JP4651364B2

JP4651364B2 - 位相調整方法及び装置

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Publication number: JP4651364B2
Application number: JP2004333230A
Authority: JP
Inventors: 好美豊田; 裕信寸田; 定義半田; 一真藤井; 修皆瀬
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2024-11-17
Also published as: US7496330B2; JP2006148329A; EP1659717A1; EP1659717B1; US20060105728A1; DE602005015807D1

Description

本発明は、位相調整方法及び装置に関し、特に、無線基地局における局側装置−アンテナ側装置間のデータ伝播時間を複数系統間で合わせる位相調整方法及び装置に関するものである。

例えば、無線基地局においては、局側装置からデータをアンテナ側装置を経由して端末（携帯端末）へ送信し、端末からのデータをアンテナ側装置を経由して局側装置で受信するものであるが、このデータの送受信系統は、絶えず劣化していない系統のデータを取得するために、例えば現用系と予備系の二重系統になっている。

従って、両系統間でのデータ切替を行うためには、局側装置でのデータ受信タイミングが同時である必要があり、このためには局側装置から端末までの遅延時間を両系統間で同一にしたいという要求がある。この場合、アンテナ側装置から端末間においては同一経路であるため、現用系及び予備系間では遅延差はあまり発生しないことが知られているので、局側装置−アンテナ側装置間のデータ伝播時間を両系統間で同じにすれば、現用系−予備系間のデータ切替は円滑に行えることが分かる。

また、端末の位置を特定するためには、アンテナ側装置から端末までの距離を測定すればよいが、現用系−予備系間のデータ切替を行うことを条件に、アンテナ側装置から端末までの距離を測定するためには、上述の如く局側装置から送信したデータがアンテナ側装置及び端末を経由して戻って来て局側装置で受信するときの両系統の位相を合わせた後、局側装置からアンテナ側装置を経由して局側装置まで戻って来るまでの遅延時間を、局側装置から端末を経由して局側装置まで戻って来る全遅延時間から差し引くことにより、アンテナ側装置から端末までの遅延時間を測定することができ、以ってアンテナ側装置から端末までの距離が分かる。これにより端末の位置を特定することができる。

このような位相調整を行う無線基地局の従来例が図8に示されている。この従来例において、局側装置50と光伝送路2とアンテナ側装置3とで無線基地局を構成しており、アンテナ側装置3はさらに無線伝送路4を経由して端末5と接続されている。

局側装置50においては、主信号フレームを光伝送路2へ送り出すときのインタフェース部を構成するFIFO(First-In-First-Out)51と、アンテナ側装置3からの主信号フレームを受信するインタフェース部としてのFIFO52とを備えている。FIFO51はさらに現用系のFIFO51Wと予備系のFIFO51Pとを含んでおり、FIFO51Wは現用系の下り光伝送路2_DWを経由してアンテナ側装置3を構成する現用系のアンテナ側装置3Wに接続され、予備系のFIFO51Pは予備系の下り光伝送路2_DPを経由してアンテナ側装置3を構成する予備系のアンテナ側装置3Pに接続されている。これらのアンテナ側装置3W及び3Pはほぼ同一の伝送路と見なす事ができる無線伝送路4を経由して端末5と接続されるようになっている。

また、FIFO52は、現用系のFIFO52Wと予備系のFIFO52Pとで構成され、FIFO52Wは、アンテナ側装置3Wから上り光伝送路2_UWを経由して受信する主信号フレームをインタフェースし、FIFO52Pは、予備系アンテナ側装置3Pから上り光伝送路2_UPを経由して受信する主信号フレームのインタフェースを行って、それぞれ、現用系の主信号フレーム及び予備系の主信号フレームを次段のデータ発生終端装置（図示せず）に送出するものである。

なお、FIFO52W及び52Pはそれぞれ、書込制御部(WC)52_1とメモリ(RAM)52_2と読出制御部(RC)52_3とで構成され、書込制御部52_1によって受信データをメモリ52_2の所定アドレスに書き込むと共に、読出制御部52_3が局側装置50における自局のクロックに従ってメモリ52_2からデータを読み出すことにより、光伝送路2からの主信号フレームを、局側装置50における現用系及び予備系の主信号フレームに乗せ替えて出力するようにしている。

このように位相調整を行う装置としては、0系の無線機において、入力信号を2分配し、入力信号を遅延時間検出制御回路へ与える。出力信号を2分配し、出力信号を遅延時間検出制御回路へ与え、遅延時間検出制御回路において入力信号の振幅レベルの変動パターンと出力信号の振幅レベルの変動パターンとを比較し、一致するタイミング差を入力信号に対する出力信号の遅延時間として検出し、遅延時間が設定値となるように、無線機における遅延調整時間を制御すると共に、1系においても同様に無線機における遅延調整時間を制御するW-CDMA無線基地局及びその遅延時間補正方法がある（例えば特許文献1参照。）。

