station can maintain synchronized accuracy by using the clock from the OLT-ONU as a frame clock, but there are some areas where the OLT cannot be installed due to locational reasons. A base station in an area where the OLT is not installed generates a frame clock only from the 1PPS signal from the GPS satellite. In such a base station, if the GPS unit breaks down or the visibility of the GPS satellites deteriorates, the 1PPS signal cannot be received, and it becomes difficult to maintain the accuracy of the frame clock. When the frame clock deteriorates, synchronization cannot be maintained, and there is a possibility that the communication quality of the wireless terminal communicating with the own base station deteriorates or interference with the wireless terminal communicating with another base station occurs. In addition, if the operation of the base station is stopped due to a failure of the GPS unit, an area where communication is impossible occurs in the area.

上述した不具合を防ぐために、基地局には、GPS衛星からの1PPS信号を喪失したときに擬似1PPS信号を生成するホールドオーバ回路が設けられている。しかしながら、擬似1PPS信号を参照して生成されたフレームクロックは、1PPS信号を参照して生成されたフレームクロックよりも同期周波数精度が低い。このため、周辺基地局のフレームとの間で位相に徐々にずれが生じ、周辺基地局との同期精度が低下してしまう。   In order to prevent the above-described problems, the base station is provided with a holdover circuit that generates a pseudo 1PPS signal when the 1PPS signal from the GPS satellite is lost. However, the frame clock generated with reference to the pseudo 1PPS signal has lower synchronization frequency accuracy than the frame clock generated with reference to the 1PPS signal. For this reason, the phase is gradually shifted from the frame of the neighboring base station, and the synchronization accuracy with the neighboring base station is lowered.

そこで、GPS衛星12との通信がし難い状況においては、図5(c)に示すように、GPS衛星からの1PPS信号を受信できない基地局10bを、その周辺の他の基地局10aとフレーム同期させることが考えられる。しかしながら、フレーム同期を行う際には、無線端末との通信に用いるタイムスロットを使用する必要がある。このため、フレームクロックの精度を維持するために頻繁にフレーム同期を行うと、無線端末との通信に割り当てるタイムスロット、すなわちリソースを消費してしまう。   Therefore, in a situation where it is difficult to communicate with the GPS satellite 12, as shown in FIG. 5C, the base station 10b that cannot receive the 1PPS signal from the GPS satellite is frame-synchronized with the other base stations 10a in the vicinity. It is possible to make it. However, when performing frame synchronization, it is necessary to use a time slot used for communication with a wireless terminal. For this reason, if frame synchronization is frequently performed in order to maintain the accuracy of the frame clock, time slots, that is, resources allocated for communication with the wireless terminal are consumed.

本発明は、このような課題に鑑み、GPS衛星との通信に支障が生じた場合であっても、フレームクロックの精度を維持しつつ、リソースの消費を抑制することが可能な基地局およびその同期方法を提供することを目的とする。   In view of such a problem, the present invention provides a base station capable of suppressing resource consumption while maintaining the accuracy of a frame clock even when communication with a GPS satellite is hindered. An object is to provide a synchronization method.

上記課題を解決するために、本発明にかかる基地局の代表的な構成は、無線端末との無線通信、および他の基地局とのフレーム同期を行う基地局であって、GPS衛星からのGPS信号を受信して1PPS信号を出力するGPS信号受信部と、1PPS信号を喪失したときに擬似1PPS信号を出力するホールドオーバ回路と、1PPS信号のクロック数、および擬似1PPS信号のクロック数をカウントするための発振器と、1PPS信号のクロック数と擬似1PPS信号のクロック数の差分を算出する差分算出部と、1PPS信号を喪失している間、差分を加算し、加算した差分が所定値以上になったらフレーム同期を実行させる同期判断部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a typical configuration of a base station according to the present invention is a base station that performs radio communication with a radio terminal and frame synchronization with another base station, and includes a GPS from a GPS satellite. A GPS signal receiving unit that receives a signal and outputs a 1PPS signal, a holdover circuit that outputs a pseudo 1PPS signal when the 1PPS signal is lost, a clock number of the 1PPS signal, and a clock number of the pseudo 1PPS signal are counted And a difference calculating unit for calculating a difference between the number of clocks of the 1PPS signal and the number of clocks of the pseudo 1PPS signal, and the difference is added while the 1PPS signal is lost, and the added difference becomes equal to or greater than a predetermined value. And a synchronization determination unit that executes frame synchronization.

