KR20110017929A - 시각 동기 장치 - Google Patents

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KR20110017929A KR1020117001028A KR20117001028A KR20110017929A KR 20110017929 A KR20110017929 A KR 20110017929A KR 1020117001028 A KR1020117001028 A KR 1020117001028A KR 20117001028 A KR20117001028 A KR 20117001028A KR 20110017929 A KR20110017929 A KR 20110017929A
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Abstract

본 발명의 과제는 GPS 위성을 이용한 시각 동기 장치에서, GPS 위성을 포착 불가능하게 된 경우에서도, 시스템 운용 가능한 시간을 길게 취할 수 있도록 안정 제어를 행하는 것에 있다. GPS 위성을 포착할 수 없게 된 경우에, 그 기지국과 다른 기지국 사이에서 핸드오버를 행할 수 있는 관계에 있는 이동국이 존재할 때는, GPS 위성을 정상적으로 수신할 수 있는 다른 기지국으로부터 송신되는 프레임을 이동국 경유로 무선 전파 입출력부에서 수신하고, 프레임 타이밍 검지부에서 UTC에 대한 어긋남(deviation)을 추정한다. 1PPS 보정 회로부는 어긋남량을 보정하는 신호를 보내고, 제어부는 GPS 리시버에 프레임 타이밍을 변경 조정시킨다. 프레임 생성부는 보정 후의 1PPS 신호에 의해 프레임을 생성한다.

Description

시각 동기 장치{TIME SYNCHRONIZER}
본 발명은, 시각 동기 장치에 관한 것으로, 특히, GPS 통신 위성으로부터 수신하는 시보 신호에 기초하는 클럭 동기 하에 이동국간의 통신을 중계하는 기지국에서의 시각 동기 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은, 각각이 서비스 에리어(셀)를 갖는 복수의 기지국과, 서비스 에리어(셀) 내를 이동하는 이동국을 포함한다. 이와 같은 이동 통신 시스템에서는, GPS(Global Positioning system) 수신기를 사용하여, 기지국간의 동기를 취하고 있다. 즉, 기지국간 동기 방법(기지국간 동기 장치)은, 복수의 기지국간이 GPS 수신에 의한 UTC(Coordinated Universal Time : 협정 세계시)에 의해 서로 또는 한쪽에 따라서 동기를 취하는 방법(장치)이다.
각 기지국은, 해당 기지국에 구비하는 GPS 수신기가 GPS 통신 위성을 포착하지 못해, UTC 시각에 로크하지 못하는 상태로 되는 경우가 있다. 이 상태는, 이 기술 분야에서 「GPS 언로크 상태」라고 불리고 있다. 이와 같은 GPS 언로크 상태에서도, 기지국간의 동기를 취할 수 있도록 한 시각 동기 장치가, 다양하게 제안되어 있다.
예를 들면, 일본 특개평 11-154920호 공보(이하, 「특허 문헌 1」이라고 부름)는, GPS 통신 위성으로부터의 시보 신호를 수신할 수 없을 때라도 동기식 기지국 제어 시스템의 클럭 동기를 보다 정확하게 유지할 수 있도록 하는, 동기식 기지국 제어 시스템의 클럭 동기 방법을 개시하고 있다. 특허 문헌 1에 개시된 클럭 동기 방법에서, 각 기지국이 GPS 통신 위성으로부터의 시보 신호를 수신할 수 있는 경우에는, 해당 기지국은 GPS 시보 신호를 수신하여 PPS(Pulse Per Second) 신호를 출력하고, 이 PPS 신호에 기초하여 PPS 클럭을 발생함으로써 클럭 동기를 행하고 있다. 한편, 각 기지국이 GPS 통신 위성으로부터의 시보 신호를 수신할 수 없는 경우에는, 해당 기지국이 발생하고 있는 RTC(Real Time Clock)에 의해 클럭 동기를 행하도록 하고 있다. PPS 신호는 GPS 통신 위성으로부터의 시보 신호를 수신할 수 없는 경우에도 발생된다. RTC는 PPS 클럭과 일치하는지 감시되고, 일치하지 않는 경우에는 PPS 클럭에 기초하여 보정된다. 또한, 시보 신호를 수신하였을 때에, RTC와 PPS 신호를 카운트한 PSC(PPS Signal Counter)는 초기화된다.
도 1은 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 시각 동기 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도시한 시각 동기 장치는, 중앙 처리 장치(CPU)(101), 로컬 클럭 발생부(102), ROM(Read Only Memory)(103), RAM(Random Access Memory)(104), GPS 안테나(105), GPS 수신부(106), 및 PPS 수신부(107)로 구성되어 있다.
GPS 수신부(106)는, GPS 통신 위성에 의해 제공되는 시보 신호를 GPS 안테나(105)에 의해 수신하여 PPS 신호를 출력함과 함께, 라인 L1을 통하여 이 PPS 신호를 PPS 수신부(107)에 보낸다. PPS 수신부(107)는, PPS 신호에 기초하여 PPS 클럭을 발생하고, 이것을 CPU(101)에 제공한다. PPS 신호는, 표준 시보와 거의 동일한 시보 신호에 기초하여 발생되는 신호이며, 1초마다 제공되는 신호이다. 따라서, GPS 통신 위성으로부터의 시보 신호가 수신 가능한 한, CPU(101)에는, 정확한 타이밍의 PPS 클럭이 제공되어, 클럭 동기가 정확하게 유지된다.
로컬 클럭 발생부(102)는 RTC를 발생하고 있고, RTC는 PPS 클럭과 일치하는지 CPU(101)에 의해 감시되고, 일치하지 않는 경우에는, CPU(101), ROM(103) 및 RAM(104)에 의해 구성되는 보정부에 의해 보정된다.
그러나, 전술한 도 1에 도시한 관련 기술에서는, 다음에 설명하는 바와 같은 문제점이 있다.
제1 문제점은, 각 기지국이 GPS 통신 위성을 포착할 수 없는 상황으로 되면, 올바른 시각을 얻을 수 없게 되는 것이다. 그 이유는, 다음과 같다. 각 기지국이 GPS 통신 위성을 포착할 수 없는 상황으로 되면, 시스템측의 클럭은 RTC에 의해 초 단위로 보정을 행하도록 하고 있다. 그러나, RTC 그 자체가 1초 정도의 정밀도를 전제로 한 회로이다. 이 때문에, 이와 같은 방법에서는, UTC(Coordinated Universal Time : 협정 세계시)와 동기한 시스템을 구축하는 경우, 1초 정도의 정밀도로 밖에 보정할 수 없기 때문이다.
제2 문제점은, 초 단위의 레벨로 밖에 정확한 정밀도를 유지할 수 없는 것이다. 그 이유는, GPS 통신 위성을 이용한 시각 동기 장치로부터 출력되는 PPS 신호를 매초 카운트한 PSC(PPS Signal Counter)의 값과, RTC 클럭의 초 정보를 비교하여, RTC에 보정을 가함으로써 정확한 시각을 얻고자 하고 있기 때문이다.
