JPWO2016194518A1 - 同期信号変換装置 - Google Patents

Abstract

課題： 本発明は、ＧＮＳＳ信号やネットワーク信号を受信できない環境でも基地局で基準クロックを再生できるようことを目的とする。解決手段： 本発明の同期信号変換装置は、移動体通信システムの基地局に接続される同期信号変換装置であって、放送波を受信し、当該放送波から同期信号を取得する放送波同期信号取得部と、オフセット値を計測して保持するタイミング調整部と、同期信号を基にＧＮＳＳ信号又はネットワーク信号に準じた疑似的なＧＮＳＳ受信信号又は疑似的なネットワーク受信信号の同期信号に変換する同期信号変換部と、変換された同期信号を含む疑似的なＧＮＳＳ受信信号又は疑似的なネットワーク受信信号を出力する送出部とを有することを特徴とする。

Description

本発明は、同期信号変換装置に関するものである。

［従来の技術］
従来、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式や、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）方式の移動体通信システムでは、基地局間の同期信号として、外部クロックを利用している。
従来の基地局装置は、外部クロックとして、ＧＰＳシステムの衛星からの信号を受信して、同期信号を抽出したり、時間情報を抽出して同期信号として用いたり、また、接続しているネットワークの同期信号を利用する場合がある。

［基地局装置：図１４］
従来の基地局装置の構成について、図１４，１５を用いて説明する。図１４，１５は、基地局装置の同期信号を取得する部分の概略構成図である。尚、図１４，１５では、同期信号取得に関する部分以外は省略している。
図１４に示すように、基地局装置１４０５は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳアンテナ１４５０と、ＧＰＳ信号を復調するＧＰＳ受信部１４５１と、ＧＰＳ信号から同期信号を抽出するＧＰＳ同期信号抽出部１４５２とを備えている。
そして、ＧＰＳアンテナ１４５０でＧＰＳ信号を受信して、ＧＰＳ受信部１４５１がベースバンド信号に変換して復調し、ＧＰＳ同期信号抽出部１４５２で同期信号を抽出して、基準クロック信号として装置各部に供給している。

［別の基地局装置：図１５］
また、図１５に示すように、別の基地局装置１５０６は、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）１５８８などに準拠するネットワークに接続するネットワークインタフェース１５６１と、ネットワーク信号から同期信号を抽出するネットワーク同期信号抽出部１５６２とを備えている。
そして、ネットワークインタフェース１５６１でＩＥＥＥ１５８８などに準拠するネットワーク信号を入力し、ネットワーク同期信号抽出部１５６２で同期信号を抽出して、基準クロック信号として装置各部に供給している。

［放送波信号］
一方、地上波デジタル放送では、高い精度での時刻同期が必要なため、放送局側の装置でＧＰＳ信号を用いることがあり、地上波デジタル放送は、ＧＰＳに準じた同期信号で運用されている。
また、衛星放送では放送衛星と地上局との同期が必要であるため、周波数精度の高いＲｂ（ルビジウム）発振器やＣｓ（セシウム）発振器を用いて、高い精度での放送伝送信号の同期を確立している。
そして、ＧＰＳ信号が受信できない屋内や干渉を受ける環境、あるいはＩＥＥＥ１５８８などに準拠するネットワークに接続できない環境においても、地上波デジタル放送や衛星放送の放送波信号は受信可能であることが多い。

［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開平０７−０３０９６３号公報「局間位相同期方式」（特許文献１）がある。
特許文献１には、移動通信において、基地局から移動局に対して送信すべきフレーム同期信号を、中央局から基地局に送信し、基地局が、放送電波を受信してパルス信号を抽出し、パルス信号に基づいてフレーム同期信号の送出タイミングを補償する局間位相同期方式が記載されている。

特開平０７−０３０９６３号公報

しかしながら、従来の移動体通信システムの基地局では、設けられたＧＰＳ受信アンテナからＧＰＳ受信信号を入力し、そのＧＰＳ受信信号から同期信号を抽出して基準クロックとして用いるものであるため、ＧＰＳ受信信号から同期信号を抽出できない環境では、移動体通信システムにおける同期を確立できず、システムを構築できないという問題点があった。

具体的には、ＧＰＳ信号は、干渉に弱く、干渉によって同期信号を抽出できないような環境があり、また、屋内ではＧＰＳ信号を受信できない環境がある。
更に、基地局によっては、ＩＥＥＥ１５８８などに準拠するネットワークから同期信号を受信するインタフェースを具備する場合もあるが、この同期信号を基地局が受け取れるネットワークの環境が実現されていない場合がある。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、ＧＰＳ信号やネットワーク信号を受信できない環境でも基地局で基準クロックを再生できるようすることを目的とする。

