JP2016119497A - Frequency synchronization device, radio base station, frequency synchronization program and frequency synchronization method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マスター装置とスレーブ装置との間でクロック周波数を同期させるための同期処理のインターバル時間を算出する周波数同期装置、周波数同期プログラム、及び周波数同期方法、並びにスレーブ装置としての無線基地局に関する。 The present invention relates to a frequency synchronization device, a frequency synchronization program, a frequency synchronization method, and a radio base station as a slave device that calculate an interval time of synchronization processing for synchronizing clock frequencies between a master device and a slave device. .
従来より、アナログテレビの電波空き帯域であるVHF(Very-High Frequency)−low帯やUHF帯(Ultra-High Frequency)の地上波デジタル放送における未使用チャネルを利用した放送システムが提案されている。このような放送システムは、例えば防災及び被災時のための放送システムとして有用であり、すでに一部地域で実証実験が行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, broadcasting systems using unused channels in terrestrial digital broadcasting in VHF (Very-High Frequency) -low band and UHF band (Ultra-High Frequency), which are free radio bands of analog television, have been proposed. Such a broadcasting system is useful as a broadcasting system for disaster prevention and disaster, for example, and has already been verified in some areas.
このような放送システムでは、IPネットワークで接続された複数の無線基地局を設置してカバーエリアを重複させることで、広域をカバーしている。この場合に、複数の無線基地局で同一の周波数を用いるSFN(Single Frequency Network)を採用すると、周波数利用効率の観点から有利である。 In such a broadcasting system, a wide area is covered by installing a plurality of radio base stations connected by an IP network and overlapping the cover areas. In this case, adopting a single frequency network (SFN) that uses the same frequency in a plurality of radio base stations is advantageous from the viewpoint of frequency utilization efficiency.
SFNは、例えば警察無線などの無線システムで実用化されている。しかしながら、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial)のようなOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調を用いる放送システムでは、クロック周波数のわずかなずれがあるだけでも、サブチャネル間の符号間干渉が起こってしまうため、無線基地局間の精密な周波数同期が要求される。 SFN has been put into practical use in radio systems such as police radio. However, in a broadcasting system using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation such as ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial), even if there is a slight shift in clock frequency, intersymbol interference occurs between subchannels. Therefore, precise frequency synchronization between radio base stations is required.
上記のようにIPネットワークで接続された複数の無線基地局でSFNにより広帯域をカバーする放送システムでは、一の無線基地局をマスター装置とし、他の無線基地局をスレーブ装置として、複数の無線基地局のクロック周波数を同期させる。同期を確立する方式として、放送中継方式があるが、この方式では回り込みキャンセラが必要となり、コスト高となる。また、GPS(Global Positioning System)を用いる方式もあるが、この方式ではGPS電波を受信可能な場所に無線基地局を設置しなければならないという制約がある。 As described above, in a broadcasting system in which a plurality of radio base stations connected by an IP network cover a wide band by SFN, one radio base station is used as a master device, and the other radio base station is used as a slave device. Synchronize the clock frequency of the station. As a method for establishing synchronization, there is a broadcast relay method, but this method requires a wraparound canceller, which increases costs. In addition, there is a system using GPS (Global Positioning System), but this system has a restriction that a radio base station must be installed in a place where GPS radio waves can be received.
よって、IPネットワークを用いて安価に無線基地局間の同期を実現することが望ましい。IPネットワークを用いた同期確立では、マスター装置から同期パケットを送信し、スレーブ装置にてこれを受信することで、スレーブ装置においてマスター装置とのクロック周波数の同期をとる。 Therefore, it is desirable to realize synchronization between wireless base stations at low cost using an IP network. In synchronization establishment using an IP network, a synchronization packet is transmitted from the master device and received by the slave device, so that the slave device synchronizes the clock frequency with the master device.
このような同期の確立は、引込み速度(同期を確立するまでに要する時間)が遅いという問題がある。特に、装置を起動したときやネットワーク断から復帰したときには、同期確立に時間がかかる。従って、上記のように、クロック周波数の精密な同期が要求される場合には、同期パケットの送信間隔を短くして、同期パケットを大量に送信することで、同期確立までの時間を短くする必要がある。しかしながら、同期パケットの送信間隔を短くして大量の同期パケットを送信すると、ネットワーク帯域を圧迫してしまう。 The establishment of such synchronization has a problem that the pull-in speed (the time required to establish synchronization) is slow. In particular, it takes time to establish synchronization when the apparatus is activated or when it recovers from a network disconnection. Therefore, when precise synchronization of the clock frequency is required as described above, it is necessary to shorten the time until synchronization is established by shortening the transmission interval of the synchronization packet and transmitting a large number of synchronization packets. There is. However, if a large number of synchronization packets are transmitted with the synchronization packet transmission interval shortened, the network bandwidth is compressed.
同期パケット数を抑えて精密にクロック周波数を同期する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。この技術では、スレーブ装置は、マスター装置から受信したパケットから送信源クロックを再生し、一度時刻を合わせた後は、その再生クロックで時刻を進める。これにより、時刻を合わせた後は時刻がずれにくくなるため、同期パケット数を少なくできる。送信源クロックの再生によって、クロック周波数の同期も行うことができる。 A technique for precisely synchronizing the clock frequency by suppressing the number of synchronization packets has been proposed (for example, Patent Document 1). In this technique, the slave device regenerates the transmission source clock from the packet received from the master device, and after adjusting the time once, advances the time with the regenerated clock. As a result, the time is less likely to be shifted after the time is set, so the number of synchronization packets can be reduced. The clock frequency can also be synchronized by regenerating the transmission source clock.
しかしながら、特許文献1の技術では、経路上のすべての中継装置がクロック同期に対応してなければならず、従って、既存の中継装置を利用することはできない。また、スレーブ装置も、そのハード構成上、クロック再生のための構成を備える必要があり、コスト高となる。
However, in the technique of
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、IPネットワークを用いた周波数同期の確立を実現する新規な周波数同期装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a novel frequency synchronization apparatus that realizes establishment of frequency synchronization using an IP network.
本発明の周波数同期装置は、マスター装置とスレーブ装置との間でクロック周波数を同期させる周波数同期装置であって、前記マスター装置のクロック周波数に対する前記スレーブ装置のクロック周波数のずれである周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出部と、前記周波数オフセットに収束係数を掛けた後に残存する残存周波数オフセットと、前記スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とに基づいて、次にクロック周波数を同期させるための同期処理を行うまでのインターバル時間を算出する同期タイミング算出部とを備えた構成を有している。 The frequency synchronization device of the present invention is a frequency synchronization device that synchronizes a clock frequency between a master device and a slave device, and calculates a frequency offset that is a deviation of the clock frequency of the slave device with respect to the clock frequency of the master device. Synchronization for synchronizing the clock frequency next, based on a frequency offset calculation unit that performs, a residual frequency offset remaining after multiplying the frequency offset by a convergence coefficient, and a minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device And a synchronization timing calculation unit that calculates an interval time until processing is performed.