上記課題を解決するために、本発明にかかる基地局の同期方法の代表的な構成は、他の基地局から受信した制御信号の受信タイミングを用いてフレーム同期を行う基地局の同期方法であって、GPS衛星からのGPS信号に含まれる1PPS信号を受信可能なときは、GPS信号に含まれる1PPS信号のクロック数をカウントし、1PPS信号を喪失している間は、ホールドオーバ回路によって擬似1PPS信号を出力し、擬似1PPS信号のクロック数をカウントして、1PPS信号のクロック数と擬似1PPS信号のクロック数の差分を算出し、加算した差分が所定値以上になったらフレーム同期を実行することを特徴とする。   In order to solve the above problems, a typical configuration of a base station synchronization method according to the present invention is a base station synchronization method in which frame synchronization is performed using reception timings of control signals received from other base stations. When the 1PPS signal included in the GPS signal from the GPS satellite can be received, the number of clocks of the 1PPS signal included in the GPS signal is counted, and while the 1PPS signal is lost, a pseudo 1PPS is detected by the holdover circuit. Output a signal, count the number of clocks of the pseudo 1PPS signal, calculate the difference between the number of clocks of the 1PPS signal and the number of clocks of the pseudo 1PPS signal, and execute frame synchronization when the added difference exceeds a predetermined value It is characterized by.

本発明によれば、GPS衛星との通信に支障が生じた場合であっても、フレームクロックの精度を維持しつつ、リソースの消費を抑制することが可能な基地局およびその同期方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a base station and a synchronization method thereof capable of suppressing resource consumption while maintaining the accuracy of a frame clock even when communication with a GPS satellite is hindered. be able to.

本実施形態にかかる基地局を含む通信システムを説明する図である。It is a figure explaining the communication system containing the base station concerning this embodiment. 本実施形態にかかる基地局の構成を例示する機能ブロック図である。It is a functional block diagram which illustrates the composition of the base station concerning this embodiment. 本実施形態にかかる基地局の同期方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the synchronization method of the base station concerning this embodiment. クロック数のカウントおよびその差分について説明する図である。It is a figure explaining the count of the number of clocks, and its difference. 基地局の同期について説明する図である。It is a figure explaining the synchronization of a base station.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

図1は、本実施形態にかかる基地局110を含む通信システム100を説明する図である。図2は、本実施形態にかかる基地局110の構成を例示する機能ブロック図である。以下、図1に示す通信システム100について説明しながら本実施形態の基地局110およびその同期方法について説明する。   FIG. 1 is a diagram for explaining a communication system 100 including a base station 110 according to the present embodiment. FIG. 2 is a functional block diagram illustrating the configuration of the base station 110 according to the present embodiment. Hereinafter, the base station 110 and the synchronization method thereof according to the present embodiment will be described with reference to the communication system 100 shown in FIG.

