JP4033737B2 - 基地局及び同期制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動局との間に無線通信回線を設定して無線通信を行うとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信可能な基地局、及び当該基地局における同期制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基地局間の無線フレームタイミングを同期させる方法としては、他の基地局の電波を受信することにより、その内容から無線フレーム構成を把握し、その無線フレーム構成に合わせて同期させる第１の同期方法や、又は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信することでＧＰＳ衛星からのクロック（以下「ＧＰＳクロック」という。）を抽出し該ＧＰＳクロックに基づいて同期を合わせる第２の同期方法等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１の同期方法においてシステム全体で同期を合わせるには、周辺の基地局全てが同期している必要があり、現実的には、同期状態が維持できていることは少ない。
【０００４】
また、第２の同期方法においては、システム全体で同期を取ることが可能であるが、各基地局が通信回線にて接続されている交換機等の上位装置間でのクロック同期を維持し続けていることは少なく、一度同期状態を確立した後、上位装置の動作によって上位装置間のクロックが非同期状態になり、その結果、基地局間の無線フレームタイミングの同期状態も維持できなくなるという問題がある。つまり、ＧＰＳクロックによってタイミングを合わせた無線フレームも、移動局との通信等の実際に動作を行う際には、上位装置との間の通信回線のクロックに合わせて動作する必要があるため、実際の動作中においては、通信回線のクロックによって周辺の基地局と同期を維持しているが、通信回線による同期状態は上位装置の動作に起因して非同期状態になりうる。また、上位装置の動作に変化がなくても、ＧＰＳクロックと基地局に接続される通信回線のクロックとでは確度が異なるため、動作時間が長くなるに従って、両者間に位相のずれが生じるという問題がある。このため、通信回線のクロックに基づく無線フレームタイミングにも位相のずれが生じることになり、同期状態が維持できないという問題もある。
【０００５】
無線区間の同期状態が維持できなければ、干渉等によって周波数利用効率、通信品質、システム容量の低下につながる。また、瞬断等の障害時においても、無線フレームタイミングの同期はずれが発生する可能性があるが、通信回線と基地局の自走クロックとの精度の違いから、復旧後には位相ずれが生じている状態を考慮し、再同期処理を実施する必要性がある。ところが、再同期処理をしなくても障害前の無線フレームタイミングを維持できる可能性もあるため、必要以上に再同期処理を実施することは、システム稼動上において無駄な処理となり単に処理時間を増加させることになる。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、システム全体での同期状態を良好に維持することができる基地局及び同期制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る基地局は、移動局との間に無線通信回線を設定して無線通信を行うとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信可能な基地局であって、前記ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、抽出されたＧＰＳクロックに基づいて、前記移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成する無線フレームタイミング生成手段と、生成された無線フレームタイミングによって前記移動局との間で無線通信動作中に、当該無線フレームタイミングと前記ＧＰＳクロックとの第１の位相差が所定のしきい値以上となったか否かを監視する監視手段と、第１の位相差が所定のしきい値以上となった場合に、前記無線フレームタイミング生成手段により再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを補正する補正制御手段と、基地局内の自走クロックにて動作していた同期外れ状態からの復旧時に、前記自走クロックと前記通信回線のクロックとの第３の位相差を測定し、測定で得られた第３の位相差に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定する判定手段と、前記判定結果に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへの移行を制御する移行制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記基地局では、無線フレームタイミング生成手段が、ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、抽出されたＧＰＳクロックに基づいて、移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成する。これにより、システム全体で共通のＧＰＳクロックに基づく無線フレームタイミングによって、基地局は、他の基地局と同期した無線フレームを生成することができ、基地局間で同期をとることができる。
【０００９】
そして、監視手段が、生成された無線フレームタイミングによって移動局との間で無線通信動作中に、当該無線フレームタイミングとＧＰＳクロックとの第１の位相差が所定のしきい値以上となったか否かを監視し、第１の位相差が所定のしきい値以上となった場合には、補正制御手段が、無線フレームタイミング生成手段により再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを補正する。これにより、基地局において、システム全体で共通のＧＰＳクロックとの同期ずれを速やかに検知し、当該同期ずれの発生時は再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを速やかに且つ自動的に補正することができ、システム全体での同期状態を良好に維持することができる。また、基地局において、基地局内の自走クロックにて動作していた同期外れ状態からの復旧時に、判定手段が、自走クロックと前記通信回線のクロックとの第３の位相差を測定し、測定で得られた第３の位相差に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定し、移行制御手段が、判定結果に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへの移行を制御する。例えば、第３の位相差が所定の範囲内の場合、自走クロックから通信回線のクロックへ移行すると判定し、当該判定結果に基づいて、自走クロックから通信回線のクロックへの移行を行うことができる。即ち、そのまま通信回線のクロックに移行することで、再度、周辺の基地局との同期処理を行うことなく、無線区間の同期状態を維持することができる。
【００１０】
なお、無線フレームタイミング生成手段は、抽出されたＧＰＳクロックに任意の位相差を設定することによって無線フレームタイミングを生成する構成としてもよい。
【００１１】
