WO2020026817A1 - 時刻同期システム及び時刻同期方法 - Google Patents

時刻同期システム及び時刻同期方法 Download PDF

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WO2020026817A1
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unit
signal
local device
path
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大樹 佐久間
薫 新井
孝昭 久島
隆太 杉山
俊一 坪井
黒川　修
松村　和之
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日本電信電話株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0075—Arrangements for synchronising receiver with transmitter with photonic or optical means

Definitions

  • the present invention relates to a time synchronization system and a time synchronization method for synchronizing time with high accuracy between a host control device of a mobile communication system and wireless base stations scattered at remote locations.
  • OTT Optical Time Transfer
  • a time variation of the arrival timing (propagation delay) of an optical pulse caused by a change in the length of an optical fiber or a refractive index due to a temperature change is compensated by canceling with a transmission / reception pulse. Realizes highly accurate time synchronization of about several tens of ps.
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of a conventional time synchronization system.
  • the time synchronization system 10 shown in FIG. 11 is configured by connecting a local device 20 and a remote device 40 via an optical fiber 60.
  • the local device 20 modulates the carrier signal C0 of 10 MHz with a 1 PPS (One Pulse Per Per Second: 1 second pulse) signal that pulses every second and transmits the modulated signal to the remote device 40 via the optical fiber 60.
  • a 1 PPS One Pulse Per Per Second: 1 second pulse
  • the carrier signal C0 and the 1PPS signal P0 are transmitted from an oscillator (not shown).
  • the local device 20 includes a PPS modulation unit 21, a phase detection unit 22, a PPS demodulation unit (demodulation unit) 23, variable delay units 24 and 25, an E / O (electric / optical) conversion unit 26, an O / O An E (optical / electrical) converter 27 and a circulator 28 are provided.
  • the remote device 40 includes a circulator 41, an O / E converter 42, an E / O converter 43, and a PPS demodulator 44.
  • the PPS modulator 21 modulates the 10 MHz carrier signal C0 with the 1PPS signal P0, and outputs the modulated pulse signal P1 to the variable delay unit 24.
  • the variable delay unit 24 delays the pulse signal P1 as described later and outputs the delayed pulse signal P1 to the E / O conversion unit 26.
  • the E / O converter 26 converts the delayed pulse signal P1 into an optical pulse signal P2.
  • the converted optical pulse signal P2 is transmitted to the optical fiber 60 via the circulator 28.
  • the circulator 41 outputs the optical pulse signal P2a transmitted through the optical fiber 60 to the O / E converter 42.
  • the O / E converter 42 converts the optical pulse signal P2a into an electric pulse signal P1a, and outputs it to the PPS demodulator 44 and the E / O converter 43.
  • the PPS demodulation unit 44 demodulates the pulse signal P1a and outputs a 1PPS signal P0a and a carrier signal C0a to a communication device (not shown) at a subsequent stage.
  • the E / O converter 43 converts the pulse signal P1a into an optical pulse signal P2b.
  • the converted optical pulse signal P2b is transmitted to the optical fiber 60 via the circulator 41.
  • the optical pulse signal P2 transmitted from the local device 20 to the remote device 40 via the optical fiber 60 is returned from the remote device 40 to the local device 20 via the optical fiber 60.
  • the returned optical pulse signal P2b is converted into an electric pulse signal P1b by an O / E converter 27 via a circulator 28, and after being delayed by a variable delay unit 25 as described later, a 1PPS signal is output by a PPS demodulator 23.
  • the carrier signal C0b is demodulated, and only the carrier signal C0b is output to the phase detection unit 22.
  • the phase detector 22 detects a phase difference ⁇ 1 between the carrier signal C0 transmitted to the optical fiber 60 and the carrier signal C0b returned from the optical fiber 60, and outputs the phase difference ⁇ 1 to the variable delay units 24 and 25 on the transmitting and receiving sides. .
  • the variable delay unit 24 on the transmission side delays the modulated pulse signal P1 transmitted to the optical fiber 60 so that the phase difference ⁇ 1 becomes 0 (or constant), and the variable delay unit 25 on the reception side
  • the modulated pulse signal P1b returned from the optical fiber 60 is delayed so that ⁇ 1 becomes 0. Note that 0 includes substantially zero.
  • Non-Patent Document 1 There is a technology described in Non-Patent Document 1 as this type of time synchronization system.
  • time synchronization system 10 when time is transmitted from the local device 20 to the remote devices 40 at a plurality of points, as shown in FIG. It is necessary to connect with the optical fiber 60, distribute the set of 1PPS signal and carrier signal to each local device 20 by the distribution device 62, and transmit it to the plurality of remote devices 40 via the optical fiber 60. For this reason, the same number of local devices 20 as the remote devices 40 are required, and there is a problem that the equipment cost of the entire time synchronization system 10 is significantly increased.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a time synchronization system and a time synchronization method that can reduce the overall equipment cost.
  • the invention according to claim 1 includes a local device that modulates a carrier signal with a pulse signal at a fixed interval, converts the carrier signal into an optical pulse signal, and transmits the signal to an optical fiber path.
  • a remote device that returns to the local device via the same path after receiving the optical pulse signal, the local device is a carrier signal demodulated by a demodulation unit after electrical conversion of the returned optical pulse signal,
  • the pulse signal to be transmitted is delayed by the variable delay unit so that the phase difference between the carrier signal before modulation and the phase difference detected by the phase detection unit is 0 or constant, so as to synchronize the time between the local device and the remote device.
  • the local device connects a plurality of the remote devices via individual optical fiber paths, and connects each of the connected paths to a predetermined route.
  • a path switching unit that sequentially switches in order, a counter unit that counts the pulse signal demodulated by the demodulation unit and outputs a count value, and uses the count value as the path information to determine a phase difference detected by the phase detection unit.
  • a phase difference memory unit that stores the phase difference associated with the stored path information and outputs the phase difference to the variable delay unit when the count value indicating the same path information is input; And a switching table unit for outputting a path switching signal for switching to a path next to the cyclic order to the path switching unit.
  • the invention according to claim 4 is a local device that modulates a carrier signal of a predetermined frequency with a pulse signal at a fixed interval, converts the carrier signal into an optical pulse signal, and transmits the optical pulse signal to a path using an optical fiber.
  • a remote device for returning to the local device via a path, wherein the local device is a carrier signal demodulated by a demodulation unit after electrical conversion of the returned optical pulse signal, and a carrier signal before the modulation.
  • a time synchronizing method of a time synchronizing system for synchronizing time between a local device and a remote device by delaying a pulse signal to be transmitted by a variable delay unit so that the phase difference detected by the phase detecting unit is 0 or constant.
  • the local device connects the plurality of remote devices via individual optical fiber paths, and sequentially connects the connected paths in a predetermined cyclic order.
  • the count value of the pulse signal returned in the first path is stored as path information in association with the phase difference.
  • a path switching signal for switching to the second path in the cyclic order is output to the path switching unit, and the path switching unit switches to the second path.
  • Such path switching is sequentially performed, and when switching back to the first path again, the transmission pulse signal is delayed according to the previously stored phase difference of the first path, and the phase difference detected this time becomes 0. Or approach a certain value.
  • the phase difference detected by the phase detection unit becomes 0 or constant, and time synchronization between the local device and all the remote devices can be achieved.
  • the invention according to claim 2 is a local device that modulates a carrier signal with a pulse signal at a fixed interval, converts the carrier signal into an optical pulse signal, and transmits the optical pulse signal to a path using an optical fiber.
  • a remote device that returns the optical pulse signal to the local device, and the local device calculates a phase difference between the carrier signal demodulated by the demodulation unit after the electrical conversion of the returned optical pulse signal and the carrier signal before the modulation.
  • a time synchronization system for delaying a pulse signal to be transmitted by a variable delay unit so as to synchronize time between a local device and a remote device such that a phase difference detected by a phase detection unit is 0 or constant, wherein the local device Connects the plurality of remote devices via individual optical fiber paths, and distributes the optical pulse signal to all the remote devices via the connected paths.
  • a distributing section for transmitting, a counter section for counting a pulse signal obtained by electrically converting the optical pulse signal from the path and outputting a count value, and a position detected by the phase detecting section using the count value as path information.
  • a phase difference memory unit that stores the phase difference associated with the stored path information and outputs the same to the variable delay unit when the count value indicating the same path information is input,
  • a remote device that receives the optical pulse signal from the path and demodulates the electrical converted pulse signal to obtain the carrier signal; and a second demodulator that counts the demodulated pulse signal and outputs a count value.
  • a counter unit and a pulse number which is an arrangement order of pulse signals received by the remote device, is stored, and the same count value as the stored pulse number is stored in the second counter unit.
  • a switching table unit that outputs an open instruction signal when input, and is in a normally closed state.When the open instruction signal is input, the switching table unit opens for a certain period of time and passes the pulse signal after the electrical conversion.
  • a time synchronization system comprising: an open / close switch for causing the local device to return a pulse signal having passed through the open / close switch to the local device via the same path as when transmitting from the local device.
  • the invention according to claim 5 is a local device that modulates a carrier signal with a pulse signal at a fixed interval, converts the carrier signal into an optical pulse signal, and transmits the optical pulse signal to a path by an optical fiber, and receives the optical pulse signal from the path and transmits the signal through the same path.
  • a remote device that returns the optical pulse signal to the local device, and the local device calculates a phase difference between the carrier signal demodulated by the demodulation unit after the electrical conversion of the returned optical pulse signal and the carrier signal before the modulation.
  • the local device connects a plurality of the remote devices via individual optical fiber paths, and transmits the optical pulse to all the remote devices via the connected paths. Transmitting a signal simultaneously, counting a pulse signal demodulated by the demodulation unit and outputting a count value, and associating the count value as path information with a phase difference detected by the phase detection unit. Outputting the phase difference associated with the stored path information to the variable delay unit when the count value indicating the same path information is input.
  • the pulse number which is the arrangement order of the pulse signals received by the remote device is stored, and the same count value as the stored pulse number is input.
  • the remote device only when the count value of the received pulse signal is the same as the pulse number stored in the table unit, the received pulse signal passes through the open / close switch opened by the open instruction signal and is locally transmitted. Returned to device. At this time, in the other remote devices, the reply is not performed because the same pulse number as the above count value is not stored in the table section. That is, when one pulse signal is transmitted to all remote devices, the pulse signal is returned only by the remote device corresponding to the pulse signal.
  • the following operations are performed on the local device. For example, it is assumed that a pulse signal is transmitted to all paths, and a pulse signal is returned from only the first remote device to the local device via the first path.
  • the local device stores the count value of the returned pulse signal in the phase difference memory unit as path information in association with the phase difference. Thereafter, when the pulse signal is returned again from the first remote device via the first path, the transmission pulse signal is delayed according to the previously stored phase difference of the first path, and the position detected this time is returned.
  • the phase difference approaches 0 or a constant value. By executing this process a plurality of times, the phase difference detected by the phase detection unit becomes 0 or constant, and time synchronization between the local device and all the remote devices can be achieved.
  • the invention according to claim 3 is the time synchronization system according to claim 1 or 2, wherein the local device further includes a multiplying unit that multiplies the frequency of the pulse signal that modulates the carrier signal. .
  • the timing of delaying the pulse signal is reflected in the current next path switching in which the phase difference for the delay is obtained.
  • the length and the refractive index of the optical fiber, which is the path vary with time due to temperature changes. For this reason, if the frequency of the pulse signal is low, it takes time until the path is switched to the next path, and the change in the length of the optical fiber and the refractive index is different from the previous time. Therefore, as in the present invention, if the frequency of the pulse signal is multiplied and increased, the switching time of each path is shortened, and the path is switched to the own path in a short time. This makes it possible to more appropriately reflect the effect of delaying the transmitted pulse signal so that the phase difference is 0 or constant.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a time synchronization system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration in which a local device and three remote devices are connected by an optical fiber in the time synchronization system according to the first embodiment.
  • 5 is a timing chart for explaining the operation of the time synchronization system according to the first embodiment. It is a block diagram showing the composition of the time synchronization system concerning a 2nd embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration in which a local device and three remote devices are connected by optical fibers in the time synchronization system according to the second embodiment. 5 is a timing chart for explaining the operation of the time synchronization system according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a mobile communication system to which a time synchronization system according to a first embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating uplink and downlink wireless communication between a wireless base station and a mobile terminal in the mobile communication system.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state where terminals exist in cell overlapping portions of a plurality of radio base stations in the mobile communication system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration when the terminal measures the position of the terminal by receiving radio waves from a plurality of wireless base stations in the mobile communication system.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional time synchronization system.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration in which a local device is connected to each of a plurality of remote devices by an optical fiber in a conventional time synchronization system.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the time synchronization system according to the first embodiment of the present invention.
  • the time synchronization system 10A shown in FIG. 1 is different from the conventional time synchronization system 10 (FIG. 11) in that a plurality of remote devices 40A1 to 40An are connected to one local device 20A by optical fibers 60a to 60n, and the To enable time synchronization.
  • the local device 20A includes, in addition to the components of the conventional local device 20 (FIG. 11), a multiplying unit 29, a phase difference memory unit 30, a pulse counter unit 31, a switching table unit 32, and a path switching unit 33. Have.
  • a plurality of remote devices 40A1 to A1n having the same configuration are connected to the path switching unit 33 connected to the circulator 28 of the local device 20A via individual optical fibers 60a to 60n.
  • Each of the remote devices 40A1 to 40An has the same configuration as the above-described remote device 40 (FIG. 11).