また、IPDL時にアイドル回路にてBB入力信号を無送信状態で出力し、RF回路で0系の送信信号によって搬送波が変調されてRF信号として出力され、方向性結合器で分配され、検波器で検波されて制御回路に入力され、同様に1系の送信信号もRF回路、方向性結合器、検波器を経て制御回路に入力されると共に、制御回路では、0系の送信信号と1系の送信信号の立ち下がりエッジをもとに遅延時間偏差を検出し、その遅延時間偏差を補正するために遅延調整回路へそれぞれ制御信号を出力し、遅延調整回路にて遅延時間を調整するW-CDMA無線基地局及びその遅延時間補正方法がある（例えば特許文献2参照。）。

また、送受信機能を有す0系と、同じく送受信機能を有す1系とを含むTSTD方式を用いた送信ダイバーシチ遅延補正方式であって、送信データを処理してRF信号として送信する送信系手段と、RF信号を受信し処理して受信データを出力する受信系手段とを0系と1系のそれぞれに備え、0系（1系）の送信系手段と1系（0系）の前記受信系手段とを組み合わせ、1系（0系）の受信データが復号できるまで、0系（1系）の送信系手段に備えた遅延調整回路の遅延量をシフトする送信ダイバーシチ遅延補正方式がある（例えば特許文献3参照。）。

また、センター局は加入者局が動作を開始する際に信号の往復伝播遅延量を測定し、加入者局に対して測定した往復伝播遅延量が固定値のシステム遅延量に等しくなるように加入者局の送信遅延量を設定し、中継伝送路における障害の発生によって現用系から予備系へのリンク切換が生じた際に、センター局はリンク切換後一つの加入者局に対する信号の往復伝播遅延量を測定し、リンク切換前の加入者局に対する信号の往復伝播遅延量との差に基づいて、中継局に接続された全加入者局の送信遅延量を一括して再設定する双方向通信システムにおける遅延量／送信レベル設定方式がある（例えば特許文献4参照。）。

また、1つの制御局と、この制御局と現用系および予備系の伝送路を介して接続された複数の無線基地局間とに、伝送路切り換え信号に基づく現用系と予備系との相互切り換え、位相調整に用いる制御信号と伝送路を介してやり取りする他の信号との多重分離、および信号遅延量の可変制御を行う信号統合盤を、現用系および予備系ごとにそれぞれ設け、現用系を予備系に切り換えた後に待機側となった伝送路を介して制御局と無線基地局との間で制御信号をやり取りすることにより各無線基地局間の位相調整を行う位相調整装置において、制御局と各無線基地局とを現用系の伝送路のみで接続し、制御局および無線基地局に設けられた予備系の信号統合盤として、伝送路接続端が開放され、かつ位相調整時に伝送路切り換え信号により現用系に切り換えられた場合にアラムを送出しない擬似統合盤を備える位相調整装置がある（例えば特許文献5参照。）。

また、発生されたトリガ用パルスは、擬似質問信号発生回路を介して、擬似質問信号として方向性結合器、デュアル受信機を介し、可変遅延回路に供給され、回路から出力される擬似質問パルスは、変調パルス発生回路、サーキュレータを介して、擬似応答信号として送出され、この擬似応答信号の一部は方向性結合器、時間検出回路を介し、擬似応答パルスの時間情報としてゲート回路に供給され、回路はカウンタ回路のカウントをストップさせ、システムデイレイを計測し、また平均回路ではドリフトを平均化すると共に、制御量調節回路は、判定回路からのシステムデイレイ計測値と規定値との差分を補正量として可変遅延回路を駆動し、遅延量を変化させる信号を出力するシステムデイレイ補正回路がある（例えば特許文献6参照。）。

また、位相合致制御システムは、同一データを送信する送信装置と、そのデータを受信する受信装置とを備え、送信装置内の送信部の各々では、最大予測遅延量の倍以上の周期フレームを生成するフレーム生成送信部を備え、フレームの位相を表す位相情報をフレームに挿入し、受信部の各々では、フレームと、位相情報とを受信して、その位相情報に基づいて、複数伝送路の対応するフレームの位相を合致させて出力する位相合致部を備えている複数系統伝送路における位相合致制御システム及び位相合致制御方法がある（例えば特許文献7参照。）。

また、基準位置と端末間の距離測定システムにおいて、第1及び第2のインタフェース部はそれぞれ、冗長信号の位相合わせのための位相情報を含むオーバヘッドを付加して伝送路に送信するため又は伝送路からの信号からオーバヘッドを除去して端末又は基準位置に送信するためのクロック乗換部を備え、基準クロッ
ク信号に応じて動作するクロック乗換部のうち一方のクロック乗換部における書込みと読出しとの位相差の変動量を、他方のクロック乗換部に通知し、位相差の初期化時に初期位相差に変動量を加減する距離測定システムにおける位相差遅延制御システムがある（例えば特許文献8参照。）。