また、無線フレームタイミング生成手段は、具体的には、ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、上位装置との間の通信回線のクロックと前記抽出されたＧＰＳクロックとの第２の位相差を測定する測定手段と、測定で得られた前記第２の位相差と前記通信回線のクロックとに基づいて、前記移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成するタイミング生成手段とを含んで構成してもよい。
【００１２】
即ち、無線フレームタイミング生成手段において、測定手段が、ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出して、上位装置との間の通信回線のクロックと前記抽出されたＧＰＳクロックとの第２の位相差を測定し、タイミング生成手段が、測定で得られた第２の位相差と通信回線のクロックとに基づいて、移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成することができる。つまり、通信回線のクロックから第２の位相差だけずらすことにより、ＧＰＳクロックに合った無線フレームタイミングを生成することができる。
【００１５】
なお、判定手段は、具体的には、第３の位相差と、前記通信回線のクロック周波数から求められた位相差許容範囲とに基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定する構成としてもよい。即ち、第３の位相差が、通信回線のクロック周波数から求められた位相差許容範囲内の場合に、自走クロックから通信回線のクロックへ移行すると判定することができ、通信回線のクロック周波数に応じて適正な判定を行うことができる。
【００１６】
以上のような基地局に係る発明は、同期制御方法に係る発明として記述することもできる。つまり、基地局に係る発明と同期制御方法に係る発明とは実質同一であり、同様の作用・効果を奏する。
【００１７】
本発明に係る同期制御方法は、移動局との間に無線通信回線を設定して無線通信を行うとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信可能な基地局における同期制御方法であって、前記ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、抽出されたＧＰＳクロックに基づいて、前記移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成する無線フレームタイミング生成工程と、生成された無線フレームタイミングによって前記移動局との間で無線通信動作中に、当該無線フレームタイミングと前記ＧＰＳクロックとの第１の位相差が所定のしきい値以上となったか否かを監視する監視工程と、第１の位相差が所定のしきい値以上となった場合に、前記無線フレームタイミング生成手段により再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを補正する補正工程と、基地局内の自走クロックにて動作していた同期外れ状態からの復旧時に、前記自走クロックと前記通信回線のクロックとの第３の位相差を測定し、測定で得られた第３の位相差に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定する判定工程と、前記判定結果に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへの移行を制御する移行制御工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る同期制御方法は、無線フレームタイミング生成工程では、抽出されたＧＰＳクロックに任意の位相差を設定することによって、前記無線フレームタイミングを生成することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る同期制御方法は、無線フレームタイミング生成工程では、前記ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、上位装置との間の通信回線のクロックと前記抽出されたＧＰＳクロックとの第２の位相差を測定し、測定で得られた前記第２の位相差と前記通信回線のクロックとに基づいて、前記移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る同期制御方法は、判定工程では、前記第３の位相差と、前記通信回線のクロック周波数から求められた位相差許容範囲とに基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基地局及び同期制御方法の一実施の形態について説明する。本発明は、主にＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）及びＴＤＤ（Time Division Duplex）を用いた移動無線通信システムに適用される。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１０の構成図である。この図１に示すように、無線通信システム１０は、複数の基準基地局１００Ａ、１００Ｂ（「基準基地局１００」と総称する。）と、複数の基地局１２０Ａ、１２０Ｂ（「基地局１２０」と総称する。）と、複数の移動局６０Ａ、６０Ｂ（「移動局６０」と総称する。）と、各基地局及び基準基地局の上位装置としての交換機８０Ａ、８０Ｂ（「交換機８０」と総称する。）と、交換機同士を結ぶコアネットワーク４０と、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星２０とを含んで構成されている。
【００２４】
基準基地局１００は、基地局１２０とは異なり、ＧＰＳ衛星２０からの電波を受信するＧＰＳアンテナ１１０（図２）を搭載し、ＧＰＳ衛星２０から電波を受信可能とされている。本発明に係る基地局は、基地局１２０でなく、基準基地局１００に対応する。基地局１２０は、基準基地局１００の近傍に設置され、基準基地局１００が送出する電波を受信可能とされている。
【００２５】
基準基地局１００Ａ及び基地局１２０Ａの各々は交換機８０Ａに通信回線によって接続され、基準基地局１００Ｂ及び基地局１２０Ｂの各々は交換機８０Ｂに通信回線によって接続されている。
【００２６】
図１の無線通信システム１０の具体例としては、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式を用いたＰＨＳ（Personal Handy-phone System）がある。ＰＨＳはＴＤＤであるため、周辺の基地局間において、送受信タイミングが非同期であった場合には、周辺の基地局間及び移動局間において干渉が発生し、伝送品質及び周波数利用効率が低下するという現象が発生する。
【００２７】
図２には、基準基地局１００の構成を示す。同図に示すように、基準基地局１００は、ＧＰＳ衛星２０からの電波を受信するＧＰＳアンテナ部１１０と、ＧＰＳアンテナ部１１０からの電波から１ＨｚのＧＰＳクロックを検出するＧＰＳ受信部１０１と、自走クロックを発信する自走クロック部１０２と、後述の処理により無線フレームタイミングを生成するタイミング生成部１０３と、後述の処理によりＧＰＳクロック、無線フレームタイミング及び通信回線クロックの相互間の位相を比較する位相比較部１０４と、生成された無線フレームタイミングに従い送受信を行う送受信部１０５と、送受信部１０５に接続された通信用アンテナ部１１１と、位相比較結果等を記憶する記憶部１０６と、交換機８０との通信線１１２を終端する回線終端部１０７と、回線障害等からの復旧時に自走クロックから通信回線のクロックへ移行するか否かを判定する判定部１０８と、上記各構成部の動作を監視・制御する制御部１０９とを含んで構成されている。