本発明の無線基地局は、IPネットワークを介してマスター装置としての無線基地局と接続されることにより、前記マスター装置とともにSFNにより放送を行うスレーブ装置としての無線基地局であって、前記マスター装置としての無線基地局のクロック周波数に対する周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出部と、前記周波数オフセットに基づく制御電圧値を制御電圧に変換して出力する変換部と、前記制御電圧に基づいて前記スレーブ装置としての無線基地局のクロック周波数を調整する周波数調整部と、前記周波数オフセットに収束係数を掛けた後に残存する残存周波数オフセットと、前記スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とに基づいて、次にクロック周波数を同期させるための同期処理を行うまでのインターバル時間を算出する同期タイミング算出部と、前記インターバル時間を前記マスター装置としての無線基地局に通知する通信部とを備えた構成を有している。 The radio base station of the present invention is a radio base station as a slave device that performs broadcasting by SFN together with the master device by being connected to a radio base station as a master device via an IP network, and the master device A frequency offset calculation unit that calculates a frequency offset with respect to the clock frequency of the radio base station, a conversion unit that converts a control voltage value based on the frequency offset into a control voltage and outputs the control voltage, and the slave device based on the control voltage Based on a frequency adjusting unit that adjusts the clock frequency of the radio base station, a residual frequency offset that remains after multiplying the frequency offset by a convergence coefficient, and a minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device, Until the synchronization process is performed to synchronize the clock frequency. A synchronization timing calculation unit that calculates a interval time, has a configuration in which a communication unit that notifies the interval time to the radio base station as the master device.
本発明の周波数同期プログラムは、マスター装置とスレーブ装置との間でクロック周波数を同期させるための同期処理のタイミングを算出する周波数同期装置のコンピュータを、前記マスター装置のクロック周波数に対する前記スレーブ装置のクロック周波数のずれである周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出部、及び 前記周波数オフセットに収束係数を掛けた後に残存する残存周波数オフセットと、前記スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とに基づいて、次にクロック周波数を同期させるための同期処理を行うまでのインターバル時間を算出する同期タイミング算出部として機能させる。 The frequency synchronization program according to the present invention provides a computer of a frequency synchronization device that calculates the timing of synchronization processing for synchronizing a clock frequency between a master device and a slave device, the clock of the slave device relative to the clock frequency of the master device. Based on a frequency offset calculation unit that calculates a frequency offset that is a frequency shift, a residual frequency offset that remains after multiplying the frequency offset by a convergence coefficient, and a minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device, It functions as a synchronization timing calculation unit that calculates an interval time until the synchronization process for synchronizing the clock frequency is performed.
本発明の周波数同期方法は、マスター装置とスレーブ装置との間でクロック周波数を同期させるための同期処理のタイミングを算出する周波数同期方法であって、前記マスター装置のクロック周波数に対する前記スレーブ装置のクロック周波数のずれである周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出ステップと、前記周波数オフセットに収束係数を掛けた後に残存する残存周波数オフセットと、前記スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とに基づいて、次にクロック周波数を同期させるための同期処理を行うまでのインターバル時間を算出する同期タイミング算出ステップとを含む。 The frequency synchronization method of the present invention is a frequency synchronization method for calculating a timing of a synchronization process for synchronizing a clock frequency between a master device and a slave device, the clock of the slave device with respect to the clock frequency of the master device. Based on a frequency offset calculating step for calculating a frequency offset that is a frequency shift, a residual frequency offset remaining after multiplying the frequency offset by a convergence coefficient, and a minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device, A synchronization timing calculation step of calculating an interval time until synchronization processing for synchronizing the clock frequency is performed.
本発明によれば、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位に基づいて同期処理のインターバル時間が算出されるので、スレーブ装置においてクロック周波数の調整ができない時点での無駄な同期処理が行われることを回避でき、それによってネットワーク帯域にかける負荷を軽減でき、また、同期処理のインターバル時間が長くなりすぎて引き込み速度が遅くなることも回避できる。 According to the present invention, since the interval time of the synchronization processing is calculated based on the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device, wasteful synchronization processing is performed when the clock frequency cannot be adjusted in the slave device. Thus, it is possible to reduce the load on the network bandwidth, and it is also possible to prevent the pull-in speed from becoming slow due to the interval time of the synchronization process becoming too long.
以下、本発明の実施の形態の周波数同期装置を説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。 Hereinafter, a frequency synchronization apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The embodiment described below shows an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to the specific configuration described below. In carrying out the present invention, a specific configuration according to the embodiment may be adopted as appropriate.
実施の形態の周波数同期装置は、マスター装置とスレーブ装置との間でクロック周波数を同期させる周波数同期装置であって、マスター装置のクロック周波数に対するスレーブ装置のクロック周波数のずれである周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出部と、周波数オフセットに収束係数を掛けた後に残存する残存周波数オフセットと、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とに基づいて、次にクロック周波数を同期させるための同期処理を行うまでのインターバル時間を算出する同期タイミング算出部とを備えた構成を有している。 The frequency synchronization device according to the embodiment is a frequency synchronization device that synchronizes the clock frequency between the master device and the slave device, and calculates a frequency offset that is a deviation of the clock frequency of the slave device from the clock frequency of the master device. Next, based on the frequency offset calculation unit, the remaining frequency offset remaining after the frequency offset is multiplied by the convergence coefficient, and the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device, a synchronization process for synchronizing the clock frequency is performed. And a synchronization timing calculation unit for calculating the interval time until.
この構成により、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位に基づいて同期処理のインターバル時間が算出されるので、スレーブ装置においてクロック周波数の調整ができない時点での無駄な同期処理が行われることを回避でき、それによってネットワーク帯域にかける負荷を軽減でき、また、同期処理のインターバル時間が長くなりすぎて引き込み速度が遅くなることも回避できる。 With this configuration, since the interval time of the synchronization process is calculated based on the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device, it is possible to avoid performing unnecessary synchronization processing when the clock frequency cannot be adjusted in the slave device. Thus, it is possible to reduce the load on the network bandwidth, and it is also possible to prevent the pull-in speed from becoming slow because the interval time of the synchronization processing becomes too long.