図1に示すように、通信システム100では、エリア100a内に複数の基地局110a・110b・110c・110d・110eが設置されている。基地局110a〜110eは、無線端末104(図2参照)との無線通信を行う。また、このエリア100a内にはOLTが設置されていないため、基地局110a〜110eは、GPS衛星102(図2参照)からのGPS信号に含まれる1PPS信号によってフレームクロックを生成している。なお、基地局110a〜110eは、全て同一の構成を有するため、特にことわらない限り、以下の説明では基地局110a〜110eを基地局110と称する。   As shown in FIG. 1, in the communication system 100, a plurality of base stations 110a, 110b, 110c, 110d, and 110e are installed in an area 100a. The base stations 110a to 110e perform wireless communication with the wireless terminal 104 (see FIG. 2). Further, since the OLT is not installed in this area 100a, the base stations 110a to 110e generate a frame clock from the 1PPS signal included in the GPS signal from the GPS satellite 102 (see FIG. 2). Since base stations 110a to 110e all have the same configuration, unless otherwise specified, base stations 110a to 110e are referred to as base stations 110 in the following description.

図2に示すように、基地局110は制御部112を備える。制御部112は、中央処理装置(CPU)を含む半導体集積回路により基地局110全体を管理および制御する。また後述するように、本実施形態では制御部112は、クロック制御部114および同期判断部116としても機能する。   As shown in FIG. 2, the base station 110 includes a control unit 112. The control unit 112 manages and controls the entire base station 110 by a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU). As will be described later, in this embodiment, the control unit 112 also functions as a clock control unit 114 and a synchronization determination unit 116.

GPS信号受信部122は、GPSアンテナ122aを介してGPS衛星102からのGPS信号を受信し、それに含まれる1PPS信号を出力する。このGPS信号に含まれる1PPS信号は、ホールドオーバ回路124を経由してクロック制御部114に伝達される。ホールドオーバ回路124とは、GPS衛星102からの1PPS信号(GPS信号)の受信が行われなくなった際、すなわち1PPS信号を喪失したときに擬似1PPS信号(HO_1PPS信号)を生成し、クロック制御部114に出力する回路である。   The GPS signal receiving unit 122 receives a GPS signal from the GPS satellite 102 via the GPS antenna 122a, and outputs a 1PPS signal included therein. The 1PPS signal included in the GPS signal is transmitted to the clock control unit 114 via the holdover circuit 124. The holdover circuit 124 generates a pseudo 1PPS signal (HO_1PPS signal) when the 1PPS signal (GPS signal) from the GPS satellite 102 is not received, that is, when the 1PPS signal is lost, and the clock control unit 114 The circuit that outputs to

クロック制御部114は、伝達された1PPS信号を参照し、基本クロックを生成する電圧制御発振器126(VCTCXO)に印加する制御電圧を調節する。これにより、電圧制御発振器126のクロックスピードが制御され、当該基地局110のクロック同期が行われる。電圧制御発振器126において生成された基本クロックは、フレームクロック生成部128に伝達される。フレームクロック生成部128は、その基本クロックを参照してフレームクロックを生成する。フレームクロック生成部128において生成されたフレームクロックは、ベースバンド部130に伝達される。   The clock controller 114 refers to the transmitted 1PPS signal and adjusts the control voltage applied to the voltage controlled oscillator 126 (VCTCXO) that generates the basic clock. Thereby, the clock speed of the voltage controlled oscillator 126 is controlled, and the clock synchronization of the base station 110 is performed. The basic clock generated by the voltage controlled oscillator 126 is transmitted to the frame clock generator 128. The frame clock generation unit 128 generates a frame clock with reference to the basic clock. The frame clock generated by the frame clock generation unit 128 is transmitted to the baseband unit 130.

ベースバンド部130は、ベースバンド信号をアナログ/デジタル変換し、フレーム同期やチャネルデコード等の処理を行う。無線通信部132は、通信アンテナ132aを介して、PHS端末等の無線端末104との無線通信、および周囲に存在する他の基地局110(図2では基地局110bを例示)とのフレーム同期を行う。また無線通信部132による通信によって取得された他の基地局110bの制御チャネルは、ベースバンド部130を経由して制御部112に伝達される。   The baseband unit 130 performs analog / digital conversion on the baseband signal and performs processing such as frame synchronization and channel decoding. The wireless communication unit 132 performs wireless communication with the wireless terminal 104 such as a PHS terminal via the communication antenna 132a and frame synchronization with other base stations 110 (eg, the base station 110b illustrated in FIG. 2). Do. Further, the control channel of the other base station 110 b acquired by communication by the wireless communication unit 132 is transmitted to the control unit 112 via the baseband unit 130.