さらに、伝達遅延時間算出手段が各基地局へ伝達時間測定用のメッセージを送信し、その応答時間から各基地局への伝達時間を統計的に算出し、フレーム同期制御手段がこの伝達時間情報を含んだフレーム同期メッセージを各基地局に送信する。フレーム同期メッセージを受信した各基地局は、伝達時間情報を利用してフレームタイミング生成手段でフレームタイミングを生成することによって、IPネットワークで接続された基地局間のフレームタイミングを同期させることができる移動体通信システムのフレーム同期装置がある（例えば特許文献9参照。）。
特開2003-258694号公報特開2003-158774号公報特開2002-374193号公報特開平10-285570号公報特許第3001204号公報特開昭63-243892号公報特開2003-244085号公報特開2003-244107号公報特開2000-324535号公報

図8に示した従来例の場合には、局側装置50におけるFIFO52W及び52Pからそれぞれ出力される現用系主信号フレーム及び予備系主信号フレームの位相合わせは、主信号フレームそのものではなく、局側装置50−光伝送路2−アンテナ側装置3−局側装置50を経由して戻って来る制御信号（図示せず）を利用して行っていた。従って、これらの現用系及び予備系の主信号フレームそのものの位相のずれを見てその調整を行っていなかったため、局側装置50から出力される現用系の主信号フレームと予備系の主信号フレームには位相ずれが生じる場合があった。

従って本発明は、制御信号を用いずに、第1の装置である局側装置から第2の装置であるアンテナ側装置を経由して局側装置50に戻って来る主信号フレーム間そのもののずれを検出して位相合わせを行う位相調整方法及び装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る位相調整方法は、第1の装置内で生成した基準信号を第1系統及び第2系統の各下り主信号フレームに共通にマッピングして第2の装置に出力する第1のステップと、該第2の装置において、各下り主信号フレームにおける該基準信号を抽出し、この抽出時点から次の上り主信号フレームのデータ先頭位置までの時間(例えば、図3のa)を示すポインタ値を、該第1系統及び該第2系統の各上り主信号フレームにマッピングして該第1の装置に出力する第2のステップと、該第1の装置において、各上り主信号フレームから各ポインタ値を抽出し、各ポインタ値に基づいて各上り主信号フレームの位相を合わせる第3のステップと、を備えたことを特徴としている。

この本発明に係る位相調整方法の原理を図1を参照して以下に説明する。

まず、局側装置（第1の装置）1は、局側装置1内で生成した基準信号AAを第1系統及び第2系統である現用系及び予備系の各下り主信号フレームDFW及びDFPに付加して光伝送路2へ送出する（第1のステップS1）。

これらの下り主信号フレームDFW及びDFPを光伝送路2を介して受信したアンテナ側装置（第2の装置）3においては、各下り主信号フレームDFW及びDFPにおける基準信号AAを抽出し、そのタイミング（位相）を示すポインタ値ptを、無線伝送路4を介して端末5から送られて来た上り主信号フレームUFW（現用系）及びUFP（予備系）に付加して局側装置1に出力する（第2のステップS2）。

局側装置1においては、上り主信号フレームUFW及びUFPから、それぞれ、ポインタ値ptを抽出し、各ポインタ値ptに基づいて上り主信号フレームUFPとUFWの位相を合わせる（ステップS3）。

すなわち、局側装置1からアンテナ側装置3までの遅延時間（仮想距離）について局側装置1内で生成した基準信号AAを基準時刻として下り主信号フレームDFW,DFPにマッピングしてアンテナ側装置3に出力する。アンテナ側装置3では下り主信号フレームDFW,DFPにおける基準信号AAを抽出し、この基準信号AAのタイミングを上り主信号フレームに新ポインタ値としてマッピングし直す。局側装置1では再マッピングされた新ポインタ値を抽出し、両系統の時間のずれが一致するように待ち合わせを行い、位相合わせを行っている。

従って、現用系から予備系への切り替える時、位相がずれることが無く、信号断や重複が発生しなくなる。

また、各系統において局側装置1−アンテナ側装置3間の往復遅延時間は同一となる。従って、局側装置1−端末5間の往復遅延時間から、局側装置1−アンテナ側装置3間の往復遅延時間を減算することによってアンテナ側装置3から無線伝送路4を経由した端末5までの遅延時間（距離に相当）を算出することが可能となり、端末5の位置特定が可能となる。