  • the path switching unit 33 sequentially switches the optical fibers 60a to 60n as paths, and connects the local device 20A to different remote devices 40A1 to 40An sequentially. At this time, the path switching unit 33 switches the path according to a path switching signal K output from a switching table unit (also referred to as a table unit) 32 described later. In addition, when the optical pulse signal P2b is returned from the optical fibers 60a to 60n, the path switching unit 33 outputs the optical pulse signal P2b to the circulator.
  • a switching table unit also referred to as a table unit
  • the multiplication unit 29 multiplies the frequency of the input 1PPS signal P0 and outputs the multiplied pulse signal P1c to the PPS modulation unit 21. For example, the multiplying unit 29 multiplies the 1-Hz frequency of the 1PPS signal P0 to 10 Hz seconds.
  • the pulse counter unit (also referred to as a counter unit) 31 performs a counting operation according to the 10 MHz carrier signal C0b demodulated by the PPS demodulation unit 23, counts the demodulated pulse signal P1d, and counts the count value T1. Output to the phase difference memory unit 30 and the table unit 32. That is, the counter unit 31 counts the pulse signal P1d returned for each path (each optical fiber 60a to 60n) switched by the path switching unit 33, and obtains a count value T1 for each path.
  • the phase difference memory unit 30 stores the count value T1 for each path and the phase difference ⁇ 1 detected by the phase detection unit 22 for each path in association with each other. For example, as shown in FIG. 2, it is assumed that there are optical fibers 60a to 60c as three paths connected to three remote devices 40A1, 40A2, and 40A3.
  • the count value T1 “1” indicates the first optical fiber 60a
  • "2” indicates the second optical fiber 60b
  • "3" indicates the third optical fiber 60c
  • the next "4" indicates the first optical fiber 60c.
  • the optical fiber 60a, “5”, like the second optical fiber 60b, and “6”, like the third optical fiber 60c, show the same path every three counts. That is, the count value T1 becomes path information unique to the path.
  • the count value T1 of the first optical fiber 60a is a numerical value (path information of the first path 60a) that increases by three from "1", such as "1", "4", and "7". Is associated with the phase difference ⁇ 1 detected at the time of counting.
  • the phase difference memory unit 30 When the path (for example, the first optical fiber 60a) is switched by the path switching unit 33, the phase difference memory unit 30 is associated with the count value T1 indicating the previously stored first optical fiber 60a that is the same as the switching path.
  • the phase difference ⁇ 1 is output to the transmission / reception side and the variable delay units 24 and 25.
  • the pulse signal P1 transmitted to the first optical fiber 60a is delayed by the variable delay unit 24 on the transmission side according to the phase difference ⁇ 1.
  • the transmission timing of the pulse signal P1 is adjusted.
  • the pulse signal P1b returned from the first optical fiber 60a is delayed by the variable delay unit 25 on the receiving side according to the phase difference ⁇ 1.
  • ⁇ ⁇ This delay is performed repeatedly every three counts so that the phase difference ⁇ 1 output from the phase detection unit 22 becomes 0 (or constant).
  • the count value T1 is performed every three counts such as "1", "4", and "7".
  • the transmission timing may be adjusted by delaying the pulse signal P1 transmitted to the first optical fiber 60a according to the phase difference ⁇ 1 only by the variable delay unit 24 on the transmission side.
  • the phase difference of the optical pulse signal P2 transmitted from the local device 20A via the first optical fiber 60a and received by the remote device 40A1 becomes 0 (or constant), so that the local device 20A and the remote device Time synchronization can be achieved between the terminals 40A1.
  • the path switching signal K is associated with the count value T1 for each path.
  • the path switching signal K2 indicating switching to the second optical fiber 60b is associated with the count values “1”, “4”, “7”,.
  • the path switching signal K2 is output to the path switching unit 33 when the count value T1 becomes, for example, "1". Thereby, the path switching unit 33 switches to the second optical fiber 60b.
  • the path switching signal K3 indicating switching to the third optical fiber 60c is associated with the count values "2", "5", “8”, ... indicating the second optical fiber 60b.
  • the count value T1 becomes, for example, "2”
  • the path switching signal K3 is output to the path switching unit 33, and switching to the third optical fiber 60c is performed.
  • the path switching signal K1 indicating the switching to the first optical fiber 60a is associated with the count values "3", “6", “9”, ... indicating the third optical fiber 60c,
  • the count value T1 becomes, for example, “3”
  • the path switching signal K1 is output to the path switching unit 33, and switching to the first optical fiber 60a is performed.
  • a path switching signal K for switching to the next path in a predetermined switching order may be transmitted.
  • a pulse signal related to transmission and reception between the local device 20A and each of the remote devices 40A1 to 40A3 shown in FIG. 2 is simply referred to as a pulse. It is assumed that the pulse is transmitted from the local device 20A in the cyclic order of the first optical fiber 60a, the second optical fiber 60b, and the third optical fiber 60c.
  • the interval between the rising times t1, t3, t5, and t7 of the pulse waveform shown in FIG. 3B is an interval ta between reference times when the phase detector 22 detects a phase difference.
  • This time interval ta is assumed to be the same one-second interval as the pulse interval of the 1PPS signal P0. However, the time interval ta can be changed by the multiplying operation of the 1PPS signal P0 in the multiplying unit 29 (FIG. 1).
  • the local device 20A transmits the first pulse 1 to the first remote device 40A1 via the first optical fiber 60a at the time t1 shown in FIG.
  • the first transmission pulse 1 is returned after being received by the first remote device 40A1 (see FIG. 2), and is received by the local device 20A via the first optical fiber 60a at the time t2 shown in FIG. 3C. I do.
  • the reception time t2 is a time delayed from the transmission time t1 by the round-trip propagation delay time tb1 of the first optical fiber 60a.
  • the round-trip propagation delay time tb1 is not constant, but changes according to a propagation delay time caused by a change in length or refractive index of the first optical fiber 60a due to a temperature change of the optical fiber.
  • the round-trip propagation delay time tb1 is about 1 ⁇ 10 ⁇ 4 seconds when the length of the first optical fiber 60a is 10 km.
  • phase difference ⁇ 1 between the carrier signal C0 at the reference time and the carrier signal C0b demodulated from the reply pulse 1 detected by the phase detector 22 is equal to the round trip propagation delay time tb1. Has changed according to.
  • the transmission-side variable delay unit 24 delays the transmission pulse 1 and the reception-side variable delay unit 25 delays the return pulse 1 according to the phase difference ⁇ 1 so that this change becomes 0 (or constant).
  • the delay is as follows when the second pulse 1 is transmitted and returned. That is, the time tc between the times t7 and t8 shown in FIG. 3C is the delay time by the variable delay units 24 and 25 on the transmitting and receiving sides.
  • the pulse 1 may be delayed by the delay time tc according to the phase difference ⁇ 1 only by the variable delay unit 24 on the transmission side.
  • the count value “1” is also input to the table unit 32.
  • the table unit 32 transmits to the path switching unit 33 a path switching signal K2 for switching to the second optical fiber 60b next to the predetermined cyclic order.
  • the path switching unit 33 switches to the second optical fiber 60b, and the local device 20A is connected to the second remote device 40A2 via the second optical fiber 60b.
  • the local device 20A transmits the second pulse 2 to the second optical fiber 60b at time t3.
  • the first transmission pulse 2 relating to the second optical fiber 60b is returned via the second optical fiber 60b after being received by the second remote device 40A2 (see FIG. 2), and is received by the local device 20A at time t4.
  • the reception time t4 is a time delayed from the transmission time t3 by the round-trip propagation delay time tb2 of the second optical fiber 60b.
  • ⁇ Count value T1 “2” obtained by counting the return pulse 2 received at the time t4 by the counter unit 31 after demodulation is input to the phase difference memory unit 30 and the table unit 32.
  • the phase difference memory unit 30 stores the count value “2” and the phase difference ⁇ 1 from the phase detection unit 22 in association with each other.
  • the table unit 32 transmits, to the route switching unit 33, a route switching signal K3 for switching to the third optical fiber 60c in the next order in the cyclic order in response to the input of the count value “2”.
  • the path switching unit 33 connects the local device 20A to the third remote device 40A3 via the third optical fiber 60c.
  • the local device 20A transmits the third pulse 3 to the third optical fiber 60c at time t5.
  • the first transmission pulse 3 relating to the third optical fiber 60c is returned via the third optical fiber 60c after being received by the third remote device 40A3 (see FIG. 2), and is received at the local device 20A at time t6.
  • the reception time t6 is a time delayed from the transmission time t5 by the round-trip propagation delay time tb3 of the third optical fiber 60c.
  • ⁇ Count value T1 "3" obtained by counting the return pulse 3 received at time t6 after demodulation is input to the phase difference memory unit 30 and the table unit 32.
  • the phase difference memory unit 30 stores the count value “3” and the phase difference ⁇ 1 in association with each other.
  • the table unit 32 transmits to the path switching unit 33 a path switching signal K1 for switching to the first optical fiber 60a in the next order in the cyclic order.
  • the path switching unit 33 connects the local device 20A to the first remote device 40A1 via the first optical fiber 60a.
  • the local device 20A transmits the fourth pulse 4 to the first remote device 40A1 via the first optical fiber 60a as follows. That is, in the fourth transmission, the phase difference ⁇ 1 associated with the first count value “1” stored in the table unit 32 is output to the variable delay units 24 and 25 on the transmitting and receiving sides.
  • the variable delay unit 24 on the transmission side delays the transmission pulse 4 by the time tc from the reference time t7, which is the original transmission time, according to the phase difference ⁇ 1.
  • the transmission pulse 4 is transmitted to the first optical fiber 60a.
  • the adjustment range of the transmission timing for adjusting the original transmission time t7 to the time t8 is about 1 ⁇ 10 ⁇ 8 seconds when the length of the first optical fiber 60a is 10 km.
  • the fourth transmission pulse 4 relating to the first optical fiber 60a is returned via the first optical fiber 60a after being received by the first remote device 40A1 (see FIG. 2), and the return pulse 4 is transmitted at the local device 20A.
  • the reception time t9 is a time delayed from the original transmission time t7 by the time td obtained by adjusting the round trip propagation delay time tb1 of the first optical fiber 60a by the transmission time delay time tc.
  • the phase difference ⁇ 1 becomes 0 or constant, and the local device 20A and the first remote device 40A1 are time-synchronized. This is the same for the other remote devices 40A2 and 40A3.
  • ⁇ Count value T1 "4" obtained by counting the return pulse 2 received at time t9 after demodulation is input to the phase difference memory unit 30 and the table unit 32.
  • the phase difference memory unit 30 stores the count value “4” indicating the first optical fiber 60a and the phase difference ⁇ 1 in association with each other.
  • the table unit 32 outputs a path switching signal K2 for switching to the second path 60b in the next order of the circulating order in response to the input of the count value “4”, and in response to this, the path switching unit 33 outputs the second light signal. Switch to fiber 60b. Thereafter, the same operation is performed.
  • the time synchronization system 10A includes a local device 20A that modulates a carrier signal C0 having a predetermined frequency with a 1PPS signal P0, converts the carrier signal C0 into an optical pulse signal P2, and transmits the optical pulse signal P2 to the optical fiber 60. And a remote device 40A that sends a reply to the local device 20A via the optical fiber 60.
  • the local device 20A detects the phase difference ⁇ 1 between the carrier signal C0b demodulated by the PPS demodulation unit 23 after electrical conversion of the returned optical pulse signal P2 and the carrier signal C0 before modulation, and the phase difference ⁇ 1 detected by the phase detection unit 22.
  • the pulse signal P1 to be transmitted is delayed by the variable delay unit so that the signal becomes zero or constant, and time synchronization between the local device 20A and the remote devices 40A1 to 40An is obtained.
  • the time synchronization system 10A has the following characteristic configuration.
  • the local device 20A connects the plurality of remote devices 40A1 to 40An via individual optical fibers 60a to 60n, and sequentially switches the connected optical fibers 60a to 60n in a predetermined cyclic order.
  • 33 and further includes a counter section 31, a phase difference memory section 30, and a table section 32.
  • the counter section 31 counts the pulse signal P1d demodulated by the PPS demodulation section 23 and outputs a count value T1.
  • the phase difference memory unit 30 stores the count value T1 as path information in association with the phase difference ⁇ 1 detected by the phase detection unit 22, and stores the phase difference ⁇ 1 associated with the stored path information in the same path.
  • the count value T1 indicating information is input, the count value T1 is output to the variable delay unit 24.
  • the table unit 32 outputs to the path switching unit 33 a path switching signal K for switching to the next optical fiber in the cyclic order (for example, the optical fiber 60b).
  • the path switching unit 33 switches to the optical fiber 60b according to the path switching signal K.
  • the count value T1 of the pulse signal P1d returned from the first optical fiber 60a is stored in the phase difference memory unit 30 as path information in association with the phase difference ⁇ 1.
  • a path switching signal K for switching to the second optical fiber 60 next in the cyclic order is output to the path switching unit 33 based on the count value T1, and the path switching unit 33 switches to the second optical fiber 60b.
  • Such path switching is sequentially performed, and when switching to the first optical fiber 60a is performed again, the transmission pulse signal P1 is delayed according to the phase difference ⁇ 1 of the first optical fiber 60 stored last time, and is detected at this time.
  • the obtained phase difference ⁇ 1 approaches 0 or a constant value.
  • This time synchronization can be performed by connecting a plurality of remote devices 40A1, 40A2, and 40A3 to one local device 20A via individual optical fibers 60, so that the same number of remote devices 40A1, 40A2, and 40A3 as in the related art is obtained.
  • the use of the local device 20A becomes unnecessary. For this reason, the equipment cost of the entire time synchronization system can be reduced.