上述したように、本実施形態のようにOLTが設置されていないエリアの基地局110はGPS衛星102からの1PPS信号によってフレームクロックを生成する。このため、GPS信号受信部122の不具合等により1PPS信号を受信できなくなると、基本クロックひいてはフレームクロックの精度を維持することが困難となり、無線端末104の通信品質の劣化等、様々な不具合が生じるおそれがある。このため、GPS衛星102との通信がし難い状況においては、基地局110を、その周辺の他の基地局110とフレーム同期させる必要があるが、フレーム同期を行う際には、無線端末104との通信に用いるタイムスロットを使用する。したがって、頻繁にフレーム同期を行うと無線端末104との無線通信のためのリソースを消費してしまう。   As described above, the base station 110 in the area where the OLT is not installed as in the present embodiment generates a frame clock based on the 1PPS signal from the GPS satellite 102. For this reason, if the 1PPS signal cannot be received due to a malfunction of the GPS signal receiving unit 122, it becomes difficult to maintain the accuracy of the basic clock and thus the frame clock, and various problems such as deterioration of communication quality of the wireless terminal 104 occur. There is a fear. For this reason, in a situation where it is difficult to communicate with the GPS satellite 102, it is necessary to frame-synchronize the base station 110 with other base stations 110 in the vicinity thereof. The time slot used for communication is used. Therefore, if frame synchronization is frequently performed, resources for wireless communication with the wireless terminal 104 are consumed.

頻繁なフレーム同期によるリソースの消費を抑制するためには、ホールドオーバ回路124による擬似1PPS信号によって基本クロックひいてはフレームクロックを生成するホールドオーバ状態を少しでも長く維持することが望ましい。しかしながら、擬似1PPS信号を参照して生成されたフレームクロックは、1PPS信号を参照して生成されたフレームクロックよりも同期周波数精度が低い。このため、ホールドオーバ状態を維持し続けると、リソースの消費は抑制できるものの、周辺基地局のフレームとの間で位相に徐々にずれが生じ、周辺基地局との同期精度が低下してしまう。そこで本実施形態では、GPS衛星102との通信に支障が生じた場合であっても、フレームクロックの精度を維持しつつ、リソースの消費を抑制することが可能な基地局110を提供する。   In order to suppress the consumption of resources due to frequent frame synchronization, it is desirable to maintain the holdover state in which the basic clock and thus the frame clock are generated by the pseudo 1PPS signal by the holdover circuit 124 as long as possible. However, the frame clock generated with reference to the pseudo 1PPS signal has lower synchronization frequency accuracy than the frame clock generated with reference to the 1PPS signal. For this reason, if the holdover state is continuously maintained, the consumption of resources can be suppressed, but the phase is gradually shifted from the frame of the neighboring base station, and the synchronization accuracy with the neighboring base station is lowered. Therefore, in the present embodiment, there is provided a base station 110 that can suppress resource consumption while maintaining the accuracy of the frame clock even when there is a problem in communication with the GPS satellite 102.

図2に示すように、本実施形態の特徴として、基地局110は、発振器140、差分算出部142およびメモリ部144を更に備え、制御部112は同期判断部116として機能する。発振器140は、1PPS信号のクロック数、および擬似1PPS信号のクロック数をカウントするために用いられる。差分算出部142は、1PPS信号のクロック数と擬似1PPS信号のクロック数の差分を算出する。   As shown in FIG. 2, as a feature of the present embodiment, the base station 110 further includes an oscillator 140, a difference calculation unit 142, and a memory unit 144, and the control unit 112 functions as the synchronization determination unit 116. The oscillator 140 is used to count the number of clocks of the 1PPS signal and the number of clocks of the pseudo 1PPS signal. The difference calculation unit 142 calculates the difference between the number of clocks of the 1PPS signal and the number of clocks of the pseudo 1PPS signal.