【００２８】
図３は、ある基準基地局（例えば、基準移動局１００Ａ）におけるＧＰＳクロックと、同期直後の無線フレームタイミングと、位相ずれが生じた無線フレームタイミングと、通信線のクロックの相互の位相関係の例を示す。この図３の例では、ＧＰＳクロックは１Ｈｚであり、無線フレームタイミングのクロックは、１フレーム５ｍｓ（送信２．５ｍｓと受信２．５ｍｓから成る）とされ、連続した２０フレームが１マルチフレームとしてまとめられた単位とされている。１フレーム中には、４スロットの送信タイミングと４スロットの受信タイミングが存在する。一方、通信線のクロックからは、４００Ｈｚのクロックを抽出できる。
【００２９】
ＧＰＳアンテナ部１１０は、ＧＰＳ衛星２０からの電波を受信し、受信した電波をＧＰＳ受信部１０１に入力する。ＧＰＳ受信部１０１は、ＧＰＳアンテナ部１１０からの電波から、１ＨｚのＧＰＳクロックを検出し、位相比較部１０４に入力する。また、通信線１１２から入力された交換機８０からの信号を、回線終端部１０７により４００Ｈｚの通信線クロックを抽出し、位相比較部１０４に入力する。位相比較部１０４は、入力されたＧＰＳクロックと通信線クロックとの位相の比較を行い、これらの位相差（図３における△ｔ２）を記憶部１０６に保存する。
【００３０】
タイミング生成部１０３においては、回線終端部１０７から入力された４００Ｈｚの通信線クロックと、記憶部１０６に保存された位相差△ｔ２とを用いて、無線フレーム構成に必要な４００Ｈｚ、１０Ｈｚ等のタイミングを生成する。
【００３１】
生成された無線フレームタイミングによって、送受信部１０５は通信用アンテナ部１１１を用いて移動局６０との間で無線通信動作を行う。当該無線通信動作中に、位相比較部１０４は、ＧＰＳ受信部１０１から入力されるＧＰＳクロックと、送受信部１０５から入力される無線フレームタイミングとの位相差（図３における△ｔ１）を測定し、位相差△ｔ１が所定のしきい値以上となったか否かを監視する。この位相差△ｔ１が所定のしきい値以上となった場合、位相比較部１０４は、位相差△ｔ１が所定のしきい値以上となった旨を制御部１０９に通知し、制御部１０９は、タイミング生成部１０３により再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを補正する。
【００３２】
次に、図４を用いて、同期確立のための無線フレームタイミングの生成及びその補正に関する処理を説明する。
【００３３】
まず、ＧＰＳアンテナ部１１０によって受信したＧＰＳの電波のＧＰＳ受信部１０１への入力を開始する（Ｓ１）。これにより、以後、ＧＰＳ受信部１０１により、１ＨｚのＧＰＳクロックが検出され、該ＧＰＳクロックが位相比較部１０４に入力される。
【００３４】
次に、検出された１ＨｚのＧＰＳクロックと、回線終端部１０７において検出された上位装置（ここでは交換機８０）からの４００Ｈｚの通信回線クロックとを位相比較部１０４によって比較することで、その位相差△ｔ２を測定し該測定値を記憶部１０６に記憶する（Ｓ２）。
【００３５】
そして、タイミング生成部１０３においては、回線終端部１０７からの４００Ｈｚの通信回線クロックと、記憶部１０６の位相差△ｔ２の情報から、ＧＰＳクロックに同期した無線フレームタイミングを生成する（Ｓ３）。これにより、送受信部１０５は、当該ＧＰＳクロックに同期した無線フレームタイミングに基づくデータの送受信を行うこととなるため、システム全体で共通のＧＰＳクロックに同期した無線フレームタイミングによって、基準基地局１００同士で同期をとることができ、基準基地局１００、基地局１２０及び移動局６０の間で同期をとることができる。
【００３６】
そして、生成された無線フレームタイミングによって移動局との間で無線通信動作中に、位相比較部１０４により、ＧＰＳ受信部１０１から入力されるＧＰＳクロックと、無線フレームタイミングとの位相差△ｔ１を測定し（Ｓ４）、測定で得られた位相差△ｔ１が所定のしきい値以上となったか否かを判断する（Ｓ５）。ここで、位相差△ｔ１が所定のしきい値未満であれば、そのまま運用を継続する。即ち、その時点の無線フレームタイミングを維持しつつ無線通信動作を継続する。
【００３７】
一方、位相差△ｔ１が所定のしきい値以上になっていれば、Ｓ２へ戻り、再度同期を確立する。
【００３８】
このような図４の処理により、図１の基準基地局１００Ａと１００Ｂの間で同期が確立でき、それぞれの近傍に存在する基地局１２０Ａと１２０Ｂは、近傍の基準基地局の送信信号を受信し同期することにより、基準基地局１００Ａ、１００Ｂ、基地局１２０Ａ、１２０Ｂにおいて同期の確立が可能となる。
【００３９】
また、ＧＰＳクロックと無線フレームタイミングとの位相差△ｔ１が所定のしきい値以上となったことを自動的に検知し、再度無線フレームタイミングを生成させ、無線フレームタイミングを自動的に補正する。これにより、基準基地局において、システム全体で共通のＧＰＳクロックとの同期ずれを速やかに検知し、当該同期ずれの発生時は再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを速やかに且つ自動的に補正することができ、システム全体での同期状態を良好に維持することができる。
【００４０】
次に、図２の通信線１１２の瞬断等により通信回線クロックが停止し、自走クロック部１０２からの自走クロックによる無線フレームタイミング保持に移行後、通信線１１２の復旧により自走クロックから通信回線クロックへの再同期を行う場合の動作を説明する。
【００４１】
通信線１１２からは４００Ｈｚ（波長２．５ｍｓ）の通信回線クロックを検出可能であるが、この通信回線クロックより、タイミング生成部１０３では２００Ｈｚ（波長５ｍｓ）のクロックを生成して送受信タイミングとしている。このため、障害復旧時に再同期処理をした場合、自走クロックとの位相差が生じることにより、周辺の基地局と送受信タイミングが逆になってしまう可能性がある。そこで、本発明に判定手段としての判定部１０８と移行制御手段としての制御部１０９とは、この問題を解決するためのものであり、その動作を図５及び図６により説明する。
【００４２】
図５は、通信線１１２の同期外れからの復旧時における自走クロックと通信回線クロックとの位相関係を示した図である。図中の▲１▼〜▲４▼は、復旧後の通信線クロック（図５では「網クロック」と称する）における自走クロックとの相対位置の例として４パターンを示したものである。復旧後に周辺の基地局との送受信タイミングの位相を合わせるために、１パルスを中心とした「１／（クロック速度×２）」のウインドウ幅を設定する。この場合は、４００Ｈｚクロックであるため、「２．５／２ｍｓ（即ち、±２．５／４ｍｓ）」となる。
【００４３】
同期復旧後の網クロックが図中の▲１▼である場合、復旧後の網クロックパルスは、基準基地局１００Ａ、１００Ｂのウインドウ幅に入っているため、基準基地局１００Ａの自走クロックのパルスａは網クロックパルスＡに同期し、自走クロックのパルスｂは網クロックパルスＢに同期する。また同様に、基準基地局１００Ｂの自走クロックのパルスａは網クロックパルスＡに同期し、自走クロックのパルスｂは網クロックパルスＢに同期する。
【００４４】
また、同期復旧後の網クロックが図中の▲２▼である場合、基準基地局１００Ａのウインドウ幅には入っているが、基準基地局１００Ｂのウインドウ幅には入っていないため、基準基地局１００Ａの自走クロックパルスａは網クロックパルスＡに同期し、自走クロックパルスｂは網クロックパルスＢに同期する。基地局１００Ｂは同期アラームとして同期状態を破棄する。
【００４５】