  • the multiplication unit 29 that multiplies the frequency of the 1PPS signal P0 that modulates the carrier signal C0 is further provided.
  • the timing of delaying the pulse signal P1 is reflected in the current next path switching in which the phase difference ⁇ 1 for delay is obtained.
  • the length and the refractive index of the optical fiber 60 which is the path, change with time due to temperature changes. For this reason, if the frequency of the pulse signal P1 is low, it takes time until the optical fiber 60 is switched to the next optical fiber 60 as its own path, and the change in the length and the refractive index of the optical fiber 60 differs from the previous time. I will. Therefore, if the frequency of the 1PPS signal P0 is multiplied and increased as in the present embodiment, the switching time of each of the optical fibers 60a to 60n is shortened, and the path is switched to the own path in a short time. This makes it possible to more appropriately reflect the effect of delaying the transmitted pulse signal so that the phase difference ⁇ 1 is 0 or constant.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a time synchronization system according to the second embodiment of the present invention.
  • a time synchronization system 10B shown in FIG. 4 similarly to the time synchronization system 10A (FIG. 1) of the first embodiment, a plurality of remote devices 40B1 to 40Bn are connected to one local device 20B by optical fibers 60a to 60n. Time can be synchronized between transmission and reception.
  • the time synchronization system 10B includes a multiplying unit 29, a phase difference memory unit 30, a pulse counter unit 31, and a distribution unit 34 in addition to the components of the conventional local device 20 (FIG. 11).
  • Each of the remote devices 40B1 to 40Bn includes a pulse counter 45, a switching table 46, and an open / close switch 47 in addition to the components of the conventional local device 20 (FIG. 11).
  • a plurality of remote devices 40B1 to 40B1n having the same configuration are connected to the distribution unit 34 connected to the circulator 28 of the local device 20B via individual optical fibers 60a to 60n.
  • the distribution unit 34 transmits the optical pulse signal P2 to all the remote devices 40A1 to 40An via all the optical fibers 60a to 60n as follows. That is, the pulse 1 at one-second intervals as the optical pulse signal P2 is simultaneously transmitted to all the remote devices 40A1 to 40An, then the pulse 2 is simultaneously transmitted, and then the pulse 3 is simultaneously transmitted to all the remote devices 40A1 to 40An. As such, the pulses are sequentially transmitted simultaneously.
  • the PPS demodulation unit 44 demodulates the pulse signal P1a electrically converted by the O / E conversion unit 42, and transmits the 1PPS signal P0a and the 10 MHz carrier signal C0a to a communication device (not shown) at the subsequent stage.
  • the carrier signal C0a is output to the counter unit 45.
  • the counter 45 performs a counting operation in accordance with the demodulated carrier signal C0a, counts the pulse signal P1a converted into an electric signal by the O / E converter 42, and outputs the count value T2 to the table 46. I do.
  • the table unit 46 stores a number (referred to as a pulse number), which is the arrangement order of the pulse signals received by the remote device 40B1. When a count value T2 equal to the stored pulse number is input, the table unit 46 stores the number. , And outputs an open instruction signal J to the open / close switch 47.
  • first to third remote devices 40B1 to 40B3 are connected to a local device 20B by optical fibers 60a to 60c.
  • the table unit 46 of the first remote device 40B1 stores the pulse numbers “1”, “4”, and “7” that increase by 3 from, for example, “1” which is the arrangement order of the pulse signals received by the own remote device 40B1. , ... are memorized.
  • the table unit 46 of the second remote device 40B2 stores the pulse numbers “2”, “5”, “8”,.
  • the table unit 46 of the third remote device 40B3 stores, for example, pulse numbers “3”, “6”, “9”,.
  • the pulse number may be stored in such a manner that only the initial number is stored and the pulse number is incremented by 3 and stored each time the initial number count value T2 is input.
  • the open / close switch 47 is normally in a closed state.
  • the open / close switch 47 is kept in an open state for a certain period of time to pass the pulse signal P1a to the E / O converter 43 and output it. That is, when the open / close switch 47 is opened, the pulse signal P1a received from the local device 20B is converted into an optical signal by the E / O converter 43, and then returned to the local device 20B via the optical fiber 60a. You.
  • the returned optical pulse signal P2b is output from the distributor 34 to the circulator 28.
  • the interval between the rising times t1, t3, t5, and t7 of the pulse waveform shown in FIG. 6B is the interval ta between the reference times when the phase detector 22 (FIG. 4) detects the phase difference.
  • This time interval ta is assumed to be the same one-second interval as the pulse interval of the 1PPS signal P0. However, the time interval ta can be changed by the multiplying operation of the 1PPS signal P0 in the multiplying unit 29 (FIG. 1).
  • the local device 20B transmits the first pulse 1 to all the first, second, and third remote devices 40B1 to 40B3 via all the optical fibers 60a to 60c. Suppose you did.
  • the first transmission pulse 1 is received by all the remote devices 40B1 to 40B3, and the following processing is performed. That is, in the first remote device 40B1, the received pulse 1 (see FIG. 5) is converted into an electric signal and then counted by the counter unit 45.
  • the open / close switch 47 which has been in the closed state, is opened for a certain period of time, passes the pulse signal P1a, and outputs it to the E / O converter 43.
  • the E / O converter 43 converts the pulse 1 into an optical signal, and returns the signal to the local device 20B via the optical fiber 60a.
  • the pulse 1 returned from the first remote device 40B1 via the first optical fiber 60a is received at the local device 20B at time t2 shown in FIG.
  • the reception time t2 is a time delayed from the transmission time t1 by the round-trip propagation delay time tb1 of the first optical fiber 60a. Therefore, the phase difference ⁇ 1 detected by the phase detection unit 22 (FIG. 4) after receiving the return pulse 1 changes according to the round-trip propagation delay time tb1.
  • the second pulse 2 is transmitted from the local device 20B to all the remote devices 40B1 to 40B3 via the all optical fibers 60a to 60c at the time t3 shown in FIG. 6A.
  • the same pulse number as the count value “2” of the pulse 1 is not stored in the table unit 46. Not done.
  • the open instruction signal J is 47. With this output, the pulse 2 passes through the open / close switch 47, is converted into an optical signal by the E / O converter 43, and is returned to the local device 20B via the optical fiber 60b.
  • the returned pulse 2 is received by the local device 20B at time t4 shown in FIG.
  • the reception time t4 is a time delayed from the transmission time t3 by the round-trip propagation delay time tb2 of the second optical fiber 60b. For this reason, the phase difference ⁇ 1 detected by the phase detection unit 22 after receiving the return pulse 2 changes according to the round trip propagation delay time tb2.
  • phase difference ⁇ 1 obtained after the transmission of the second pulse 2 is stored in the phase difference memory unit 30 in association with the second count value “2” of the counter unit 31.
  • the third pulse 3 is transmitted from the local device 20B to all the remote devices 40B1 to 40B3 via the all optical fibers 60a to 60c at the time t5 shown in FIG. 6A.
  • the pulse 3 is returned. Not done.
  • the third remote device 40B3 since the count value “3” of the received pulse 3 (see FIG. 5) is the same as the pulse number “3” of the table unit 46, the third remote device 40B3 is opened by the open instruction signal J. After the pulse 2 passes through the open / close switch 47 and is converted into an optical signal by the E / O converter 43, the signal is returned to the local device 20B via the optical fiber 60b.
  • the returned pulse 3 is received by the local device 20B at time t6 shown in FIG.
  • the reception time t6 is a time delayed from the transmission time t5 by the round-trip propagation delay time tb3 of the third optical fiber 60C. For this reason, the phase difference ⁇ 1 detected by the phase detector 22 after receiving the return pulse 3 changes according to the round trip propagation delay time tb3.
  • phase difference ⁇ 1 obtained after the transmission of the third pulse 3 is stored in the phase difference memory unit 30 in association with the third count value T1 “3” of the counter unit 31.
  • the local device 20B transmits the fourth pulse 4 to all the remote devices 40B1 to 40B3 via all the optical fibers 60a to 60c.
  • the phase difference ⁇ 1 associated with the first count value “1” stored in the table unit 32 is output to the variable delay units 24 and 25 on the transmission and reception sides.
  • the variable delay unit 24 on the transmission side delays the transmission pulse 4 by the time tc from the reference time t7, which is the original transmission time, according to the phase difference ⁇ 1.
  • the transmission pulse 4 is transmitted to all the optical fibers 60a to 60n.
  • the same pulse number as the count value “4” of the pulse 4 is not stored in the table unit 46. Not done.
  • the open / close switch 47 that has been opened by the open instruction signal J is After the pulse 4 passes and is converted into an optical signal, it is returned to the local device 20B via the optical fiber 60b.
  • the reception time t9 is a time delayed from the original transmission time t7 by the time td obtained by adjusting the round trip propagation delay time tb1 of the first optical fiber 60a by the transmission time delay time tc.
  • the phase difference ⁇ 1 becomes 0 or constant, and the local device 20B and the first remote device 40B1 are time-synchronized. This is the same for the other remote devices 40B2 and 40B3.
  • the count value T1 “4” obtained by counting the return pulse 2 received at time t9 after demodulation is input to the phase difference memory unit 30.
  • the phase difference memory unit 30 stores the count value “4” indicating the first optical fiber 60a and the phase difference ⁇ 1 in association with each other. Thereafter, the same operation is performed.
  • the time synchronization system 10B modulates the carrier signal C0 of the predetermined frequency with the 1PPS signal P0, converts the carrier signal C0 into the optical pulse signal P2, and transmits the optical pulse signal P2 to the optical fiber 60.
  • a remote device 40B that sends a reply to the local device 20B via the optical fiber 60.
  • the local device 20B detects the phase difference ⁇ 1 between the carrier signal C0b demodulated by the PPS demodulation unit 23 after electrical conversion of the returned optical pulse signal P2 and the carrier signal C0 before modulation, and the phase difference ⁇ 1 detected by the phase detection unit 22.
  • the pulse signal P1 to be transmitted is delayed by the variable delay unit so that the signal becomes zero or constant, and time synchronization between the local device 20B and the remote devices 40B1, 40B2, and 40B3 is achieved.
  • the time synchronization system 10B has the following characteristic configuration.
  • the local device 20B includes the distribution unit 34, the counter unit 31, the phase difference memory unit 30, and the open / close switch 47.
  • the distribution unit 34 connects the plurality of remote devices 40B1 to 40Bn with individual optical fibers 60a to 60n, and transmits an optical pulse signal to all the remote devices 40B1 to 40Bn via the connected optical fibers 60a to 60n. Send at the same time.
  • the counter section 31 counts the pulse signal P1d demodulated by the PPS demodulation section 23 and outputs a count value T1.
  • the phase difference memory unit 30 stores the count value T1 as optical fiber 60a to 60n information in association with the phase difference ⁇ 1 detected by the phase detection unit 22, and associates the count value T1 with the stored information of the optical fibers 60a to 60n.
  • the obtained phase difference ⁇ 1 is output to the variable delay unit when the count value T1 indicating the same information of the optical fibers 60a to 60n is input.
  • the remote devices 40B1 to 40Bn receive the optical pulse signal P2 from the optical fibers 60a to 60n and then demodulate the electrical converted pulse signal P1a to obtain the carrier signal C0a.
  • the counter section 45 counts the pulse signal P1a that has been electrically converted and outputs a count value.
  • the switching table unit 46 stores a pulse number (for example, “1”) that is an arrangement order of pulse signals received by the own remote device (for example, the first remote device 40B1), and stores the same number as the stored pulse number “1”.
  • the opening instruction signal J is output.
  • the open / close switch 47 is in a normally closed state, and when the open instruction signal J is input, is opened for a certain period of time to pass the electrical converted pulse signal P1a.
  • the passed pulse signal P1a is returned to the local device 20B via the same optical fiber 60a as when transmitting from the local device 20B.
  • the remote device for example, the remote device 40B1
  • the open instruction signal J is output.
  • the received pulse signal P1a passes through the open / close switch 47 and is returned to the local device 20B.
  • the reply is not performed because the same pulse number as the count value “1” is not stored in the table unit 46. That is, when one pulse signal P1 is transmitted to all the remote devices 40B1 to 40Bn, the pulse signal P1a is returned only by the remote devices 40B1 to 40Bn corresponding to the pulse signal P1.
  • the following operation is performed in the local device 20B.
  • the pulse signal P1 is transmitted to all the optical fibers 60a to 60n, and the pulse signal P1a is returned from only the first remote device 40B1 to the local device 20B via the first optical fiber 60a.
  • the local device 20B stores the count value “1” of the returned pulse signal P1a in the phase difference memory unit 30 as optical fiber 60a to 60n information in association with the phase difference ⁇ 1.
  • the pulse signal P1a is returned again from the first remote devices 40B1 to 40Bn via the first optical fibers 60a to 60n
  • transmission is performed according to the previously stored phase difference ⁇ 1 of the first optical fiber 60a.
  • the pulse signal P1 is delayed, and the phase difference ⁇ 1 detected this time approaches 0 or approaches a constant value.
  • the phase difference ⁇ 1 detected by the phase detection unit 22 becomes 0 or constant, and time synchronization between the local device 20B and the first remote device 40B1 can be achieved.
  • This time synchronization can be performed by connecting a plurality of remote devices 40B1 to 40Bn to one local device 20B by individual optical fibers 60a to 60n. It is not necessary to use 20B. For this reason, the equipment cost of the entire time synchronization system can be reduced.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a mobile communication system 70 to which the time synchronization system 10A is applied.
  • a plurality of radio base stations 90a, 90b, 90c, 90d,..., 90n are connected to one control base station 80 via individual optical fibers 60a to 60n.