本発明の同期信号変換装置は、移動体通信システムの基地局に接続される同期信号変換装置であって、放送波を受信し、当該放送波から同期信号を取得する放送波同期信号取得部と、同期信号を基にＧＮＳＳ信号又はネットワーク信号に準じた疑似的なＧＮＳＳ受信信号又は疑似的なネットワーク受信信号の同期信号に変換する同期信号変換部と、変換された同期信号を含む疑似的なＧＮＳＳ受信信号又は疑似的なネットワーク受信信号を出力する送出部とを有し、更に、同期信号変換部で、放送波同期信号取得部で取得した放送波の同期信号から疑似的なＧＮＳＳ受信信号の同期信号又は疑似的なネットワーク受信信号の同期信号に変換する際に、放送波の同期信号のタイミングを調整するタイミング調整部が設けられ、タイミング調整部は外部入力される信号からタイミングパルスを生成し、当該タイミングパルスからオフセット値を計測して記憶し、放送波の同期信号のタイミングを調整するためのリファレンス信号として同期信号変換部へ出力することを特徴とする。

また、本発明は、タイミング調整部に外部入力される信号は、接続されたアンテナにより入力されるＧＮＳＳ信号、または接続されたアンテナにより入力されるＪＪＹ信号、または有線接続されたネットワークからのネットワーク信号、または有線接続されたＰＰＳパルス信号であることを特徴とする上述の同期信号変換装置である。

また、本発明は、タイミング調整部に外部入力される信号の有効性を判断する検出部を備え、検出部が入力される信号の有効性が有ると判断した場合にのみ、オフセット値を新たに計測することを特徴とする上述の同期信号変換装置である。

また、本発明は、放送波から取得する同期信号は、時刻情報を含むことを特徴とする上述のいずれかの同期信号変換装置である。

また、本発明は、自走用のクロックを生成する自走カウンタを備え、放送波同期信号取得部で放送波から同期信号を取得できたか否かを判定し、取得できなかった場合に、自走カウンタからの自走用のクロックを同期信号変換部に出力する自走判定部を設けたことを特徴とする上述のいずれかの同期信号変換装置である。

さらに、本発明は、放送波は、地上波デジタル放送波又は放送衛星からの放送波であることを特徴とする上述のいずれかの同期信号変換装置である。

本発明によれば、ＧＰＳ信号やネットワーク信号を受信できない環境でも基地局で基準クロックを再生できる。

第１の同期信号変換装置を基地局装置に接続した状態を示す説明図である。 第１の同期信号変換装置の概略構成図である。 第１の同期信号変換装置の変換動作の概要を示す説明図である。 第２の同期信号変換装置を基地局装置に接続した状態を示す説明図である。 第２の同期信号変換装置の概略構成図である。 タイミング調整部の詳細構成図である。 タイミング調整部の詳細構成図である。 タイミング調整部の詳細構成図である。 タイミング調整部の詳細構成図である。 第1の基地局装置の同期信号を取得する部分の概略構成図である。 第２の基地局装置の同期信号を取得する部分の概略構成図である。 第３の基地局装置の同期信号を取得する部分の概略構成図である。 オフセット値算出例を説明するための図である。 従来の基地局装置の同期信号を取得する部分の概略構成図である。 従来の基地局装置の同期信号を取得する部分の概略構成図である。 第３の同期信号変換装置の構成ブロック図である。 自走判定部１６１３の構成ブロック図である。 タイミング調整部１４０と同期信号変換部１２０の構成例を示すブロック図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る放送波同期信号変換装置は、受信した放送波から同期信号を取得して、放送波の同期信号を元に、第１の同期信号である疑似的なＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System(s)）受信信号の同期信号あるいは、第２の同期信号であるネットワーク信号に準じた疑似的なネットワーク信号の同期信号に変換し、変換された同期信号を含む疑似的なネットワーク信号に変換し、基地局装置に出力するものであり、第１の同期信号、あるは第２の同期信号を取得できない環境下でも確実において、同期を確立させることができるものである。
放送波は放送局から各基地局装置の設置場所までに伝送路遅延が発生する為、コヒーレントな周波数同期を実施できたとしても位相差が発生する為、設置場所の異なる各基地局装置（設置局）ごとに位相補正を実施する必要がある。ＵＴＣ（Coordinated Universal Time）もしくはＧＮＳＳ時刻に対して、放送波に含まれる時刻情報の頭出し時刻位相差を測定し、一定期間平均化する。この値をオフセット値とし、固定局である各設置局は一度取得できれば不変値でよい為、メモリ部に記憶する。
ＧＮＳＳ不感地帯に設置する前に、設置個所の例えば数百メートル以内でＵＴＣ時刻に同期したＰＰＳ（Pulse Per Second）パルスを入力し、オフセット変換完了後にＰＰＳパルスを取り外す。同期信号変換装置は、ＰＰＳパルス信号の自動検出、オフセット自動測定、自動記憶、自動通知により、設置ユーザのターミナル操作を不要にする効果があり、設置性が向上する。