メモリ部144は、ROMやRAM、フラッシュメモリ等で構成され、制御部112が実行するプログラムを記憶する。また本実施形態では、メモリ部144は、発振器140を用いてカウントした1PPS信号のクロック数を記憶する。また制御部112は、同期判断部116として機能し、1PPS信号を喪失している間、1PPS信号のクロック数と擬似1PPS信号のクロック数の差分を加算し、加算した差分が所定値以上になったらフレーム同期を実行させる。   The memory unit 144 includes a ROM, a RAM, a flash memory, and the like, and stores a program executed by the control unit 112. In the present embodiment, the memory unit 144 stores the number of clocks of the 1PPS signal counted using the oscillator 140. Further, the control unit 112 functions as the synchronization determination unit 116 and adds the difference between the number of clocks of the 1PPS signal and the number of clocks of the pseudo 1PPS signal while the 1PPS signal is lost, and the added difference becomes equal to or greater than a predetermined value. Then execute frame synchronization.

図3は、本実施形態にかかる基地局110の同期方法を説明するフローチャートである。図4は、クロック数のカウントおよびその差分について説明する図であり、図4(a)は1PPS信号のクロック数のカウントについて説明する図であり、図4(b)は擬似1PPS信号のクロック数のカウントについて説明する図であり、図4(c)はそれらの差分の算出について説明する図である。   FIG. 3 is a flowchart for explaining a synchronization method of the base station 110 according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram for explaining the counting of the number of clocks and the difference thereof, FIG. 4 (a) is a diagram for explaining the counting of the number of clocks of the 1PPS signal, and FIG. 4 (b) is the number of clocks of the pseudo 1PPS signal. FIG. 4C is a diagram for explaining the calculation of the difference between them.

図3に示すように、本実施形態にかかる基地局の同期方法では、まず制御部112は、GPS信号受信部122によってGPS信号すなわち1PPS信号が受信できているか否かを判断する(ステップS202)。ステップS202においてGPS信号が受信できていた場合(ステップS202のYES)、当該基地局110aはGPS同期を行う(ステップS204)。   As shown in FIG. 3, in the base station synchronization method according to the present embodiment, first, the control unit 112 determines whether or not a GPS signal, that is, a 1PPS signal is received by the GPS signal receiving unit 122 (step S202). . If a GPS signal has been received in step S202 (YES in step S202), the base station 110a performs GPS synchronization (step S204).

本実施形態では、GPS同期を行う際、差分算出部142が発振器140を用いて、受信したGPS信号に含まれる1PPS信号のクロック数をカウントする(ステップS206)。具体的には、図4(a)に示すように、発振器140のパルスによって1PPS信号をカウントし、次の1PPS信号を受信するまでの間のクロック数が1秒あたりのクロック数となる。図4(a)では、1PPS信号のクロック数Aをa(カウント)としている。カウントされた1PPS信号のクロック数は、差分算出部142によってメモリ部144に記憶される(ステップS208)。   In the present embodiment, when performing GPS synchronization, the difference calculation unit 142 uses the oscillator 140 to count the number of clocks of the 1PPS signal included in the received GPS signal (step S206). Specifically, as shown in FIG. 4A, the number of clocks until the 1PPS signal is counted by the pulse of the oscillator 140 and the next 1PPS signal is received is the number of clocks per second. In FIG. 4A, the clock number A of the 1PPS signal is a (count). The counted number of clocks of the 1PPS signal is stored in the memory unit 144 by the difference calculation unit 142 (step S208).

