JPH10191443A - 数値制御発振器を用いる遠隔高精度周波数の生成 - Google Patents

数値制御発振器を用いる遠隔高精度周波数の生成

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JPH10191443A
JPH10191443A JP9299720A JP29972097A JPH10191443A JP H10191443 A JPH10191443 A JP H10191443A JP 9299720 A JP9299720 A JP 9299720A JP 29972097 A JP29972097 A JP 29972097A JP H10191443 A JPH10191443 A JP H10191443A
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oscillator
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JP9299720A
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Michael R Ross
アール． ロス マイケル
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    • H04J3/0691—Synchronisation in a TDM node

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 数値制御発振器を用いる遠隔高精度周波数を
生成する。 【解決手段】 通信システムの内部で、数値制御発振器
１１２を高精度発振器１１３の周波数でドライブし、外
部ソースから導かれた周波数信号の周波数と等しくなる
ように計算値で数値制御発振器の周波数を調整する。数
値制御発振器の調整に用いた計算値が、複数のサブユニ
ット１２１，１３１の各々に送られる。各サブユニット
は、通信システムにサブユニットを接続する内部通信リ
ンクから導かれた周波数でドライブする別の数値制御発
振器１２４を備えており、他の数値制御発振器が計算値
で制御されるので、その周波数は高精度発振器の周波数
と一致することになる。内部通信リンクの周波数は高精
度発振器で制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に電気通信シス
テム、特に無線電気通信システムに関する。
【０００２】
【従来技術】パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）システ
ムでは、離れている無線基地局において無線電気通信シ
ステムが適正に動作することを保証するために、無線基
地局の内部に高精度の（正確な）周波数を生成すること
が必要である。更に、無線基地局のクロックを低周波の
位相で同期する必要がある。無線基地局のクロックは、
０．４８８Ｈｚのように高精度の低い周波数で同期して
いなければならない。ＰＣＳシステムでは、これは、基
地局のなかの１つをマスターにして、定期的に同期情報
を無線チャンネルを介して送ることによって、普通は行
われている。この方式の問題は、全ての基地局が被伝送
同期信号を受信できなければならないことにある。大型
ＰＣＳシステムでは、１つの基地局が全ての他の基地局
に送信できないので、１つの基地局が同期に関してマス
ターとして機能することができない。ＰＣＳシステムで
用いられてきた第２の方式は、同期信号を基地局の各々
に呈する分離型有線分配システムを備えることである。
この技術の問題は、ＰＣＳシステムに追加されるコスト
とメンテナンスにある。ＰＣＳシステムの典型的な基地
局は、一度に最大で３つの無線送受器を処理するにすぎ
ない。そこで、広い地理学的領域をカバーするために、
非常に数多くの基地局が存在することになる。この多数
の基地局は、同期信号のために又は高精度周波数のため
に分離型有線分配信号を呈するために、コスト高を招く
ことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】基地局が数百の送受器
を処理し、約８ＫＨｚで同期していなければならない、
セルラー・システムにおいて、同期をとるために用いら
れた１つの技術は、地球軌道衛星を活用して、同期信号
を送信することである。セルラー・システムの別の技術
では、通常のリンク、カスタマー・トラフィック、基地
局を中心コントローラに接続している通信リンクと異な
る有線又は光ファイバ・リンクを備える。中心コントロ
ーラが同期信号を基地局にこれらのリンク上で送ってい
る。更に別の技術では、中心コントローラは、基地局と
中心コントローラとの間の標準の通信リンク上で標準の
通信を定期的に停止し、同期信号をこのリンク上で送っ
てから、標準の通信を再開している。分離型専用同期リ
ンクにおける経費の上昇を抑えながら、この技術は、標
準の通信を定期的に中断している。
【０００４】セルラー基地局のための別の技術が米国特
許第５，３８８，１０２号に開示されている。この特許
で開示する方式は、基地局に相互接続する電気通信交換
システムで用いるＩＳＤＮインタフェース・カードが必
要とされ、同期信号がＩＳＤＮインタフェースの物理的
レイヤ・プロトコルで伝送できるように基地局が変更さ
れる。更に、その方式は、変更したＩＳＤＮインタフェ
ース・カードに必要なタイミングを呈するように、電気
通信システムの内部バス構造が変更されることも要求し
ている。この方式の問題は、それが種々の電気通信交換
システムでも共用するように十分に適応できないことに
ある。
【０００５】ＰＣＳシステムの別の問題は、ＰＣＳシス
テムが直接的に公衆電話交換網に又は業務用通信システ
ムにＩＳＤＮ電気通信リンクを介して相互接続すること
にある。ＰＣＳシステムは、適正な伝送のために公衆電
話網又は業務用通信システムのネットワーク・クロック
と共に周波数ロックを維持しなければならない。ＰＣＳ
システムは、外部システムとＰＣＳシステムとの間のＩ
ＳＤＮ電気通信リンクの伝送周波数に周波数ロックし
て、これを行う。伝送データは、スリップがＰＣＳシス
テムと外部システムとにおける周波数の差のために生じ
る時に消失する。スリップが生じると、データは、多量
のデータが受信されるので消失し、ネットワーク・クロ
ックはＰＣＳシステムのクロックより速くなる。又、不
十分な量のデータが受信される時に、ネットワーク・ク
ロックはＰＣＳシステムのクロックより遅くなる。ＰＣ
Ｓシステム内のスリップを防止するために、ＰＣＳシス
テムの無線基地局は、順に外部システムと周波数ロック
しなければならない、ＰＣＳシステムの、内部ネットワ
ーク・インタフェースと共に周波数ロックしなければな
らない。その結果、ＰＣＳシステムでは、集中型で高周
波数で高精度のクロックを活用できず、このクロックを
無線基地局に内部電気通信リンクを介して送ることもで
きなくなる。従来の技術に欠けているものは、高精度周
波数情報をＰＣＳシステムの中心ユニットから無線基地
局に供給する、単純で廉価な技術である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術のこ
れら及び他の欠点と短所を解決することを意図してい
る。本発明によれば、通信システムの内部で、高精度周
波数発振器の周波数を用いて、数値制御発振器をドライ
ブし、その周波数は外部ソースから導かれた周波数信号
の周波数と等しくなるように計算され調整される。数値
制御発振器の調整に用いた計算値が数多くのサブユニッ
トの各々に送られる。各サブユニットは、通信システム
にサブユニットを接続する内部通信リンクから導かれた
周波数でドライブする別の数値制御発振器を備えてお
り、他の数値制御発振器が計算値で制御されるので、そ
の周波数は高精度発振器の周波数と一致することにな
る。内部通信リンクの周波数は高精度発振器で制御され
る。第２の実施例では、外部ソースから導かれた周波数
信号を用いて、数値制御発振器をドライブし、その周波
数は高精度周波数発振器の周波数と等しくなるように計
算値で調整される。数値制御発振器の調整に用いた計算
値は数多くのサブユニットの各々に送られる。各サブユ