  • the control base station 80 includes the local device 20A (FIG. 1) of the time synchronization system 10A.
  • Each of the wireless base stations 90a to 90n includes remote devices 40A1 to 40An (FIG. 1).
  • the wireless base station 90a includes the remote device 40A1
  • the wireless base station 90b includes the remote device 40A2,...
  • the wireless base station 90n includes the remote device 40An.
  • the control base station 80 includes a GPS receiver 81 as a time source for receiving radio waves from GPS (Global Positioning System) and extracting time information.
  • GPS Global Positioning System
  • the 1PPS signal P0 (FIG. 1) and the carrier signal C0 are output from the GPS receiver 81 to the local device 20A mounted on the control base station 80.
  • the pulse signal is transmitted from the control base station 80 via the optical fibers 60a to 60n, and is returned to the control base station 80 via the same optical fibers 60a to 60n after being received by each of the wireless base stations 90a to 90n.
  • time synchronization is established between the control base station 80 and each of the wireless base stations 90a to 90n.
  • the above-mentioned radio base stations 90a to 90n and mobile terminals 92 such as mobile phones and smartphones perform uplink and downlink radio communication.
  • a time-division duplex system in which wireless communication is performed using different frequencies so as to prevent interference between upstream radio waves and downstream radio waves is applied.
  • the same frequency can be used for uplink (UP) and downlink (DOWN), and communication can be performed in a time-division manner in which uplink is a first time and downlink is a second time.
  • FIG. 9 is a diagram showing a state where the terminal 92 is present in a portion 94 where cells of radio waves of the radio base station 90a and the radio base station 90n overlap (cell overlap portion) 94.
  • the throughput of the terminal device 92 is reduced due to radio wave interference or the like. Therefore, the reception power of the terminal 92 is increased by coordinating the transmission timing between the radio base stations 90a and 90n by the inter-base-station cooperative control. Time synchronization is established between the wireless base stations 90a and 90n by the time synchronization control of the control base station 80. For this reason, each of the wireless base stations 90a and 90n can transmit the radio wave at a transmission timing at which the radio wave becomes strong in the cell overlapping portion 94.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration when the terminal 92 measures the position 96 of the terminal 92 by receiving radio waves from the plurality of wireless base stations 90a to 90c. Signals are wirelessly transmitted from the plurality of wireless base stations 90a to 90c synchronized by the upper control base station 80 at the same timing, and the terminal 92 detects the arrival time of each signal and measures the position of the terminal 92. . For example, the terminal 92 receives a signal from the wireless base station 90a, receives a signal from the wireless base station 90b, and further receives a signal from the wireless base station 90c, thereby obtaining three time relations. Since the distance relationship can be determined from the distance, the position of the terminal device 92 can be measured. Since the distance relationship can be determined from the two time relationships, the position of the terminal device 92 can be measured.

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Abstract

【課題】全体の設備コストを低くする。 【解決手段】時刻同期システム１０Ａのローカル装置２０Ａは、各リモート装置４０Ａ１～４０Ａｎを個別の光ファイバ６０ａ～６０ｎで接続し、各光ファイバ６０ａ～６０ｎを巡回順序で順次切り替える経路切替部３３と、カウンタ部３１と、位相差メモリ部３０と、テーブル部３２とを備える。カウンタ部３１は、ＰＰＳ復調部２３で復調されたパルス信号Ｐ１ｄをカウントしてカウント値Ｔ１を得る。位相差メモリ部３０は、カウント値Ｔ１を経路情報として、位相検出部２２で検出した位相差φ１に対応付けて記憶し、この経路情報に対応付けられた位相差φ１を、同じ経路情報を示すカウント値Ｔ１の入力時に可変遅延部２４へ出力する。テーブル部３２は、カウント値Ｔ１の入力時に、巡回順序の次の光ファイバ６０ｎに切り替える経路切替信号Ｋを経路切替部３３へ出力して、経路切替部３３が次の光ファイバ６０ｎに切り替える。

Description

時刻同期システム及び時刻同期方法
　本発明は、移動通信システムの上位制御装置と遠隔地に点在する無線基地局間等において高精度に時刻を同期する時刻同期システム及び時刻同期方法に関する。
　現在、光ファイバを伝送する光パルスの到達タイミングを用いた時刻伝送方式としてＯＴＴ（Optical Time Transfer）がある。ＯＴＴを用いた時刻同期システムでは、温度変化による光ファイバの長さや屈折率の変化に起因する光パルスの到達タイミング（伝搬遅延）の時間変動を送受信パルスで相殺して補償することで、時刻誤差が数十ｐｓ程度の非常に高精度な時刻同期を実現している。
　図１１は従来の時刻同期システムの構成を示すブロック図である。図１１に示す時刻同期システム１０は、ローカル装置２０とリモート装置４０とを光ファイバ６０で接続して構成されている。
　ローカル装置２０は、１０ＭＨｚの搬送信号Ｃ０を、１秒毎にパルスを刻む１ＰＰＳ（One Pulse Per Second：１秒パルス）信号で変調し、光ファイバ６０を介してリモート装置４０へ送信する。なお、搬送信号Ｃ０及び１ＰＰＳ信号Ｐ０は、図示せぬ発振機から送信されてくる。
　ローカル装置２０は、ＰＰＳ変調部２１と、位相検出部２２と、ＰＰＳ復調部（復調部）２３と、可変遅延部２４，２５と、Ｅ／Ｏ（電気／光）変換部２６と、Ｏ／Ｅ（光／電気）変換部２７と、サーキュレータ２８とを備えて構成されている。
　リモート装置４０は、サーキュレータ４１と、Ｏ／Ｅ変換部４２と、Ｅ／Ｏ変換部４３と、ＰＰＳ復調部４４とを備えて構成されている。
　ローカル装置２０において、ＰＰＳ変調部２１は、１０ＭＨｚの搬送信号Ｃ０を１ＰＰＳ信号Ｐ０で変調し、この変調されたパルス信号Ｐ１を可変遅延部２４へ出力する。可変遅延部２４は、後述のようにパルス信号Ｐ１を遅延し、Ｅ／Ｏ変換部２６へ出力する。Ｅ／Ｏ変換部２６は、遅延後のパルス信号Ｐ１を光パルス信号Ｐ２に変換する。この変換された光パルス信号Ｐ２は、サーキュレータ２８を介して光ファイバ６０へ送信される。
　リモート装置４０において、サーキュレータ４１は、光ファイバ６０を伝送してきた光パルス信号Ｐ２ａをＯ／Ｅ変換部４２へ出力する。Ｏ／Ｅ変換部４２は、光パルス信号Ｐ２ａを電気のパルス信号Ｐ１ａに変換し、ＰＰＳ復調部４４とＥ／Ｏ変換部４３へ出力する。ＰＰＳ復調部４４は、パルス信号Ｐ１ａを復調して１ＰＰＳ信号Ｐ０ａと搬送信号Ｃ０ａを後段の図示せぬ通信装置へ出力する。Ｅ／Ｏ変換部４３は、パルス信号Ｐ１ａを光パルス信号Ｐ２ｂに変換する。この変換された光パルス信号Ｐ２ｂは、サーキュレータ４１を介して光ファイバ６０へ送信される。
　つまり、ローカル装置２０から光ファイバ６０を介してリモート装置４０へ送信された光パルス信号Ｐ２が、リモート装置４０から光ファイバ６０を介してローカル装置２０へ返信される。この返信される光パルス信号Ｐ２ｂは、サーキュレータ２８を介してＯ／Ｅ変換部２７で電気のパルス信号Ｐ１ｂに変換され、可変遅延部２５で後述のように遅延後、ＰＰＳ復調部２３で１ＰＰＳ信号と搬送信号Ｃ０ｂに復調され、搬送信号Ｃ０ｂのみが位相検出部２２へ出力される。
　ここで、搬送信号Ｃ０ｂは、光ファイバ６０を往復しているので、光ファイバ６０での往復伝搬遅延が生じている。
　位相検出部２２は、光ファイバ６０へ送信される搬送信号Ｃ０と、光ファイバ６０から返信されてきた搬送信号Ｃ０ｂとの位相差φ１を検出し、送受信側の可変遅延部２４，２５へ出力する。送信側の可変遅延部２４は、その位相差φ１が０（又は一定）となるように、光ファイバ６０へ送信される変調パルス信号Ｐ１を遅延し、受信側の可変遅延部２５は、位相差φ１が０となるように、光ファイバ６０から返信されてきた変調パルス信号Ｐ１ｂを遅延する。なお、０とは略０も含む。
　この遅延によって、ローカル装置２０から送信され、リモート装置４０で返信される光ファイバ６０を往復する光パルス信号Ｐ２の位相差が０となるので、ローカル装置２０とリモート装置４０間での時刻伝送において時刻同期を取ることができる。この種の時刻同期システムとして非特許文献１に記載の技術がある。
L.Sliwczynski,et al.,"Fiber-Optic Time Transfer for UTC-Traceable Synchronization for Telecom Networks"IEEE Comm. Standards Mag.,vol.1,no.1,pp. 66-73,2017.