또한, 특허 제3,379,698호 공보(이하, 「특허 문헌 2」라고 부름)는, GPS 언로크 상태로 되었을 때라도, 시스템 클럭을 UTC 시각에 동기하는, 기지국간 동기 장치를 개시하고 있다. 특허 문헌 2에 개시된 기지국간 동기 장치에서, 각 기지국은, GPS 통신 위성으로부터 자기의 UTC 시각을 수신하는 GPS 수신기와, 자기의 UTC 시각에 동기한 클럭 신호를 발생하는 클럭 발생기와, 자기의 UTC 시각과 다른 기지국으로부터 전송로를 통하여 입력되는 다른 UTC 시각과의 지연 시간에 따라서 지연 보정값을 연산하는 연산부와, 전송로의 트래픽 상태와 지연 보정값을 기억하는 메모리부를 구비한다. 각 기지국은, GPS 통신 위성으로부터 자기의 UTC 시각을 포착할 수 없을 때에, 상기 다른 UTC 시각에 상기 지연 보정값을 더하여 동기한 클럭 신호를 발생한다. 상기 지연 보정값은, 자기의 UTC 시각에 로크하고 있을 때에, 전송로를 통하여 다른 기지국에서 로크한 다른 UTC 시각과 자기의 UTC 시각과의 차에 의해 연산 출력된다.
특허 문헌 2에 개시된 기지국간 동기 장치에서는, 다른 기지국으로부터 전송로를 통하여 다른 UTC 시각을 주기적으로 수신하여, 지연 보정값을 연산할 필요가 있다.
일본 특개 2000-332678호 공보(이하, 「특허 문헌 3」이라고 부름)는, GPS 위성으로부터 동기 시각 정보를 취득할 수 없게 된 경우에, 동기를 고정밀도로 유지함과 함께, 결선되어 있지 않은 이동국에 동기 시각을 유지시킬 수 있는, 동기 유지 방법을 개시하고 있다. 이 특허 문헌 3에 개시된 동기 유지 방법에서는, GPS 위성으로부터 동기 시각 정보를 수신할 수 없는 경우에, 수신한 GPS 시각의 클럭과 내부 생성의 클럭과의 위상차를 검출하고, 위상차를 없애도록 내부 생성의 클럭의 위상을 제어하고, 그 제어된 클럭을 이용하여 동기를 행하고 있다.
특허 문헌 3에 개시된 동기 유지 방법에서, GPS 위성으로부터 동기 시각 정보를 수신할 수 없는 경우에, 어떻게 하여 GPS 시각을 수신할 것인지 알 수 없다.
일본 특개 2005-318196호 공보(이하, 「특허 문헌 4」라고 부름)는, 기지국간의 전송로의 지연 시간이 변동된 경우에서도, 기지국간의 동기가 얻어지는 기지국간 동기 시스템을 개시하고 있다. 특허 문헌 4에 개시된 기지국간 동기 시스템에서, 복수의 다른 기지국과 클럭의 동기를 취하는 기지국은, 시각 정보 수신부와, 입력부와, 지연 시간 검출부와, 기억부와, 입력 클럭 신호 감시부와, 클럭 신호 생성부를 구비한다. 시각 정보 수신부는, 위성으로부터 시각 정보를 수신하고, 수신한 시각 정보를 이용하여 자기의 클럭 신호를 생성한다. 입력부는, 적어도 2개의 다른 기지국으로부터의 클럭 신호를 입력 클럭 신호로서 입력한다. 지연 시간 검출부는, 시각 정보 수신부가 생성한 자기의 클럭 신호와 입력부가 입력한 입력 클럭 신호를 이용하여, 자기의 클럭 신호에 대한 입력 클럭 신호의 각각의 지연 시간을 검출한다. 기억부는, 지연 시간 검출부가 검출한 지연 시간을 기억한다. 클럭 신호 감시부는, 입력부로부터 입력되는 입력 클럭 신호의 각각을 감시하여, 입력 클럭 신호의 변동을 검출한다.
특허 문헌 4에 개시된 기지국간 동기 시스템에서는, 항상 입력 클럭 신호의 변동을 감시할 필요가 있다.
본 발명의 목적은, GPS 통신 위성을 포착할 수 없는 상황에 빠졌을 때에도, 장시간 안정된 PPS 신호(=시각 동기 신호)를 출력할 수 있는 시각 동기 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 시각 동기 신호에 대하여 동레벨의 안정도를 유지하기 위해서 드는 비용을 저감할 수 있는 시각 동기 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 시각 동기 장치는, GPS 통신 위성을 어떠한 이유에 의해 포착할 수 없을 때에 다른 정상적으로 GPS 통신 위성을 수신할 수 있는 시각 동기 장치로부터 올바른 시각 정보를 양 시각 동기 장치간에 존재하는 이동국을 경유시켜, 소정의 지연 시간을 보정함으로써, GPS 통신 위성을 포착할 수 없는 상태에서도 극력 긴 시간, 시각 동기 장치로서의 역할을 다하게 하도록 하는 구성으로 한 것이다.
즉, 본 발명의 시각 동기 장치는, GPS 통신 위성으로부터 수신하는 시보 신호에 기초하는 클럭 동기 하에 이동국간의 통신을 중계하는 기지국에서의 시각 동기 장치로서, GPS 통신 위성을 포착할 수 없게 되면, 핸드오버 상태에 있는 다른 기지국으로부터 이동국을 경유하여, 다른 기지국이 GPS 통신 위성으로부터 수신하고 있는 시보 신호의 시각 정보를 취득하는 회로와, 취득한 시각 정보에 의해 자기의 클럭 동기를 행하는 회로를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 효과는, GPS 통신 위성을 이용하고 있는, 지금까지의 시각 동기 장치의 기본 구성을 변경하지 않고, GPS 통신 위성을 포착 불가능하게 된 경우라도, 시스템 운용 가능한 시간을 길게 유지할 수 있도록 할 수 있다고 하는 것이다. 그 이유는, GPS 통신 위성을 포착할 수 없게 된 기지국의 UTC 타이밍을, 다른 정상적으로 GPS 통신 위성을 수신할 수 있는 기지국으로부터의 프레임 데이터에 기초하여 산출하고, 보정 조정을 가하기 때문이다.
도 1은 관련 기술의 시각 동기 장치의 일례를 도시하는 블록도.
도 2는 2개의 기지국과 이동국과의 위치적인 관계를 예시하는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시각 동기 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 4는 핸드오버 에리어를 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 3의 시각 동기 장치에서의 GPS 리시버의 일 상세예를 도시하는 블록도.
도 6은 도 3의 시각 동기 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우차트.
도 7은 프레임의 UTC 시각과의 시간 어긋남을 도시하는 상대 관계도.
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
[구성의 설명]
본 발명의 시각 동기 장치를 구비한 기지국은, 클럭 동기 하에 이동국(Mobile Station)간의 통신을 중계한다.
도 2는 본 발명에 따른 시각 동기 장치를 구비하는 기지국을 포함하는 이동 통신 시스템을 도시하는 블록도이다. 도 2는 2개의 기지국과 이동국과의 위치적인 관계를 예시하고 있다. 도시한 이동 통신 시스템은, 제1 및 제2 기지국(100, 200)과, 제1 내지 제3 이동국(41, 42, 및 43)을 구비하고 있다. 제1 기지국(100)과 제2 기지국(200)은 유선 통신망(30)을 통하여 서로 접속되어 있다. 제1 기지국(100)은, 제1 GPS 안테나(8-1)와 제1 통신용 안테나(9-1)를 구비한다. 마찬가지로, 제2 기지국(200)은, 제2 GPS 안테나(8-2)와 제2 통신용 안테나(9-2)를 구비한다.