上記の本発明に係る位相調整方法を実現するため、基準信号を生成して第1系統及び第2系統の各下り主信号フレームに共通にマッピングして出力する第1の装置と、該第1の装置からの各下り主信号フレームにおける該基準信号を抽出し、この抽出時点から次の上り主信号フレームのデータ先頭位置までの時間を示すポインタ値を、該第１系統及び該第2系統の各上り主信号フレームにマッピングして該第1の装置に出力する第2の装置とを備え、該第1の装置が、該第2の装置からの各上り主信号フレームから各ポインタ値を抽出し、各ポインタ値に基づいて各上り主信号フレームの位相を合わせることを特徴とした位相調整方法が提供される。

ここで、上記の該第2の装置は、該基準信号を抽出した時点から各上り主信号フレームのデータ先頭位置までの時間を該ポインタ値として各上り主信号フレームのヘッダの空き領域に設定することができる。

また、上記の第1の装置は、該第2の装置からの各上り主信号フレームを自装置のフレームに乗せ替えるとき、該抽出したポインタ値、及び該基準信号の発生タイミングから該ポインタ値が戻って来るまでの予測往復時間を該乗せ替えたフレームのヘッダの空き領域に設定するインタフェース部と、該予測往復時間を抽出し、該予測往復時間を中心として該ポインタ値に基づき該インタフェース部からの各上り主信号フレームを位相合わせする受信合わせ部とで構成することができる。

さらに、上記の第1及び第2の系統は、それぞれ、現用系及び予備系であり、該第1の装置が、該現用系−予備系間の位相合わせを行うことができる。

これにより、両系統の内、劣化していない方のデータを絶えず取り出すことができる。

さらに、上記の系統がカードであり、該第1の装置が、全カード間の位相合わせを行ってもよい。

すなわち、上記のように現用系及び予備系が1つのカードに収められている場合だけでなく、現用系及び予備系の存在に関係無く複数のカード間での位相調整が可能となる。

さらに、上記の第1及び第2の系統は、それぞれ、現用系及び予備系であり、該現用系及び予備系の内の少なくとも一方を収めたカードが複数個設けられており、該第1の装置が、全カードにおける該現用系−予備系間の位相合わせを行ってもよい。

すなわち、1つのカード内に上記の現用系及び予備系の両系統が存在する場合と、一方しか存在しない場合とがあることを考慮して、いずれかの場合にも位相調整を可能にしている。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

(1)制御信号を用いずに、複数系統における主信号フレーム間で疎通に関係なく遅延量を合わせることが可能となり、系統間のデータ切替が円滑に行える。

(2)予測往復時間を用いて位相調整を行っているので微調整が可能である。

(3)上り主信号フレーム及び下り主信号フレーム間の往復の遅延調整が可能である。

(4)カード（又はスロット）を跨いで遅延量の調整を行うことが可能である。

(5)保守運用での影響が少ない。

実施例(1)
図2は、本発明に係る位相調整方法を実現する位相調整装置の実施例(1)を示したものである。この実施例(1)では、図1と同様に局側装置1と光伝送路2とアンテナ側装置3とで無線基地局を構成している。局側装置1はインタフェース部10と受信合わせ部20とで構成されている。

インタフェース部10は、上り方向において、装置内で生成された基準信号AAを受けて、局側装置1内のクロック(CLK)から光伝送路2におけるクロックに乗せ替えるためのクロック乗替部11と、このクロック乗替部11からのデータに基づいて下り主信号フレームDFWを生成して光伝送路2に送出する下りフレーム生成部12とを備えている。

なお、図示の例では、クロック乗替部11と下りフレーム生成部12は現用系のみ示されており、図示しない予備系においても、同様にしてクロック乗替部と下りフレーム生成部が設けられており、その下りフレーム生成部からは下り主信号フレームDFPが光伝送路2に送出されることとなる。

このインタフェース部10は、上り方向に関しては、現用系及び予備系両方の構成を示している。すなわち、現用系アンテナ側装置3Wから送出された上り主信号フレームUF1Wを終端するフレーム終端部13Wと、このフレーム終端部13Wで終端した上り主信号フレームUF1Wを一旦蓄積するFIFO14Wと、このFIFO14Wから上り主W信号フレームを読み出す時、局側装置1のクロックに基づいたフレームに乗せ替えて上り主信号UF2Wとして出力する乗替フレーム生成部15Wとを現用系として備えている。

同様に、予備系に関しては、予備系アンテナ側装置3Pからの上り主信号フレームUF1Pを終端するフレーム終端部13Pと、このフレーム終端部13Pで終端した主信号フレームUF1Pを蓄積するFIFO14Pと、このFIFO14Pから上り主信号フレームを読み出す時、光伝送路2のクロックから局側装置1のクロックへ乗せ替えて上り主信号フレームUF2Pとして出力する乗替フレーム生成部15Pとを備えている。