一方、GPS信号が受信できていなかった場合(ステップS202のNO)、すなわち1PPS信号を喪失した場合、制御部112は、ホールドオーバ回路124によって擬似1PPS信号を出力するホールドオーバを開始する(ステップS210)。この際、差分算出部142が発振器140を用いて、ホールドオーバ回路124によって出力される擬似1PPS信号のクロック数をカウントする(ステップS212)。   On the other hand, if the GPS signal has not been received (NO in step S202), that is, if the 1PPS signal has been lost, the control unit 112 starts holdover in which a pseudo 1PPS signal is output by the holdover circuit 124 (step S210). ). At this time, the difference calculation unit 142 uses the oscillator 140 to count the number of clocks of the pseudo 1PPS signal output by the holdover circuit 124 (step S212).

擬似1PPS信号は、GPS衛星の1PPS信号のような正確さはないため、図4(b)に示すように、α1やα2のような誤差が生じる。上述したように、ステップS206において1PPS信号のクロック数をカウントすることにより、1カウントあたりの時間である1/aが算出される。これにより、発振器140のパルスによって擬似1PPS信号をカウントし、次の擬似1PPS信号が出力されるまでの時間である1秒+αを、1カウントあたりの時間である1/aによって除算することにより、擬似1PPS信号のクロック数Bがa(1秒+α)(カウント)と算出される。   Since the pseudo 1PPS signal is not as accurate as the 1PPS signal of a GPS satellite, errors such as α1 and α2 occur as shown in FIG. As described above, 1 / a which is the time per count is calculated by counting the number of clocks of the 1PPS signal in step S206. Thereby, the pseudo 1PPS signal is counted by the pulse of the oscillator 140, and 1 second + α, which is the time until the next pseudo 1PPS signal is output, is divided by 1 / a which is the time per count, The number of clocks B of the pseudo 1PPS signal is calculated as a (1 second + α) (count).

ステップS212において擬似1PPS信号のクロック数Bが算出されたら、差分算出部142は、ステップS206においてカウントされ、メモリ部144に記憶された1PPS信号のクロック数を読み出し、かかる1PPS信号のクロック数と擬似1PPS信号のクロック数との差分を算出する(ステップS214)。同期判断部116は、算出した差分が所定値以上であるか否かを判断し(ステップS216)、差分が所定値未満であったら(ステップS216のNO)、制御部112は、ステップS212〜ステップS216を繰り返す。   When the clock number B of the pseudo 1PPS signal is calculated in step S212, the difference calculation unit 142 reads the clock number of the 1PPS signal counted in step S206 and stored in the memory unit 144, and the clock number of the 1PPS signal and the pseudo number of the 1PPS signal are simulated. The difference from the number of clocks of the 1PPS signal is calculated (step S214). The synchronization determination unit 116 determines whether or not the calculated difference is greater than or equal to a predetermined value (step S216). If the difference is less than the predetermined value (NO in step S216), the control unit 112 performs steps S212 to S212. Repeat S216.

ここで、差分が所定値未満であり(ステップS216のNO)、ステップS212〜ステップS216が繰り返される間、同期判断部116は、ステップS216において算出した差分を加算し続ける(ステップS218)。ホールドオーバ時に出力される擬似1PPS信号をカウントし続けると、図4(c)に示すように、1PPS信号のカウント数と擬似1PPS信号の差分が次第に大きくなる。差分を加算し続けた結果、それが所定値以上となったら(ステップS216のYES)、同期判断部116は、他の基地局から受信した制御信号の受信タイミングを用いて当該基地局110のフレーム同期を実行する(ステップS222)。   Here, the difference is less than the predetermined value (NO in step S216), and while steps S212 to S216 are repeated, synchronization determination unit 116 continues to add the difference calculated in step S216 (step S218). If the pseudo 1PPS signal output at the time of holdover is continuously counted, as shown in FIG. 4C, the difference between the count number of the 1PPS signal and the pseudo 1PPS signal gradually increases. As a result of continuing to add the difference, when it becomes equal to or greater than a predetermined value (YES in step S216), the synchronization determination unit 116 uses the reception timing of the control signal received from the other base station to determine the frame of the base station 110. Synchronization is executed (step S222).