도 2는 다음과 같은 모습을 도시하고 있다. 즉, 제1 기지국(100)은, 제1 통신용 안테나(9-1)를 경유하여, 제1 이동국(41)과 제2 이동국(42) 사이의 통신을 중계한다. 제2 기지국(200)은, 제2 통신용 안테나(9-2)를 경유하여, 제2 이동국(42)과 제3 이동국(43) 사이의 통신을 중계한다. 따라서, 도시한 예에서는, 제2 이동국(42)은, 제1 및 제2 기지국(100, 200) 사이에서 송수신 가능한 에리어(핸드오버 에리어)에 존재하고 있다.
도 2에 도시한 이동 통신 시스템에서는, 다음과 같이 하여 클럭 동기를 행하고 있다. 즉, 제1 기지국(100)은 제1 GPS 안테나(8-1)에 의해, 제2 기지국(200)은 제2 GPS 안테나(8-2)에 의해, 각각 GPS 통신 위성(이하, 「GPS 위성」이라고 기재함)으로부터 시보 신호를 수신한다. 그리고, 이 시보 정보에 기초하여, 제1 기지국(100)과 제2 기지국(200) 사이에서의 클럭 동기를 행한다. 이 시보 신호는, UTC(Coordinated Universal Time : 협정 세계시)에 매우 높은 정밀도로 동기한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 기지국(시각 동기 장치)(100)의 구성을 도시하는 블록도이다. 또한, 제2 기지국(200)도 도 3에 도시한 제1 기지국(100)과 마찬가지의 구성을 하고 있다. 따라서, 이하에서는, 제1 기지국(100)을 대표하여 설명한다.
제1 기지국(100)은, 제1 GPS 리시버(1-1), 제1 1PPS 보정 회로부(2-1), 제1 제어부(3-1), 제1 프레임 생성부(4-1), 제1 무선 전파 입출력부(5-1), 제1 CPU 회로부(6-1), 제1 프레임 타이밍 검지부(7-1), 제1 GPS 안테나(8-1), 제1 통신용 안테나(9-1), 및 제1 LAN 포트(10-1)로 구성되어 있다. 제1 GPS 안테나(8-1)는 GPS 위성 포착용이고, 제1 통신용 안테나(9-1)는 무선 접속용이다.
또한, 도시는 하지 않지만, 제2 기지국(200)의 구성 요소에는, "1"의 접미사 대신에, "2"의 접미사가 붙여진다. 즉, 제2 기지국(200)은, 제2 GPS 리시버(1-2), 제2 1PPS 보정 회로부(2-2), 제2 제어부(3-2), 제2 프레임 생성부(4-2), 제2 무선 전파 입출력부(5-2), 제2 CPU 회로부(6-2), 제2 프레임 타이밍 검지부(7-2), 제2 GPS 안테나(8-2), 제2 통신용 안테나(9-2), 및 제2 LAN 포트(10-2)로 구성되어 있다. 제2 GPS 안테나(8-2)는 GPS 위성 포착용이고, 제2 통신용 안테나(9-2)는 무선 접속용이다.
제1 GPS 리시버(1-1)는, 제1 GPS 안테나(8-1)를 통하여 GPS 위성으로부터의 정보를 수신하고, 내부 처리를 행함으로써, 위치 정보, GPS 위성 정보, 시간 정보(시보 신호를 포함함) 등을 취득한다. 또한, 제1 GPS 리시버(1-1)는, 내부 처리 후, 10㎒의 클럭(이하, 간단히 「클럭」이라고 기재함)과 1PPS(1Pulse Per Second) 신호를 제1 제어부(3-1)에 출력한다. 또한, 제1 GPS 리시버(1-1)는, 시보 신호를 수신할 수 없게 되면 알람 정보를 제1 제어부(3-1)에 송출한다.
제1 제어부(3-1)는 클럭에 동기하여 동작한다. 제1 제어부(3-1)는, 제1 GPS 리시버(1-1)로부터의 각종 스테이터스 정보나 알람 정보를 RS-232C(시리얼 통신)를 통하여 수신할 수 있다. 또한, 제1 GPS 리시버(1-1)의 상태나 스테이터스를 변경하기 위해서, 제1 제어부(3-1)는, RS-232C를 통하여, 제1 GPS 리시버(1-1)의 설정 등의 변경을 하는 것이 가능하게 되도록 접속되어 있다.
제1 제어부(3-1)는, 정상 상태에서는 제1 GPS 리시버(1-1)로부터의 1PPS 신호를 제1 프레임 생성부(4-1)에 송출하고 있다. 그러나, 제1 GPS 리시버(1-1)로부터 알람 정보를 받으면, 제1 제어부(3-1)는, 제1 CPU 회로부(6-1)에 타이머 동작의 개시 요구를 행한다. 그리고, 제1 제어부(3-1)는, 소정 시간 내에 핸드오버 가능한 기지국이 존재하지 않는 경우에는 무선 출력을 정지시킨다. 한편, 소정 시간 내에 핸드오버 가능한 기지국이 존재하는 경우에는, 제1 제어부(3-1)는, 제1 CPU 회로부(6-1)에서 산출된, 그 기지국에서의 1PPS 신호의 타이밍과, 제1 GPS 리시버(1-1)로부터의 1PPS 신호의 타이밍을 비교한다. 또한, 제1 제어부(3-1)는, 제1 1PPS 보정 회로부(2-1)로부터의 보정 정보(보정 위상량)를 수취하고, 보정 정보를 제1 GPS 리시버(1-1)에 송부할 수 있도록 접속되어 있다. 또한, 제1 제어부(3-1)는, 제1 GPS 리시버(1-1)로부터의 보정 후의 1PPS 신호를 제1 프레임 생성부(4-1)에 출력할 수 있도록 접속되어 있다.
또한, 「핸드오버」란, 이동국이 복수의 기지국간에서 송수신 가능한 에리어(핸드오버 에리어)에 존재하는 경우에, 예를 들면, 이동국이 통신을 행하고 있는 기지국으로부터 통신을 행하고 있지 않는 다른 기지국으로, 통신을 행하는 기지국을 변경하는 동작을 말한다.
도 4를 참조하여, 핸드오버 에리어에 대하여 설명한다. 기지국으로부터 이동국에 도달하는 전파 도달 거리는, 기지국의 송신 전력 파워와 각 수신기의 성능에 따라서 결정된다. 그들에 의해 결정된 제1 기지국(100)과 이동국과의 통신 가능한 범위를, 제1 기지국(100)으로부터의 제1 전파 도달 범위 A1로서 나타내고, 제2 기지국(200)과 이동국과의 통신 가능한 범위를, 제2 기지국(200)으로부터의 제2 전파 도달 범위 A2로서 나타내고 있다. 이들 제1 및 제2 전파 도달 범위 A1, A2는, 이동국과의 통신을 도중에서 끊어지지 않게 행할 수 있도록 오버랩하여 존재하고, 도 4의 사선 부분이 해당한다. 또한, 제1 기지국(100), 제2 기지국(200)은 이동국의 위치 정보나 상위 네트워크 등과 통신을 행하기 위해서, 예를 들면 LAN망 등의 유선 통신망(30)(도 2 참조)으로 접속되어 있다. 전술한 바와 같이, 도 2의 예에서는, 제2 이동국(42)이, 상기 오버랩한 에리어 Aol에 존재하고 있다.