スレーブ装置は、周波数オフセットに基づく制御電圧値を制御電圧に変換して出力する変換部と、制御電圧に基づいてスレーブ装置のクロック周波数を調整する周波数調整部とを備えていてよく、調整可能な最小の周波数単位は、変換部における変換の分解能であってよい。 The slave device may include a conversion unit that converts the control voltage value based on the frequency offset into a control voltage and outputs the control voltage, and a frequency adjustment unit that adjusts the clock frequency of the slave device based on the control voltage. The minimum frequency unit may be the resolution of conversion in the conversion unit.
この構成により、スレーブ装置の変換部の分解能に応じてインターバル時間を算出できる。 With this configuration, the interval time can be calculated according to the resolution of the conversion unit of the slave device.
スレーブ装置は、周波数オフセットに基づく制御電圧値を制御電圧に変換して出力する変換部と、制御電圧に基づいてスレーブ装置のクロック周波数を調整する周波数調整部とを備えていてよく、調整可能な最小の周波数単位は、周波数調整部において調整可能な最小の周波数単位であってよい。 The slave device may include a conversion unit that converts the control voltage value based on the frequency offset into a control voltage and outputs the control voltage, and a frequency adjustment unit that adjusts the clock frequency of the slave device based on the control voltage. The minimum frequency unit may be a minimum frequency unit that can be adjusted by the frequency adjustment unit.
この構成によっても、周波数調整部において調整可能な最小の周波数単位に応じてインターバル時間を算出できる。 Also with this configuration, the interval time can be calculated according to the minimum frequency unit that can be adjusted by the frequency adjusting unit.
同期タイミング算出部は、残存周波数オフセットが蓄積して調整可能な最小の周波数単位になるまでの時間を、インターバル時間として算出してよい。 The synchronization timing calculation unit may calculate the interval time until the remaining frequency offset accumulates and becomes the minimum frequency unit that can be adjusted, as the interval time.
この構成により、スレーブ装置においてクロック周波数の調整ができる最短のインターバルを算出できる。 With this configuration, the shortest interval in which the clock frequency can be adjusted in the slave device can be calculated.
上記の周波数同期装置は、インターバル時間を補正するための補正時間を調整する補正時間調整部をさらに備えていてよく、周波数オフセット算出部は、インターバル時間ごとに、複数の周波数オフセットを順次算出してよく、補正時間調整部は、順次算出される複数の周波数オフセットのいずれにおいて、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位になったかに基づいて、補正時間を調整してよく、同期タイミング算出部は、補正時間を用いてインターバル時間を補正してよい。 The frequency synchronization device may further include a correction time adjustment unit that adjusts a correction time for correcting the interval time, and the frequency offset calculation unit sequentially calculates a plurality of frequency offsets for each interval time. The correction time adjustment unit may adjust the correction time based on which of the plurality of sequentially calculated frequency offsets is the smallest frequency unit that can be adjusted in the slave device. The interval time may be corrected using the correction time.
この構成により、スレーブ装置におけるクロック周波数調整のための構成の個体差に基づく誤差やネットワーク遅延の揺らぎによる誤差を補正して、インターバル時間を算出できる。 With this configuration, it is possible to calculate an interval time by correcting an error based on an individual difference in the configuration for adjusting the clock frequency in the slave device and an error due to fluctuations in network delay.
補正時間調整部は、複数の周波数オフセットの最初の周波数オフセットにおいて、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位以上になっている場合には、インターバル時間が短くなるように補正時間を調整してよい。 The correction time adjustment unit may adjust the correction time so as to shorten the interval time when the first frequency offset of the plurality of frequency offsets is equal to or greater than the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device. .
この構成により、インターバル時間が長すぎる場合に、それを短くするよう調整できる。 With this configuration, if the interval time is too long, it can be adjusted to shorten it.
補正時間調整部は、複数の周波数オフセットのN(Nは2以上の自然数)番目以降の周波数オフセットにおいて、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位になった場合には、補正時間を(N−1)×所定時間の時間短くなるように前記補正時間を調整してよい。 The correction time adjustment unit sets the correction time to (N−) when the frequency unit after the Nth (N is a natural number of 2 or more) frequency offsets of a plurality of frequency offsets becomes the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device. 1) x The correction time may be adjusted so as to be shortened by a predetermined time.
この構成により、インターバル時間が短い場合に、それを長くするように補正できる。 With this configuration, when the interval time is short, it can be corrected to increase it.
補正時間調整部は、複数の周波数オフセットに関して、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とならなかった場合には、スレーブ装置での周波数オフセット算出を継続して実行させてよい。 The correction time adjustment unit may continuously execute the frequency offset calculation in the slave device when the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device is not obtained for the plurality of frequency offsets.
この構成により、インターバル時間が短い場合に、それを長くするように補正できる。 With this configuration, when the interval time is short, it can be corrected to increase it.
実施の形態の無線基地局は、IPネットワークを介してマスター装置としての無線基地局と接続されることにより、マスター装置としての無線基地局とともにSFNにより放送を行うスレーブ装置としての無線基地局であって、マスター装置としての無線基地局のクロック周波数に対する周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出部と、周波数オフセットに基づく制御電圧値を制御電圧に変換して出力する変換部と、制御電圧に基づいてスレーブ装置としての無線基地局のクロック周波数を調整する周波数調整部と、周波数オフセットに収束係数を掛けた後に残存する残存周波数オフセットと、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とに基づいて、次にクロック周波数を同期させるための同期処理を行うまでのインターバル時間を算出する同期タイミング算出部と、インターバル時間をマスター装置としての無線基地局に通知する通信部とを備えた構成を有している。 The radio base station according to the embodiment is a radio base station as a slave device that performs broadcasting by SFN together with a radio base station as a master device by being connected to a radio base station as a master device via an IP network. A frequency offset calculation unit that calculates a frequency offset with respect to the clock frequency of the radio base station as a master device, a conversion unit that converts a control voltage value based on the frequency offset into a control voltage, and a slave based on the control voltage Based on the frequency adjustment unit that adjusts the clock frequency of the radio base station as a device, the residual frequency offset that remains after multiplying the frequency offset by the convergence coefficient, and the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device, The interface until synchronization is performed to synchronize the clock frequency. It has a synchronization timing calculation unit that calculates a Le time, a configuration in which a communication unit that notifies the interval time to the radio base station as the master device.
この構成によっても、スレーブ装置としての無線基地局において調整可能な最小の周波数単位に基づいて同期処理のインターバル時間が算出されるので、スレーブ装置としての無線基地局においてクロック周波数の調整ができない時点での無駄な同期処理が行われることを回避でき、それによってネットワーク帯域にかける負荷を軽減でき、また、同期処理のインターバル時間が長くなりすぎて引き込み速度が遅くなることも回避できる。 Even with this configuration, since the interval time of the synchronization process is calculated based on the minimum frequency unit that can be adjusted in the radio base station as the slave device, the clock frequency cannot be adjusted in the radio base station as the slave device. It is possible to avoid the unnecessary synchronization processing from being performed, thereby reducing the load applied to the network bandwidth, and it is also possible to prevent the pull-in speed from being slowed because the interval time of the synchronization processing becomes too long.