ニットは通信システムにサブユニットを接続する内部通
信リンクから導かれる周波数でドライブされる別の数値
制御発振器を有し、他の数値制御発振器が計算値で制御
されるので、その周波数は高精度発振器の周波数と一致
することになる。内部通信リンクは外部ソースに周波数
ロックされる。
【０００７】好ましくは、通信システムはＰＣＳシステ
ムであり、サブユニットは無線基地局である。外部ソー
スは、好ましくは、電気通信交換システムにＰＣＳシス
テムを相互接続する外部電気通信リンクになる。本発明
のこれら及び他の長所と特徴は、図面と共に本発明の図
解的な実施例の説明から明らかになると思われる。
【０００８】
【実施例】図１は、無線電気通信システムのブロック図
を示す。交換ノード１０１は、電気通信交換サービスを
無線送受器に基地局１２１〜１３１を介して要請する、
無線送受器にそのようなサービスを呈する。ノード・プ
ロセッサ１０８は、バス１１９とネットワーク１０４と
適切なＢＲＩリンクとＰＲＩリンクとを経由して、基地
局を制御する。ネットワーク１０４は、ＢＲＩリンク１
１６からＰＲＩリンク１１７と基地局１２１から１３１
により相互接続される公衆電気通信網間の交換動作を呈
する。基地局は、交換ノード１０１内のＢＲＩ又はＰＲ
Ｉインタフェースと基地局内の対応するインタフェース
とを介して相互に接続している。例えば、基地局１２１
は、ＰＲＩインタフェース１０７と１２２で終端するＰ
ＲＩリンク１１８を介して交換ノード１０１に相互に接
続している。当業者は、交換ノード１０１が種々の通信
システムのなかで任意のもので可能になり、基地局はこ
のような通信システム上の種々のサブユニットのなかの
任意のもので可能になることを、容易に認めるものと思
われる。
【０００９】ＰＲＩリンク１１７の伝送周波数は、従来
技術で周知の技術を用いてＰＲＩインタフェース１０３
でカバーされ、周波数回復回路１１１に送られる。周波
数回復回路１１１は、周知の平滑技術を被回復周波数信
号に用いて、この周波数信号を周波数コンパレータ１１
４に送る。数値制御発振器１１２は周波数コントローラ
１０９で制御され、周波数コントローラ１０９は３２ビ
ットの数値Ｎを発振器１１２に入力して、その周波数を
周波数回復回路１１１で生成される周波数と等しくなる
ようにする。数値制御発振器１１２は、高精度発振器１
１３で生成した周波数信号を、その参照周波数として用
いる。発振器１１２と周波数回復回路１１１とで生成し
た２つの周波数信号は、周波数コンパレータ１１４で比
較される。周波数コントローラ１０９は、周波数コンパ
レータ１１４で行われた比較結果に対応して、数値制御
発振器１１２の周波数を調整する。発振器１１２の出力
を用いて、ＰＲＩインタフェース１０７のような内部イ
ンタフェースの伝送周波数を制御する。このタイプの数
値制御発振器は従来技術で周知であり、このような発振
器の例が、米国特許第４，９３３，８９０号に記載され
ているので、これを参照されたい。周波数コントローラ
１０９は、次に示す計算に従う。 （発振器１１３の周波数）×（Ｎ／２32）＝（回路１１
１からの周波数）
【００１０】周波数コントローラ１０９が、所定の範囲
内で高精度発振器１１３の出力と等しくなるように数値
制御発振器１１２の出力を調整すると、周波数コントロ
ーラ１０９は結果数値Ｎをノード・プロセッサ１０８に
送る。ノード・プロセッサ１０８は、ユーザ情報メッセ
ージを用いて、この値を相互接続リンク・インタフェー
スを介して基地局１２１〜１３１に送る。当業者は、論
理リンクが、基地局とノード・プロセッサ１０８とを相
互接続する電気通信リンクのＤチャンネル上で個々に設
定できることを容易に認めると思われる。これらの論理
チャンネルの各々を用いて、派生値を各々基地局に伝送
できる。例えば、ノード・プロセッサ１０８は、ＰＲＩ
インタフェース１０７とＰＲＩリンク１１８及びＰＲＩ
インタフェース１２２とを介して局制御装置１２８で実
行するアプリケーションに値を送る。局制御装置１２８
は、この値２32をＮで除算して、結果を数値制御発振器
１１２と同等の数値制御発振器１２４に送る。数値制御
発振器１２４のドライブに用いた周波数はＰＲＩインタ