また、本発明の実施の形態に係る同期信号変換装置は、設置個所の例えば数百メートル以内でＵＴＣ時刻に同期したＧＮＳＳ信号を入力し、オフセット変換完了後にＧＮＳＳ入力を無効にする。同期信号変換装置は、ＧＮＳＳ信号の自動検出、オフセット自動測定、自動記憶、自動通知により、設置ユーザのターミナル操作を不要にする効果があり、設置性が向上する。

また、本発明の実施の形態に係る同期信号変換装置は、設置個所の例えば数百メートル以内でＵＴＣ時刻に同期したＪＪＹ（登録商標、日本標準時を放送する日本の無線局）信号を入力し、オフセット変換完了後にＪＪＹ入力を無効にする。同期信号変換装置は、ＪＪＹ信号の自動検出、オフセット自動測定、自動記憶、自動通知により、設置ユーザのターミナル操作を不要にする効果があり、設置性が向上する。

また、本発明の実施の形態に係る同期信号変換装置は、設置個所の例えば数百メートル以内でＵＴＣ時刻に同期したネットワーク時刻同期のサーバから時刻信号を入力し、オフセット変換完了後にネットワーク信号の入力を無効にする。同期信号変換装置は、ネットワークから取得する時刻情報の自動検出、オフセット自動測定、自動記憶、自動通知により、設置ユーザのターミナル操作を不要にする効果があり、設置性が向上する。

［基地局装置（１）：図１０］
基地局装置の構成（１）について、図１０を用いて説明する。図１０は、基地局装置の同期信号を取得する部分の概略構成図である。尚、図１０では、同期信号取得に関する部分以外は省略している。
図１０に示すように、基地局装置５は、ＧＮＳＳ信号を受信するＧＮＳＳアンテナ５０と、ＧＮＳＳ信号を復調するＧＮＳＳ受信部５１と、ＧＮＳＳ信号から同期信号を抽出するＧＮＳＳ同期信号抽出部５２とを備えている。
そして、ＧＮＳＳアンテナ５０でＧＮＳＳ信号を受信して、ＧＮＳＳ受信部５１がベースバンド信号に変換して復調し、ＧＮＳＳ同期信号抽出部５２で同期信号を抽出して、基準クロック信号として装置各部に供給している。

［基地局装置（２）：図１１］
基地局装置の構成（２）について、図１１を用いて説明する。
図１１に示すように、基地局装置６は、ＩＥＥＥ１５８８などに準拠するネットワークに接続するネットワークインタフェース６１と、ネットワーク信号から同期信号を抽出するネットワーク同期信号抽出部６２とを備えている。
そして、ネットワークインタフェース６１でＩＥＥＥ１５８８などに準拠するネットワーク信号を入力し、ネットワーク同期信号抽出部６２で同期信号を抽出して、基準クロック信号として装置各部に供給している。

［基地局装置（３）：図１２］
基地局装置の構成（３）について、図１２を用いて説明する。
図１２に示すように、基地局装置７は、コヒーレントなクロックおよびタイミングパルスを入力するＰＰＳインタフェース７１と、同期に必要なＰＰＳ信号を生成するＰＰＳタイミング生成部７２とを備えている。ＰＰＳタイミング生成部７２は基準クロック信号を出力している。

［同期変換装置の第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態に係る同期信号変換装置について説明する。［第１の同期信号変換装置と基地局装置との接続：図１］
本発明の第１の実施の形態に係る同期信号変換装置（第１の同期信号変換装置）を基地局装置に接続した状態について図１を用いて説明する。図１は、第１の同期信号変換装置を基地局装置に接続した状態を示す説明図である。
図１に示すように、第１の同期信号変換装置１は、基地局装置５に接続されるものであり、基地局装置５に疑似的なＧＮＳＳ受信信号を供給するものである。

基地局装置５は、ＧＮＳＳ受信部５１が、第１の同期信号変換装置１に接続されている。
基地局装置５は、ＧＮＳＳ信号から同期信号を抽出して利用する構成であり、第１の同期信号変換装置１から出力される疑似ＧＮＳＳ信号を入力して、ＧＮＳＳ同期信号抽出部５２で従来と同様に同期信号を抽出して利用するものである。