　しかし、上述した時刻同期システム１０においては、ローカル装置２０から複数地点のリモート装置４０へ時刻伝送を行う場合、図１２に示すように、複数地点のリモート装置４０に１対１でローカル装置２０を光ファイバ６０で接続し、分配装置６２で１ＰＰＳ信号及び搬送信号の組を各ローカル装置２０へ分配し、光ファイバ６０を介して複数のリモート装置４０へ送信する必要がある。このため、ローカル装置２０がリモート装置４０と同数必要となるので、時刻同期システム１０全体の設備コストが大幅に高くなる問題があった。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、全体の設備コストを低くすることができる時刻同期システム及び時刻同期方法を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、搬送信号を一定間隔のパルス信号で変調後に光パルス信号に変換して光ファイバによる経路へ送信するローカル装置と、当該経路から光パルス信号を受信後に同経路を介して前記ローカル装置へ返信するリモート装置とを有し、前記ローカル装置は、前記返信された光パルス信号を電気変換後に復調部で復調した搬送信号と、前記変調前の搬送信号との位相差を位相検出部で検出した位相差が０又は一定となるように、送信するパルス信号を可変遅延部で遅延させてローカル装置とリモート装置間の時刻同期を取る時刻同期システムであって、前記ローカル装置は、複数の前記リモート装置を個別の光ファイバによる経路で接続し、この接続された各経路を予め定められた巡回順序で順次切り替える経路切替部と、前記復調部で復調されたパルス信号をカウントしてカウント値を出力するカウンタ部と、前記カウント値を経路情報として、前記位相検出部で検出された位相差に対応付けて記憶し、この記憶された経路情報に対応付けられた位相差を、同じ経路情報を示す前記カウント値の入力時に前記可変遅延部へ出力する位相差メモリ部と、前記カウント値の入力時に、前記巡回順序の次の経路に切り替える経路切替信号を前記経路切替部へ出力するスイッチングテーブル部とを備えることを特徴とする時刻同期システムである。
　請求項４に係る発明は、所定周波数の搬送信号を一定間隔のパルス信号で変調後に光パルス信号に変換して光ファイバによる経路へ送信するローカル装置と、当該経路から光パルス信号を受信後に同経路を介して前記ローカル装置へ返信するリモート装置とを有し、前記ローカル装置は、前記返信された光パルス信号を電気変換後に復調部で復調した搬送信号と、前記変調前の搬送信号との位相差を位相検出部で検出した位相差が０又は一定となるように、送信するパルス信号を可変遅延部で遅延させてローカル装置とリモート装置間の時刻同期を取る時刻同期システムの時刻同期方法であって、前記ローカル装置は、複数の前記リモート装置を個別の光ファイバによる経路で接続し、この接続された各経路を予め定められた巡回順序で順次切り替えるステップと、前記復調部で復調されたパルス信号をカウントしてカウント値を出力するステップと、前記カウント値を経路情報として、前記位相検出部で検出された位相差に対応付けて記憶し、この記憶された経路情報に対応付けられた位相差を、同じ経路情報を示す前記カウント値の入力時に前記可変遅延部へ出力するステップと、前記カウント値の入力時に、前記巡回順序の次の経路に切り替えるステップとを実行することを特徴とする時刻同期方法である。
　この構成によれば、例えば第１経路で返信されたパルス信号のカウント値を経路情報として、位相差に対応付けて記憶する。この際、そのカウント値により、巡回順序の次の第２経路に切り替える経路切替信号が経路切替部へ出力され、経路切替部で第２経路に切り替えられる。このような経路切り替えが順次行われ、再度、第１経路に切り替わった際に、前回記憶された第１経路の位相差に応じて、送信パルス信が遅延され、今回検出された位相差が０又は一定値に近づく。この処理を複数回実行することにより、位相検出部で検出される位相差が０又は一定となり、ローカル装置と全リモート装置間の時刻同期を取ることができる。
　この時刻同期を、１つのローカル装置に、個別の経路で複数のリモート装置を接続して行えるので、従来のように複数のリモート装置と同数のローカル装置を用いることが不要となる。このため、時刻同期システム全体の設備コストを低くすることができる。
　請求項２に係る発明は、搬送信号を一定間隔のパルス信号で変調後に光パルス信号に変換して光ファイバによる経路へ送信するローカル装置と、当該経路から光パルス信号を受信後に同経路を介して前記ローカル装置へ返信するリモート装置とを有し、前記ローカル装置は、前記返信された光パルス信号を電気変換後に復調部で復調した搬送信号と、前記変調前の搬送信号との位相差を位相検出部で検出した位相差が０又は一定となるように、送信するパルス信号を可変遅延部で遅延させてローカル装置とリモート装置間の時刻同期を取る時刻同期システムであって、前記ローカル装置は、複数の前記リモート装置を個別の光ファイバによる経路で接続し、この接続された各経路を介して全てのリモート装置へ、前記光パルス信号を分配して送信する分配部と、前記経路からの光パルス信号が電気変換されたパルス信号をカウントしてカウント値を出力するカウンタ部と、前記カウント値を経路情報として、前記位相検出部で検出された位相差に対応付けて記憶し、この記憶された経路情報に対応付けられた位相差を、同じ経路情報を示す前記カウント値の入力時に前記可変遅延部へ出力する位相差メモリ部とを備え、前記リモート装置は、前記経路から光パルス信号を受信後に電気変換したパルス信号を復調して前記搬送信号を得る第２復調部と、前記復調されたパルス信号をカウントしてカウント値を出力する第２カウンタ部と、自リモート装置が受信するパルス信号の配列順番であるパルス番号を記憶し、記憶されたパルス番号と同じ数のカウント値が前記第２カウンタ部から入力された際に、開指示信号を出力するスイッチングテーブル部と、通常閉状態であり、前記開指示信号が入力された際に一定時間開状態となって前記電気変換後のパルス信号を通過させる開閉スイッチとを備え、前記開閉スイッチを通過したパルス信号を、前記ローカル装置からの送信時と同経路を介して当該ローカル装置へ返信することを特徴とする時刻同期システムである。
　請求項５に係る発明は、搬送信号を一定間隔のパルス信号で変調後に光パルス信号に変換して光ファイバによる経路へ送信するローカル装置と、当該経路から光パルス信号を受信後に同経路を介して前記ローカル装置へ返信するリモート装置とを有し、前記ローカル装置は、前記返信された光パルス信号を電気変換後に復調部で復調した搬送信号と、前記変調前の搬送信号との位相差を位相検出部で検出した位相差が０又は一定となるように、送信するパルス信号を可変遅延部で遅延させてローカル装置とリモート装置間の時刻同期を取る時刻同期システムの時刻同期方法であって、前記ローカル装置は、複数の前記リモート装置を個別の光ファイバによる経路で接続し、この接続された各経路を介して全てのリモート装置へ、前記光パルス信号を同時に送信するステップと、前記復調部で復調されたパルス信号をカウントしてカウント値を出力するステップと、前記カウント値を経路情報として、前記位相検出部で検出された位相差に対応付けて記憶し、この記憶された経路情報に対応付けられた位相差を、同じ経路情報を示す前記カウント値の入力時に前記可変遅延部へ出力するステップとを実行し、前記リモート装置は、前記経路から光パルス信号を受信後に電気変換したパルス信号を復調して前記搬送信号を得るステップと、前記経路からの光パルス信号が電気変換されたパルス信号をカウントしてカウント値を出力するステップと、自リモート装置が受信するパルス信号の配列順番であるパルス番号を記憶し、記憶されたパルス番号と同じ数のカウント値が入力された際に、開指示信号を出力するステップと、通常閉状態であり、前記開指示信号が入力された際に一定時間開状態となって前記電気変換後のパルス信号を開閉スイッチを通過させるステップと、前記通過したパルス信号を、前記ローカル装置からの送信時と同経路を介して当該ローカル装置へ返信するステップとを実行することを特徴とすることを特徴とする時刻同期方法である。
　この構成によれば、リモート装置において、受信パルス信号のカウント値がテーブル部に記憶されたパルス番号と同じ場合にのみ、開指示信号で開となった開閉スイッチを受信パルス信号が通過してローカル装置へ返信される。この際、他のリモート装置では上記カウント値と同じパルス番号がテーブル部に記憶されていないので上記返信は行われない。つまり、１つのパルス信号の全リモート装置への送信時に、そのパルス信号に対応したリモート装置のみでパルス信号の返信が行われる。
　ローカル装置では次の動作が行われる。例えば全経路へパルス信号が送信され、第１リモート装置のみからパルス信号が第１経路を介してローカル装置へ返信されたとする。ローカル装置は、返信されたパルス信号のカウント値を経路情報として、位相差に対応付けて位相差メモリ部に記憶する。この後、再度、第１リモート装置から第１経路を介してパルス信号が返信された場合、前回記憶された第１経路の位相差に応じて、送信パルス信号が遅延され、今回検出された位相差が０又は一定値に近づく。この処理を複数回実行することにより、位相検出部で検出される位相差が０又は一定となり、ローカル装置と全リモート装置間の時刻同期を取ることができる。
　この時刻同期を、１つのローカル装置に、個別の経路で複数のリモート装置を接続して行えるので、従来のように複数のリモート装置と同数のローカル装置を用いることが不要となる。このため、時刻同期システム全体の設備コストを低くすることができる。
　請求項３に係る発明は、前記搬送信号を変調する前記パルス信号の周波数を逓倍する逓倍部を、前記ローカル装置に更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の時刻同期システムである。
　この構成によれば、パルス信号を遅延するタイミングは、遅延のための位相差を求めた今回の次の経路切替において反映される。ここで経路である光ファイバの温度変化による長さや屈折率の変動は、時間経過で変わる。このため、パルス信号の周波数が低ければ、経路を切り替えて次に自経路となるまでに時間が掛かり、光ファイバの長さや屈折率の変動が前回と変わってしまう。そこで、本発明のように、パルス信号の周波数を逓倍して高くすれば、各経路の切り替え時間が短くなるので、短時間で自経路に切り替わるようになる。これによって、送信されるパルス信号を位相差が０又は一定となるように遅延する際の効果をより適正に反映させることができる。
　本発明によれば、全体の設備コストを低くする時刻同期システム及び時刻同期方法を提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る時刻同期システムの構成を示すブロック図である。 第１実施形態の時刻同期システムにおいてローカル装置と３つのリモート装置とが光ファイバで接続された構成を示すブロック図である。 第１実施形態の時刻同期システムの動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態に係る時刻同期システムの構成を示すブロック図である。 第２実施形態の時刻同期システムにおいてローカル装置と３つのリモート装置とが光ファイバで接続された構成を示すブロック図である。 第１実施形態の時刻同期システムの動作を説明するためのタイミングチャートである。 第１実施形態の時刻同期システムを適用した移動通信システムの構成を示す図である。 上記移動通信システムにおいて、無線基地局とモバイルの端末機との上り下り無線通信を示す図である。 上記移動通信システムにおいて、端末機が複数の無線基地局のセル重複部分に存在する状態を示す図である。 上記移動通信システムにおいて、複数の無線基地局からの電波受信により端末機が自端末機の位置を測位する際の構成を示す図である。 従来の時刻同期システムの構成を示すブロック図である。 従来の時刻同期システムにおいて複数のリモート装置毎に光ファイバでローカル装置が接続された構成を示すブロック図である。
　以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書の全図において機能が対応する構成部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
＜第１実施形態の構成＞
　図１は、本発明の第１実施形態に係る時刻同期システムの構成を示すブロック図である。
　図１に示す時刻同期システム１０Ａが、従来の時刻同期システム１０（図１１）と異なる点は、１つのローカル装置２０Ａに複数のリモート装置４０Ａ１～４０Ａｎを光ファイバ６０ａ～６０ｎで接続して送受信間で時刻同期可能としたことにある。ローカル装置２０Ａは、従来のローカル装置２０（図１１）の構成要素に加え、逓倍部２９と、位相差メモリ部３０と、パルスカウンタ部３１と、スイッチングテーブル部３２と、経路切替部３３とを備えている。
　ローカル装置２０Ａのサーキュレータ２８に接続された経路切替部３３には、個別の光ファイバ６０ａ～６０ｎを介して同一構成の複数のリモート装置４０Ａ１～Ａ１ｎが接続されている。各リモート装置４０Ａ１～４０Ａｎは、前述したリモート装置４０（図１１）と同一構成である。
　経路切替部３３は、経路としての光ファイバ６０ａ～６０ｎを順次切り替えて、ローカル装置２０Ａを順次異なるリモート装置４０Ａ１～４０Ａｎに接続する。この際、経路切替部３３は、後述のスイッチングテーブル部（テーブル部ともいう）３２から出力される経路切替信号Ｋに応じて経路を切り替える。また、経路切替部３３は、光ファイバ６０ａ～６０ｎから光パルス信号Ｐ２ｂが返信されてきた際は、サーキュレータ２８へ出力するようになっている。
　逓倍部２９は、入力される１ＰＰＳ信号Ｐ０の周波数を逓倍し、この逓倍パルス信号Ｐ１ｃをＰＰＳ変調部２１へ出力する。例えば、逓倍部２９は、１ＰＰＳ信号Ｐ０の１Ｈｚの周波数を１０Ｈｚ秒に逓倍する。
　パルスカウンタ部（カウンタ部ともいう）３１は、ＰＰＳ復調部２３で復調された１０ＭＨｚの搬送信号Ｃ０ｂに応じてカウント動作を行い、同復調されたパルス信号Ｐ１ｄをカウントし、このカウント値Ｔ１を位相差メモリ部３０及びテーブル部３２へ出力する。つまり、カウンタ部３１は、経路切替部３３で切り替えられる経路毎（光ファイバ６０ａ～６０ｎ毎）に返信されてくるパルス信号Ｐ１ｄをカウントし、経路毎にカウント値Ｔ１を得る。
　位相差メモリ部３０は、経路毎のカウント値Ｔ１と、経路毎に位相検出部２２で検出された位相差φ１とを対応付けて記憶する。例えば、図２に示すように、３つのリモート装置４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ａ３に繋がった３つの経路としての光ファイバ６０ａ～６０ｃがあるとする。