제1 프레임 생성부(4-1)는, 제1 제어부(3-1)로부터의 1PPS 신호를 기준으로 프레임을 생성한다. 이 생성된 프레임은 제1 무선 전파 입출력부(5-1)에 보내어진다. 제1 무선 전파 입출력부(5-1)는, 제1 프레임 생성부(4-1)로부터 입력된 프레임을 이동국 혹은 다른 기지국을 향하여 제1 통신용 안테나(9-1)로부터 무선 출력한다. 즉, 이 프레임에 의해 이동국 혹은 다른 기지국과의 사이에서 통신이 행해진다. 다른 기지국으로부터 무선 출력되어 제1 통신용 안테나(9-1)에서 수신된 프레임은, 제1 무선 전파 입출력부(5-1)를 경유하여 제1 프레임 타이밍 검지부(7-1)에 보내어진다. 제1 프레임 타이밍 검지부(7-1)는, 프레임에서 타이밍 정보를 검지하고, 제1 CPU 회로부(6-1)에 보낸다.
제1 CPU 회로부(6-1)는, 제1 제어부(3-1)로부터의 타이머 동작의 개시 요구를 받으면, 일정 시간 내에 핸드오버 가능한 기지국을 탐색한다. 그와 같은 기지국이 존재하지 않는 경우, 제1 CPU 회로부(6-1)는 제1 프레임 생성부(4-1)에서의 프레임의 생성을 정지시킨다. 한편, 핸드오버 가능한 기지국이 존재하는 경우, 제1 CPU 회로부(6-1)는 제1 LAN 포트(10-1) 경유로 모든 기지국에 핸드오버 정보의 제공을 요구한다. 제1 기지국(100)의 상위 장치는, 핸드오버해야 할 기지국(이 예에서는 제2 기지국(200))을 결정한다.
또한, 제1 CPU 회로부(6-1)는, 제2 기지국(200)으로부터 무선 및 유선으로 다양한 데이터를 수신한다. 이 데이터는, 제2 기지국(200)이 핸드오버로 되어 있다고 하는 정보, 시각 정보로서 사용되는 타이밍 정보를 포함한다. 제1 CPU 회로부(6)는, 이동국, 제1 기지국(100) 및 제2 기지국(200)의 위치 정보에 의해, 제2 이동국(42)을 경유한 제2 기지국(200)으로부터 제1 기지국(100)으로의 데이터 송신의 토탈의 지연 시간을 산출하고, 수신한 프레임이 갖는 시각 정보에 기초하여, 제2 기지국(200)에서의 1PPS 신호의 타이밍을 산출한다.
또한, 제1 CPU 회로부(6-1)는, 제1 제어부(3-1)에 의한 제어 하에, 제1 프레임 생성부(4-1)에서의 프레임 생성을 제어한다. 제1 CPU 회로부(6-1)는, 제1 제어부(3-1)로부터의 1PPS 신호의 비교 결과에 의해, 제1 기지국(100)에서의 제1 1PPS 신호와 제2 기지국(200)에서의 제2 1PPS 신호와의 위상차를 산출하고, 산출한 위상차를 제1 1PPS 보정 회로부(2-1)에 송부한다. 제1 1PPS 보정 회로부(2-1)는, 상기 위상차에 의해 보정 위상량을 산출하고, 산출한 보정 위상량을 제1 제어부(3-1)에 송부한다.
전술한 바와 같이, 제1 CPU 회로부(6-1)는, GPS 통신 위성을 포착할 수 없게 되면, 핸드오버 상태에 있는 다른 기지국(제2 기지국(200))으로부터 이동국(제2 이동국(42))을 경유하여, 다른 기지국(제2 기지국(200))이 GPS 통신 위성으로부터 수신하고 있는 시보 신호의 시각 정보를 취득하는 회로로서 기능한다. 또한, 제1 1PPS 보정 회로부(2-1)는, 취득한 시각 정보에 의해 자기의 클럭 동기를 행하는 회로로서 기능한다.
도 5는 도 3에 도시한 제1 GPS 리시버(1-1)의 상세한 구성을 도시하는 블록도이다. 제1 GPS 리시버(1-1)는, 제1 GPS 엔진(11-1), 제1 위상 비교기(12-1), 제1 위상 제어부(13-1), 제1 발진기(14-1), 제1 분주기(15-1), 및 제1 외부 I/F부(16-1)로 구성되어 있다.
또한, 도시는 하지 않지만, 제2 GPS 리시버(1-2)는, 제2 GPS 엔진(11-2), 제2 위상 비교기(12-2), 제2 위상 제어부(13-2), 제2 발진기(14-2), 제2 분주기(15-2), 및 제2 외부 I/F부(16-2)로 구성되어 있다.
제1 GPS 엔진(11-1)은, 제1 GPS 안테나(8-1)로부터 시보 신호를 수신하면, GPS_1PPS를 생성한다. 제1 발진기(14-1)는 10㎒의 클럭을 발생하고 있다. 이 클럭은, 제1 분주기(15-1)와 제1 제어부(3-1)에 송출된다. 제1 분주기(15-1)는, 클럭으로부터 1PPS 신호를 생성한다. 이 생성된 1PPS 신호는, 제1 위상 비교기(12-1)와 제1 제어부(3-1)에 송출된다. 제1 위상 비교기(12-1)는, GPS_1PPS와 1PPS 신호와의 위상을 비교하고, 그 위상 비교 결과를 제1 위상 제어부(13-1)에 보낸다.
제1 위상 제어부(13-1)는, 위상 비교 결과에 의해 클럭의 위상을 조정할 수 있도록 제1 발진기(14-1)에 접속되어 있다. 또한, 위상 비교 결과에 의해 소정 시간이 경과해도 GPS_1PPS를 인식할 수 없는 경우에는, 제1 위상 제어부(13-1)는, 시보 신호를 수신할 수 없는 것으로 간주하여, 그 정보를 제1 외부 I/F부(16-1)에 전달한다. 제1 외부 I/F부(16-1)는, RS-232C를 통하여 제1 제어부(3-1)와의 각종 데이터 통신을 행한다. 제1 외부 I/F부(16-1)는, 제1 위상 제어부(13-1)로부터의 정보를 받고, 또한 제어 커맨드를 제1 위상 제어부(13-1)에 보내도록 하는 구성으로 되어 있다.
[동작의 설명]
다음으로, 도 3에 도시한 시각 동기 장치의 동작에 대하여, 도 6의 플로우차트를 참조하면서 설명한다. 실제로는, 제1 기지국(100)은 많은 기지국과 통신 가능하지만, 설명을 단순화하기 위해서, 지금, 제1 기지국(100)과 제2 기지국(200)이 제2 이동국(42)을 경유하여 통신 가능하게 하고, 제1 기지국(100)의 동작에 주목한다.
제1 기지국(100)의 제1 GPS 리시버(1-1)에서는, 제1 발진기(14-1)가 10㎒의 클럭을 발생하고, 그 클럭을 제1 분주기(15-1)와 제1 제어부(3-1)에 송출하고 있다. 제1 분주기(15-1)는, 이 클럭으로부터 1PPS 신호를 생성하고, 그 1PPS 신호를 제1 위상 비교기(12-1)와 제1 제어부(3-1)에 송출한다. 한편, 제1 GPS 엔진(11-1)은, 제1 GPS 안테나(8-1)로부터 시보 신호를 수신하면, GPS_1PPS를 생성하고, 그 GPS_1PPS를 제1 위상 비교기(12-1)에 송출한다. 제1 위상 비교기(12-1)는, GPS_1PPS와 제1 분주기(15-1)가 생성한 1PPS 신호와의 위상을 비교하고, 그 위상 비교 결과를 제1 위상 제어부(13)에 보낸다.