実施の形態の周波数同期プログラムは、マスター装置とスレーブ装置との間でクロック周波数を同期させるための同期処理のタイミングを算出する周波数同期装置のコンピュータを、マスター装置のクロック周波数に対すスレーブ装置のクロック周波数のずれである周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出部、及び周波数オフセットに収束係数を掛けた後に残存する残存周波数オフセットと、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とに基づいて、次にクロック周波数を同期させるための同期処理を行うまでのインターバル時間を算出する同期タイミング算出部として機能させる。 The frequency synchronization program according to the embodiment is configured to calculate a computer of a frequency synchronization device that calculates a timing of synchronization processing for synchronizing a clock frequency between a master device and a slave device, and a clock of the slave device with respect to the clock frequency of the master device. Next, a frequency offset calculation unit that calculates a frequency offset that is a frequency shift, and a remaining frequency offset remaining after multiplying the frequency offset by a convergence coefficient and a minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device are clocked next. It is made to function as a synchronization timing calculation part which calculates the interval time until the synchronous process for synchronizing a frequency is performed.
この構成によっても、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位に基づいて同期処理のインターバル時間が算出されるので、スレーブ装置においてクロック周波数の調整ができない時点での無駄な同期処理が行われることを回避でき、それによってネットワーク帯域にかける負荷を軽減でき、また、同期処理のインターバル時間が長くなりすぎて引き込み速度が遅くなることも回避できる。 Even with this configuration, since the interval time of the synchronization processing is calculated based on the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device, it is possible to perform useless synchronization processing when the clock frequency cannot be adjusted in the slave device. Therefore, it is possible to reduce the load on the network bandwidth, and it is also possible to prevent the pull-in speed from becoming slow because the interval time of the synchronization processing becomes too long.
実施の形態の周波数同期方法は、マスター装置とスレーブ装置との間でクロック周波数を同期させるための同期処理のタイミングを算出する周波数同期方法であって、マスター装置のクロック周波数に対するスレーブ装置のクロック周波数のずれである周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出ステップと、周波数オフセットに収束係数を掛けた後に残存する残存周波数オフセットと、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とに基づいて、次にクロック周波数を同期させるための同期処理を行うまでのインターバル時間を算出する同期タイミング算出ステップとを含む。 The frequency synchronization method of the embodiment is a frequency synchronization method for calculating the timing of synchronization processing for synchronizing the clock frequency between the master device and the slave device, and the clock frequency of the slave device with respect to the clock frequency of the master device Next, the clock frequency is calculated based on the frequency offset calculating step for calculating the frequency offset, which is a deviation, the remaining frequency offset remaining after the frequency offset is multiplied by the convergence coefficient, and the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device. A synchronization timing calculation step of calculating an interval time until the synchronization processing for synchronizing is performed.
この構成によっても、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位に基づいて同期処理のインターバル時間が算出されるので、スレーブ装置においてクロック周波数の調整ができない時点での無駄な同期処理が行われることを回避でき、それによってネットワーク帯域にかける負荷を軽減でき、また、同期処理のインターバル時間が長くなりすぎて引き込み速度が遅くなることも回避できる。 Even with this configuration, since the interval time of the synchronization processing is calculated based on the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device, it is possible to perform useless synchronization processing when the clock frequency cannot be adjusted in the slave device. Therefore, it is possible to reduce the load on the network bandwidth, and it is also possible to prevent the pull-in speed from becoming slow because the interval time of the synchronization processing becomes too long.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図2は、本発明の第1の実施の形態における放送システムの構成図である。放送システム100は、複数の無線基地局102、103、103がIPネットワーク101を介して互いに通信可能に接続されている。図2の例では、3つの無線基地局のみが示されているが、放送システム100は、より多くの無線基地局を含むものであってよい。放送信号(コンテンツ信号、制御信号等)は、IPネットワーク101を介して各無線基地局102、103、103に送信される。各無線基地局102、103、103は、送信装置として、放送信号を無線送信する。図示しない放送受信端末は、近くの無線基地局からの放送信号を受信して放送コンテンツを再生する。
(First embodiment)
FIG. 2 is a configuration diagram of the broadcasting system according to the first embodiment of the present invention. In the
各無線基地局102、103、103は、互いに重複するカバーエリアを有する。また、各無線基地局102、103、103は、同一の周波数f1を用いたSFNにより放送を行う。複数の無線基地局102、103、103のうち、1つの無線基地局102は同期確立においてマスター装置となり、他の無線基地局103は同期確立においてスレーブ装置となる。各スレーブ装置103が、マスター装置102と同期を合わせる(同調する)ことで、放送システム100全体の同期が実現する。