また、同期復旧後の網クロックが図中の▲３▼である場合、基準基地局１００Ａのウインドウ幅には入っていないが、基準基地局１００Ｂのウインドウ幅には入っているため、基準基地局１００Ａは同期アラームとして同期状態を破棄し、基準基地局１００Ｂの自走クロックパルスａは網クロックパルスＡに同期し、自走クロックパルスｂは網クロックパルスＢに同期する。
【００４６】
更に、同期復旧後の網クロックが図中の▲４▼である場合、基準基地局１００Ａのウインドウ幅にも基準基地局１００Ｂのウインドウ幅にも入っていないため、基準基地局１００Ａ、１００Ｂともに同期アラームとして同期状態を破棄する。
【００４７】
図６は、判定部１０８及び制御部１０９によって実行される再同期に係る処理シーケンスを示す。まず初めにタイマＴを設定する（Ｓ１１）。このタイマＴの値は、基準基地局１００の自走クロックの位相差絶対値ｄが「１／（クロック速度×４）」となる値であり、クロック速度がｆ、確度ｋの場合のタイマＴは、Ｔ＝ｄ／｜（（１／ｆ）−（１／（ｆ＊（１＋ｋ））））｜と表せる。即ち、タイマＴは、「（１／ｆ）−（１／（ｆ＊（１＋ｋ）））」の絶対値によってｄを除した値として表すことができる。
【００４８】
次に、ウインドウ幅の設定を行う（Ｓ１２）。このウインドウ幅の値は、前述のように、自走クロックパルスを中心とした１／（ｆ＊２）の値とする。その後、同期外れを検出するとと同時にタイマＴを開始させ（Ｓ１３）、当該同期外れからの復旧検出と同時にタイマＴを停止させる（Ｓ１４）。
【００４９】
次に、このときタイマＴが既にタイムアウトしていたか否かを判断し（Ｓ１５）、既にタイムアウトしていたのであれば、同期外れ状態が所定時間以上継続していたと判断できるため、同期状態は破棄して、ＧＰＳクロックからの再同期処理を行う（Ｓ１９）。そして、再同期したタイミングでの無線チャネルの送出を再開して呼処理等の動作を再開する（Ｓ１８）。
【００５０】
Ｓ１５でタイムアウトしていなければ、図５にも示したように、復旧した網クロックが、自走クロックのウインドウ幅内に検出できるか否かを判定する（Ｓ１６）。ここで、復旧した網クロックがウインドウ幅内に検出できなければ、網クロックに同期させることは困難と判断できるため、同期状態は破棄して、ＧＰＳクロックからの再同期処理を行う（Ｓ１９）。そして、再同期したタイミングでの無線チャネルの送出を再開して呼処理等の動作を再開する（Ｓ１８）。
【００５１】
Ｓ１６で、復旧した網クロックがウインドウ幅内に検出できたならば、当該網クロックに再同期し（Ｓ１７）、無線チャネルの送出を再開して呼処理等の動作を開始する（Ｓ１８）。
【００５２】
このような図６の処理により、復旧した網クロックが自走クロックのウインドウ幅内に検出された場合は、そのまま網クロック（通信回線クロック）に移行することで、再度、周辺の基地局との同期処理を行うことなく、無線区間の同期状態を維持することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基地局において、システム全体で共通のＧＰＳクロックとの同期ずれを速やかに検知し、当該同期ずれの発生時は再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを速やかに且つ自動的に補正することができ、システム全体での同期状態を良好に維持することができる。また、基地局において、基地局内の自走クロックにて動作していた同期外れ状態からの復旧時に、判定手段が、自走クロックと前記通信回線のクロックとの第３の位相差を測定し、測定で得られた第３の位相差に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定し、移行制御手段が、判定結果に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへの移行を制御する。例えば、第３の位相差が所定の範囲内の場合、自走クロックから通信回線のクロックへ移行すると判定し、当該判定結果に基づいて、自走クロックから通信回線のクロックへの移行を行うことができる。即ち、そのまま通信回線のクロックに移行することで、再度、周辺の基地局との同期処理を行うことなく、無線区間の同期状態を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態での無線通信システムの構成図である。
【図２】基準基地局のブロック構成図である。
【図３】ＧＰＳクロック、無線フレームタイミング及び通信回線クロックの相互間の位相関係を示した図である。
【図４】無線フレームタイミングの生成に関する処理の流れ図である。
【図５】通信線復旧時における自走クロックと通信回線クロックとの関係を示した図である。
【図６】再同期に係る処理の流れ図である。
【符号の説明】
１０…無線通信システム、２０…ＧＰＳ衛星、４０…コアネットワーク、６０Ａ、６０Ｂ…移動局、８０Ａ、８０Ｂ…交換機、１００、１００Ａ、１００Ｂ…基準基地局、１０１…ＧＰＳ受信部、１０２…自走クロック部、１０３…タイミング生成部、１０４…位相比較部、１０５…送受信部、１０６…記憶部、１０７…回線終端部、１０８…判定部、１０９…制御部、１１０…ＧＰＳアンテナ部、１１１…通信用アンテナ部、１１２…通信線、１２０Ａ、１２０Ｂ…基地局。
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動局との間に無線通信回線を設定して無線通信を行うとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信可能な基地局、及び当該基地局における同期制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基地局間の無線フレームタイミングを同期させる方法としては、他の基地局の電波を受信することにより、その内容から無線フレーム構成を把握し、その無線フレーム構成に合わせて同期させる第１の同期方法や、又は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信することでＧＰＳ衛星からのクロック（以下「ＧＰＳクロック」という。）を抽出し該ＧＰＳクロックに基づいて同期を合わせる第２の同期方法等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１の同期方法においてシステム全体で同期を合わせるには、周辺の基地局全てが同期している必要があり、現実的には、同期状態が維持できていることは少ない。
【０００４】
また、第２の同期方法においては、システム全体で同期を取ることが可能であるが、各基地局が通信回線にて接続されている交換機等の上位装置間でのクロック同期を維持し続けていることは少なく、一度同期状態を確立した後、上位装置の動作によって上位装置間のクロックが非同期状態になり、その結果、基地局間の無線フレームタイミングの同期状態も維持できなくなるという問題がある。つまり、ＧＰＳクロックによってタイミングを合わせた無線フレームも、移動局との通信等の実際に動作を行う際には、上位装置との間の通信回線のクロックに合わせて動作する必要があるため、実際の動作中においては、通信回線のクロックによって周辺の基地局と同期を維持しているが、通信回線による同期状態は上位装置の動作に起因して非同期状態になりうる。また、上位装置の動作に変化がなくても、ＧＰＳクロックと基地局に接続される通信回線のクロックとでは確度が異なるため、動作時間が長くなるに従って、両者間に位相のずれが生じるという問題がある。このため、通信回線のクロックに基づく無線フレームタイミングにも位相のずれが生じることになり、同期状態が維持できないという問題もある。
【０００５】