フェース１２２と周波数回復回路１２３とによりＰＲＩ
リンク１１８から回復した周波数になる。数値制御発振
器１２４で生成され周波数生成器１２６に送られる結果
としての周波数は、所定の限度内で、高精度発振器１１
３で生成した周波数と等しくなる。周波数生成器１２６
は、次に、発振器１２４から受信した周波数信号を用い
て、無線送受器と通信するために伝送ユニット１２９が
要求する別の周波数を生成する。これらの周波数は共通
して、０．４８８Ｈｚの信号になる。また、局制御装置
１２８は、伝送ユニット１２９を制御して、無線送受器
と通信するように伝送ユニット１２９を活用する。
【００１１】図２は周波数コントローラ１０９で行われ
るステップをフローチャートで示す。判定ブロック２０
１では、ＰＲＩインタフェース１０３が安定しているか
どうかについて決定する。ＰＲＩインタフェース１０３
が安定している場合、ノード・プロセッサ１０８は、そ
の趣旨のメッセージを周波数コントローラ１０９に送
る。ブロック２０２では、ＰＲＩインタフェース１０３
から誘導される周波数に発振器１１２を初期周波数ロッ
クする。初期化時に行われる初期周波数ロックが終わる
と、ブロック２０３でコンパレータ１１４の出力を読み
取る。次に、判定ブロック２０４にて、この出力が所定
の最大値内にあるか判定される。ＰＲＩインタフェース
１０３の伝送周波数が所定の最大限界を越えてドリフト
する場合、周波数コントローラ１０９は、このドリフト
に対して数値制御発振器１１２を調整しない。むしろ、
交換ノード１０１及び関連する基地局は、単に発振器１
１２の周波数を利用する。しかし、ブロック２０９にお
いて、決定ブロック２０１の再実行を事実上行うエラー
回復動作を実施する。決定ブロック２０４の答えがイエ
スの場合、ブロック２０６で“Ｎ”を計算する。ブロッ
ク２０７では、計算した“Ｎ”をノード・プロセッサ１
０８に送り、そこでは、この値を図１の局制御装置の各
々に送る。ブロック２０７を実行した後に、ブロック２
０８では、２32で除算した“Ｎ”の値を、数値制御発振
器１１２に送る。ブロック２０８の実行後に、制御動作
はブロック２０３に戻る。
【００１２】図３は、本発明の第２の実施例の無線電気
通信システムをブロック図で示す。この実施例では、内
部インタフェースの伝送周波数が、外部インタフェース
の伝送周波数に周波数ロックされる。交換ノード３０１
は、電気通信交換サービスを基地局３２１〜３３１を介
して要請する無線送受器に、そのようなサービスを呈す
る。ノード・プロセッサ３０８は、バス３１９とネット
ワーク３０４と適切なＢＲＩとＰＲＩリンクとを介し
て、基地局を制御する。ネットワーク３０４は、ＢＲＩ
リンク３１６〜ＰＲＩリンク３１７によって相互接続す
る公衆電気通信網と基地局３２１〜３３１の間で交換動
作を呈する。基地局は、交換ノード３０１内のＢＲＩ又
はＰＲＩインタフェースと、基地局内の対応するインタ
フェースとを介して相互に接続している。例えば、基地
局３２１は、ＰＲＩインタフェース３０７と３２２で終
端するＰＲＩリンク３１８を介して交換ノード３０１に
相互接続している。この実施例では、基地局を交換ノー
ド３０１に相互接続するＢＲＩとＰＲＩリンクが、ＰＲ
Ｉリンク３１７の伝送周波数に周波数ロックされる。
【００１３】ＰＲＩリンク３１７の伝送周波数は、従来
技術で周知の技術を用いてＰＲＩインタフェース３０３
でカバーされ、周波数回復回路３１１に送られる。周波
数回復回路３１１は、周知の平滑技術を被回復周波数信
号に用いて、この周波数信号を数値制御発振器３１２に
送る。発振器３１２は、周波数コントローラ３０９で制
御され、それは３２ビットの数値を発振器３１２に入力
して、その周波数が高精度発振器３１３で生成される周
波数と等しくなるようにする。発振器３１２と３１３で
生成した２つの周波数信号は周波数コンパレータ３１４
で比較される。周波数コントローラ３０９は、コンパレ
ータ３１４で行われた比較結果に対応して、数値制御発
振器３１２の周波数を調整する。このタイプの数値制御
発振器は従来技術で周知であり、このような発振器の例