　この場合、カウント値Ｔ１＝「１」は第１光ファイバ６０ａを示し、「２」は第２光ファイバ６０ｂ、「３」は第３光ファイバ６０ｃを示し、この次の「４」は第１光ファイバ６０ａ、「５」は第２光ファイバ６０ｂ、「６」は第３光ファイバ６０ｃのように、３カウント毎に同じ経路を示す。つまり、カウント値Ｔ１が、経路固有の経路情報となる。例えば、第１光ファイバ６０ａのカウント値Ｔ１は、「１」、「４」、「７」のように、「１」から３ずつ増える数値（第１経路６０ａの経路情報）となり、この各数値に、このカウント時に検知される位相差φ１が対応付けられる。
　位相差メモリ部３０は、経路切替部３３で経路（例えば第１光ファイバ６０ａ）が切り替えられた際に、切替経路と同じ前回記憶された第１光ファイバ６０ａを示すカウント値Ｔ１に対応付けられた位相差φ１を、送受信側及び可変遅延部２４，２５へ出力する。これによって、第１光ファイバ６０ａへ送信されるパルス信号Ｐ１が、送信側の可変遅延部２４で位相差φ１に応じて遅延される。これによってパルス信号Ｐ１の送信タイミングが調整される。一方、第１光ファイバ６０ａから返信されてきたパルス信号Ｐ１ｂが、受信側の可変遅延部２５で位相差φ１に応じて遅延される。
　この遅延は、位相検出部２２から出力される位相差φ１が０（又は一定）となるように、３カウント毎に順次繰り返して行われる。例えば、第１光ファイバ６０ａに係るパルス信号Ｐ１の遅延であれば、カウント値Ｔ１が「１」、「４」、「７」のように３カウント毎に行われる。
　但し、送信側の可変遅延部２４のみで位相差φ１に応じて、第１光ファイバ６０ａへ送信されるパルス信号Ｐ１を遅延して送信タイミングを調整してもよい。
　上記遅延の結果、ローカル装置２０Ａから第１光ファイバ６０ａを介して送信され、リモート装置４０Ａ１で受信される光パルス信号Ｐ２の位相差が０（又は一定）となるので、ローカル装置２０Ａとリモート装置４０Ａ１間で時刻同期を取ることが可能となる。
　テーブル部３２は、経路毎のカウント値Ｔ１に経路切替信号Ｋが対応付けられている。例えば上述した３経路の場合、第１光ファイバ６０ａを示すカウント値「１」、「４」、「７」、…には、第２光ファイバ６０ｂへの切替を示す経路切替信号Ｋ２が対応付けられており、カウント値Ｔ１が例えば「１」となった際に経路切替信号Ｋ２が経路切替部３３へ出力される。これにより経路切替部３３が第２光ファイバ６０ｂに切り替えを行うようになっている。
　同様に、テーブル部３２において、第２光ファイバ６０ｂを示すカウント値「２」、「５」、「８」、…に、第３光ファイバ６０ｃへの切替を示す経路切替信号Ｋ３が対応付けられており、カウント値Ｔ１が例えば「２」となった際に経路切替信号Ｋ３が経路切替部３３へ出力され、第３光ファイバ６０ｃに切り替えが行われるようになっている。
　テーブル部３２において、第３光ファイバ６０ｃを示すカウント値「３」、「６」、「９」、…に、第１光ファイバ６０ａへの切替を示す経路切替信号Ｋ１が対応付けられており、カウント値Ｔ１が例えば「３」となった際に経路切替信号Ｋ１が経路切替部３３へ出力され、第１光ファイバ６０ａに切り替えが行われるようになっている。
　この他の例として、テーブル部３２に、カウンタ部３１からカウント値Ｔ１が入力される度に、予め定められた切替順番において次の経路に切り替える経路切替信号Ｋを送信するようにしてもよい。
＜第１実施形態の動作＞
　次に、第１実施形態に係る時刻同期システム１０Ａの動作を、図３のタイミングチャートを参照して説明する。但し、図２に示すローカル装置２０Ａと各リモート装置４０Ａ１～４０Ａ３間の送受信に係るパルス信号を、単にパルスと称す。ローカル装置２０Ａからは、パルスが第１光ファイバ６０ａ、第２光ファイバ６０ｂ、第３光ファイバ６０ｃの巡回順序で送信されるとする。
　図３（ｂ）に示すパルス波形の立ち上り時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７の間隔は、位相検出部２２の位相差検出を行う際のリファレンス時刻の間隔ｔａである。この時間間隔ｔａは、１ＰＰＳ信号Ｐ０のパルス間隔と同じ１秒間隔であるとする。但し、時間間隔ｔａは、逓倍部２９（図１）での１ＰＰＳ信号Ｐ０の逓倍動作により可変できるようになっている。
　図３（ａ）に示す時刻ｔ１において、ローカル装置２０Ａが１つ目のパルス１を第１光ファイバ６０ａを介して第１リモート装置４０Ａ１へ送信したとする。この１つ目の送信パルス１が第１リモート装置４０Ａ１で受信（図２参照）後に返信され、第１光ファイバ６０ａを介してローカル装置２０Ａにおいて図３（ｃ）に示す時刻ｔ２で受信されたとする。この受信時刻ｔ２は、送信時刻ｔ１から第１光ファイバ６０ａの往復伝搬遅延時間ｔｂ１だけ遅延した時刻となっている。
　但し、往復伝搬遅延時間ｔｂ１は、一定でなく、第１光ファイバ６０ａの光ファイバの温度変化による長さや屈折率の変化に起因する伝搬遅延時間に応じて変化する。また、往復伝搬遅延時間ｔｂ１は、第１光ファイバ６０ａの長さが１０ｋｍの場合、１×１０－４秒程度となる。
　返信パルス１を受信後に、位相検出部２２（図１）で検出される、リファレンス時刻の搬送信号Ｃ０と、返信パルス１から復調された搬送信号Ｃ０ｂとの位相差φ１は、往復伝搬遅延時間ｔｂ１に応じて変化している。
　この変化が０（又は一定）となるように、位相差φ１に応じて、送信側の可変遅延部２４で送信パルス１を遅延させると共に、受信側の可変遅延部２５で返信パルス１を遅延させる。この遅延は、例えば第１光ファイバ６０ａに係るパルス１であれば、２つ目のパルス１の送信及び返信時に次のようになる。即ち、図３（ｃ）に示す時刻ｔ７からｔ８間の時間ｔｃが、送受信側の可変遅延部２４，２５による遅延時間となる。但し、送信側の可変遅延部２４のみで、位相差φ１に応じてパルス１を遅延時間ｔｃ遅延してもよい。
　１つ目のパルス１の送信で得られる位相差φ１は、カウンタ部３１での１つ目のカウント値Ｔ１＝「１」に対応付けられて位相差メモリ部３０に記憶される。そのカウント値「１」は、テーブル部３２にも入力される。この入力時にテーブル部３２が、予め定められた巡回順序の次の第２光ファイバ６０ｂに切り替える経路切替信号Ｋ２を経路切替部３３に送信する。これによって、経路切替部３３が第２光ファイバ６０ｂに切り替えを行い、ローカル装置２０Ａが第２光ファイバ６０ｂを介して第２リモート装置４０Ａ２に接続される。
　この切替後、ローカル装置２０Ａは、時刻ｔ３において、２つ目のパルス２を第２光ファイバ６０ｂへ送信する。第２光ファイバ６０ｂに係る１つ目の送信パルス２は、第２リモート装置４０Ａ２で受信（図２参照）後に第２光ファイバ６０ｂを介して返信され、ローカル装置２０Ａにおいて時刻ｔ４で受信される。この受信時刻ｔ４は、送信時刻ｔ３から第２光ファイバ６０ｂの往復伝搬遅延時間ｔｂ２分、遅延した時刻となっている。
　また、時刻ｔ４で受信された返信パルス２が復調後にカウンタ部３１でカウントされて得られるカウント値Ｔ１＝「２」は、位相差メモリ部３０及びテーブル部３２へ入力される。位相差メモリ部３０は、そのカウント値「２」と、位相検出部２２からの位相差φ１とを対応付けて記憶する。テーブル部３２は、カウント値「２」の入力に応じて、巡回順序の次の順番の第３光ファイバ６０ｃに切り替える経路切替信号Ｋ３を経路切替部３３に送信する。これによって、経路切替部３３が、ローカル装置２０Ａを第３光ファイバ６０ｃを介して第３リモート装置４０Ａ３に接続する。
　この切替後、ローカル装置２０Ａは、時刻ｔ５において、３つ目のパルス３を第３光ファイバ６０ｃへ送信する。第３光ファイバ６０ｃに係る１つ目の送信パルス３は、第３リモート装置４０Ａ３で受信（図２参照）後に第３光ファイバ６０ｃを介して返信され、ローカル装置２０Ａにおいて時刻ｔ６で受信される。この受信時刻ｔ６は、送信時刻ｔ５から第３光ファイバ６０ｃの往復伝搬遅延時間ｔｂ３分、遅延した時刻となっている。
　また、時刻ｔ６で受信された返信パルス３が復調後にカウントされて得られるカウント値Ｔ１＝「３」は、位相差メモリ部３０及びテーブル部３２へ入力される。位相差メモリ部３０は、そのカウント値「３」と位相差φ１とを対応付けて記憶する。テーブル部３２は、カウント値「３」の入力に応じて、巡回順序の次の順番の第１光ファイバ６０ａに切り替える経路切替信号Ｋ１を経路切替部３３に送信する。これによって、経路切替部３３が、ローカル装置２０Ａを第１光ファイバ６０ａを介して第１リモート装置４０Ａ１に接続する。
　次に、ローカル装置２０Ａは、時刻ｔ８において、４つ目のパルス４を第１光ファイバ６０ａを介して第１リモート装置４０Ａ１へ、次のように送信する。即ち、４つ目の送信では、テーブル部３２に記憶された１つ目のカウント値「１」に対応付けられた位相差φ１が、送受信側の可変遅延部２４，２５へ出力される。送信側の可変遅延部２４は、送信パルス４を位相差φ１に応じて、本来の送信時刻であるリファレンス時刻ｔ７から時間ｔｃだけ遅延させる。この遅延により調整された時刻ｔ８において、送信パルス４が第１光ファイバ６０ａへ送信される。
　なお、本来の送信時刻ｔ７を時刻ｔ８に調整する送信タイミングの調整範囲は、第１光ファイバ６０ａの長さが１０ｋｍの場合、１×１０－８秒程度となる。
　第１光ファイバ６０ａに係る４つ目の送信パルス４は、第１リモート装置４０Ａ１で受信（図２参照）後に第１光ファイバ６０ａを介して返信され、ローカル装置２０Ａにおいて、その返信パルス４が時刻ｔ９で受信される。この受信時刻ｔ９は、本来の送信時刻ｔ７から、第１光ファイバ６０ａの往復伝搬遅延時間ｔｂ１を上記送信時遅延時間ｔｃで調整した時間ｔｄだけ遅延した時刻となっている。この調整が継続して行われることで上記位相差φ１が０又は一定となり、ローカル装置２０Ａと第１リモート装置４０Ａ１とが時刻同期する。これは、他のリモート装置４０Ａ２，４０Ａ３においても同様である。
　また、時刻ｔ９で受信された返信パルス２が復調後にカウントされて得られるカウント値Ｔ１＝「４」は、位相差メモリ部３０及びテーブル部３２へ入力される。位相差メモリ部３０は、第１光ファイバ６０ａを示すカウント値「４」と位相差φ１とを対応付けて記憶する。テーブル部３２は、カウント値「４」の入力に応じて、巡回順序の次の順番の第２経路６０ｂに切り替える経路切替信号Ｋ２を出力し、これに応じて、経路切替部３３が第２光ファイバ６０ｂに切り替える。以降同様の動作が行われる。
＜第１実施形態の効果＞
　第１実施形態に係る時刻同期システム１０Ａの効果について説明する。この時刻同期システム１０Ａは、所定周波数の搬送信号Ｃ０を１ＰＰＳ信号Ｐ０で変調後に光パルス信号Ｐ２に変換して光ファイバ６０へ送信するローカル装置２０Ａと、光ファイバ６０から光パルス信号Ｐ２を受信後に同光ファイバ６０を介してローカル装置２０Ａへ返信するリモート装置４０Ａとを有する。ローカル装置２０Ａは、返信された光パルス信号Ｐ２を電気変換後にＰＰＳ復調部２３で復調した搬送信号Ｃ０ｂと、変調前の搬送信号Ｃ０との位相差φ１を位相検出部２２で検出した位相差φ１が０又は一定となるように、送信するパルス信号Ｐ１を可変遅延部で遅延させてローカル装置２０Ａとリモート装置４０Ａ１～４０Ａｎ間の時刻同期を取る。時刻同期システム１０Ａを次の特徴構成とした。
　（１）ローカル装置２０Ａは、複数のリモート装置４０Ａ１～４０Ａｎを個別の光ファイバ６０ａ～６０ｎで接続し、この接続された各光ファイバ６０ａ～６０ｎを予め定められた巡回順序で順次切り替える経路切替部３３を備え、更に、カウンタ部３１と、位相差メモリ部３０と、テーブル部３２とを備える構成とした。
　カウンタ部３１は、ＰＰＳ復調部２３で復調されたパルス信号Ｐ１ｄをカウントしてカウント値Ｔ１を出力する。位相差メモリ部３０は、カウント値Ｔ１を経路情報として、位相検出部２２で検出した位相差φ１に対応付けて記憶し、この記憶された経路情報に対応付けられた位相差φ１を、同じ経路情報を示すカウント値Ｔ１の入力時に可変遅延部２４へ出力する。テーブル部３２は、カウント値Ｔ１の入力時に、巡回順序の次の光ファイバ（例えば光ファイバ６０ｂ）に切り替える経路切替信号Ｋを経路切替部３３へ出力する。経路切替部３３は、その経路切替信号Ｋに応じて光ファイバ６０ｂに切り替える。
　この構成によれば、例えば第１光ファイバ６０ａで返信されたパルス信号Ｐ１ｄのカウント値Ｔ１を経路情報として、位相差φ１に対応付けて位相差メモリ部３０に記憶する。この際、そのカウント値Ｔ１により、巡回順序の次の第２光ファイバ６０に切り替える経路切替信号Ｋが経路切替部３３へ出力され、経路切替部３３で第２光ファイバ６０ｂに切り替えられる。このような経路切り替えが順次行われ、再度、第１光ファイバ６０ａに切り替わった際に、前回記憶された第１光ファイバ６０の位相差φ１に応じて、送信パルス信号Ｐ１が遅延され、今回検出された位相差φ１が０又は一定値に近づく。この処理を複数回実行することにより、位相検出部２２で検出される位相差φ１が０又は一定となり、ローカル装置２０Ａとリモート装置４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ａ３間の時刻同期を取ることができる。
　この時刻同期を、１つのローカル装置２０Ａに、個別の光ファイバ６０で複数のリモート装置４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ａ３を接続して行えるので、従来のように複数のリモート装置４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ａ３と同数のローカル装置２０Ａを用いることが不要となる。このため、時刻同期システム全体の設備コストを低くすることができる。
　（２）搬送信号Ｃ０を変調する１ＰＰＳ信号Ｐ０の周波数を逓倍する逓倍部２９を更に備える構成とした。