そして、第１の同期信号変換装置１は、放送波を入力して、放送波の同期信号をＧＮＳＳの同期信号に変換し、当該同期信号を含む疑似的なＧＮＳＳ受信信号（疑似ＧＮＳＳ信号）を生成して、基地局装置５に出力する。
疑似ＧＮＳＳ信号は、基地局装置５に入力された場合に、本来のＧＮＳＳ受信信号と同等の信号として扱われる信号である。

第１の同期信号変換装置１を接続することにより、屋内や干渉の大きい場所等、ＧＮＳＳ信号を正常に受信できない環境であっても、ＧＮＳＳ受信信号から同期信号を抽出して利用する基地局５を設置することができ、無線通信システム構築の自由度を増大させることができるものである。

［第１の同期信号変換装置の概略構成：図２］
第１の同期信号変換装置の概略構成について図２を参照しながら説明する。図２は、第１の同期信号変換装置の概略構成図である。
図２に示すように、第１の同期信号変換装置１は、放送波同期信号取得部１１０と、抽出した同期信号をＧＮＳＳ用同期信号に変換する同期信号変換部１２０と、タイミング調整部１４０と、疑似ＧＮＳＳ信号送出部１３０とを備えている。
放送波同期信号取得部１１０は、放送波を受信して、放送波の同期信号を取得する。
同期信号変換部１２０は、放送波の同期信号を疑似的なＧＮＳＳ受信信号の同期信号に変換して、当該同期信号を含む疑似ＧＮＳＳ信号を生成する。
疑似ＧＮＳＳ信号送出部１３０は、同期信号変換部１２０で生成された疑似ＧＮＳＳ信号を基地局５に送出する。

ここで、第１の同期信号変換装置１が利用する放送波としては、地上波デジタル放送の放送波と、衛星放送の放送波とがあり、放送波同期信号取得部１１０は、地上波デジタル放送の受信手段と、衛星放送の受信手段のいずれか一方、または両方を備えている。両方備えている場合には、第１の同期信号変換装置１の設置環境に応じて、地上波デジタル放送又は衛星方法のいずれかを選択して受信するよう設定される。
そして、同期信号変換部１２０は、利用する放送波の種類に応じて、放送波の同期信号を疑似ＧＮＳＳ受信信号の同期信号に適切に変換する構成となっている。

［第１の同期信号変換装置の変換動作概要：図２，図３］
次に、第１の同期信号変換装置の変換動作の概要について図２及び図３を用いて説明する。図３は、第１の同期信号変換装置の変換動作の概要を示す説明図である。
第１の同期信号変換装置１では、図２に示す放送波同期信号取得部１１０において、入力された放送波信号から放送波の同期信号が抽出される。
図３に示すように、第１の同期信号変換装置１では、放送波の同期信号（放送波同期信号）を、基準クロックとしている。

そして、同期信号変換部１２０において、タイミング調整部１４０にて放送波の番組基準クロックと本来のＧＮＳＳ受信信号の同期信号との差分に基づいて、基準クロックに対して予め測定した周波数オフセットの調整を行って、疑似的なＧＮＳＳ受信信号のフレームタイミング信号を生成する。
これにより、放送波の同期信号が疑似的なＧＮＳＳ受信信号の同期信号に変換されるものである。
そして、当該フレームタイミング信号（疑似的なＧＮＳＳ受信信号の同期信号）を含む疑似ＧＮＳＳ信号が生成されて、疑似ＧＮＳＳ信号送出部１３０から基地局５に送出される。
このようにして、第１の同期信号変換装置１の動作が行われる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る同期信号変換装置（第２の同期信号変換装置）について説明する。［第２の同期信号変換装置と基地局装置との接続：図４］
第２の同期信号変換装置を基地局装置に接続した状態について図４を用いて説明する。図４は、第２の同期信号変換装置を基地局装置に接続した状態を示す説明図である。
図４に示すように、第２の同期信号変換装置２は、基地局装置６に接続されるものであり、基地局装置６に疑似的なネットワーク信号を供給するものである。

第２の同期信号変換装置２は、放送波を入力して、放送波同期信号をＩＥＥＥ１５８８などのネットワーク信号に準じたネットワークの同期信号に変換して、当該変換された同期信号を含む疑似的なネットワーク信号（疑似ネットワーク信号）を生成して基地局６に出力する。
基地局装置６は、ネットワークインタフェース６１と、ネットワーク同期信号抽出部６２とを備え、第２の同期信号変換装置２から入力された疑似ネットワーク信号から同期信号を抽出して基準クロックとして利用する。
疑似ネットワーク信号は、基地局６に入力された場合には、ＩＥＥＥ１５８８などのネットワーク信号に準じたネットワーク信号と同等の信号として扱われるものである。