마찬가지로, 제2 기지국(200)의 제2 GPS 리시버(1-2)에서는, 제2 발진기(14-2)가 10㎒의 클럭을 발생하고, 그 클럭을 제2 분주기(15-2)와 제2 제어부(3-2)에 송출하고 있다. 제2 분주기(15-2)는, 이 클럭으로부터 1PPS 신호를 생성하고, 그 1PPS 신호를 제2 위상 비교기(12-2)와 제2 제어부(3-2)에 송출한다. 한편, 제2 GPS 엔진(11-2)은, 제2 GPS 안테나(8-2)로부터 시보 신호를 수신하면, GPS_1PPS를 생성하고, 그 GPS_1PPS를 제2 위상 비교기(12-2)에 송출한다. 제2 위상 비교기(12-2)는, GPS_1PPS와 제2 분주기(15-2)가 생성한 1PPS 신호와의 위상을 비교하고, 그 위상 비교 결과를 제2 위상 제어부(13-2)에 보낸다.
제1 위상 제어부(13-1)에서, 제1 위상 비교기(12-1)에서의 위상 비교의 결과에 의해 GPS_1PPS를 인식할 수 있는 것으로 한다. 이 경우에는, 제1 기지국(100)에서 GPS 위성을 포착할 수 있게(도 6의 스텝 S1에서 "예") 되므로, 정상 운용 모드로 된다(도 6의 스텝 S9). 정상 운용 모드에서는, 제1 위상 제어부(13-1)로부터 제1 외부 I/F부(16-1) 경유로의 제1 제어부(3-1)에 대한 정보의 송부는 없다.
제1 제어부(3-1)는, 제1 분주기(15-1)로부터의 1PPS 신호(보정 없음)를 제1 프레임 생성부(4-1)에 보낸다. 제1 프레임 생성부(4-1)는, 제1 제어부(3-1)로부터의 1PPS 신호를 기준으로 프레임을 생성한다. 생성된 프레임은 제1 무선 전파 입출력부(5-1)에 보내어져, 제1 통신용 안테나(9-1)로부터 방사되고, 제1 기지국(100)과 제2 기지국(200) 사이에서 수수됨으로써 제2 이동국(42)의 중계를 행한다. 기지국간에서의 클럭의 위상 어긋남은, 제1 위상 비교기(12-1)에서의 GPS_1PPS와 1PPS 신호와의 위상 비교 및 제1 위상 제어부(13-1)에서의 제1 발진기(14-1)에 대한 위상 제어에 의해 시정된다. 이에 의해, 제1 기지국(100)과 제2 기지국(200) 사이의 클럭 동기를 유지할 수 있다.
1PPS 신호는, 협정 세계시 : Coordinated Universal Time(이하, UTC라고 함)과 매우 높은 정밀도로 동기시킨 것이다. 예를 들면, 제1 발진기(14-1)에 고가의 더블 오븐형 오실레이터를 사용하면, UTC에 대하여 ±100nsec 이내에서 동기시킬 수 있다.
한편, 제1 위상 제어부(13-1)에서 GPS_1PPS를 인식할 수 없는 것으로 한다. 이 경우에는, 제1 기지국(100)에서 어떠한 이유에 의해 GPS 위성을 포착할 수 없게 된다(도 6의 스텝 S1에서 "아니오"). 이 경우에는 HoldOver 모드로 천이한다(도 6의 스텝 S2). 여기서, 「HoldOver」란, GPS 위성을 포착할 수 없게 된 결과, 제1 GPS 리시버(1-1)에 탑재되어 있는 제1 발진기(14-1)의 성능에 기초하여, 클럭과 1PPS 신호를 제1 제어부(3-1)에 출력하고 있는 상태를 말한다. HoldOver 모드에서는, GPS 위성으로부터의 시보 신호에 기초하여 상술한 바와 같은 위상 제어를 가할 수 없게 된다. 그 결과, 클럭 동기는 제1 GPS 리시버(1-1)가 갖는 성능에 의해 일의적으로 결정되게 된다.
HoldOver 모드로 되면, 제1 GPS 리시버(1-1)로부터 제1 제어부(3-1)에 시리얼 통신에 의해 알람 정보가 통지된다. 이 통지는, 도 5에서, 제1 위상 제어부(13-1), 제1 외부 I/F부(16-1) 및 RS-232C를 거쳐서 제1 제어부(3-1)에 이르는 루트에 의한다. 제1 제어부(3-1)는, 이 알람 정보를 트리거로 제1 CPU 회로부(6-1)에 타이머 동작의 개시 요구를 행한다.
제1 CPU 회로부(6-1)는, 타이머 동작의 개시 요구에 의해 타이머를 작동시키고(도 6의 스텝 S3), 일정 시간 내에 제1 프레임 타이밍 검지부(7-1)로부터 타이밍 정보를 수취할 수 있는지 감시한다. 이와 같이 하여, 제2 기지국(200)이 수신하고 있는 GPS 위성으로부터의 시보 신호를 이동국에 의한 중계에 의해 수취할 수 있는지를 탐색한다. 즉, 핸드오버 가능한 이동국의 존재를 탐색하는 것이다.
다음으로, 도 7을 참조하여, 핸드오버 가능한 이동국의 존재를 탐색할 때에, 일정 시간의 유예를 설정하는 의미에 대하여 설명한다. 이 경우의 일정 시간이란, 시스템이 정상 운용 가능한 시간과 동의이며, 그 보장할 수 있는 시간 성능으로서는, 제1 GPS 리시버(1-1) 단체의 성능에 크게 의존한다. 허용할 수 있는 범위는, 상정하는 시스템 요건에 따라서 변화하는 것이다. 예를 들면, IEEE 802.16e(이하, 「WiMAX」라고 기재함)를 시스템적으로 고려하면, UTC에 대하여 10μsec 이내의 정밀도를 유지할 필요가 생각된다.
도 7에서, 프레임A는, UTC에 동기, 즉 완전하게 시간에 어긋남이 발생하고 있지 않은 타이밍에서 송출되는 프레임을 나타낸 것이다. 프레임B는, GPS 위성을 정상적으로 포착하고 있고, 안정된 상태에 있는 기지국으로부터 송출되는 프레임 신호의 송출 개시 타이밍을 나타낸 것이다. 이 때의 시간적인 상태는 UTC와는 완전한 동일 시간으로는 되어 있지 않지만, 시스템적으로 충분한 마진을 가진 상태이다.
프레임C는, 프레임B와 마찬가지로 정상적으로 동작하고 있는 다른 기지국으로부터 송출되는 프레임 타이밍을 나타낸 것이다. 이 때, 시간적인 상태는 프레임B와 마찬가지로 시스템적으로 충분한 마진을 가진 상태이지만, 프레임B와는 달리, UTC에 대하여 빠른 타이밍으로 되어 있다. 그러나, 시스템이 허용하는 범위에 있기 때문에 문제로 되지 않는다. 예를 들면, 제1 발진기(14-1)에 더블 오븐형의 오실레이터를 채용하면, ±100nsec 이내의 정밀도를 얻는 것이 충분히 가능하다. 이 정밀도가 얻어져 있으면, WiMAX에서도 충분히 사용할 수 있는 레벨의 것이다.
프레임D는, 어떠한 이유에 의해 정상적으로 GPS 위성을 포착할 수 없어, HoldOver 모드로 이행하고, 서서히 UTC로부터의 시간적인 괴리가 발생하여, 시스템적으로 허용할 수 있는 시간적인 어긋남을 초과하게 되었을 때의 상태를 나타내고 있다. 이상의 프레임A∼D의 타이밍은 타이밍 정보로서 제1 CPU 회로부(6-1)에 공급된다.