無線区間の同期状態が維持できなければ、干渉等によって周波数利用効率、通信品質、システム容量の低下につながる。また、瞬断等の障害時においても、無線フレームタイミングの同期はずれが発生する可能性があるが、通信回線と基地局の自走クロックとの精度の違いから、復旧後には位相ずれが生じている状態を考慮し、再同期処理を実施する必要性がある。ところが、再同期処理をしなくても障害前の無線フレームタイミングを維持できる可能性もあるため、必要以上に再同期処理を実施することは、システム稼動上において無駄な処理となり単に処理時間を増加させることになる。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、システム全体での同期状態を良好に維持することができる基地局及び同期制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る基地局は、移動局との間に無線通信回線を設定して無線通信を行うとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信可能な基地局であって、前記ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、抽出されたＧＰＳクロックに基づいて、前記移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成する無線フレームタイミング生成手段と、生成された無線フレームタイミングによって前記移動局との間で無線通信動作中に、当該無線フレームタイミングと前記ＧＰＳクロックとの第１の位相差が所定のしきい値以上となったか否かを監視する監視手段と、第１の位相差が所定のしきい値以上となった場合に、前記無線フレームタイミング生成手段により再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを補正する補正制御手段と、基地局内の自走クロックにて動作していた同期外れ状態からの復旧時に、前記自走クロックと前記通信回線のクロックとの第３の位相差を測定し、測定で得られた第３の位相差に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定する判定手段と、前記判定結果に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへの移行を制御する移行制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記基地局では、無線フレームタイミング生成手段が、ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、抽出されたＧＰＳクロックに基づいて、移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成する。これにより、システム全体で共通のＧＰＳクロックに基づく無線フレームタイミングによって、基地局は、他の基地局と同期した無線フレームを生成することができ、基地局間で同期をとることができる。
【０００９】
そして、監視手段が、生成された無線フレームタイミングによって移動局との間で無線通信動作中に、当該無線フレームタイミングとＧＰＳクロックとの第１の位相差が所定のしきい値以上となったか否かを監視し、第１の位相差が所定のしきい値以上となった場合には、補正制御手段が、無線フレームタイミング生成手段により再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを補正する。これにより、基地局において、システム全体で共通のＧＰＳクロックとの同期ずれを速やかに検知し、当該同期ずれの発生時は再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを速やかに且つ自動的に補正することができ、システム全体での同期状態を良好に維持することができる。また、基地局において、基地局内の自走クロックにて動作していた同期外れ状態からの復旧時に、判定手段が、自走クロックと前記通信回線のクロックとの第３の位相差を測定し、測定で得られた第３の位相差に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定し、移行制御手段が、判定結果に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへの移行を制御する。例えば、第３の位相差が所定の範囲内の場合、自走クロックから通信回線のクロックへ移行すると判定し、当該判定結果に基づいて、自走クロックから通信回線のクロックへの移行を行うことができる。即ち、そのまま通信回線のクロックに移行することで、再度、周辺の基地局との同期処理を行うことなく、無線区間の同期状態を維持することができる。
【００１０】
なお、無線フレームタイミング生成手段は、抽出されたＧＰＳクロックに任意の位相差を設定することによって無線フレームタイミングを生成する構成としてもよい。
【００１１】
また、無線フレームタイミング生成手段は、具体的には、ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、上位装置との間の通信回線のクロックと前記抽出されたＧＰＳクロックとの第２の位相差を測定する測定手段と、測定で得られた前記第２の位相差と前記通信回線のクロックとに基づいて、前記移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成するタイミング生成手段とを含んで構成してもよい。
【００１２】
即ち、無線フレームタイミング生成手段において、測定手段が、ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出して、上位装置との間の通信回線のクロックと前記抽出されたＧＰＳクロックとの第２の位相差を測定し、タイミング生成手段が、測定で得られた第２の位相差と通信回線のクロックとに基づいて、移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成することができる。つまり、通信回線のクロックから第２の位相差だけずらすことにより、ＧＰＳクロックに合った無線フレームタイミングを生成することができる。
【００１５】
なお、判定手段は、具体的には、第３の位相差と、前記通信回線のクロック周波数から求められた位相差許容範囲とに基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定する構成としてもよい。即ち、第３の位相差が、通信回線のクロック周波数から求められた位相差許容範囲内の場合に、自走クロックから通信回線のクロックへ移行すると判定することができ、通信回線のクロック周波数に応じて適正な判定を行うことができる。
【００１６】
以上のような基地局に係る発明は、同期制御方法に係る発明として記述することもできる。つまり、基地局に係る発明と同期制御方法に係る発明とは実質同一であり、同様の作用・効果を奏する。
【００１７】