Each
図3は、スレーブ装置103において動作クロックの周波数(以下、「クロック周波数」という。)を調整するための構成を示すブロック図である。スレーブ装置103は、クロック周波数を調整するための構成として、CPU(Central Processing Unit)31、DAC(Digital-to-Analog Converter)32、及びVCXO(Voltage-Controlled Crystal Oscillator:電圧制御型水晶発振器)33を備えている。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration for adjusting the frequency of the operation clock (hereinafter referred to as “clock frequency”) in the
CPU31は、クロック周波数を同期させるために、同期パケットに基づいてクロック周波数のずれを算出し、クロック周波数を調整するための制御電圧値を算出して、DAC32に出力する。DAC32は、制御電圧値を制御電圧に変換してVCXO33に出力する。VCXO33は、制御電圧に応じて調整された動作クロックをCPU31に供給する。DAC32は、変換部に相当し、VCXO33は、周波数調整部に相当する。
In order to synchronize the clock frequency, the
図1は、本発明の第1の実施の形態の周波数同期装置の構成を示すブロック図である。周波数同期装置10は、スレーブ装置103に備えられ、同期パケットの送信間隔を制御しつつ、IPネットワーク101を介して接続されたマスター装置102との間で同期を確立する。周波数同期装置10は、同期処理実行部11、周波数オフセット算出部12、周波数補正部13、及び同期タイミング算出部14を備えている。周波数同期装置10は、CPU31がプログラムを実行することで実現されてよい。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the frequency synchronization apparatus according to the first embodiment of the present invention. The
周波数同期装置10による周波数同期を確立するための処理(同調処理)を説明する前に、一般的な同調処理を説明する。図4は、マスター装置102とスレーブ装置103との間の同調処理を説明する図である。まず、マスター装置102は、スレーブ装置103に対して、同期メッセージを送信する(S41)。マスター装置102は、続けて、マスター装置102のクロックで計測した同期メッセージ送信時刻tm (1)をフォローアップメッセージとして送信する(S42)。これらの同期メッセージ及びフォローアップメッセージを「同期パケット」という。
Before explaining the process (tuning process) for establishing frequency synchronization by the
スレーブ装置103は、同期メッセージを受信し、スレーブ装置103のクロックで計測した同期メッセージ受信時刻ts (1)を記録する。また、スレーブ装置103は、フォローアップメッセージを受信することで、マスター装置102における同期メッセージ送信時刻tm (1)を知って、これを記録する。
The
次の同期タイミングで、マスター装置102及びスレーブ装置103は上記と同様の処理を行う。即ち、マスター装置102は、同期メッセージを送信し(S43)、その同期メッセージ送信時刻tm (2)をスレーブ装置103に通知する(S44)。スレーブ装置103は、同期メッセージを受信した時刻ts (2)を記録するとともに、マスター装置102から通知された同期メッセージ送信時刻t1´を記録する。
At the next synchronization timing, the
スレーブ装置103は、記録された同期メッセージ送信時刻tm (1)、tm (2)、及び同期メッセージ受信時刻ts (1)、ts (2)を用いて、tm (2)−tm (1)=ts (2)−ts (1)となるようにクロック周波数を調整する。本実施の形態の周波数同期装置10は、同期タイミングを制御しつつ、上記のような周波数同期確立の原理を利用してスレーブ装置103のクロック周波数をマスター装置102のクロック周波数に同期させる。以下、図1及び図5を参照して、本実施の形態の周波数同期装置10の各構成の動作を説明する。
The
同期処理実行部11は、マスター装置102との間で周波数同期を確立するための処理を実行する。図5に示すように、同期処理実行部11は、各同期期間において、複数回の同期処理、即ち同期メッセージ及びフォローアップメッセージの送信を行う。なお、図5において、1本の矢印は1回の同期メッセージ送信とそれに対応するフォローアップメッセージの送信を表している。図5の例では、各同期期間Snにおいて、4回の同期メッセージ及びフォローアップメッセージの送受信s1 (n)〜s4 (n)が行われる。
The synchronization
周波数オフセット算出部12は、各回の同期メッセージ送信時刻tmk (n)とそれに対応する前の同期期間の同期メッセージ送信時刻tmk (n-1)及び同期メッセージ受信時刻tsk (n)とそれに対応する前の同期期間の同期メッセージ受信時刻tsk (n-1)に基づいて、各回の周波数オフセット(クロック周波数のずれ)Ok (n)を算出する。ここで、kは各同期期間における同期処理の回数であり、図5の例では、k=1、2、3、4である。具体的には、以下の式(1)を用いて周波数オフセットOkを算出する。
Ok=(tmk (n)−tmk (n-1))−(tsk (n)−tsk (n-1)) ・・・(1)
周波数オフセット算出部12は、周波数オフセットOk (n)の平均をとって、平均周波数オフセットOavg (n)を算出し、周波数補正部13に出力する。
The frequency offset
O k = (t mk (n ) -t mk (n-1)) - (t sk (n) -t sk (n-1)) ··· (1)
The frequency offset
周波数補正部13は、平均周波数オフセットOavg (n)に基づいて、クロック周波数を補正するための制御電圧値を算出して出力する。この制御電圧値は、図3を参照して説明した、CPU31から出力される制御電圧値に相当する。周波数補正部13は、平均周波数オフセットOavg (n)が小さくなるような制御電圧値を算出する。具体的には、周波数補正部13は、平均周波数オフセットOavg (n)を完全にゼロにする制御電圧値を算出するのではなく、発振させないように、平均周波数オフセットOavg (n)に収束係数α(0<α<1)を掛けて制御電圧値を算出する。本実施の形態では、α=0.9とする。
The
同期タイミング算出部14は、次の同期期間Sn+1までのインターバル時間T(n)を算出する。具体的には、同期タイミング算出部14は、平均周波数オフセットOavg (n)に(1−α)を掛けた残存周波数オフセットOres (n)が蓄積してDAC32(図3参照)の分解能に達するまでの時間を次の同期期間までのインターバル時間T(n)として算出する。このようにインターバル時間T(n)を算出する理由を説明する。
The synchronization
上記のように、制御電圧値は平均周波数オフセットOavg (n)に収束係数αを掛けた上で算出されているので、この制御電圧値に従って動作クロックを調整したとしても、平均周波数オフセットOavg (n)×(1−α)に相当するクロック周波数のずれが残ることになる(残存周波数オフセットOres (n))。しかしながら、次の同期期間に同期処理を行って平均周波数オフセットを算出すると、それは残存周波数オフセット程度の大きさとなる。よって、そのような平均周波数オフセットに対応する制御電圧値をDAC32に与えたとしても、それがDAC32のクロック周波数を調整する際の調整可能な最小の周波数単位、即ちDAC32の分解能よりも小さい値である場合には、DAC32は、VCXO33の動作クロックを調整できる有意な制御電圧を出力することができない。その結果、VCXO33はクロックを調整できないことになる。
As described above, the control voltage value is calculated by multiplying the average frequency offset O avg (n) by the convergence coefficient α. Therefore, even if the operation clock is adjusted according to this control voltage value, the average frequency offset O avg A clock frequency shift corresponding to (n) × (1−α) remains (residual frequency offset O res (n) ). However, if the average frequency offset is calculated by performing the synchronization process in the next synchronization period, it becomes as large as the residual frequency offset. Therefore, even if a control voltage value corresponding to such an average frequency offset is given to the