また、アンテナ側装置3を構成する現用系アンテナ側装置3Wは、インタフェース部10における現用系の下りフレーム生成部12からの下り主信号フレームDFWを入力して、その中にマッピングされている基準信号AAを抽出する基準信号抽出部31と、端末側からの上りデータに、基準信号AAのタイミング位置を示すポインタ値をフレームのヘッダの空き領域に付加するポインタ付加部32と、このポインタ付加部32でポインタが付加されたヘッダを有するフレームを生成して上り主信号フレームUF1Wとして送出するフレーム生成部33とを備えている。これは、予備系のアンテナ側装置3Pについても同様である。

また、局側装置1における受信合わせ部20は、基準信号AAを検出する基準信号検出部21と、基準信号AAならびに後述する最大遅延値Dmaxに基づいてポインタ読出位置を計算するポインタ読出位置計算部22と、前記最大遅延値Dmaxを、上り主信号フレームUF2W及びUF2Pから抽出する終端部23W及び23Pと、終端部23W及び23Pで同様に抽出されたポインタ値とポインタ読出位置計算部22からのポインタ読出位置とに基づいて現用系主信号フレームと予備系主信号フレームとの位相合わせを行う位相合わせ部24とで構成されている。

このような実施例(1)の動作を図3〜図5を参照して以下に説明する。なお、図3は現用系のみのタイムチャート(1)を示し、図4はインタフェース部10における上り側の現用系のみに関して示し、図5は現用系及び予備系のタイムチャート(2)を示したものである。

まず、インタフェース部10において、クロック乗替部11は、図3(1)に示す装置内基準信号AAを受けると、この基準信号AAをマッピングしたデータを局側装置1から光伝送路2へのクロックに乗せ替えて下りフレーム生成部12に与えると、この下りフレーム生成部12は同図(2)で示す下り送信フレームDFWを光伝送路2を介して現用系アンテナ側装置3Wにおける基準信号抽出部31へ送る。

アンテナ側装置3Wの基準信号抽出部31においては、下りフレーム生成部12からの下り主信号フレームDFWを、同図(3)に示す下り受信フレームとして伝送遅延d1だけ遅れて受信する。基準信号抽出部31においては、同図(4)に示すタイミング、すなわち基準信号AAを下りフレームDFWの受信時点から内部遅延d2だけ遅れたタイミングで抽出する。この基準信号AAを抽出した時点がこれから説明するポインタが示す位置pt1に相当する。

すなわち、同図(5)に示す無線伝送路4を介した端末5からの上りデータにおいては、ポインタが示す位置pt1（基準信号AA抽出位置）から次のフレームのデータ（ペイロード）先頭までの時間aがポインタ値となる。そして、このポインタ値aをマッピングした同図(6)に示す上り送信フレームUF1Wが内部遅延d3だけ遅れてフレーム生成部3から出力されることになる。

この上り送信フレームUF1Wの一例が図4(2)に示されている。すなわち、基準信号抽出部31で基準信号AAが抽出された時点、すなわちポインタが示す位置pt1から最初のデータ先頭位置までの時間aがそのオーバヘッドOHの空き領域にポインタ値aとしてマッピングされることを示している。従って、その次のフレームにおいては、図示の通り、そのオーバヘッドOHにおいてポインタ値a+bとしてマッピングされることになる。なお、b＝1フレームに相当する時間である。

従って、アンテナ側装置3においては、上りデータに対してポインタが示す位置pt1から内部遅延d3だけ遅れた時点でポインタが示す位置pt2となった上り送信フレームUF1Wが送出されることになる。

このような上り受信フレームUF1Wを入力したインタフェース部10（上り側の現用系のみ）が図4(1)に示されている。この上り受信フレームUF1Wは、図3(7)に示すように、アンテナ側装置3からの上り送信フレームUF1Wにおけるポインタが示す位置pt2から伝送遅延d4だけ遅れた時点でポインタが示す位置pt3となってフレーム終端部13Wに入力される。このフレーム終端部13Wでフレーム終端された後、FIFO14Wに上り受信フレームUF1Wは格納される。

このFIFO14Wに接続される乗替フレーム生成部15Wは、図4(1)に示す如く、フレーム生成部15_1とポインタ抽出部15_2とフレーム生成自走タイミング発生部15_3と最大遅延値発生部15_4とで構成されている。ポインタ抽出部15_2はFIFO14Wに格納されている上り受信フレームUF1Wから、同図(2)に示すポインタ値aを抽出してフレーム生成部15_1へ与える。フレーム生成部15_1には、フレーム生成自走タイミング発生部15_3から局側装置1に固有のクロックの自走タイミングが絶えず与えられており、光伝送路2におけるクロックから局側装置1におけるクロックに乗せ替えて上り送信フレームUF2Wとして送出されることになる。