本発明に係る同期制御方法は、移動局との間に無線通信回線を設定して無線通信を行うとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信可能な基地局における同期制御方法であって、前記ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、抽出されたＧＰＳクロックに基づいて、前記移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成する無線フレームタイミング生成工程と、生成された無線フレームタイミングによって前記移動局との間で無線通信動作中に、当該無線フレームタイミングと前記ＧＰＳクロックとの第１の位相差が所定のしきい値以上となったか否かを監視する監視工程と、第１の位相差が所定のしきい値以上となった場合に、前記無線フレームタイミング生成手段により再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを補正する補正工程と、基地局内の自走クロックにて動作していた同期外れ状態からの復旧時に、前記自走クロックと前記通信回線のクロックとの第３の位相差を測定し、測定で得られた第３の位相差に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定する判定工程と、前記判定結果に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへの移行を制御する移行制御工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る同期制御方法は、無線フレームタイミング生成工程では、抽出されたＧＰＳクロックに任意の位相差を設定することによって、前記無線フレームタイミングを生成することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る同期制御方法は、無線フレームタイミング生成工程では、前記ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、上位装置との間の通信回線のクロックと前記抽出されたＧＰＳクロックとの第２の位相差を測定し、測定で得られた前記第２の位相差と前記通信回線のクロックとに基づいて、前記移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る同期制御方法は、判定工程では、前記第３の位相差と、前記通信回線のクロック周波数から求められた位相差許容範囲とに基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基地局及び同期制御方法の一実施の形態について説明する。本発明は、主にＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）及びＴＤＤ（Time Division Duplex）を用いた移動無線通信システムに適用される。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１０の構成図である。この図１に示すように、無線通信システム１０は、複数の基準基地局１００Ａ、１００Ｂ（「基準基地局１００」と総称する。）と、複数の基地局１２０Ａ、１２０Ｂ（「基地局１２０」と総称する。）と、複数の移動局６０Ａ、６０Ｂ（「移動局６０」と総称する。）と、各基地局及び基準基地局の上位装置としての交換機８０Ａ、８０Ｂ（「交換機８０」と総称する。）と、交換機同士を結ぶコアネットワーク４０と、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星２０とを含んで構成されている。
【００２４】
基準基地局１００は、基地局１２０とは異なり、ＧＰＳ衛星２０からの電波を受信するＧＰＳアンテナ１１０（図２）を搭載し、ＧＰＳ衛星２０から電波を受信可能とされている。本発明に係る基地局は、基地局１２０でなく、基準基地局１００に対応する。基地局１２０は、基準基地局１００の近傍に設置され、基準基地局１００が送出する電波を受信可能とされている。
【００２５】
基準基地局１００Ａ及び基地局１２０Ａの各々は交換機８０Ａに通信回線によって接続され、基準基地局１００Ｂ及び基地局１２０Ｂの各々は交換機８０Ｂに通信回線によって接続されている。
【００２６】
図１の無線通信システム１０の具体例としては、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式を用いたＰＨＳ（Personal Handy-phone System）がある。ＰＨＳはＴＤＤであるため、周辺の基地局間において、送受信タイミングが非同期であった場合には、周辺の基地局間及び移動局間において干渉が発生し、伝送品質及び周波数利用効率が低下するという現象が発生する。
【００２７】
図２には、基準基地局１００の構成を示す。同図に示すように、基準基地局１００は、ＧＰＳ衛星２０からの電波を受信するＧＰＳアンテナ部１１０と、ＧＰＳアンテナ部１１０からの電波から１ＨｚのＧＰＳクロックを検出するＧＰＳ受信部１０１と、自走クロックを発信する自走クロック部１０２と、後述の処理により無線フレームタイミングを生成するタイミング生成部１０３と、後述の処理によりＧＰＳクロック、無線フレームタイミング及び通信回線クロックの相互間の位相を比較する位相比較部１０４と、生成された無線フレームタイミングに従い送受信を行う送受信部１０５と、送受信部１０５に接続された通信用アンテナ部１１１と、位相比較結果等を記憶する記憶部１０６と、交換機８０との通信線１１２を終端する回線終端部１０７と、回線障害等からの復旧時に自走クロックから通信回線のクロックへ移行するか否かを判定する判定部１０８と、上記各構成部の動作を監視・制御する制御部１０９とを含んで構成されている。
【００２８】
図３は、ある基準基地局（例えば、基準移動局１００Ａ）におけるＧＰＳクロックと、同期直後の無線フレームタイミングと、位相ずれが生じた無線フレームタイミングと、通信線のクロックの相互の位相関係の例を示す。この図３の例では、ＧＰＳクロックは１Ｈｚであり、無線フレームタイミングのクロックは、１フレーム５ｍｓ（送信２．５ｍｓと受信２．５ｍｓから成る）とされ、連続した２０フレームが１マルチフレームとしてまとめられた単位とされている。１フレーム中には、４スロットの送信タイミングと４スロットの受信タイミングが存在する。一方、通信線のクロックからは、４００Ｈｚのクロックを抽出できる。
【００２９】
ＧＰＳアンテナ部１１０は、ＧＰＳ衛星２０からの電波を受信し、受信した電波をＧＰＳ受信部１０１に入力する。ＧＰＳ受信部１０１は、ＧＰＳアンテナ部１１０からの電波から、１ＨｚのＧＰＳクロックを検出し、位相比較部１０４に入力する。また、通信線１１２から入力された交換機８０からの信号を、回線終端部１０７により４００Ｈｚの通信線クロックを抽出し、位相比較部１０４に入力する。位相比較部１０４は、入力されたＧＰＳクロックと通信線クロックとの位相の比較を行い、これらの位相差（図３における△ｔ２）を記憶部１０６に保存する。
【００３０】
タイミング生成部１０３においては、回線終端部１０７から入力された４００Ｈｚの通信線クロックと、記憶部１０６に保存された位相差△ｔ２とを用いて、無線フレーム構成に必要な４００Ｈｚ、１０Ｈｚ等のタイミングを生成する。
【００３１】
生成された無線フレームタイミングによって、送受信部１０５は通信用アンテナ部１１１を用いて移動局６０との間で無線通信動作を行う。当該無線通信動作中に、位相比較部１０４は、ＧＰＳ受信部１０１から入力されるＧＰＳクロックと、送受信部１０５から入力される無線フレームタイミングとの位相差（図３における△ｔ１）を測定し、位相差△ｔ１が所定のしきい値以上となったか否かを監視する。この位相差△ｔ１が所定のしきい値以上となった場合、位相比較部１０４は、位相差△ｔ１が所定のしきい値以上となった旨を制御部１０９に通知し、制御部１０９は、タイミング生成部１０３により再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを補正する。
【００３２】
次に、図４を用いて、同期確立のための無線フレームタイミングの生成及びその補正に関する処理を説明する。
【００３３】
まず、ＧＰＳアンテナ部１１０によって受信したＧＰＳの電波のＧＰＳ受信部１０１への入力を開始する（Ｓ１）。これにより、以後、ＧＰＳ受信部１０１により、１ＨｚのＧＰＳクロックが検出され、該ＧＰＳクロックが位相比較部１０４に入力される。