即ち、残存周波数オフセットOres (n)が蓄積してDAC32の分解能に達する時間(以下、「有意な時間差」ともいう。)が経過する前に次の同期期間の処理を行ったとしても、それによって周波数同期をとるための動作クロックの調整は行われないことになり、そのような同期期間に送受信される同期パケットは無駄になる。そこで、同期タイミング算出部14は、そのような無駄な同期パケットの送受信を回避すべく、有意な時間差として、上記のようにして次の同期期間までのインターバル時間Tを算出する。
That is, even if the processing of the next synchronization period is performed before the time (hereinafter also referred to as “significant time difference” ) in which the residual frequency offset O res (n) accumulates and reaches the resolution of the
算出されたインターバル時間T(n)は、予測時間応答として同期処理実行部11からマスター装置102に送信され、マスター装置102はこのインターバル時間T(n)の経過後に、次の同期期間Sn+1の同期処理を開始する(同期メッセージを送信する)。すなわち、同期処理実行部11は、インターバル時間T(n)をマスター装置102に通知する通信部に相当する。
The calculated interval time T (n) is transmitted as a predicted time response from the synchronization
図6は、マスター装置102とスレーブ装置103による同調処理の動作のフロー図である。まず、マスター装置102とスレーブ装置103は、複数回の同期メッセージ及びフォローアップメッセージの送受信を行う(ステップS61)。周波数オフセット算出部12は、複数の同期メッセージの送信時刻及び受信時刻と前回の各々対応する複数の同期メッセージの送信時刻及び受信時刻とに基づいて、平均周波数オフセットを算出する(ステップS62)。
FIG. 6 is a flowchart of the tuning process performed by the
次に、スレーブ装置103は、平均周波数オフセットOavg (n)に基づいて、クロック周波数を調整する(ステップS63)。具体的には、周波数補正部13は、平均周波数オフセットOavg (n)に基づいて制御電圧値を算出し、DAC32はこれを制御電圧に変換してVCXO33に出力し、VCXO33は制御電圧に従って動作クロックを調整してCPU31に出力する。
Next, the
同期タイミング算出部14は、DAC32の分解能と残存周波数オフセットOres (n)に基づいて、次の同期期間までの時間T(n)を算出し(ステップS64)、同期処理実行部11がこのインターバル時間T(n)を予測時間応答としてマスター装置102に通知する。マスター装置102は、このインターバル時間T(n)が経過するのを待って(ステップS65)、インターバル時間T(n)が経過すると(ステップS65にてYES)、ステップS61に戻って、次の同期期間Sn+1の処理を開始する。
The synchronization
このように、本実施の形態の周波数同期装置10によれば、周波数オフセットがDAC32の分解能未満であるために動作クロックを調整できないと想定されるタイミングでの同期パケットの送受信を回避するので、ネットワーク帯域への負荷が軽減される。また、周波数オフセットがDAC32の分解能以上となって動作クロックを調整できるようになるタイミングで同期処理を開始するので、同期期間の間隔が長くなりすぎることも回避できる。即ち、本実施の形態の周波数同期装置10によれば、ネットワーク帯域への負荷を軽減しつつ、引き込み速度を速くできる。
As described above, according to the
なお、上記の周波数同期装置10では、各同期期間に複数回の同期メッセージ送信を行い、周波数オフセットとして、平均周波数オフセットOavgを求めたが、図4を参照して説明したように、各同期期間において同期メッセージの送信は1回のみであってもよい。
In the
また、上記の周波数同期装置10は、スレーブ装置103に備えられ、CPU31がプログラムを実行することにより実現されるものとして説明したが、周波数同期装置10はスレーブ装置103とは別体の装置として構成されてよい。
Further, the
また、上記の周波数同期装置10では、同期タイミング算出部14は、クロック周波数を調整する際の調整可能な最小の周波数単位として、DAC32の分解能に対応する有意な時間差に着目し、そのDAC32の分解能に基づいて次の同期期間の開始までのインターバル時間Tを算出したが、さらに、VCXO33にてクロック周波数を調整する際の調整可能な最小の周波数単位をも考慮して、DAC32及びVCXO33のいずれにも有意である時間差を次の同期期間の同期処理の開始までのインターバル時間Tとしてもよい。
Further, in the
また、VCXO33における調整可能な最小の周波数単位がDAC32の分解能よりも大きい場合には、VCXO33の調整可能な最小の周波数単位のみを考慮してインターバル時間Tを決定してもよい。即ち、同期タイミング算出部14は、DAC32及びVCXO33を含めたスレーブ装置103全体において調整可能な最小の周波数単位になるまでの時間を有意な時間差として、次の同期期間の同期処理の開始までのインターバル時間Tを算出してよい。
Further, when the minimum adjustable frequency unit in the
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態の周波数同期装置10´を説明する。本実施の形態の周波数同期装置10´は、第1の実施の形態の周波数同期装置10を改良したものである。第1の実施の形態では、有意な時間差を予測してそれをインターバル時間Tとし、そのインターバル時間Tの経過後に次の同期期間の処理を開始したが、このような同期タイミングにおいて、実際には有意な時間差以上の周波数オフセットが発生していない可能性があり、逆に、有意な時間差をすでに経過してしまっている可能性もある。これは、以下の理由による。
(Second Embodiment)
Next, the
まず、VCXO33の制御のためのDAC32の出力電圧には、DAC32の個体差によるばらつきがある。また、VCXO33の制御電圧に対する出力周波数にも、VCXO33の個体差によるばらつきがある。さらに、IPネットワーク101にも、ネットワーク遅延の揺らぎがある。これらのために、必ずしも第1の実施の形態によって計算したインターバル時間Tが有意な周波数同期のための最小の同期間隔とならないことが考えられる。そこで、本実施の形態の周波数同期装置10´では、インターバル時間Tの誤差を補正することで、周波数同期の精度を向上するための制御を行う。
First, the output voltage of the
図7は、第2の実施の形態の周波数同期装置10´の構成を示すブロック図である。図7の周波数同期装置10´において、第1の実施の形態の周波数同期装置10と同じ構成については同じ符号を付してその説明を適宜省略する。周波数同期装置10´は、同期処理実行部11、周波数オフセット算出部12、周波数補正部13、及び同期タイミング算出部14に加えて、補正時間調整部15を備えている。以下、図7及び図8を参照して、本実施の形態の周波数同期装置10´の動作を説明する。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a
同期タイミング算出部14は、第1の実施の形態と同様にしてインターバル時間T(n-1)を求める。補正時間調整部15は、同期タイミング算出部14に対して補正時間Δt(n-1)を与える。補正時間調整部15は、最初は補正時間Δt(1)として規定値を同期タイミング算出部14に与える。同期タイミング算出部14は、補正時間調整部15から得た補正時間Δt(n-1)を用いて、補正インターバル時間T(n-1)−Δt(n-1)を次の同期期間Snまでの時間として同期処理実行部11に出力し、同期処理実行部11は、この補正インターバル時間T(n-1)−Δt(n-1)を予測時間応答としてマスター装置102に送信する。
The synchronization
マスター装置102は、補正インターバル時間T(n-1)−Δt(n-1)が経過すると次の同期期間Snの同期処理を開始する。本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、1回の同期期間に、複数回の同期メッセージsk (n)を送信して、複数の周波数オフセットOk (n)を算出する。即ち、周波数オフセット算出部12は、同期メッセージの受信ごとに、周波数オフセットを算出する。補正時間調整部15は、周波数オフセット算出部14で周波数オフセットOk (n)が算出されるごとに、有意な時間差が生じているかを判断する。
The
補正時間調整部15は、最初の周波数オフセットO1 (n)においてすでに有意な時間差が生じている場合には、補正時間Δt(n-1)を所定のステップ幅で大きくして、次の補正時間Δt(n)とする。補正時間調整部15は、周波数オフセット算出部14で順次算出される複数の周波数オフセットOk (n)の途中で有意な時間差が生じている場合には、そのような有意な時間差が生じるまでに要した時間(受信した同期メッセージの数)に応じて補正時間Δt(n-1)を小さくして次の補正時間Δt(n)とする。
When a significant time difference has already occurred in the first frequency offset O 1 (n) , the correction