従って、この上り送信フレームUF2Wは同図(3)に示すように、上記のポインタ値aに加えて、フレーム自走生成タイミングだけ遅れた時間cが加えられた値a+cが、やはりオーバヘッドOHの空き領域に新しいポインタ値に付け直されてマッピングされる。ただし、この乗替フレーム生成部15Wでは、このようなフレームの乗せ替えだけではなく、同時に最大遅延値発生部15_4からの最大遅延値Dmaxを同様にフレームのオーバヘッドOHの空き領域に埋め込む操作を行っている。この最大遅延値Dmaxは、基準信号AAの発生タイミングからポインタ値が戻って来るまでの予測往復時間を予め実験等で求めた値であり、この最大遅延値Dmaxを中心としてポインタ値の抽出を行えば、より迅速にポインタ値が抽出できることを示している。

このようにしてインタフェース部10からは、上り送信フレームUF2Wが受信合わせ部20にポインタ値を付け直した形で送信される。従って、このときのポインタ値は図3(8)で示すようにa+cであり、この送信フレームUF2Wは受信フレームUF1Wに対しては独立して自走し、ポインタ値のみを引き継いだものとなっている。

このような上り送信フレームUF2Wを受信した受信合わせ部20においては、同図(9)に示すように、ポインタが示す位置はpt5となり（遅延は無視）、このポインタが示す位置pt5を終端部23Wは位相合わせ部24に対して送る。これと同時に終端部23Wは最大遅延値発生部15_4から発生されてフレーム生成部15_1に送られ、オーバヘッドOHに付加された最大遅延値Dmaxを抽出してポインタ読出位置計算部22へ与える。なお、終端部23Pにおいても上り受信フレームUF2Pに関して全く同様の動作が行われる。

このようにして終端部23Wから最大遅延値Dmaxを受けたポインタ読出位置計算部22は、この最大遅延値Dmaxに、基準信号検出部21で検出された基準信号AAを加算することにより、ポインタ読出位置を位相合わせ部24に送る。これは同図(10)に示すように、ポインタが示す位置pt6となり、このポインタが示す位置pt6を基準（窓の中心）として終端部23Wからのポインタ値a+cと、終端部23Pからのポインタ値（図示せず）とが位置合わせされ、現用系及び予備系の主信号フレームが位相合わされた形で出力されることになる。

なお、図3に示したようにポインタが示す位置pt6では最大遅延値Dmaxの他にα及びβが加算されているが、αは、上記の遅延d1〜d4以外の遅延測定ルートに入っていないバラツキを示し、βはフレームの乗替時のバラツキを示している。

図5は、図4に示したタイムチャート(1)が現用系のみを示しているのに対し、現用系及び予備系の双方に関するタイムチャート(2)を示したものである。従って、図示の便宜上、図3(3)、(4)、(6)に対するタイムチャートは省略されている。

すなわち、インタフェース部10においては、図5(1)に示す基準信号AAが同図(2)及び(3)に示す下り送信フレームDFW,DFPにマッピングされてアンテナ側装置3に送出されると、アンテナ側装置3においては、同図(4)及び(5)に示す通り、伝送遅延d1W,d1P及び内部遅延d2W,d2Pをそれぞれ有する形でポインタが示す位置pt1W、pt1Pが設定される。

そしてインタフェース部10においては、同図(6)及び(7)に示すようにアンテナ側装置3からの上り受信フレームUF1W,UF1Pから内部遅延d3W,d3P及び伝送遅延d4W,d4Pを経由して、それぞれポインタが示す位置pt3W及びpt3Pが得られる。

そして、このインタフェース部10から上り送信フレームUF2W,UF2Pが送信されると、同図(8)及び(9)に示すように、ポインタが示す位置はpt4W及びpt4Pとなり、これは同図(6)及び(7)に対してポインタ値a+cに付け直されたことを示している。そして受信合わせ部20においては、上り受信フレームUF2W,UF2Pから、同図(10)及び(11)に示すようにポインタが示す位置はpt5W及びpt5Pとなり、同図(12)に示すように最終位相合わせ位置は、最大遅延値Dmax+α+βを加味した位相合わせポイントpt6となる。

これは同図(13)に示すように、現用系主信号フレームについては、ポインタが示す位置をpt5Wからpt6まで遅延させ、予備系主信号フレームについては、pt5Pからpt6まで遅延させることによって位相合わせポイントpt6においては同時に受信できることが示されている。この遅延動作はFIFO等によって行うことができる。

実施例(2)
この実施例(2)は、図6に示されており、図2に示した実施例(1)をそれぞれが有するカードCD1〜CDnを設けた点が異なっている。すなわち、図6示した局側装置1は、n個のカードCD1〜CDnで構成されており、カードCD1においてはインタフェース部10_1と受信合わせ部20_1とで構成され、カードCD2はインタフェース部10_2と受信合わせ部20_2とで構成され、そしてn番目のカードCDnはインタフェース部10_nと受信合わせ部20_nとで構成されている。これらの各カードCD1〜CDnはそれぞれデータ発生終端部1_1〜1_nに接続されている。さらに、インタフェース部10_1〜10_nはアンテナ側装置3における現用系アンテナ側装置3_1W,3_1P〜3_nW,3_nPと、それぞれ光伝送路2_1W,2_1P〜2_nW,2_nPによって相互接続されている。これらのアンテナ側装置3は無線伝送路4を経由して端末5_1〜5_nと接続されている。