【００３４】
次に、検出された１ＨｚのＧＰＳクロックと、回線終端部１０７において検出された上位装置（ここでは交換機８０）からの４００Ｈｚの通信回線クロックとを位相比較部１０４によって比較することで、その位相差△ｔ２を測定し該測定値を記憶部１０６に記憶する（Ｓ２）。
【００３５】
そして、タイミング生成部１０３においては、回線終端部１０７からの４００Ｈｚの通信回線クロックと、記憶部１０６の位相差△ｔ２の情報から、ＧＰＳクロックに同期した無線フレームタイミングを生成する（Ｓ３）。これにより、送受信部１０５は、当該ＧＰＳクロックに同期した無線フレームタイミングに基づくデータの送受信を行うこととなるため、システム全体で共通のＧＰＳクロックに同期した無線フレームタイミングによって、基準基地局１００同士で同期をとることができ、基準基地局１００、基地局１２０及び移動局６０の間で同期をとることができる。
【００３６】
そして、生成された無線フレームタイミングによって移動局との間で無線通信動作中に、位相比較部１０４により、ＧＰＳ受信部１０１から入力されるＧＰＳクロックと、無線フレームタイミングとの位相差△ｔ１を測定し（Ｓ４）、測定で得られた位相差△ｔ１が所定のしきい値以上となったか否かを判断する（Ｓ５）。ここで、位相差△ｔ１が所定のしきい値未満であれば、そのまま運用を継続する。即ち、その時点の無線フレームタイミングを維持しつつ無線通信動作を継続する。
【００３７】
一方、位相差△ｔ１が所定のしきい値以上になっていれば、Ｓ２へ戻り、再度同期を確立する。
【００３８】
このような図４の処理により、図１の基準基地局１００Ａと１００Ｂの間で同期が確立でき、それぞれの近傍に存在する基地局１２０Ａと１２０Ｂは、近傍の基準基地局の送信信号を受信し同期することにより、基準基地局１００Ａ、１００Ｂ、基地局１２０Ａ、１２０Ｂにおいて同期の確立が可能となる。
【００３９】
また、ＧＰＳクロックと無線フレームタイミングとの位相差△ｔ１が所定のしきい値以上となったことを自動的に検知し、再度無線フレームタイミングを生成させ、無線フレームタイミングを自動的に補正する。これにより、基準基地局において、システム全体で共通のＧＰＳクロックとの同期ずれを速やかに検知し、当該同期ずれの発生時は再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを速やかに且つ自動的に補正することができ、システム全体での同期状態を良好に維持することができる。
【００４０】
次に、図２の通信線１１２の瞬断等により通信回線クロックが停止し、自走クロック部１０２からの自走クロックによる無線フレームタイミング保持に移行後、通信線１１２の復旧により自走クロックから通信回線クロックへの再同期を行う場合の動作を説明する。
【００４１】
通信線１１２からは４００Ｈｚ（波長２．５ｍｓ）の通信回線クロックを検出可能であるが、この通信回線クロックより、タイミング生成部１０３では２００Ｈｚ（波長５ｍｓ）のクロックを生成して送受信タイミングとしている。このため、障害復旧時に再同期処理をした場合、自走クロックとの位相差が生じることにより、周辺の基地局と送受信タイミングが逆になってしまう可能性がある。そこで、本発明に判定手段としての判定部１０８と移行制御手段としての制御部１０９とは、この問題を解決するためのものであり、その動作を図５及び図６により説明する。
【００４２】
図５は、通信線１１２の同期外れからの復旧時における自走クロックと通信回線クロックとの位相関係を示した図である。図中の▲１▼〜▲４▼は、復旧後の通信線クロック（図５では「網クロック」と称する）における自走クロックとの相対位置の例として４パターンを示したものである。復旧後に周辺の基地局との送受信タイミングの位相を合わせるために、１パルスを中心とした「１／（クロック速度×２）」のウインドウ幅を設定する。この場合は、４００Ｈｚクロックであるため、「２．５／２ｍｓ（即ち、±２．５／４ｍｓ）」となる。
【００４３】
同期復旧後の網クロックが図中の▲１▼である場合、復旧後の網クロックパルスは、基準基地局１００Ａ、１００Ｂのウインドウ幅に入っているため、基準基地局１００Ａの自走クロックのパルスａは網クロックパルスＡに同期し、自走クロックのパルスｂは網クロックパルスＢに同期する。また同様に、基準基地局１００Ｂの自走クロックのパルスａは網クロックパルスＡに同期し、自走クロックのパルスｂは網クロックパルスＢに同期する。
【００４４】
また、同期復旧後の網クロックが図中の▲２▼である場合、基準基地局１００Ａのウインドウ幅には入っているが、基準基地局１００Ｂのウインドウ幅には入っていないため、基準基地局１００Ａの自走クロックパルスａは網クロックパルスＡに同期し、自走クロックパルスｂは網クロックパルスＢに同期する。基地局１００Ｂは同期アラームとして同期状態を破棄する。
【００４５】
また、同期復旧後の網クロックが図中の▲３▼である場合、基準基地局１００Ａのウインドウ幅には入っていないが、基準基地局１００Ｂのウインドウ幅には入っているため、基準基地局１００Ａは同期アラームとして同期状態を破棄し、基準基地局１００Ｂの自走クロックパルスａは網クロックパルスＡに同期し、自走クロックパルスｂは網クロックパルスＢに同期する。
【００４６】
更に、同期復旧後の網クロックが図中の▲４▼である場合、基準基地局１００Ａのウインドウ幅にも基準基地局１００Ｂのウインドウ幅にも入っていないため、基準基地局１００Ａ、１００Ｂともに同期アラームとして同期状態を破棄する。
【００４７】
図６は、判定部１０８及び制御部１０９によって実行される再同期に係る処理シーケンスを示す。まず初めにタイマＴを設定する（Ｓ１１）。このタイマＴの値は、基準基地局１００の自走クロックの位相差絶対値ｄが「１／（クロック速度×４）」となる値であり、クロック速度がｆ、確度ｋの場合のタイマＴは、Ｔ＝ｄ／｜（（１／ｆ）−（１／（ｆ＊（１＋ｋ））））｜と表せる。即ち、タイマＴは、「（１／ｆ）−（１／（ｆ＊（１＋ｋ）））」の絶対値によってｄを除した値として表すことができる。
【００４８】
次に、ウインドウ幅の設定を行う（Ｓ１２）。このウインドウ幅の値は、前述のように、自走クロックパルスを中心とした１／（ｆ＊２）の値とする。その後、同期外れを検出するとと同時にタイマＴを開始させ（Ｓ１３）、当該同期外れからの復旧検出と同時にタイマＴを停止させる（Ｓ１４）。
【００４９】
次に、このときタイマＴが既にタイムアウトしていたか否かを判断し（Ｓ１５）、既にタイムアウトしていたのであれば、同期外れ状態が所定時間以上継続していたと判断できるため、同期状態は破棄して、ＧＰＳクロックからの再同期処理を行う（Ｓ１９）。そして、再同期したタイミングでの無線チャネルの送出を再開して呼処理等の動作を再開する（Ｓ１８）。
【００５０】
Ｓ１５でタイムアウトしていなければ、図５にも示したように、復旧した網クロックが、自走クロックのウインドウ幅内に検出できるか否かを判定する（Ｓ１６）。ここで、復旧した網クロックがウインドウ幅内に検出できなければ、網クロックに同期させることは困難と判断できるため、同期状態は破棄して、ＧＰＳクロックからの再同期処理を行う（Ｓ１９）。そして、再同期したタイミングでの無線チャネルの送出を再開して呼処理等の動作を再開する（Ｓ１８）。
【００５１】
Ｓ１６で、復旧した網クロックがウインドウ幅内に検出できたならば、当該網クロックに再同期し（Ｓ１７）、無線チャネルの送出を再開して呼処理等の動作を開始する（Ｓ１８）。
【００５２】