具体的には、補正時間調整部15は、2回目以降の同期メッセージに基づいて算出された周波数オフセットOk (n)(k≧2)にて有意な時間差が生じている場合には、そのような有意な時間差が生じるまでに要した時間(受信した同期メッセージの数)に応じて、補正時間Δt(n)が負の値となるように所定のステップ幅で補正時間Δt(n-1)を小さくする(次の同期期間Sn+1を開始するまでの時間を長くしていく)。
Specifically, when there is a significant time difference in the frequency offset O k (n) (k ≧ 2) calculated based on the second and subsequent synchronization messages, the correction
また、補正時間調整部15は、所定の回数(図8の例では、4回)の同期メッセージの受信によっても、周波数オフセット算出部14で算出される周波数オフセットに有意な時間差が生じていない場合には、同期処理実行部11に、マスター装置102に継続して同期メッセージを送信するよう要求するメッセージを送信するよう指示し、同期処理実行部11は、この指示に従ってマスター装置102に要求を送信する。
In addition, the correction
このように同期メッセージの送信を継続して、周波数オフセットに有意な時間差が生じた場合には、補正時間調整部15は、そのような周波数オフセットが得られるまでに要した時間(受信した同期メッセージの数)に応じて補正時間Δt(n-1)を小さくして、補正時間Δt(n)を求める。
In this way, when the transmission of the synchronization message is continued and a significant time difference occurs in the frequency offset, the correction
なお、補正時間調整部15は、所定の回数の同期メッセージの受信によっても算出される周波数オフセットに有意な時間差が生じていない場合には、Δt(n)を同期タイミング算出部14に出力せず、よって、同期タイミング算出部14も予測時間応答としての補正インターバル時間T(n)−Δt(n)を同期処理実行部11に出力せず、同期処理実行部11は予測時間応答をマスター装置102に送信しない。よって、上記のようにスレーブ装置103から同期メッセージ送信の要求をマスター装置102に送信するのではなく、マスター装置102において、スレーブ装置103から予測時間応答を受けるまで同期メッセージを継続して送信するようにしてもよい。
The correction
また、補正時間Δt(n)は、移動平均をとるなどして、緩やかに変化させてもよい。例えば、同期期間Sn-2で得られた同期期間Sn-1を開始するための補正時間Δt(n-2)と、同期期間Sn-1で得られた同期期間Snを開始するための補正時間Δt(n-1)と、同期期間Snで得られた同期期間Sn+1を開始するための補正時間Δt(n)との平均をとって、同期期間Sn+1を開始するためのインターバル時間T(n)から差し引く補正時間Δt(n)を求めてもよい。 Further, the correction time Δt (n) may be gradually changed by taking a moving average or the like. For example, to start the synchronization period S n-2 obtained in synchronization period S n-1 to start correction time to Δt (n-2), the synchronization period S n obtained in synchronization period S n-1 taking the correction time for Δt (n-1), the average of the correction time Delta] t for starting the synchronization period S n + 1 obtained by the synchronization period S n (n), the synchronization period S n + 1 The correction time Δt (n) subtracted from the interval time T (n) for starting the process may be obtained.
図9は、マスター装置102とスレーブ装置103による同調処理の動作のフロー図である。まず、マスター装置102とスレーブ装置103は、同期メッセージ及びフォローアップメッセージの送受信を行う(ステップS91)。周波数オフセット算出部12は、同期メッセージの送信時刻及び受信時刻と前回の対応する同期メッセージの送信時刻及び受信時刻とに基づいて周波数オフセットOkを算出し、周波数オフセットOkが有意な時間差になっているかを判断する(ステップS92)。周波数オフセットOkが有意な時間差になるまでは(ステップS92にてNO)、ステップS91に戻って同期メッセージ及びフォローアップメッセージの受信を繰り返す。
FIG. 9 is a flowchart of the operation of the tuning process performed by the
周波数オフセットOkが有意な時間差になると(ステップS92にてYES)、スレーブ装置103は、そのときの周波数オフセットOkに基づいて、動作クロックの周波数を調整する(ステップS93)。そして、補正時間調整部15は、周波数オフセットが有意な時間差になるまでにかかった時間(受信した同期メッセージの数)に基づいて、補正時間Δt(n-1)を増減させて、補正時間を更新して補正時間Δt(n)とする(ステップS94)。
When the frequency offset O k is a significant time difference (YES at step S92), the
同期タイミング算出部14は、残存周波数オフセットOres (n-1)に基づいて、第1の実施の形態のステップS64と同様にして次の同期期間までのインターバル時間T(n)を算出して、さらに、補正時間Δt(n)を用いて、補正インターバル時間T(n)−Δt(n)を算出する(ステップS95)。同期処理実行部11がこの補正インターバル時間T(n)−Δt(n)を予測時間応答としてマスター装置102に通知する。マスター装置102は、この補正インターバル時間T(n)−Δt(n)が経過するのを待って(ステップS96)、補正インターバル時間T(n)−Δt(n)が経過すると(ステップS96にてYES)、ステップS91に戻って、次の同期期間Sn+1の処理を開始する。
Based on the remaining frequency offset O res (n−1) , the synchronization
このように、本実施の形態の周波数同期装置10´によれば、第1の実施の形態の周波数同意装置10と同様に、周波数同期のタイミングを適切に決定することで、ネットワーク帯域への負荷を軽減しつつ、引き込み速度を速くでき、さらに、DAC32やVCXO33の個体差による誤差やネットワーク遅延の揺らぎによるインターバル時間Tの誤差を補正することで、より正確に周波数同期のタイミングを決定することができる。
Thus, according to the
以上のように、本発明によれば、スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位に基づいて同期処理のインターバル時間が算出されるので、スレーブ装置においてクロック周波数の調整ができない時点での無駄な同期処理が行われることを回避でき、それによってネットワーク帯域にかける負荷を軽減でき、また、同期処理のインターバル時間が長くなりすぎて引き込み速度が遅くなることも回避できるという効果を有し、マスター装置とスレーブ装置との間でクロック周波数を同期させるための同期処理のインターバル時間を算出する周波数同期装置等として有用である。 As described above, according to the present invention, since the interval time of the synchronization process is calculated based on the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device, useless synchronization when the clock frequency cannot be adjusted in the slave device. It is possible to avoid the processing being performed, thereby reducing the load on the network bandwidth, and also having the effect that the synchronization processing interval time becomes too long and the pulling-in speed can be avoided, This is useful as a frequency synchronization device for calculating the interval time of synchronization processing for synchronizing the clock frequency with the slave device.