そして、第２の同期信号変換装置２を接続することにより、ＩＥＥＥ１５８８などのネットワーク信号に準じたネットワーク信号を受信できない環境であっても、ネットワーク信号から同期信号を抽出して利用する基地局３を設置することができるものである。

［第２の同期信号変換装置の概略構成：図５］
第２の同期信号変換装置の概略構成について図５を用いて説明する。図５は、第２の同期信号変換装置の概略構成図である。
図５に示すように、第２の同期信号変換装置２は、放送波同期信号取得部２１０と、同期信号変換部２２０と、タイミング調整部２４０と、疑似ネットワーク信号送出部２３０とを備えている。

放送波同期信号取得部２１０は、第１の同期信号変換装置１と同様に、放送波を受信して、放送波の同期信号を取得する。放送波としては地上波デジタル放送の放送波と、衛星放送の放送波のいずれか一方又は両方を受信する。放送波の同期信号は、基準クロックである。
同期信号変換部２２０は、放送波同期信号を、疑似的なネットワーク受信信号の同期信号に変換して、当該変換された同期信号を含む疑似的なネットワーク受信信号（疑似ネットワーク信号）を生成する。
疑似ネットワーク信号送出部２３０は、同期信号変換部２２０で生成された疑似ネットワーク信号を基地局６に送出する。

［タイミング調整部の構成（１）：図２、図６］
次に、図２、図６を用いてリファレンス信号について説明する。
リファレンス信号は、同期信号変換部１２０で同期信号の位相タイミングを調整するためのオフセット値である。
放送波受信アンテナ１０で受信された放送波は、放送波同期信号取得部１１０で復調され、放送波同期信号が抽出される。
そして、抽出された放送波同期信号は同期信号変換部１２０で、時刻情報を元にシステム時刻カウントと平均化が行われ、タイミング調整部１４０から出力されたリファレンス信号が加算され、擬似ＧＮＳＳ信号送出部１３０で擬似ＧＮＳＳ信号が生成され、基地局装置５に送出される。

図６において、タイミング調整部１４０は、ＧＮＳＳアンテナ３００と、ＧＮＳＳ受信部３０１と、アンテナ検出部３０２と、オフセット変換部１４１と、メモリ部１４２を備えている。メモリ部１４２はリファレンス信号を出力する。
ＧＮＳＳ受信部３０１は、ＧＮＳＳアンテナ３００で受信されたＧＮＳＳ信号からタイミングパルスを生成する。リファレンス信号はオフセット変換部１４１でタイミングパルスを計測したオフセット値であり、メモリ部１４２に記憶される。

また、アンテナ検出部３０２は有効なＧＮＳＳ波の検出を行い、ＧＮＳＳ受信部３０１を有効にする。ＧＮＳＳ受信部３０１は有効／無効情報とともにタイミングパルスをオフセット変換部１４１に送出し、設置時のタイミングパルス計測時のみ有効とする。

［同期信号変換部１２０］
同期信号変換部１２０は、ＶＣＸＯ（Voltage Controlled Crystal Oscillator；電圧制御水晶発振器）やＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal Oscillator；温度補償水晶発振器）等を備えた周波数生成回路であり、タイミングをカウントする自走信号（自走クロック）を生成する。
ここで、図示は省略しているが、内部カウンタは、放送波同期信号取得部１１０から出力される放送波同期信号を定期的に取得して同期を図り、当該放送波同期信号と同等の自走信号を生成する。

［タイミング調整部の構成（２）：図７］
次に、他のリファレンス信号に関して具体的に図７を用いて説明する。
図７において、タイミング調整部１４０は、ＪＪＹアンテナ４００と、ＪＪＹ受信部４０１と、アンテナ検出部４０２と、オフセット変換部１４１と、メモリ部１４２を備えている。メモリ部１４２はリファレンス信号を出力する。
ＪＪＹ受信部４０１は、ＪＪＹアンテナ４００で受信されたＪＪＹ信号からタイミングパルスを生成する。リファレンス信号はオフセット変換部１４１でタイミングパルスを計測したオフセット値であり、メモリ部１４２に記憶される。

また、アンテナ検出部４０２は有効なＪＪＹ信号のアンテナ検出を行い、ＪＪＹ受信部４０１を起動する。ＪＪＹ受信部４０１は有効/無効情報とともにタイミングパルスをオフセット変換部１４１に送出し、設置時のタイミングパルス計測時のみ有効とする。