HoldOver 모드로 이행하면, 프레임의 위상은 제1 GPS 리시버(1-1) 내부의 제1 발진기(14-1)의 성능에 크게 의존하기 때문에, 시간 경과와 함께 UTC로부터의 시간적인 괴리가 발생하게 된다. 예를 들면, 더블 오븐형의 오실레이터이면, UTC로부터 10μsec 이내의 어긋남을 24시간 이상 유지하는 것이 가능하다. 이와 같은 상태를 파악하기 위해서, 제1 제어부(3-1)는 제1 CPU 회로부(6-1)에 타이머 동작의 요구를 행하고, HoldOver로 이행한 후의 시간적인 관리를 행하는 것이다.
그런데, 일정 시간 내에 핸드오버 가능한 이동국이 존재하지 않는 경우(도 6의 스텝 S4에서 "아니오"), 제1 기지국(100)은 무선 출력 정지로 천이한다(도 6의 스텝 S10). 이 경우에는, 프레임D와 같이, 제1 CPU 회로부(6-1)는, 일정 시간 내에 제1 프레임 타이밍 검지부(7-1)로부터 타이밍 정보를 수취할 수 없었기 때문에, 제1 프레임 생성부(4-1)에 프레임의 생성을 정지시킨다. 이 결과, 제1 무선 전파 입출력부(5-1)로부터 프레임의 송신이 정지된다. GPS 위성으로부터의 시보 신호를 수신할 수 없고, 다른 기지국으로부터 시보 신호를 이동국의 중계에 의해 수취할 수도 없으므로, 클럭 동기를 유지할 수 없기 때문이다.
한편, 일정 시간 내에 핸드오버 가능한 이동국이 존재한 경우(도 6의 스텝 S4에서 "예"), 제1 CPU 회로부(6-1)는, 제1 LAN 포트(10-1)로부터 유선 통신망(30)을 경유하여 모든 기지국에 핸드오버 정보의 제공을 요구한다. 지금, 제2 기지국(200)이 핸드오버의 상태로 되어 있는 것으로 한다. 이 경우, 제1 기지국(100)은 제2 기지국(200)으로부터 유선 및 무선으로 다양한 데이터를 수신한다(도 6의 스텝 S5).
즉, 제1 CPU 회로부(6-1)는, 제2 기지국(200)이 핸드오버의 상태로 되어 있다고 하는 정보를 제1 LAN 포트(10-1) 경유로 제2 기지국(200)으로부터 수취하고, 제2 이동국(42)으로부터의 전파를 수신할 수 있도록 준비한다. 또한, 제2 기지국(200)은, 제1 기지국(100)에의 시각 정보를 보내는 것을 전제로 한 프레임을, 제2 이동국(42) 경유로 송신한다. 이 프레임은, 제2 기지국(200)에서 제2 제어부(3-2)로부터의 1PPS 신호를 기준으로 제2 프레임 생성부(4-2)에서 생성되고, 제2 통신용 안테나(9-2)로부터 방사되어 제1 기지국(100)의 제1 무선 전파 입출력부(5-1)에 입력되는 것이다. 또한, 제2 이동국(42)은, 이 때의 자기의 위치 정보를 제1 기지국(100)에 송신한다. 또한, 제2 기지국(200)으로부터 제2 이동국(42) 앞으로 송신된 프레임의 시각 정보는, 유선 통신망(30)에 상기 프레임과 동시에 송출되고, 제1 기지국(100)의 제1 LAN 포트(10-1)를 경유하여 제1 CPU 회로부(6-1)에 보내어진다.
제1 무선 전파 입출력부(5-1)는, 수신한 프레임과 제2 이동국(42)의 위치 정보를 제1 프레임 타이밍 검지부(7-1)에 보낸다. 제1 프레임 타이밍 검지부(7-1)는, 프레임 타이밍, 즉 프레임의 선두가 어느 타이밍에서 송출되었는지라고 하는 타이밍 정보를 검지한다. 이와 같은 타이밍 정보는, 다른 기지국으로부터의 것도 포함하여 다수 존재할 수 있지만, 제1 CPU 회로부(6-1)는, 제2 기지국(200)으로부터 유선 통신망(30) 경유로 송출되어 온 내용과 동일한 것이 포함되어 있는 프레임 데이터를 픽업한다.
제2 이동국(42)을 중계하여 제1 기지국(100)에서 수신된 프레임은, 제2 기지국(200)에서 송신한 시각으로부터, 제2 기지국(200)으로부터 제2 이동국(42)까지의 공간 전파(電波) 전파(傳搬) 지연 시간, 제2 이동국(42) 내부에서 받은 데이터의 재송출을 위한 지연 시간 및 제2 이동국(42)으로부터 제1 기지국(100)까지의 공간 전파 전파 지연 시간이 가산된, 상기 토탈의 지연 시간 경과 후에 제1 기지국(100)에 도달한다.
제1 CPU 회로부(6-1)는, 제2 이동국(42)의 위치 정보와 자기의 위치 정보로부터 제2 이동국(42)과 제1 기지국(100)과의 사이의 거리를 산출하고, 제2 이동국(42)의 위치 정보와 제2 기지국(200)의 위치 정보로부터 제2 이동국(42)과 제2 기지국(200)과의 사이의 거리를 산출한다. 제1 CPU 회로부(6-1)는, 이와 같이 하여 산출한 거리에 광 속도를 곱하고, 그 승산 결과에, 제2 이동국(42) 내부에서의 데이터 재송신을 위한 지연 시간을 더함으로써, 상기 토탈의 지연 시간을 산출한다. 그리고, 제1 CPU 회로부(6-1)는, 제1 프레임 타이밍 검지부(7-1)가 검출한 프레임 타이밍으로부터 산출한 토탈의 지연 시간을 감산하여, 제2 기지국(200)이 송출한 시각 타이밍을 구한다.
제1 CPU 회로부(6-1)는, 제2 이동국(42)을 중계하여 수신된 프레임의 프레임 타이밍을 이 시각 타이밍에 맞춤으로써, 제2 기지국(200)에서 GPS 시보 신호에 동기한 1PPS 타이밍을 산출한다(도 6의 스텝 S6). 제1 제어부(3-1)는, 이 1PPS 타이밍과 제1 분주기(15-1)로부터의 1PPS 신호의 타이밍을 비교한다(도 6의 스텝 S7).
비교의 결과, 위상차가 10μsec 이내가 아니면(도 6의 스텝 S7에서 "아니오"), 제1 CPU 회로부(6-1)는, 제1 기지국(100)의 무선 출력 정지로 천이하여, 제1 기지국(100)의 무선 출력을 정지시킨다(도 6의 스텝 S10). 그 이유는, 기준 시간보다도 크게 상이한 타이밍에서 무선 전파를 출력하는 것은, 다른 기지국에의 방해 전파로 될 수 있기 때문이다. 제1 CPU 회로부(6-1)는, 제1 프레임 생성부(4-1)에 프레임의 생성을 정지시키고, 이 결과, 제1 무선 전파 입출력부(5-1)로부터 프레임의 송신이 정지된다.