上記構成によれば、1PPS信号のクロック数と擬似1PPS信号のクロック数の差分が所定値未満、すなわちクロックのズレ幅が許容範囲内である場合には、ホールドオーバ状態が維持される。そして、1PPS信号のクロック数と擬似1PPS信号のクロック数の差分が所定値以上、すなわちクロックのズレ幅が許容範囲を超えた際にフレーム同期が行われる。   According to the above configuration, the holdover state is maintained when the difference between the number of clocks of the 1PPS signal and the number of clocks of the pseudo 1PPS signal is less than a predetermined value, that is, the clock shift width is within an allowable range. Frame synchronization is performed when the difference between the number of clocks of the 1PPS signal and the number of clocks of the pseudo 1PPS signal is equal to or greater than a predetermined value, that is, when the clock shift width exceeds the allowable range.

以上説明したように、本実施形態の基地局110およびその同期方法によれば、擬似1PPS信号のクロックの精度が保たれている間はホールドオーバ状態が継続され、クロックの精度が低下したらフレーム同期が行われることにより、例えば、従来1時間おきに行っていたフレーム同期の同期間隔を2時間おき、ないし3時間おきといったように広げることができる。したがって、空いた分のタイムスロットを無線端末104との通信に割り当てることができ、リソースの有効活用を図ることが可能となる。したがって、GPS衛星102との通信に支障が生じた場合であっても、クロックひいてはフレームクロックの精度を維持しつつ、リソースの消費を抑制することが可能となる。   As described above, according to the base station 110 and its synchronization method of the present embodiment, the holdover state is continued while the clock accuracy of the pseudo 1PPS signal is maintained, and the frame synchronization is performed when the clock accuracy decreases. For example, the synchronization interval of frame synchronization, which has been conventionally performed every 1 hour, can be extended every 2 hours or every 3 hours. Therefore, the free time slots can be allocated for communication with the wireless terminal 104, and resources can be used effectively. Therefore, even when communication with the GPS satellite 102 is hindered, it is possible to suppress resource consumption while maintaining the accuracy of the clock and thus the frame clock.

なお、本実施形態においては、メモリ部144に記憶された1PPS信号のクロック数を読み出し、それと擬似1PPS信号のクロック数との差分を算出する構成を例示したが、これと併せて更に温度補正を追加してもよい。例えば、GPS同期が可能な状況において、基地局110内の所定温度ごと(例えば5℃ごと)の1PPS信号あたりの発振器140のカウント値(クロック数)をテーブル化し、メモリ部144に記憶させておく。これにより、GPS同期が不可になった際に、ホールドオーバ動作中の温度変化にも対応した補正、すなわちカウント値の温度補正が可能となり、より正確な差分(ズレ幅)検出が可能となる。   In the present embodiment, the configuration in which the number of clocks of the 1PPS signal stored in the memory unit 144 is read and the difference between the number of clocks of the 1PPS signal and the pseudo 1PPS signal is calculated is exemplified. May be added. For example, in a situation where GPS synchronization is possible, the count value (number of clocks) of the oscillator 140 per 1 PPS signal for each predetermined temperature (for example, every 5 ° C.) in the base station 110 is tabulated and stored in the memory unit 144. . As a result, when GPS synchronization becomes impossible, correction corresponding to a temperature change during the holdover operation, that is, temperature correction of the count value can be performed, and more accurate difference (deviation width) can be detected.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、無線端末との無線通信、および他の基地局とのフレーム同期を行う基地局、ならびに他の基地局から受信した制御信号の受信タイミングを用いてフレーム同期を行う基地局の同期方法として利用可能である。   The present invention relates to a base station that performs wireless communication with a wireless terminal and frame synchronization with another base station, and a base station synchronization method that performs frame synchronization using a reception timing of a control signal received from another base station. Is available as