［タイミング調整部の構成（３）：図８］
次に、他のリファレンス信号に関して具体的に図８を用いて説明する。
タイミング調整部１４０は、ＰＰＳ受信部５０１と、ＰＰＳ検出部５０２と、オフセット変換部１４１と、メモリ部１４２を備えている。メモリ部１４２は不揮発メモリ等であり、リファレンス信号を出力する。
ＰＰＳ受信部５０１は、図示していない外部装置よりＵＴＣのタイミングに正確に同期したＰＰＳを入力して、タイミングパルスを生成する。リファレンス信号はオフセット変換部１４１でＰＰＳ検出中にタイミングパルスを計測したオフセット値であり、メモリ部１４２に記憶される。

また、ＰＰＳ検出部５０２は有効なＰＰＳ信号の検出を行い、ＰＰＳ受信部５０１を有効する。ＰＰＳ受信部５０１は有効／無効情報とともにタイミングパルスをオフセット変換部１４１に送出し、設置時のタイミングパルス計測時のみ有効とする。

［同期信号変換装置の概略構成（４）：図９］
次に、他のリファレンス信号に関して具体的に図９を用いて説明する。
タイミング調整部１４０は、ネットワークインタフェース６０１と、リンク検出部６０２と、オフセット変換部１４１と、メモリ部１４２を備えている。メモリ部１４２はリファレンス信号を出力する。
ネットワークインタフェース６０１は、ネットワーク信号を入力してタイミングパルスを生成する。リファレンス信号はオフセット変換部１４１でタイミングパルスを計測したオフセット値であり、メモリ部１４２に記憶される。

また、ネットワークのリンク検出部６０２で有効なＩＥＥＥ１５８８などのネットワーク信号に準じたネットワーク信号の検出を行い、ネットワークインタフェース６０１を有効する。ネットワークインタフェース６０１は有効／無効情報とともにタイミングパルスをオフセット変換部１４１に送出し、設置時のタイミングパルス計測時のみ有効とする。

［オフセット値の算出：図１３］
次に、本発明の一実施例であるオフセット値の算出について図１３を用いて説明する。
図１３はオフセット値の算出例を説明するための図である。
図１３に示すタイミング調整部１４０は、アンテナ検出部３０２で有効なＧＮＳＳ波の検出を行い、ＧＮＳＳ受信部３０１を有効にする。ＧＮＳＳ受信部３０１は有効／無効情報とともにタイミングパルスをオフセット変換部１４１に送出し、設置時のオフセット計測時のみ有効とする。

放送波同期信号取得部１１０は、受信した放送波から時刻情報を抽出し、同期信号変換部１２０に出力する。
同期信号変換部１２０は、時刻補正を行う内部カウンタ１２１と加算部１２２を有している。
内部カウンタ１２１は、時刻情報を元に内部のシステム時刻カウンタと平均化を行い、カウンタ値をオフセット変換部１４１に出力する。
また、オフセット変換部１４１は、頭出しのタイミングでカウンタ値を取得し、ＧＮＳＳ受信部３０１で生成されたタイミングパルスからオフセット値を計測し、メモリ部１４２に出力する。メモリ部１４２はオフセット値を記憶する。

加算部１２２は、内部カウンタ１２１から出力された放送波の時刻情報にメモリ部１４２から出力されたオフセット値を加算し、擬似ＧＮＳＳ信号送出部１３０に出力する。
擬似ＧＮＳＳ信号送出部１３０は、擬似ＧＮＳＳ信号を生成し、基地局５に送出する。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る同期信号変換装置（第３の同期信号変換装置）について説明する。［第３の同期信号変換装置の動作：図１６］
次に、第３の同期信号変換装置の動作について図１６を用いて説明する。
放送波受信アンテナ１０で受信された放送波は、放送波受信部１６１１で復調され、放送波同期信号抽出部１６１２で放送波同期信号が抽出される。
そして、抽出された放送波同期信号は自走判定部１６１３に入力され、自走判定部１６１３で、放送波の状態から放送波を用いるか自走信号を用いるかが判定されて、受信状態が正常であれば放送波同期信号が選択出力され、正常でなければ自走信号が選択出力される。

そして、放送波同期信号若しくは自走信号は、同期信号変換部３でタイミング調整され、当該同期信号を含む疑似ＧＮＳＳ信号が生成されて、疑似ＧＮＳＳ信号送出部１３０から基地局５に出力される。
このようにして第３の同期信号変換装置の動作が行われる。

［自走判定部１６１３の構成：図１７］
次に、自走判定部１６１３の構成について図１７を用いて説明する。図１７は、自走判定部１６の構成ブロック図である。
図１７に示すように、自走判定部１６１３は、自走カウンタ１７３１と、選択部１７３２と、放送波受信判定部１７３３とを備えている。
放送局は、メンテナンス等のために放送を休止することがあるため、第３の同期信号変換装置３では、自走判定部１７１３を備えて、放送休止の間でも同期信号の精度を保持できるようにしている。