　この構成によれば、パルス信号Ｐ１を遅延するタイミングは、遅延のための位相差φ１を求めた今回の次の経路切替において反映される。ここで経路である光ファイバ６０の温度変化による長さや屈折率の変動は、時間経過で変わる。このため、パルス信号Ｐ１の周波数が低ければ、光ファイバ６０を切り替えて次に自経路である光ファイバ６０となるまでに時間が掛かり、光ファイバ６０の長さや屈折率の変動が前回と変わってしまう。そこで、本実施形態のように、１ＰＰＳ信号Ｐ０の周波数を逓倍して高くすれば、各光ファイバ６０ａ～６０ｎの切り替え時間が短くなるので、短時間で自経路に切り替わるようになる。これによって、送信されるパルス信号を位相差φ１が０又は一定となるように遅延する際の効果をより適正に反映させることができる。
＜第２実施形態の構成＞
　図４は、本発明の第２実施形態に係る時刻同期システムの構成を示すブロック図である。
　図４に示す時刻同期システム１０Ｂは、第１実施形態の時刻同期システム１０Ａ（図１）と同様に、１つのローカル装置２０Ｂに複数のリモート装置４０Ｂ１～４０Ｂｎを、光ファイバ６０ａ～６０ｎで接続して送受信間で時刻同期可能となっている。
　時刻同期システム１０Ｂは、従来のローカル装置２０（図１１）の構成要素に加え、逓倍部２９と、位相差メモリ部３０と、パルスカウンタ部３１と、分配部３４とを備える。また、リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂｎは、従来のローカル装置２０（図１１）の構成要素に加え、パルスカウンタ部４５と、スイッチングテーブル部４６と、開閉スイッチ４７とを備える。
　ローカル装置２０Ｂのサーキュレータ２８に接続された分配部３４には、個別の光ファイバ６０ａ～６０ｎを介して同一構成の複数のリモート装置４０Ｂ１～４０Ｂ１ｎが接続されている。分配部３４は、光パルス信号Ｐ２を、全ての光ファイバ６０ａ～６０ｎを介して全てのリモート装置４０Ａ１～４０Ａｎへ次のように送信する。即ち、光パルス信号Ｐ２としての１秒間隔のパルス１が同時に全リモート装置４０Ａ１～４０Ａｎへ送信され、次にパルス２が同時に、次にパルス３が同時に全リモート装置４０Ａ１～４０Ａｎへ送信されるといったように、順次パルスが同時に送信される。
　各リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂ１ｎは同一構成なのでリモート装置４０Ｂ１を代表して構成を説明する。
　ＰＰＳ復調部４４は、Ｏ／Ｅ変換部４２で電気変換されたパルス信号Ｐ１ａを復調して、１ＰＰＳ信号Ｐ０ａと１０ＭＨｚの搬送信号Ｃ０ａを後段の通信装置（図示せず）へ送信し、また、搬送信号Ｃ０ａをカウンタ部４５へ出力する。
　カウンタ部４５は、上記復調された搬送信号Ｃ０ａに応じてカウント動作を行い、Ｏ／Ｅ変換部４２で電気信号に変換されたパルス信号Ｐ１ａをカウントし、このカウント値Ｔ２をテーブル部４６へ出力する。
　テーブル部４６は、自リモート装置４０Ｂ１が受信するパルス信号の配列順番である番号（パルス番号という）を記憶しており、この記憶されたパルス番号と同じ数のカウント値Ｔ２が入力された際に、開指示信号Ｊを開閉スイッチ４７に出力する。
　例えば、図５に示すように、ローカル装置２０Ｂに第１～第３リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂ３が光ファイバ６０ａ～６０ｃで接続されているとする。この場合、第１リモート装置４０Ｂ１のテーブル部４６は、自リモート装置４０Ｂ１が受信するパルス信号の配列順番である例えば「１」から３ずつ増加するパルス番号「１」、「４」、「７」、…を記憶する。
　第２リモート装置４０Ｂ２のテーブル部４６は、自リモート装置４０Ｂ２が受信するパルス信号の配列順番である例えば「２」から３ずつ増加するパルス番号「２」、「５」、「８」、…を記憶する。第３リモート装置４０Ｂ３のテーブル部４６は、自リモート装置４０Ｂ３が受信するパルス信号の配列順番である例えば「３」から３ずつ増加するパルス番号「３」、「６」、「９」、…を記憶する。なお、このパルス番号の記憶は初期番号のみを記憶し、初期番号のカウント値Ｔ２が入力される都度、パルス番号を３増加して記憶する等のようにしてもよい。
　開閉スイッチ４７は、通常閉状態となっており、開指示信号Ｊが入力された際に、一定時間開状態となってパルス信号Ｐ１ａをＥ／Ｏ変換部４３へ通過させて出力する。つまり、開閉スイッチ４７が開となった際に、ローカル装置２０Ｂから受信されたパルス信号Ｐ１ａが、Ｅ／Ｏ変換部４３で光信号に変換後、光ファイバ６０ａを介してローカル装置２０Ｂへ返信される。この返信された光パルス信号Ｐ２ｂは、分配部３４からサーキュレータ２８へ出力されるようになっている。
＜第２実施形態の動作＞
　次に、第２実施形態に係る時刻同期システム１０Ｂの動作を、図６のタイミングチャートを参照して説明する。但し、図５に示すローカル装置２０Ｂと各リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂ３間の送受信に係るパルス信号を、単にパルスと称す。
　図６（ｂ）に示すパルス波形の立ち上り時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７の間隔は、位相検出部２２（図４）の位相差検出を行う際のリファレンス時刻の間隔ｔａである。この時間間隔ｔａは、１ＰＰＳ信号Ｐ０のパルス間隔と同じ１秒間隔であるとする。但し、時間間隔ｔａは、逓倍部２９（図１）での１ＰＰＳ信号Ｐ０の逓倍動作により可変できるようになっている。
　図６（ａ）に示す時刻ｔ１において、ローカル装置２０Ｂが１つ目のパルス１を全ての光ファイバ６０ａ～６０ｃを介して、第１、第２、第３の全リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂ３へ送信したとする。
　この１つ目の送信パルス１が全リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂ３で受信されて、次の処理が行われる。即ち、第１リモート装置４０Ｂ１では、受信されたパルス１（図５参照）が電気信号に変換後、カウンタ部４５でカウントされる。このカウント値Ｔ２＝「１」が入力されたテーブル部４６は、自リモート装置４０Ｂ１が受信するパルス番号「１」と同じなので、開指示信号Ｊを開閉スイッチ４７に出力する。
　この出力によって、閉状態となった開閉スイッチ４７が一定時間開状態となってパルス信号Ｐ１ａを通過させてＥ／Ｏ変換部４３へ出力する。Ｅ／Ｏ変換部４３ではパルス１を光信号に変換後、光ファイバ６０ａを介してローカル装置２０Ｂへ返信する。
　一方、他のリモート装置４０Ｂ２，４０Ｂ３では、パルス１のカウント値「１」と同じパルス番号がテーブル部４６に記憶されていないので、パルス１は開閉スイッチ４７を通過できず、パルス１の返信が行われない。
　第１リモート装置４０Ｂ１から第１光ファイバ６０ａを介して返信されたパルス１が、ローカル装置２０Ｂにおいて図６（ｃ）に示す時刻ｔ２で受信されたとする。この受信時刻ｔ２は、送信時刻ｔ１から第１光ファイバ６０ａの往復伝搬遅延時間ｔｂ１だけ遅延した時刻となっている。このため、返信パルス１の受信後に位相検出部２２（図４）で検出された位相差φ１は、往復伝搬遅延時間ｔｂ１に応じて変化している。
　１つ目のパルス１の送信で得られる位相差φ１は、カウンタ部３１での１つ目のカウント値Ｔ１＝「１」に対応付けられて位相差メモリ部３０に記憶される。
　次に、図６（ａ）に示す時刻ｔ３において、ローカル装置２０Ｂから２つ目のパルス２が全光ファイバ６０ａ～６０ｃを介して全リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂ３へ送信されたとする。
　この２つ目のパルス２を受信した第１及び第３リモート装置４０Ｂ１，４０Ｂ３では、パルス１のカウント値「２」と同じパルス番号がテーブル部４６に記憶されていないので、パルス２の返信は行われない。
　一方、第２リモート装置４０Ｂ２では、受信されたパルス２（図５参照）のカウント値「２」が、テーブル部４６に記憶されたパルス番号「２」と同じなので、開指示信号Ｊが開閉スイッチ４７へ出力される。この出力によって、パルス２が、開閉スイッチ４７を通過してＥ／Ｏ変換部４３で光信号に変換後、光ファイバ６０ｂを介してローカル装置２０Ｂへ返信される。
　この返信されたパルス２が、ローカル装置２０Ｂで図６（ｃ）に示す時刻ｔ４で受信される。この受信時刻ｔ４は、送信時刻ｔ３から第２光ファイバ６０ｂの往復伝搬遅延時間ｔｂ２だけ遅延した時刻となっている。このため、返信パルス２の受信後に位相検出部２２で検出された位相差φ１は、往復伝搬遅延時間ｔｂ２に応じて変化している。
　２つ目のパルス２の送信後に得られる位相差φ１は、カウンタ部３１での２つ目のカウント値「２」に対応付けられて位相差メモリ部３０に記憶される。
　次に、図６（ａ）に示す時刻ｔ５において、ローカル装置２０Ｂから３つ目のパルス３が全光ファイバ６０ａ～６０ｃを介して全リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂ３へ送信されたとする。
　この３つ目のパルス３を受信した第１及び第２リモート装置４０Ｂ１，４０Ｂ２では、パルス３のカウント値「３」と同じパルス番号がテーブル部４６に記憶されていないので、パルス３の返信は行われない。
　一方、第３リモート装置４０Ｂ３では、受信されたパルス３（図５参照）のカウント値「３」が、テーブル部４６のパルス番号「３」と同じなので、開指示信号Ｊにより開状態となった開閉スイッチ４７を、パルス２が通過してＥ／Ｏ変換部４３で光信号に変換後、光ファイバ６０ｂを介してローカル装置２０Ｂへ返信される。
　この返信されたパルス３が、ローカル装置２０Ｂで図６（ｃ）に示す時刻ｔ６で受信される。この受信時刻ｔ６は、送信時刻ｔ５から第３光ファイバ６０Ｃの往復伝搬遅延時間ｔｂ３だけ遅延した時刻となっている。このため、返信パルス３の受信後に位相検出部２２で検出された位相差φ１は、往復伝搬遅延時間ｔｂ３に応じて変化している。
　３つ目のパルス３の送信後に得られる位相差φ１は、カウンタ部３１での３つ目のカウント値Ｔ１「３」に対応付けられて位相差メモリ部３０に記憶される。
　次に、ローカル装置２０Ｂは、時刻ｔ８において、４つ目のパルス４を全光ファイバ６０ａ～６０ｃを介して全リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂ３へ送信する。この４つ目のパルス４の送信では、テーブル部３２に記憶された１つ目のカウント値「１」に対応付けられた位相差φ１が、送受信側の可変遅延部２４，２５へ出力される。送信側の可変遅延部２４は、送信パルス４を位相差φ１に応じて、本来の送信時刻であるリファレンス時刻ｔ７から時間ｔｃだけ遅延させる。この遅延により調整された時刻ｔ８において、送信パルス４が全ての光ファイバ６０ａ～６０ｎへ送信される。
　上記４つ目のパルス４を受信した第２及び第３リモート装置４０Ｂ１，４０Ｂ３では、パルス４のカウント値「４」と同じパルス番号がテーブル部４６に記憶されていないので、パルス４の返信は行われない。
　一方、第１リモート装置４０Ｂ１では、受信されたパルス４のカウント値「４」が、テーブル部４６のパルス番号「４」と同じなので、開指示信号Ｊにより開状態となった開閉スイッチ４７を、パルス４が通過して光信号に変換後、光ファイバ６０ｂを介してローカル装置２０Ｂへ返信される。
　この返信されたパルス４が、ローカル装置２０Ｂにおいて図６（ｃ）に示す時刻ｔ９で受信されたとする。この受信時刻ｔ９は、本来の送信時刻ｔ７から、第１光ファイバ６０ａの往復伝搬遅延時間ｔｂ１を上記送信時遅延時間ｔｃで調整した時間ｔｄだけ遅延した時刻となっている。この調整が継続して行われることで上記位相差φ１が０又は一定となり、ローカル装置２０Ｂと第１リモート装置４０Ｂ１とが時刻同期する。これは、他のリモート装置４０Ｂ２，４０Ｂ３においても同様である。
　また、時刻ｔ９で受信された返信パルス２が復調後にカウントされて得られるカウント値Ｔ１＝「４」は、位相差メモリ部３０へ入力される。位相差メモリ部３０は、第１光ファイバ６０ａを示すカウント値「４」と位相差φ１とを対応付けて記憶する。以降同様の動作が行われる。
＜第２実施形態の効果＞
　第２実施形態に係る時刻同期システム１０Ｂの効果について説明する。この時刻同期システム１０Ｂは、所定周波数の搬送信号Ｃ０を１ＰＰＳ信号Ｐ０で変調後に光パルス信号Ｐ２に変換して光ファイバ６０へ送信するローカル装置２０Ｂと、光ファイバ６０から光パルス信号Ｐ２を受信後に同光ファイバ６０を介してローカル装置２０Ｂへ返信するリモート装置４０Ｂとを有する。ローカル装置２０Ｂは、返信された光パルス信号Ｐ２を電気変換後にＰＰＳ復調部２３で復調した搬送信号Ｃ０ｂと、変調前の搬送信号Ｃ０との位相差φ１を位相検出部２２で検出した位相差φ１が０又は一定となるように、送信するパルス信号Ｐ１を可変遅延部で遅延させてローカル装置２０Ｂとリモート装置４０Ｂ１，４０Ｂ２，４０Ｂ３間の時刻同期を取る。時刻同期システム１０Ｂを次の特徴構成とした。
　ローカル装置２０Ｂは、分配部３４と、カウンタ部３１と、位相差メモリ部３０と、開閉スイッチ４７とを備える構成とした。
　分配部３４は、複数のリモート装置４０Ｂ１～４０Ｂｎを個別の光ファイバ６０ａ～６０ｎで接続し、この接続された各光ファイバ６０ａ～６０ｎを介して全てのリモート装置４０Ｂ１～４０Ｂｎへ、光パルス信号を同時に送信する。
　カウンタ部３１は、ＰＰＳ復調部２３で復調されたパルス信号Ｐ１ｄをカウントしてカウント値Ｔ１を出力する。
　位相差メモリ部３０は、カウント値Ｔ１を光ファイバ６０ａ～６０ｎ情報として、位相検出部２２で検出された位相差φ１に対応付けて記憶し、この記憶された光ファイバ６０ａ～６０ｎ情報に対応付けられた位相差φ１を、同じ光ファイバ６０ａ～６０ｎ情報を示すカウント値Ｔ１の入力時に可変遅延部へ出力する。
　リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂｎは、光ファイバ６０ａ～６０ｎから光パルス信号Ｐ２を受信後に電気変換したパルス信号Ｐ１ａを復調して搬送信号Ｃ０ａを得る。
　カウンタ部４５は、電気変換されたパルス信号Ｐ１ａをカウントしてカウント値を出力する。