が、引例を用いてここに包含されている米国特許第４，
９３３，８９０号に記載されている。周波数コントロー
ラ３０９が、所定の範囲内で高精度発振器３１３の出力
と等しくなるように数値制御発振器３１２の出力を調整
すると、周波数コントローラ３０９は結果としての値を
ノード・プロセッサ３０８に送る。ノード・プロセッサ
３０８は、ユーザ情報メッセージを用いて、この値を相
互接続リンク・インタフェースを経由して基地局３２１
〜３３１に送る。当業者は、論理リンクが、基地局とノ
ード・プロセッサ３０８とを相互接続する電気通信リン
クのＤチャンネル上で個々に設定できることを容易に認
めると思われる。これらの論理チャンネルの各々を用い
て、派生値を各基地局に伝送できる。例えば、ノード・
プロセッサ３０８は、ＰＲＩインタフェース３０７とＰ
ＲＩリンク３１８及びＰＲＩインタフェース３２２を介
して局制御装置３２８で実行するアプリケーションに値
を送る。局制御装置３２８は、この値を数値制御発振器
３１２と同等の数値制御発振器３２４に送る。数値制御
発振器３２４のドライブに用いた周波数が、ＰＲＩイン
タフェース３２２と周波数回復回路３２３とによりＰＲ
Ｉリンク３１８から回復した周波数になる。数値制御発
振器３２４で生成し周波数生成器３２６に送られる最終
的な周波数は、高精度発振器３１３で生成した周波数と
等しくなる。周波数生成器３２６は、発振器３２４から
受信した周波数信号を用いて、伝送ユニット３２９が要
求する別の周波数を生成し、無線送受器と通信する。こ
れらの周波数は全て、０．４８８Ｈｚの信号になる。ま
た、局制御装置３２８は、伝送ユニット３２９を制御し
て、無線送受器と通信するように伝送ユニット３２９を
活用する。
【００１４】図４は周波数コントローラ３０９で行われ
るステップをフローチャートで示す。判定ブロック４０
１では、ＰＲＩインタフェース３０３が安定しているか
どうかについて決定する。ＰＲＩインタフェース３０３
が安定している場合、ノード・プロセッサ３０８は、そ
の趣旨のメッセージを周波数コントローラ３０９に送
る。ブロック４０２では、ＰＲＩインタフェース３０３
から導かれる周波数に発振器３１２を初期周波数ロック
する。初期化時に行われる初期周波数ロックが終わる
と、ブロック４０３でコンパレータ３１４の出力を読み
取る。ブロック４０６では“Ｎ”を計算する。ブロック
４０７では、計算した“Ｎ”をノード・プロセッサ３０
８に送り、そこでは、この値を図３の局制御装置の各々
に送る。ブロック４０７を実行した後に、ブロック４０
８では、“Ｎ”を数値制御発振器３１２に送る。ブロッ
ク４０８の実行後に、制御動作はブロック４０３に戻
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の図解的な実施例を包含する無線電気通
信システムをブロック図形式で示す図である。
【図２】無線電気通信システムの交換ノード内の周波数
コントローラで行われる動作をフローチャート形式で示
す図である。
【図３】本発明の別の実施例をブロック図形式で示す図
である。
【図４】第２の実施例の周波数コントローラで行われる
動作をフローチャート形式で示す図である。
【符号の説明】
１０１ 交換ノード １０２ ＢＲＩインタフェース １０３ ＰＲＩインタフェース １０４ ネットワーク １０６ ＢＲＩインタフェース １０７ ＰＲＩインタフェース １０８ ノード・プロセッサ １０９ 周波数コントローラ １１１ 周波数回復回路 １１２ 数値制御発振器 １１３ 高精度発振器 １１４ 周波数コンパレータ １１５ ＢＲＩリンク １１６ ＢＲＩリンク １１７ ＰＲＩリンク １１８ ＰＲＩリンク １１９ バス １２１ 基地局 １２２ ＰＲＩインタフェース １２３ 周波数回復回路 １２４ 数値制御発振器 １２６ 周波数生成器 １２８ 局制御装置 １２９ 伝送ユニット １３１ 基地局 ３０１ 交換ノード ３０２ ＢＲＩインタフェース ３０３ ＰＲＩインタフェース ３０４ ネットワーク ３０６ ＢＲＩインタフェース ３０７ ＰＲＩインタフェース ３０８ ノード・プロセッサ ３０９ 周波数コントローラ ３１１ 周波数回復回路 ３１２ 数値制御発振器 ３１３ 高精度発振器 ３１４ 周波数コンパレータ ３１５ ＢＲＩリンク ３１６ ＢＲＩリンク ３１７ ＰＲＩリンク ３１８ ＰＲＩリンク ３１９ バス ３２１ 基地局 ３２２ ＰＲＩインタフェース ３２３ 周波数回復回路 ３２４ 数値制御発振器 ３２６ 周波数生成器 ３２８ 局制御装置 ３２９ 伝送ユニット ３３１ 基地局