このような図６の処理により、復旧した網クロックが自走クロックのウインドウ幅内に検出された場合は、そのまま網クロック（通信回線クロック）に移行することで、再度、周辺の基地局との同期処理を行うことなく、無線区間の同期状態を維持することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基地局において、システム全体で共通のＧＰＳクロックとの同期ずれを速やかに検知し、当該同期ずれの発生時は再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを速やかに且つ自動的に補正することができ、システム全体での同期状態を良好に維持することができる。また、基地局において、基地局内の自走クロックにて動作していた同期外れ状態からの復旧時に、判定手段が、自走クロックと前記通信回線のクロックとの第３の位相差を測定し、測定で得られた第３の位相差に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定し、移行制御手段が、判定結果に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへの移行を制御する。例えば、第３の位相差が所定の範囲内の場合、自走クロックから通信回線のクロックへ移行すると判定し、当該判定結果に基づいて、自走クロックから通信回線のクロックへの移行を行うことができる。即ち、そのまま通信回線のクロックに移行することで、再度、周辺の基地局との同期処理を行うことなく、無線区間の同期状態を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態での無線通信システムの構成図である。
【図２】基準基地局のブロック構成図である。
【図３】ＧＰＳクロック、無線フレームタイミング及び通信回線クロックの相互間の位相関係を示した図である。
【図４】無線フレームタイミングの生成に関する処理の流れ図である。
【図５】通信線復旧時における自走クロックと通信回線クロックとの関係を示した図である。
【図６】再同期に係る処理の流れ図である。
【符号の説明】
１０…無線通信システム、２０…ＧＰＳ衛星、４０…コアネットワーク、６０Ａ、６０Ｂ…移動局、８０Ａ、８０Ｂ…交換機、１００、１００Ａ、１００Ｂ…基準基地局、１０１…ＧＰＳ受信部、１０２…自走クロック部、１０３…タイミング生成部、１０４…位相比較部、１０５…送受信部、１０６…記憶部、１０７…回線終端部、１０８…判定部、１０９…制御部、１１０…ＧＰＳアンテナ部、１１１…通信用アンテナ部、１１２…通信線、１２０Ａ、１２０Ｂ…基地局。
Claims (8)
- 移動局との間に無線通信回線を設定して無線通信を行うとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信可能な基地局であって、
前記ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、抽出されたＧＰＳクロックに基づいて、前記移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成する無線フレームタイミング生成手段と、
生成された無線フレームタイミングによって前記移動局との間で無線通信動作中に、当該無線フレームタイミングと前記ＧＰＳクロックとの第１の位相差が所定のしきい値以上となったか否かを監視する監視手段と、
第１の位相差が所定のしきい値以上となった場合に、前記無線フレームタイミング生成手段により再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを補正する補正制御手段と、
基地局内の自走クロックにて動作していた同期外れ状態からの復旧時に、前記自走クロックと前記通信回線のクロックとの第３の位相差を測定し、測定で得られた第３の位相差に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定する判定手段と、
前記判定結果に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへの移行を制御する移行制御手段と、
を備えた基地局。 - 前記無線フレームタイミング生成手段が、
抽出されたＧＰＳクロックに任意の位相差を設定することによって、前記無線フレームタイミングを生成することを特徴とする請求項１記載の基地局。 - 前記無線フレームタイミング生成手段が、
前記ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、上位装置との間の通信回線のクロックと前記抽出されたＧＰＳクロックとの第２の位相差を測定する測定手段と、
測定で得られた前記第２の位相差と前記通信回線のクロックとに基づいて、前記移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成するタイミング生成手段と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局。 - 前記判定手段が、
前記第３の位相差と、前記通信回線のクロック周波数から求められた位相差許容範囲とに基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の基地局。 - 移動局との間に無線通信回線を設定して無線通信を行うとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信可能な基地局における同期制御方法であって、
前記ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、抽出されたＧＰＳクロックに基づいて、前記移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成する無線フレームタイミング生成工程と、
生成された無線フレームタイミングによって前記移動局との間で無線通信動作中に、当該無線フレームタイミングと前記ＧＰＳクロックとの第１の位相差が所定のしきい値以上となったか否かを監視する監視工程と、
第１の位相差が所定のしきい値以上となった場合に、前記無線フレームタイミング生成手段により再度無線フレームタイミングを生成させることで、無線フレームタイミングを補正する補正工程と、
基地局内の自走クロックにて動作していた同期外れ状態からの復旧時に、前記自走クロックと前記通信回線のクロックとの第３の位相差を測定し、測定で得られた第３の位相差に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定する判定工程と、
前記判定結果に基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへの移行を制御する移行制御工程と、
を有する同期制御方法。 - 前記無線フレームタイミング生成工程では、
抽出されたＧＰＳクロックに任意の位相差を設定することによって、前記無線フレームタイミングを生成することを特徴とする請求項５記載の同期制御方法。 - 前記無線フレームタイミング生成工程では、
前記ＧＰＳ衛星からの電波よりＧＰＳクロックを抽出し、上位装置との間の通信回線のクロックと前記抽出されたＧＰＳクロックとの第２の位相差を測定し、
測定で得られた前記第２の位相差と前記通信回線のクロックとに基づいて、前記移動局に対して送信するべき無線フレームタイミングを生成する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の同期制御方法。 - 前記判定工程では、
前記第３の位相差と、前記通信回線のクロック周波数から求められた位相差許容範囲とに基づいて、前記自走クロックから前記通信回線のクロックへ移行するか否かを判定することを特徴とする請求項５記載の同期制御方法。
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