10 周波数同期装置
11 同期処理実行部
12 周波数オフセット算出部
13 周波数補正部
14 同期タイミング算出部
15 補正時間調整部
100 放送システム
101 IPネットワーク
102 無線基地局(マスター装置)
103 無線基地局(スレーブ装置)
31 CPU
32 DAC
33 VCXO
DESCRIPTION OF
103 wireless base station (slave device)
31 CPU
32 DAC
33 VCXO
Claims (11)
前記マスター装置のクロック周波数に対する前記スレーブ装置のクロック周波数のずれである周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出部と、
前記周波数オフセットに収束係数を掛けた後に残存する残存周波数オフセットと、前記スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とに基づいて、次にクロック周波数を同期させるための同期処理を行うまでのインターバル時間を算出する同期タイミング算出部と、
を備えたことを特徴とする周波数同期装置。 A frequency synchronization device that synchronizes a clock frequency between a master device and a slave device,
A frequency offset calculating unit that calculates a frequency offset that is a deviation of the clock frequency of the slave device with respect to the clock frequency of the master device;
Interval time until the next synchronization processing for synchronizing the clock frequency based on the residual frequency offset remaining after multiplying the frequency offset by the convergence coefficient and the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device A synchronization timing calculation unit for calculating
A frequency synchronization device comprising:
前記調整可能な最小の周波数単位は、前記変換部における変換の分解能であることを特徴とする請求項1に記載の周波数同期装置。 The slave device includes a conversion unit that converts a control voltage value based on the frequency offset into a control voltage and outputs the control voltage, and a frequency adjustment unit that adjusts a clock frequency of the slave device based on the control voltage,
The frequency synchronization apparatus according to claim 1, wherein the minimum frequency unit that can be adjusted is a resolution of conversion in the conversion unit.
前記調整可能な最小の周波数単位は、前記周波数調整部において調整可能な最小の周波数単位であることを特徴とする請求項1に記載の周波数同期装置。 The slave device includes a conversion unit that converts a control voltage value based on the frequency offset into a control voltage and outputs the control voltage, and a frequency adjustment unit that adjusts a clock frequency of the slave device based on the control voltage,
The frequency synchronization apparatus according to claim 1, wherein the minimum frequency unit that can be adjusted is a minimum frequency unit that can be adjusted by the frequency adjustment unit.
前記周波数オフセット算出部は、前記インターバル時間ごとに、複数の周波数オフセットを順次算出し、
前記補正時間調整部は、順次算出される前記複数の周波数オフセットのいずれにおいて、前記スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位になったかに基づいて、前記補正時間を調整し、
前記同期タイミング算出部は、前記補正時間を用いて前記インターバル時間を補正する
ことを特徴とする請求項1に記載の周波数同期装置。 A correction time adjustment unit for adjusting a correction time for correcting the interval time;
The frequency offset calculation unit sequentially calculates a plurality of frequency offsets for each interval time,
The correction time adjustment unit adjusts the correction time based on which of the plurality of frequency offsets sequentially calculated has become the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device,
The frequency synchronization apparatus according to claim 1, wherein the synchronization timing calculation unit corrects the interval time using the correction time.
前記マスター装置としての無線基地局のクロック周波数に対する周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出部と、
前記周波数オフセットに基づく制御電圧値を制御電圧に変換して出力する変換部と、
前記制御電圧に基づいて前記スレーブ装置としての無線基地局のクロック周波数を調整する周波数調整部と、
前記周波数オフセットに収束係数を掛けた後に残存する残存周波数オフセットと、前記スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とに基づいて、次にクロック周波数を同期させるための同期処理を行うまでのインターバル時間を算出する同期タイミング算出部と、
前記インターバル時間を前記マスター装置としての無線基地局に通知する通信部と、
を備えたことを特徴とするスレーブ装置としての無線基地局。 A wireless base station as a slave device that performs broadcasting by SFN together with a wireless base station as a master device by being connected to a wireless base station as a master device via an IP network,
A frequency offset calculating unit that calculates a frequency offset with respect to the clock frequency of the radio base station as the master device;
A converter that converts the control voltage value based on the frequency offset into a control voltage and outputs the control voltage;
A frequency adjusting unit that adjusts the clock frequency of the radio base station as the slave device based on the control voltage;
Interval time until the next synchronization processing for synchronizing the clock frequency based on the residual frequency offset remaining after multiplying the frequency offset by the convergence coefficient and the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device A synchronization timing calculation unit for calculating
A communication unit that notifies the radio base station as the master device of the interval time;
A radio base station as a slave device comprising:
前記マスター装置のクロック周波数に対する前記スレーブ装置のクロック周波数のずれである周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出部、及び
前記周波数オフセットに収束係数を掛けた後に残存する残存周波数オフセットと、前記スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とに基づいて、次にクロック周波数を同期させるための同期処理を行うまでのインターバル時間を算出する同期タイミング算出部、
として機能させるための周波数同期プログラム。 A computer of the frequency synchronization device that calculates the timing of the synchronization processing for synchronizing the clock frequency between the master device and the slave device,
A frequency offset calculation unit that calculates a frequency offset that is a shift of the clock frequency of the slave device with respect to a clock frequency of the master device, and a residual frequency offset that remains after the frequency offset is multiplied by a convergence coefficient, and is adjusted in the slave device A synchronization timing calculation unit for calculating an interval time until the next synchronization processing for synchronizing the clock frequency based on the smallest possible frequency unit;
Frequency synchronization program to function as.
前記マスター装置のクロック周波数に対する前記スレーブ装置のクロック周波数のずれである周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出ステップと、
前記周波数オフセットに収束係数を掛けた後に残存する残存周波数オフセットと、前記スレーブ装置において調整可能な最小の周波数単位とに基づいて、次にクロック周波数を同期させるための同期処理を行うまでのインターバル時間を算出する同期タイミング算出ステップと、
を含むことを特徴とする周波数同期方法。 A frequency synchronization method for calculating a timing of a synchronization process for synchronizing a clock frequency between a master device and a slave device,
A frequency offset calculating step of calculating a frequency offset which is a deviation of the clock frequency of the slave device with respect to the clock frequency of the master device;
Interval time until the next synchronization processing for synchronizing the clock frequency based on the residual frequency offset remaining after multiplying the frequency offset by the convergence coefficient and the minimum frequency unit that can be adjusted in the slave device A synchronization timing calculating step for calculating
A frequency synchronization method comprising:
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