10a・10b・11a・11b…基地局、12…GPS衛星、14…OLT、100…通信システム、100a…エリア、102…GPS衛星、104…無線端末、110・110a・110b・110c・110d・110e…基地局、112…制御部、114…クロック制御部、116…同期判断部、122…GPS信号受信部、122a…GPSアンテナ、124…ホールドオーバ回路、126…電圧制御発振器、128…フレームクロック生成部、130…ベースバンド部、132…無線通信部、132a…通信アンテナ、140…発振器、142…差分算出部、144…メモリ部 10a, 10b, 11a, 11b ... base station, 12 ... GPS satellite, 14 ... OLT, 100 ... communication system, 100a ... area, 102 ... GPS satellite, 104 ... wireless terminal, 110 / 110a / 110b / 110c / 110d / 110e ... base station, 112 ... control unit, 114 ... clock control unit, 116 ... synchronization determination unit, 122 ... GPS signal reception unit, 122a ... GPS antenna, 124 ... holdover circuit, 126 ... voltage controlled oscillator, 128 ... frame clock generation , 130 ... Baseband part, 132 ... Wireless communication part, 132a ... Communication antenna, 140 ... Oscillator, 142 ... Difference calculation part, 144 ... Memory part

Claims (2)

無線端末との無線通信、および他の基地局とのフレーム同期を行う基地局であって、
GPS衛星からのGPS信号を受信して1PPS信号を出力するGPS信号受信部と、
前記1PPS信号を喪失したときに擬似1PPS信号を出力するホールドオーバ回路と、
前記1PPS信号のクロック数、および前記擬似1PPS信号のクロック数をカウントするための発振器と、
前記1PPS信号のクロック数と前記擬似1PPS信号のクロック数の差分を算出する差分算出部と、
前記1PPS信号を喪失している間、前記差分を加算し、該加算した差分が所定値以上になったら前記フレーム同期を実行させる同期判断部と、
を備えることを特徴とする基地局。
A base station that performs wireless communication with a wireless terminal and frame synchronization with another base station,
A GPS signal receiving unit that receives a GPS signal from a GPS satellite and outputs a 1PPS signal;
A holdover circuit that outputs a pseudo 1PPS signal when the 1PPS signal is lost;
An oscillator for counting the number of clocks of the 1PPS signal and the number of clocks of the pseudo 1PPS signal;
A difference calculating unit for calculating a difference between the number of clocks of the 1PPS signal and the number of clocks of the pseudo 1PPS signal;
A synchronization determination unit that adds the difference while losing the 1PPS signal, and executes the frame synchronization when the added difference exceeds a predetermined value;
A base station comprising:
他の基地局から受信した制御信号の受信タイミングを用いてフレーム同期を行う基地局の同期方法であって、
前記GPS衛星からのGPS信号に含まれる1PPS信号を受信可能なときは、該GPS信号に含まれる1PPS信号のクロック数をカウントし、
前記1PPS信号を喪失している間は、
ホールドオーバ回路によって擬似1PPS信号を出力し、
前記擬似1PPS信号のクロック数をカウントして、前記1PPS信号のクロック数と該擬似1PPS信号のクロック数の差分を算出し、
前記加算した差分が所定値以上になったら前記フレーム同期を実行することを特徴とする基地局の同期方法。
A base station synchronization method for performing frame synchronization using a reception timing of a control signal received from another base station,
When the 1PPS signal included in the GPS signal from the GPS satellite can be received, the number of clocks of the 1PPS signal included in the GPS signal is counted,
While losing the 1PPS signal,
A pseudo 1PPS signal is output by the holdover circuit,
Counting the number of clocks of the pseudo 1PPS signal, and calculating a difference between the number of clocks of the 1PPS signal and the number of clocks of the pseudo 1PPS signal;
The base station synchronization method, wherein the frame synchronization is performed when the added difference becomes equal to or greater than a predetermined value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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