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気通信サービスを複数の無線送受器に
    複数の基地局を介して呈する交換ノードを備えており、
    前記基地局の各々が前記交換ノードに複数の内部電気通
    信リンクを介して接続されており、前記交換ノードは電
    気通信交換システムに複数の外部電気通信リンクを介し
    て相互接続されている周波数を生成するための装置であ
    って、この装置が：第１の周波数信号を生成するための
    前記交換ノード内の第１の発振器；前記第１の周波数信
    号に応答して、第２の周波数信号を生成するための前記
    交換ノード内の第２の発振器；前記複数の外部電気通信
    リンクのなかの１つに接続され、前記複数の外部電気通
    信リンクのなかの前記１つの伝送周波数信号を回復す
    る、電気通信インタフェース；前記第２の周波数信号と
    前記伝送周波数信号に応答して、差を決定するための、
    前記交換ノード内の周波数コンパレータ；前記決定され
    た差に応答して前記決定された差を最小にするために前
    記第２の周波数信号を変更するための前記第２の発振器
    を制御する数値を生成するための前記交換ノード内のコ
    ントローラ；前記第２の周波数信号を変更するための前
    記数値に更に応答する前記第２の発振器；前記複数の内
    部電気通信リンクのなかの１つを介して、前記複数の基
    地局のなかの１つに、前記数値を更に伝送するコントロ
    ーラ；前記複数の内部電気通信リンクのなかの前記１つ
    から、別の伝送周波数信号を回復するための前記複数の
    基地局のなかの１つの内の回路；前記複数の基地局のな
    かの前記１つの内の第３の発振器；前記伝送された数値
    に応答して前記第３の発振器と制御情報を通信するため
    の前記複数の基地局のなかの前記１つの内の基地局コン
    トローラ；および他の伝送周波数信号と前記制御情報と
    に応答して、所定の限界内で前記第１の周波数信号と等
    しい第３の周波数信号を生成する前記第３の発振器を含
    むことを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 他の伝送周波数信号が前記第２の周波数
    信号から導かれることを特徴とする請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 前記コントローラは、前記第２の発振器
    を制御するための数値の生成を停止するように、複数の
    外部電気通信リンクのなかの前記１つの消失に対応して
    いることを特徴とする請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記第２の発振器が数値制御発振器であ
    ることを特徴とする請求項３に記載の装置。
JP9299720A 1996-10-31 1997-10-31 数値制御発振器を用いる遠隔高精度周波数の生成 Pending JPH10191443A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US08/740,593 US5801783A (en) 1996-10-31 1996-10-31 Remote accurate frequency generation using a numerically controlled oscillator
US08/740593 1996-10-31

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