한편, 위상차가 10μsec 이내이면(도 6의 스텝 S7에서 "예"), 제1 CPU 회로부(6-1)는, 위상차를 제1 1PPS 보정 회로부(2-1)에 송부한다. 제1 1PPS 보정 회로부(2-1)는, 위상차에 의해, 보정 위상량을 산출하여 제1 제어부(3-1)에 송부한다. 제1 제어부(3-1)는, RS-232C의 시리얼 통신에 의해 제1 GPS 리시버(1-1)에 보정 정보를 전달한다. 제1 GPS 리시버(1-1)의 제1 외부 I/F부(16-1)는 보정 정보를 받은 경우, 제1 위상 제어부(13-1)에서 제1 발진기(14-1)의 미세 조정을 행하여, 1PPS를 소정의 기준 시간(제2 기지국(200)의 1PPS 신호)에 맞춘다(도 6의 스텝 S8). 미세 조정되어 제1 분주기(15-1)로부터 출력되는 1PPS 신호는, 제1 제어부(3-1)를 경유하여 제1 프레임 생성부(4-1)에 공급되어, 프레임의 생성을 위해서 사용된다.
또한, 제1 기지국(100)에서 제2 기지국(200)의 1PPS 신호를 사용하여 클럭 동기를 행하고 있는 동안에, 제1 기지국(100)에서 GPS 위성을 포착할 수 있게 되면(도 6의 스텝 S1에서 "예"), 정상 운용 모드로 되돌아간다(도 6의 스텝 S9).
이상과 같이 하여, 제1 기지국(100)에서 어떠한 이유에 의해 GPS 통신 위성을 포착할 수 없게 된 경우에서도, 유선 통신망(30)으로 접속된 제2 기지국(200)과 핸드오버 에리어에 이동국이 존재하면, 프레임 송출의 절대 시각의 보정이 가능하게 된다. 본 보정이 가능하게 됨으로써, 제1 GPS 리시버(1-1)의 제1 발진기(14-1) 자체의 성능보다도 더욱 긴 시간, 통신 가능하게 되어, 기지국의 장기 안정화가 도모되는 것이다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 종래의 기지국 구성 요소로부터 크게 기기를 추가하는 것은 아니기 때문에, 추가 코스트도 낮게 억제할 수 있다.
본 발명의 보다 구체적인 양태에 대하여 설명한다.
본 발명의 시각 동기 회로는, GPS 통신 위성으로부터 수신하는 시보 신호에 기초하는 클럭 동기 하에 이동국간의 통신을 중계하는 기지국에서의 시각 동기 장치로서, 통신에 의해 수신한 통신 프레임의 타이밍 정보를 검지하는 프레임 타이밍 검출부와, 정상 시에는 시보 신호에 동기한 클럭 및 1PPS 신호를 출력하고 있지만, 시보 신호를 수신할 수 없게 되면 알람 정보를 출력하는 GPS 리시버와, 정상 시에는 GPS 리시버로부터의 1PPS 신호를 출력하고 있지만, 알람 정보 출력 시에 핸드오버 가능한 기지국이 존재하는 경우에는, 그 기지국으로부터 타이밍 정보에 의해 그 기지국에서의 1PPS 신호의 타이밍을 산출하고, 또한 GPS 리시버로부터의 1PPS 신호의 타이밍과의 비교 결과에 의해 위상차를 구하는 CPU 회로부와, 위상차에 의해 위상 보정량을 산출하는 1PPS 보정 회로부와, 정상 시에는 GPS 리시버로부터의 1PPS 신호를 출력하고 있지만, 알람 정보 출력 시에는 산출된 1PPS 신호의 타이밍과 GPS 리시버로부터의 1PPS 신호의 타이밍을 비교하고, 그 결과를 CPU 회로부에 출력하고, 또한 위상 보정량에 의해 GPS 리시버에서 위상 보정된 1PPS 신호를 출력하는 제어부와, 제어부로부터의 1PPS 신호에 의해 통신용의 프레임을 생성하는 프레임 생성부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, CPU 회로부는, 알람 정보 출력 시에 핸드오버 가능한 기지국이 존재하지 않는 경우에는 프레임 생성부에서의 프레임 생성을 정지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는 알람 정보 출력 시에 CPU 회로부에 타이머를 동작시키고, CPU 회로부는 소정 시간 내에 핸드오버 가능한 기지국의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다. 일정 시간의 유예를 설정하는 것은, 시스템이 정상 운용 가능한 시간까지 대기하여 핸드오버 가능한 기지국의 존재를 탐색하기 위해서이다. 일정 시간의 보장할 수 있는 시간 성능으로서는, GPS 리시버 단체의 성능에 크게 의존하고, 허용할 수 있는 범위는, 상정하는 시스템 요건에 따라서 변화하는 것이다.
또한, 기지국끼리를 유선 접속해 놓고, 다른 기지국으로부터 시보 신호의 시각 정보를 취득할 때의 송신 시각 정보를 얻는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 보다 정확한 1PPS 신호의 타이밍을 산출할 수 있게 된다.
또한, 제어부는, 비교의 결과, 위상차가 소정 값을 초과할 때는, CPU 회로부에 대하여 프레임 생성부에서의 프레임 생성을 정지시키는 것을 특징으로 한다. 기준 시간보다도 크게 상이한 타이밍에서 무선 전파를 출력하는 것은, 다른 기지국에의 방해 전파로 될 수 있기 때문이다.
또한, GPS 리시버는, 안테나로부터 시보 신호를 수신하면 GPS_1PPS를 생성하는 GPS 엔진과, 클럭을 발생하여 제어부에 출력하고 있는 발진기와, 클럭으로부터 1PPS 신호를 생성하여 제어부에 출력하고 있는 분주기와, GPS_1PPS와 1PPS 신호와의 위상을 비교하여, 위상 비교 결과를 출력하는 위상 비교기와, 위상 비교 결과에 의해 클럭의 위상을 조정할 수 있도록 발진기에 접속되고, 또한 제어부와 각종 데이터 통신이나 제어 커맨드를 수수하고, 위상 비교 결과에 의해 소정 시간이 경과해도 GPS_1PPS를 인식할 수 없는 경우에는, 시보 신호를 수신할 수 없는 것으로 간주하여, 알람 정보를 발생하는 위상 제어부로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 양태의 효과에 대하여 설명한다. 본 발명의 양태의 효과는, GPS 통신 위성을 이용하고 있는 지금까지의 시각 동기 장치에서, GPS 리시버 내부의 오실레이터를 저가격의 것으로 변경이 가능하게 된다고 하는 것이다. 그 이유는, 종래는, HoldOver 시에 시스템으로서 필요한 시간, 소정의 정밀도에 이르도록 고가의 것을 채용하고 있었지만, UTC 타이밍에의 보정이 가해짐으로써, 성능이 다소 열화되는, 저가격의 것이라도 대응 가능하게 되기 때문이다. 따라서, 고가의 발진기를 장비하지 않아도, 동일한 정도 이상의 정밀도를 확보할 수 있다.