従って、同図(2)に示すように局側装置1と端末5との間の遅延時間を測定し、その後、同図(3)に示すように局側装置1とアンテナ側装置3間の遅延時間を測定すれば、同図(4)に示すようにアンテナ側装置3と端末5との間の遅延時間が測定でき、以って端末5の位置を推定することが可能となる。

実施例(3)
この実施例(3)は、図7に示されており、図6に示した実施例(2) におけるデータ発生終端部1_1〜1_nの代わりに単一のデータ発生終端部30を設け、さらに単一の基準信号生成部40を設けてデータ発生終端部30並びにインタフェース部10_1〜10_n及び受信合わせ部20_1〜20_nに基準信号AAを送るようにしている。さらに最大遅延値発生部50は局側装置1において共通のものとし、最大遅延値Dmaxをデータ発生終端部30及び各インタフェース部10_1〜10_nに与えている。

このように、カード間で位相合わせを行う理由は次の通りである。

アンテナ側装置3から端末5までの距離を測定する場所は、カード個々の内部ではなく、その先のデータ発生終端部30において行われる。すなわち、カード個々の部分ではデータの内容については処理は何も行わない。そのため、カードから上りデータを出力するところでアンテナ側装置3までの時間（距離）を合わせることにより、その先のデータ発生終端部30では、帰って来たデータに位相差がある場合、その差はアンテナ側装置3から端末5までの距離と見なす事ができ、以ってアンテナ側装置3から端末5までの距離を把握することができるためである。

従って、上述の如く基準信号AAは局側装置1で一箇所だけ生成して各カードに分配している。また最大遅延値Dmaxはやはり局側装置1の最大遅延発生部50の一箇所で生成し、各カードCD1〜CDn及びデータ発生終端部30に分配している。アンテナ側装置3から端末5までの距離を最終的に計算するのはデータ発生終端部30になる。データの発生及び終端する部分は各カードではなくデータ発生終端部30において一箇所で行い、また距離計算するカードも同じであるため、カード単位で同じ距離の場合は同じ位置にデータが帰って来るとカード間の位相差が無くなるので、簡単にアンテナ側装置3から端末5までの距離を求めることが可能となる。

なお、図7に示した実施例(3)の場合には各カードにおいてそれぞれ現用系、予備系共に存在しているように示してあるが、例えば現用系及び予備系構成ではなく、片系で使用する場合は現用系及び予備系の位相合わせは必要なくなる。すなわち、例えばカードCD1は現用系及び予備系共にあるが、カードCD2は現用系のみ等の場合である。これは、カードやアンテナ側装置は古いものを一気に新しくできないものがあり、古いものはそのまま使用し、カードを増やしてアンテナを増設する必要があるためである。新たに増設したカードには本発明の構成を載せるが、本発明の機能が無い古いカードやアンテナ側装置もそのまま使用される場合があるため、混在の可能性も考慮する必要がある。

（付記１）
第1の装置内で生成した基準信号を第1系統及び第2系統の各下り主信号フレームに共通にマッピングして第2の装置に出力する第1のステップと、
該第2の装置において、各下り主信号フレームにおける該基準信号のタイミングを示すポインタ値を、該第1系統及び該第2系統の各上り主信号フレームにマッピングして該第1の装置に出力する第2のステップと、
該第1の装置において、各上り主信号フレームから各ポインタ値を抽出し、各ポインタ値に基づいて各上り主信号フレームの位相を合わせる第3のステップと、
を備えたことを特徴とする位相調整方法。
（付記２）
基準信号を生成して第1系統及び第2系統の各下り主信号フレームに共通にマッピングして出力する第1の装置と、
該第1の装置からの各下り主信号フレームにおける該基準信号のタイミングを示すポインタ値を、該第１系統及び該第2系統の各上り主信号フレームにマッピングして該第1の装置に出力する第2の装置とを備え、
該第1の装置が、該第2の装置からの各上り主信号フレームから各ポインタ値を抽出し、各ポインタ値に基づいて各上り主信号フレームの位相を合わせることを特徴とした位相調整装置。
（付記３）付記２において、
該第2の装置が、該基準信号を抽出した時点から各上り主信号フレームのデータ先頭位置までの時間を該ポインタ値として各上り主信号フレームのヘッダの空き領域に設定することを特徴とした位相調整装置。
（付記４）付記３において、
該第1の装置が、該第2の装置からの各上り主信号フレームを自装置のフレームに乗せ替えるとき、該抽出したポインタ値、及び該基準信号のタイミングから該ポインタ値が戻って来るまでの予測往復時間を該乗せ替えたフレームのヘッダの空き領域に設定するインタフェース部と、該予測往復時間を抽出し、該予測往復時間を中心として該ポインタ値に基づき該インタフェース部からの各上り主信号フレームを位相合わせする受信合わせ部とで構成されていることを特徴とした位相調整装置。
（付記５）付記２において、
該第1及び第2の装置が、それぞれ、局側装置及びアンテナ側装置であることを特徴とした位相調整装置。
（付記６）付記２において、
該第1及び第2の系統が、それぞれ、現用系及び予備系であり、該第1の装置が、該現用系−予備系間の位相合わせを行うことを特徴とした位相調整装置。
（付記７）付記２において、
該系統がカードであり、該第1の装置が、全カード間の位相合わせを行うことを特徴とした位相調整装置。
（付記８）付記２において、
該第1及び第2の系統が、それぞれ、現用系及び予備系であり、該現用系及び予備系の内の少なくとも一方を収めたカードが複数個設けられており、該第1の装置が、全カードにおける該現用系−予備系間の位相合わせを行うことを特徴とした位相調整装置。