自走カウンタ１７３１は、ＶＣＸＯ（Voltage Controlled Crystal Oscillator；電圧制御水晶発振器）やＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal Oscillator；温度補償水晶発振器）等を備えた周波数生成回路であり、タイミングをカウントする自走信号（自走クロック）を生成する。
ここで、図示は省略しているが、自走カウンタ１７３１は、放送波同期信号抽出部１６１２から出力される放送波同期信号を定期的に取得して同期を図り、当該放送波同期信号と同等の自走信号を生成する。

選択部１７３２は、放送波同期信号抽出部１６１２からの放送波同期信号と、自走カウンタ１７３１からの自走信号とを入力し、放送波受信判定部１７３３からの指示に従って、放送波同期信号又は自走信号のいずれかを選択して同期信号変換部１２０に出力する。

放送波受信判定部１７３３は、放送波の受信状態を監視して、選択部１７３２に放送波同期信号か、自走信号のいずれを選択するか指示を出力する。
例えば、放送波受信判定部１７３３は、入力された放送波同期信号の信号強度等の信号品質に基づいて、予め設定されたしきい値よりも信号強度が大きければ放送波同期信号を選択する指示を出力し、信号強度がしきい値未満であれば自走信号を選択する指示を出力する。

あるいは、放送波受信判定部１７３３は、放送波の中に制御情報として含まれている特定の識別情報（放送波であることを示す情報）を利用して、当該識別情報を受信した場合には放送波を正常に受信したとして放送波同期信号を選択する指示を出力し、当該識別情報を受信しなかった場合には、自走信号を選択する指示を出力する。

自走カウンタ１７３１の動作について簡単に説明する。
自走判定部１６１３では、自走カウンタ１７３１において、放送波同期信号抽出部１６１２からの放送波同期信号に準ずる自走信号を生成しており、放送波受信判定部１７３３で放送波の受信状態を判定し、選択部１７３２が、放送波受信判定部１７３３からの指示に従って、放送波を正常に受信した場合には、放送波同期信号を選択して同期信号変換部１２０に出力し、正常に受信しなかった場合には自走信号を選択して出力する。
これにより、第１の同期信号変換部１では、放送休止等により放送波を受信できない場合であっても、疑似ＧＮＳＳ信号の同期信号を精度よく保持することができるものである。

［タイミング調整部１４０と同期信号変換部１２０の構成：図１８］
次に、タイミング調整部１４０と同期信号変換部１２０の構成について図１８を用いて説明する。図１８は、タイミング調整部１４０と同期信号変換部１２０の構成例を示すブロック図である。
図１８に示すように、タイミング調整部１４０は、ＧＮＳＳ受信信号の同期信号と放送波同期信号とのタイミングの差分を補正するためのオフセット値（周波数オフセット値）をレジスタに記憶しており、同期信号変換部１２０に出力している。
オフセット値は、運用開始前に予め測定されて、外部からレジスタに書き込まれて設定される。

また、同期信号変換部１２０は、加算部１２３と、疑似ＧＮＳＳ信号生成部１２４を備えている。
加算部１２３は、自走判定部１６１３から入力される放送波同期信号又は自走信号を、オフセット値に基づいて調整し、放送波同期信号のタイミングを本来のＧＮＳＳ受信信号の同期信号のタイミングに合わせる。
疑似ＧＮＳＳ信号生成部１２４は、タイミング補正された同期信号を含む、疑似的なＧＮＳＳ受信信号として疑似ＧＮＳＳ信号を生成し、疑似ＧＮＳＳ信号送出部１３０に出力する。
これにより、同期信号変換部１２０からは、本来のＧＮＳＳ信号とタイミングが一致した同期信号を含む疑似ＧＮＳＳ信号が出力され、本来のＧＮＳＳ信号を利用している他の基地局とのずれを防ぐことができるものである。

本発明の実施形態である同期信号変換装置は、ＧＮＳＳ信号やネットワーク信号を受信できない環境でも基地局で基準クロックを再生できる。

なお、各実施形態において、外部入力信号の状態により、タイミングの調整開始、終了、保持する機能を適宜設けてもよい。
また、放送波の受信状態を監視する機能を備え、放送波の信号レベルや信号品質に対する閾値を予め設けておき、放送波の信号レベルや信号品質が閾値より低下した場合に、自走カウンタを用いた自走モードへ移行するなどの機能を適宜設けてもよい。このような機能を設ければ、放送波の受信状態を監視することで、タイミングの許容範囲や自走時間の制御を状況に合わせて監視して制御することでより適正な運用が可能となる。