이상, 실시 형태를 참조하여 본원 발명을 설명하였지만, 본원 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 구성이나 상세에는, 본원 발명의 스코프 내에서 당업자가 이해할 수 있는 다양한 변경을 할 수 있다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 제1 기지국(100)의 무선 출력을 정지시키는 판단으로서, UTC에 대한 어긋남을 10μsec 이내로 하였지만, 보다 높은 절대 시각 정밀도가 요구되는 시스템에서는, 1μsec로 해도 되고, 반대로 절대 시각 정밀도에 여유가 있는 시스템에서는, 100μsec로 해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, GPS를 포착할 수 있는 기지국을 1개만 들었지만 복수 있어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, GPS 리시버를 사용하고 있지만, GLONASS(Global Navigation Satellite System), Galileo(유럽판 위성 측위 시스템)를 이용해도 되고, GPS와 GLONASS, GPS와 Galileo, GLONASS와 Galileo, GPS와 GLONASS와 Galileo를 병용 이용한 것이어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 제1 발진기(14-1)에 더블 오븐형 오실레이터를 적용하고 있지만, 싱글 오븐형 오실레이터를 적용한 것이어도 된다. 단, 시스템이 허용할 수 있는, UTC로부터의 어긋남을 초과하게 될 때까지의 시간이 짧아진다. 코스트는 저하시킬 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 제1 발진기(14-1)에 더블 오븐형 오실레이터를 적용하고 있지만, 오븐 없음 타입의 오실레이터를 적용한 것이어도 된다. 단, 시스템이 허용할 수 있는, UTC로부터의 어긋남을 초과하게 될 때까지의 시간이, 싱글 오븐형 오실레이터를 적용한 것보다도 더욱 시간이 짧아진다. 코스트는 더욱 저하시킬 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, GPS 리시버와 제어부 사이의 통신 방식을 RS-232C로 하고 있지만, RS-422, GP-IB, IrDA, IEEE 1394, 시리얼 ATA(Serial AT Attachment), PCI Express, USB(Universal Serial Bus)를 이용한 것이어도 되고, 다른 패럴렐 통신 방식을 이용한 것이어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 제1 기지국(100)과 제2 기지국(200)과의 접속을 유선 통신망(30)으로 하였지만, 무선 통신을 이용한 것이어도 된다.
이 출원은, 2008년 6월 23일에 출원된, 일본 특허 출원 제2008-162647호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시 모두를 여기에 인용한다.

Claims (12)

  1. GPS 통신 위성으로부터 수신하는 시보 신호에 기초하는 클럭 동기 하에 이동국간의 통신을 중계하는 기지국에서의 시각 동기 장치로서,
    상기 GPS 통신 위성을 포착할 수 없게 되면, 핸드오버 상태에 있는 다른 기지국으로부터 상기 이동국을 경유하여, 상기 다른 기지국이 상기 GPS 통신 위성으로부터 수신하고 있는 시보 신호의 시각 정보를 취득하는 회로와,
    상기 취득한 시각 정보에 의해 자기의 클럭 동기를 행하는 회로
    를 갖는 것을 특징으로 하는 시각 동기 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시각 정보는, 상기 기지국에서 상기 이동국간의 통신을 중계하기 위한 상기 클럭 동기된 프레임의 타이밍 정보를 사용하는 것을 특징으로 하는 시각 동기 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기지국끼리를 유선 접속해 놓고, 상기 다른 기지국으로부터 상기 시보 신호의 시각 정보를 취득할 때의 송신 시각 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 시각 동기 회로.
  4. GPS 통신 위성으로부터 수신하는 시보 신호에 기초하는 클럭 동기 하에 이동국간의 통신을 중계하는 기지국에서의 시각 동기 장치로서,
    상기 통신에 의해 수신한 통신 프레임의 타이밍 정보를 검지하는 프레임 타이밍 검지부와,
    정상 시에는 상기 시보 신호에 동기한 클럭 및 1PPS 신호를 출력하고 있지만, 상기 시보 신호를 수신할 수 없게 되면 알람 정보를 출력하는 GPS 리시버와,
    상기 알람 정보 출력 시에 핸드오버 가능한 다른 기지국이 존재하는 경우에는, 상기 다른 기지국으로부터 상기 타이밍 정보에 의해 상기 다른 기지국에서의 1PPS 신호의 타이밍을 산출하고, 또한 비교 결과에 의해 위상차를 구하는 CPU 회로부와,
    상기 위상차에 의해 위상 보정량을 산출하는 1PPS 보정 회로부와,
    정상 시에는 상기 GPS 리시버로부터의 1PPS 신호를 출력하고 있지만, 상기 알람 정보 출력 시에는 상기 산출된 1PPS 신호의 타이밍과 상기 GPS 리시버로부터의 1PPS 신호의 타이밍을 비교하여, 상기 비교 결과를 상기 CPU 회로부에 출력하고, 또한 상기 위상 보정량에 의해 상기 GPS 리시버에서 위상 보정된 1PPS 신호를 출력하는 제어부와,
    상기 제어부로부터의 1PPS 신호에 의해 상기 통신용의 프레임을 생성하는 프레임 생성부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 시각 동기 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 알람 정보 출력 시에 상기 CPU 회로부에 타이머를 동작시키고, 상기 CPU 회로부는 소정 시간 내에 상기 핸드오버 가능한 다른 기지국의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 시각 동기 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 CPU 회로부는, 핸드오버 가능한 다른 기지국이 존재하지 않는 경우에는 상기 프레임 생성부에서의 프레임 생성을 정지시키는 것을 특징으로 하는 시각 동기 회로.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 비교의 결과, 위상차가 소정 값을 초과할 때는, 상기 CPU 회로부에 대하여 상기 프레임 생성부에서의 프레임 생성을 정지시키는 것을 특징으로 하는 시각 동기 회로.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 GPS 리시버는,
    안테나로부터 상기 시보 신호를 수신하면 GPS_1PPS를 생성하는 GPS 엔진과,
    상기 클럭을 발생하여 상기 제어부에 출력하고 있는 발진기와,
    상기 클럭으로부터 상기 1PPS 신호를 생성하여 상기 제어부에 출력하고 있는 분주기와,
    상기 GPS_1PPS와 상기 1PPS 신호와의 위상을 비교하여, 위상 비교 결과를 출력하는 위상 비교기와,
    상기 위상 비교 결과에 의해 상기 클럭의 위상을 조정할 수 있도록 상기 발진기에 접속되고, 또한 상기 제어부와 각종 데이터 통신이나 제어 커맨드를 수수하고, 상기 위상 비교 결과에 의해 소정 시간이 경과해도 상기 GPS_1PPS를 인식할 수 없는 경우에는, 상기 시보 신호를 수신할 수 없는 것으로 간주하여, 상기 알람 정보를 발생하는 위상 제어부
    로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시각 동기 회로.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 기지국끼리를 유선 접속해 놓고, 다른 기지국으로부터 상기 시보 신호의 시각 정보를 취득할 때의 송신 시각 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 시각 동기 회로.
  10. GPS 통신 위성으로부터 수신하는 시보 신호에 기초하는 클럭 동기 하에 이동국간의 통신을 중계하는 기지국에서의 시각 동기 방법으로서,
    상기 GPS 통신 위성을 포착할 수 없게 되면, 핸드오버 상태에 있는 다른 기지국으로부터 상기 이동국을 경유하여, 상기 다른 기지국이 상기 GPS 통신 위성으로부터 수신하고 있는 시보 신호의 시각 정보를 취득하고,
    상기 취득한 시각 정보에 의해 자기의 클럭 동기를 행하는
    시각 동기 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 시각 정보는, 상기 기지국에서 상기 이동국간의 통신을 중계하기 위한 상기 클럭 동기된 프레임의 타이밍 정보를 사용하는 것을 특징으로 하는 시각 동기 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 기지국끼리를 유선 접속해 놓고, 상기 다른 기지국으로부터 상기 시보 신호의 시각 정보를 취득할 때의 송신 시각 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 시각 동기 방법.
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