本発明に係る位相調整方法及び装置の原理を示したブロック図である。本発明に係る位相調整方法及び装置の実施例(1)（現用系−予備系位相合わせ）を示したブロック図である。図2に示した実施例(1)のタイムチャート(1)（現用系のみ）を示した図である。図2に示したインタフェース部のより詳細な実施例を示した図である。図3に示したタイムチャート(1)を現用系及び予備系の両方について示した図である。本発明に係る位相調整方法及び装置の実施例(2)を示したブロック図である。本発明に係る位相調整方法及び装置の実施例(3)を示したブロック図である。従来例を示したブロック図である。

符号の説明

1 局側装置（第1の装置）
2,2_1W,2_1P〜2_nW,2_nP 光伝送路
3,3_1W,3_1P〜3_nW,3_nP アンテナ側装置（第2の装置）
4 無線伝送路
5,5_1〜5_n 端末
10,10_1〜10_n インタフェース部
11 クロック乗替部
12 下りフレーム生成部
13W,13P フレーム終端部
14W,14P FIFO
15W,15P 乗替フレーム生成部
15_1 フレーム生成部
15_2 ポインタ抽出部
15_3 フレーム生成自走タイミング発生部
15_4,50 最大遅延値発生部
20,20_1〜20_n 受信合わせ部
21 基準信号検出部
22 ポインタ読出位置計算部
23W,23P 終端部
24 位相合わせ部
1_1〜1_n,30 データ発生終端部
40 基準信号生成部
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

第1の装置内で生成した基準信号を第1系統及び第2系統の各下り主信号フレームに共通にマッピングして第2の装置に出力する第1のステップと、
該第2の装置において、各下り主信号フレームにおける該基準信号を抽出し、この抽出時点から次の上り主信号フレームのデータ先頭位置までの時間を示すポインタ値を、該第1系統及び該第2系統の各上り主信号フレームにマッピングして該第1の装置に出力する第2のステップと、
該第1の装置において、各上り主信号フレームから各ポインタ値を抽出し、各ポインタ値に基づいて各上り主信号フレームの位相を合わせる第3のステップと、
を備えたことを特徴とする位相調整方法。
基準信号を生成して第1系統及び第2系統の各下り主信号フレームに共通にマッピングして出力する第1の装置と、
該第1の装置からの各下り主信号フレームにおける該基準信号を抽出し、この抽出時点から次の上り主信号フレームのデータ先頭位置までの時間を示すポインタ値を、該第１系統及び該第2系統の各上り主信号フレームにマッピングして該第1の装置に出力する第2の装置とを備え、
該第1の装置が、該第2の装置からの各上り主信号フレームから各ポインタ値を抽出し、各ポインタ値に基づいて各上り主信号フレームの位相を合わせることを特徴とした位相調整装置。
請求項２記載の位相調整装置において、
前記第1の装置が、前記第2の装置からの各上り主信号フレームを自装置のフレームに乗せ替えるとき、前記抽出したポインタ値、及び前記基準信号の発生タイミングから前記ポインタ値が戻って来るまでの予測往復時間を前記乗せ替えたフレームのヘッダの空き領域に設定するインタフェース部と、前記予測往復時間を抽出し、前記予測往復時間を中心として前記ポインタ値に基づき前記インタフェース部からの各上り主信号フレームを位相合わせする受信合わせ部とで構成されていることを特徴とした位相調整装置。
請求項２記載の位相調整装置において、
前記第1及び第2の装置が、それぞれ、局側装置及びアンテナ側装置であることを特徴とした位相調整装置。