　スイッチングテーブル部４６は、自リモート装置（例えば第１リモート装置４０Ｂ１）が受信するパルス信号の配列順番であるパルス番号（例えば「１」）を記憶し、記憶されたパルス番号「１」と同じ数のカウント値「１」がカウンタ部４５から入力された際に、開指示信号Ｊを出力する。
　開閉スイッチ４７は、通常閉状態であり、開指示信号Ｊが入力された際に一定時間開状態となって電気変換後のパルス信号Ｐ１ａを通過させる。この通過したパルス信号Ｐ１ａが、ローカル装置２０Ｂからの送信時と同光ファイバ６０ａを介してローカル装置２０Ｂへ返信される。
　この構成によれば、リモート装置（例えばリモート装置４０Ｂ１）において、受信パルス信号Ｐ１ａのカウント値「１」がテーブル部４６に記憶されたパルス番号「１」と同じ場合にのみ、開指示信号Ｊで開となった開閉スイッチ４７を受信パルス信号Ｐ１ａが通過してローカル装置２０Ｂへ返信される。この際、他のリモート装置４０Ｂ１～４０Ｂｎでは上記カウント値「１」と同じパルス番号がテーブル部４６に記憶されていないので上記返信は行われない。つまり、１つのパルス信号Ｐ１の全リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂｎへの送信時に、そのパルス信号Ｐ１に対応したリモート装置４０Ｂ１～４０Ｂｎのみでパルス信号Ｐ１ａの返信が行われる。
　ローカル装置２０Ｂでは次の動作が行われる。例えば全光ファイバ６０ａ～６０ｎへパルス信号Ｐ１が送信され、第１リモート装置４０Ｂ１のみからパルス信号Ｐ１ａが第１光ファイバ６０ａを介してローカル装置２０Ｂへ返信されたとする。ローカル装置２０Ｂは、返信されたパルス信号Ｐ１ａのカウント値「１」を光ファイバ６０ａ～６０ｎ情報として、位相差φ１に対応付けて位相差メモリ部３０に記憶する。
　この後、再度、第１リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂｎから第１光ファイバ６０ａ～６０ｎを介してパルス信号Ｐ１ａが返信された場合、前回記憶された第１光ファイバ６０ａの位相差φ１に応じて、送信パルス信号Ｐ１が遅延され、今回検出された位相差φ１が０又は一定値に近づく。この処理を複数回実行することにより、位相検出部２２で検出される位相差φ１が０又は一定となり、ローカル装置２０Ｂと第１リモート装置４０Ｂ1間の時刻同期を取ることができる。これと同様に全リモート装置４０Ｂ１～４０Ｂｎ間の時刻同期を取ることができる。
　この時刻同期を、１つのローカル装置２０Ｂに、個別の光ファイバ６０ａ～６０ｎで複数のリモート装置４０Ｂ１～４０Ｂｎを接続して行えるので、従来のように複数のリモート装置４０Ｂ１～４０Ｂｎと同数のローカル装置２０Ｂを用いることが不要となる。このため、時刻同期システム全体の設備コストを低くすることができる。
＜適用例＞
　次に、上述した第１実施形態の時刻同期システム１０Ａ又は第２実施形態の時刻同期システム１０Ｂを、移動通信システムに適用した例について説明する。但し、本適用例では、時刻同期システム１０Ａを移動通信システムに適用した例について説明する。
　図７は時刻同期システム１０Ａを適用した移動通信システム７０の構成を示す図である。
　移動通信システム７０は、１つの制御基地局８０に、複数の無線基地局９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ，…，９０ｎが、個別の光ファイバ６０ａ～６０ｎを介して接続されている。
　制御基地局８０は、時刻同期システム１０Ａのローカル装置２０Ａ（図１）を備える。各無線基地局９０ａ～９０ｎは、リモート装置４０Ａ１～４０Ａｎ（図１）を備える。例えば、無線基地局９０ａがリモート装置４０Ａ１を備え、無線基地局９０ｂがリモート装置４０Ａ２、…、無線基地局９０ｎがリモート装置４０Ａｎを備えているとする。
　制御基地局８０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）から電波を受信して時刻情報を抽出する時刻源としてのＧＰＳレシーバ８１を備える。このＧＰＳレシーバ８１から制御基地局８０に搭載されたローカル装置２０Ａへ、１ＰＰＳ信号Ｐ０（図１）及び搬送信号Ｃ０が出力されている。
　制御基地局８０からパルス信号が光ファイバ６０ａ～６０ｎを介して送信され、各無線基地局９０ａ～９０ｎで受信後に同一光ファイバ６０ａ～６０ｎを介して制御基地局８０へ返信されることで、上述したように制御基地局８０と各無線基地局９０ａ～９０ｎ間の時刻同期が取られる。
　図８に示すように、上記の無線基地局９０ａ～９０ｎと、携帯電話機やスマートフォン等のモバイルの端末機９２とが、上り下りの無線通信を行っている。この無線通信として現状では、上りの電波と下りの電波が干渉しないように別々の周波数を使用して無線通信を行う時分割複信方式が適用されている。時刻同期システム１０Ａの適用により、上り（ＵＰ）下り（ＤＯＷＮ）に同周波数を使い、上りを第１時間、下りを第２時間とする時分割で通信を行うことができる。
　図９は、端末機９２が、無線基地局９０ａと無線基地局９０ｎとの電波によるセルが重複する部分（セル重複部分）９４に存在する状態を示す図である。この場合、セル重複部分９４では、電波干渉等で端末機９２のスループットが低下する。そこで、基地局間協調制御によって、無線基地局９０ａ，９０ｎ同士で送信タイミングを協調することにより、端末機９２の受信パワーが高まるようにする。無線基地局９０ａ，９０ｎ間は、制御基地局８０の時刻同期制御によって時刻同期が取られている。このため、各無線基地局９０ａ，９０ｎは、セル重複部分９４で電波が強くなるような送信タイミングで電波を送信することが可能となる。
　図１０は、複数の無線基地局９０ａ～９０ｃからの電波受信により、端末機９２が自端末機９２の位置９６を測位する際の構成を示す図である。
　上位の制御基地局８０で同期された複数の無線基地局９０ａ～９０ｃから同タイミングで信号を無線送信し、端末機９２で各信号の到達時間を検出して当該端末機９２の位置を測定する。例えば、端末機９２は、無線基地局９０ａからの信号を受信し、また、無線基地局９０ｂからの信号を受信し、更に、無線基地局９０ｃからの信号を受信することで、３つの時間関係から距離の関係が分かるので、自端末機９２の位置が計測できる。なお、２つの時間関係からでも距離の関係が分かるので、自端末機９２の位置が計測できる。
　その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
　１０Ａ，１０Ｂ　時刻同期システム
　２０Ａ，２０Ｂ　ローカル装置
　２１　ＰＰＳ変調部
　２２　位相検出部
　２３，４４　ＰＰＳ復調部（復調部）
　２４，２５　可変遅延部
　２６，４３　Ｅ／Ｏ変換部
　２７，４２　Ｏ／Ｅ変換部
　２８，４１　サーキュレータ
　２９　逓倍部
　３０　位相差メモリ部
　３１，４５　パルスカウンタ部
　３２，４６　スイッチングテーブル部
　３３　経路切替部
　３４　分配部
　４０Ａ１～４０Ａｎ，４０Ｂ１～４０Ｂｎ　リモート装置
　４７　開閉スイッチ
　６０ａ～６０ｎ　光ファイバ

Claims (5)

  1. 　搬送信号を一定間隔のパルス信号で変調後に光パルス信号に変換して光ファイバによる経路へ送信するローカル装置と、当該経路から光パルス信号を受信後に同経路を介して前記ローカル装置へ返信するリモート装置とを有し、前記ローカル装置は、前記返信された光パルス信号を電気変換後に復調部で復調した搬送信号と、前記変調前の搬送信号との位相差を位相検出部で検出した位相差が０又は一定となるように、送信するパルス信号を可変遅延部で遅延させてローカル装置とリモート装置間の時刻同期を取る時刻同期システムであって、
    　前記ローカル装置は、
    　複数の前記リモート装置を個別の光ファイバによる経路で接続し、この接続された各経路を予め定められた巡回順序で順次切り替える経路切替部と、
    　前記復調部で復調されたパルス信号をカウントしてカウント値を出力するカウンタ部と、
    　前記カウント値を経路情報として、前記位相検出部で検出された位相差に対応付けて記憶し、この記憶された経路情報に対応付けられた位相差を、同じ経路情報を示す前記カウント値の入力時に前記可変遅延部へ出力する位相差メモリ部と、
    　前記カウント値の入力時に、前記巡回順序の次の経路に切り替える経路切替信号を前記経路切替部へ出力するスイッチングテーブル部と
    　を備えることを特徴とする時刻同期システム。
  2. 　搬送信号を一定間隔のパルス信号で変調後に光パルス信号に変換して光ファイバによる経路へ送信するローカル装置と、当該経路から光パルス信号を受信後に同経路を介して前記ローカル装置へ返信するリモート装置とを有し、前記ローカル装置は、前記返信された光パルス信号を電気変換後に復調部で復調した搬送信号と、前記変調前の搬送信号との位相差を位相検出部で検出した位相差が０又は一定となるように、送信するパルス信号を可変遅延部で遅延させてローカル装置とリモート装置間の時刻同期を取る時刻同期システムであって、
    　前記ローカル装置は、
    　複数の前記リモート装置を個別の光ファイバによる経路で接続し、この接続された各経路を介して全てのリモート装置へ、前記光パルス信号を分配して送信する分配部と、
    　前記経路からの光パルス信号が電気変換されたパルス信号をカウントしてカウント値を出力するカウンタ部と、
    　前記カウント値を経路情報として、前記位相検出部で検出された位相差に対応付けて記憶し、この記憶された経路情報に対応付けられた位相差を、同じ経路情報を示す前記カウント値の入力時に前記可変遅延部へ出力する位相差メモリ部と
    　を備え、
    　前記リモート装置は、
    　前記経路から光パルス信号を受信後に電気変換したパルス信号を復調して前記搬送信号を得る第２復調部と、
    　前記復調されたパルス信号をカウントしてカウント値を出力する第２カウンタ部と、
    　自リモート装置が受信するパルス信号の配列順番であるパルス番号を記憶し、記憶されたパルス番号と同じ数のカウント値が前記第２カウンタ部から入力された際に、開指示信号を出力するスイッチングテーブル部と、
    　通常閉状態であり、前記開指示信号が入力された際に一定時間開状態となって前記電気変換後のパルス信号を通過させる開閉スイッチと
    　を備え、
    　前記開閉スイッチを通過したパルス信号を、前記ローカル装置からの送信時と同経路を介して当該ローカル装置へ返信する
    　ことを特徴とする時刻同期システム。
  3. 　前記搬送信号を変調する前記パルス信号の周波数を逓倍する逓倍部を、前記ローカル装置に更に備える
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の時刻同期システム。
  4. 　所定周波数の搬送信号を一定間隔のパルス信号で変調後に光パルス信号に変換して光ファイバによる経路へ送信するローカル装置と、当該経路から光パルス信号を受信後に同経路を介して前記ローカル装置へ返信するリモート装置とを有し、前記ローカル装置は、前記返信された光パルス信号を電気変換後に復調部で復調した搬送信号と、前記変調前の搬送信号との位相差を位相検出部で検出した位相差が０又は一定となるように、送信するパルス信号を可変遅延部で遅延させてローカル装置とリモート装置間の時刻同期を取る時刻同期システムの時刻同期方法であって、
    　前記ローカル装置は、
    　複数の前記リモート装置を個別の光ファイバによる経路で接続し、この接続された各経路を予め定められた巡回順序で順次切り替えるステップと、
    　前記復調部で復調されたパルス信号をカウントしてカウント値を出力するステップと、
    　前記カウント値を経路情報として、前記位相検出部で検出された位相差に対応付けて記憶し、この記憶された経路情報に対応付けられた位相差を、同じ経路情報を示す前記カウント値の入力時に前記可変遅延部へ出力するステップと、
    　前記カウント値の入力時に、前記巡回順序の次の経路に切り替えるステップと
    　を実行することを特徴とする時刻同期方法。
  5. 　搬送信号を一定間隔のパルス信号で変調後に光パルス信号に変換して光ファイバによる経路へ送信するローカル装置と、当該経路から光パルス信号を受信後に同経路を介して前記ローカル装置へ返信するリモート装置とを有し、前記ローカル装置は、前記返信された光パルス信号を電気変換後に復調部で復調した搬送信号と、前記変調前の搬送信号との位相差を位相検出部で検出した位相差が０又は一定となるように、送信するパルス信号を可変遅延部で遅延させてローカル装置とリモート装置間の時刻同期を取る時刻同期システムの時刻同期方法であって、
    　前記ローカル装置は、
    　複数の前記リモート装置を個別の光ファイバによる経路で接続し、この接続された各経路を介して全てのリモート装置へ、前記光パルス信号を同時に送信するステップと、
    　前記復調部で復調されたパルス信号をカウントしてカウント値を出力するステップと、
    　前記カウント値を経路情報として、前記位相検出部で検出された位相差に対応付けて記憶し、この記憶された経路情報に対応付けられた位相差を、同じ経路情報を示す前記カウント値の入力時に前記可変遅延部へ出力するステップとを実行し、
    　前記リモート装置は、
    　前記経路から光パルス信号を受信後に電気変換したパルス信号を復調して前記搬送信号を得るステップと、
    　前記経路からの光パルス信号が電気変換されたパルス信号をカウントしてカウント値を出力するステップと、
    　自リモート装置が受信するパルス信号の配列順番であるパルス番号を記憶し、記憶されたパルス番号と同じ数のカウント値が入力された際に、開指示信号を出力するステップと、
    　通常閉状態であり、前記開指示信号が入力された際に一定時間開状態となって前記電気変換後のパルス信号を開閉スイッチを通過させるステップと、
    　前記通過したパルス信号を、前記ローカル装置からの送信時と同経路を介して当該ローカル装置へ返信するステップとを実行する
    　ことを特徴とすることを特徴とする時刻同期方法。
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