以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された同期信号変換装置に限定されるものではなく、上記以外の同期信号変換装置に広く適用することができることは言うまでもない。

この出願は、２０１５年５月２９日に出願された日本出願特願２０１５−１０９９９６を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。

本発明は、放送波から同期信号を取得し、ＧＮＳＳ信号に準じた疑似的なＧＮＳＳ受信信号の同期信号又はネットワーク信号に準じた疑似的なネットワーク受信信号の同期信号に変換して出力でき、ＧＮＳＳ信号やネットワーク信号を受信できない環境でも基地局の設置を可能とし、システム構築の自由度を増大させることができる同期信号変換装置に適している。

１：第１の同期信号変換装置、２：第２の同期信号変換装置、３：第３の同期信号変換装置、５，６，７：基地局装置、１０：放送波受信アンテナ、５１：ＧＮＳＳ受信部、５２：ＧＮＳＳ同期信号抽出部、６１，１５６１：ネットワークインタフェース、６２，１５６２：ネットワーク同期信号抽出部、７１：ＰＰＳインタフェース、７２：ＰＰＳタイミング生成部、１６１１：放送波受信部、１１０，２１０，１６１２：放送波同期信号取得部、１６１３：自走判定部、１７３１：自走カウンタ、１７３２：選択部、１７３３：放送波受信判定部、１２０，２２０：同期信号変換部、１２１：内部カウンタ、１２２：オフセット加算器、１３０：擬似ＧＮＳＳ信号送出部、２３０：疑似ネットワーク信号送出部、１４０，２４０：タイミング調整部、１４１：オフセット変換部、１４２：メモリ部、５０，３００：ＧＮＳＳアンテナ、３０１：ＧＮＳＳ受信部、３０２：ＧＮＳＳアンテナ検出部、４００：ＪＪＹアンテナ、４０１：ＪＪＹ受信部、４０２：アンテナ検出部、５０１：ＰＰＳ受信部、５０２：ＰＰＳ検出部、６０１：ネットワークインタフェース、６０２：ネットワークリンク検出部、１４０５，１５０６：基地局装置、１４５０：ＧＰＳアンテナ、１４５１：ＧＰＳ受信部、１４５２：ＧＰＳ同期信号抽出部。

Claims (6)

1. 移動体通信システムの基地局に接続される同期信号変換装置であって、
   放送波を受信し、当該放送波から同期信号を取得する放送波同期信号取得部と、
   前記同期信号を基にＧＮＳＳ信号又はネットワーク信号に準じた疑似的なＧＮＳＳ受信信号又は疑似的なネットワーク受信信号の同期信号に変換する同期信号変換部と、
   前記変換された同期信号を含む前記疑似的なＧＮＳＳ受信信号又は前記疑似的なネットワーク受信信号を出力する送出部とを有し、
   更に、前記同期信号変換部で、前記放送波同期信号取得部で取得した放送波の同期信号から疑似的なＧＮＳＳ受信信号の同期信号又は疑似的なネットワーク受信信号の同期信号に変換する際に、前記放送波の同期信号のタイミングを調整するタイミング調整部が設けられ、
   前記タイミング調整部は、外部入力される信号からタイミングパルスを生成し、当該タイミングパルスからオフセット値を計測して記憶し、前記放送波の同期信号のタイミングを調整するためのリファレンス信号として前記同期信号変換部へ出力することを特徴とする同期信号変換装置。
2. タイミング調整部に外部入力される信号は、接続されたアンテナにより入力されるＧＮＳＳ信号、または接続されたアンテナにより入力されるＪＪＹ信号、または有線接続されたネットワークからのネットワーク信号、または有線接続されたＰＰＳパルス信号であることを特徴とする請求項１記載の同期信号変換装置。
3. タイミング調整部に外部入力される信号の有効性を判断する検出部を備え、前記検出部が入力される信号の有効性が有ると判断した場合にのみ、前記オフセット値を新たに計測することを特徴とする請求項１記載の同期信号変換装置。
4. 放送波から取得する同期信号は、時刻情報を含むことを特徴とする請求項１記載の同期信号変換装置。
5. 自走用のクロックを生成する自走カウンタを備え、放送波同期信号取得部で放送波から同期信号を取得できたか否かを判定し、取得できなかった場合に、前記自走カウンタからの自走用のクロックを同期信号変換部に出力する自走判定部を設けたことを特徴とする請求項１記載の同期信号変換装置。
6. 放送波は、地上波デジタル放送波又は放送衛星からの放送波であることを特徴とする請求項１記載の同期信号変換装置。

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