WO2020054344A1 - 同期信号変換装置 - Google Patents

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洋一 串岡
四本　宏二
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Definitions

  • the present invention is also characterized in that, in the synchronous signal conversion device, the second communication device wirelessly transmits the pseudo GPS reception signal to the base station.
  • a synchronization signal conversion device including a first communication device and a second communication device, wherein the second communication device is connected to a receiver of a base station, wherein the first communication device is ,
  • a GPS receiving unit for receiving a GPS signal
  • a time information acquiring unit for acquiring time synchronization information synchronized with a GPS reference time from the received GPS signal, and wireless transmission for wirelessly transmitting the time synchronization information at a frequency different from that of the GPS signal
  • the second communication device receives a wireless signal transmitted from the first communication device, and receives an internal time in the device based on time synchronization information included in the received signal.
  • the slave unit 2 receives and demodulates the radio signal from the master unit 1 with the receiving antenna 21, extracts time synchronization information synchronized with the GPS reference time, and based on the time synchronization information, the internal time in its own device.
  • the pseudo-GPS reception signal including information for synchronizing the information with the GPS reference time and causing the receiving-side base station apparatus 9 to acquire (calculate) the synchronized internal time information is generated. Output.
  • time synchronization information synchronized with the GPS reference time is used synonymously with “time synchronization information synchronized with UTC”.
  • the slave unit 2 of the first synchronization signal conversion device includes a reception antenna 21, a radio reception unit 22, a demodulation unit 23, a time information synchronization unit 24, a GPS time information conversion unit 25, and a pseudo GPS reception signal. And a sending unit 26.
  • the receiving antenna 11 is an antenna that receives a radio wave from a GPS satellite, similarly to the GPS antenna 101 of the base station device 9 illustrated in FIG.
  • the GPS signal is 1.5 GHz.
  • the GPS receiver 13 receives and demodulates a signal on which GPS signals from a plurality of GPS satellites are superimposed.
  • the time information acquisition unit 14 acquires time information and 1 PPS (Pulse Per Second) information from the demodulated GPS reception signal.
  • the time information and 1PPS information acquired here are synchronized with the GPS reference time.
  • the modulation unit 15 modulates the time information and the 1PPS information (these are referred to as time synchronization information) acquired by the time information acquisition unit 14 and outputs the modulated information to the wireless transmission unit 16. That is, the time synchronization information acquired by the base unit 1 includes the GPS reference time information and the 1PPS information.
  • the time information synchronizing unit 24 synchronizes time information inside the device with the GPS reference time based on the time information from the demodulation unit 23 and the 1PPS signal, and outputs internal time information synchronized with the GPS reference time.
  • the configuration and operation of the time information synchronization unit 24 will be described later.
  • the GPS time information conversion unit 25 artificially calculates GPS signals from a plurality of satellites so as to correspond to the internal time information and the position information synchronized with the GPS reference time.
  • An overlapping GPS reception signal (pseudo GPS reception signal) is generated.
  • the pseudo GPS reception signal is generated such that the internal time information and the position information stored (or set) in the receiving apparatus including the GPS receiver are acquired.
  • the GPS receiver 102 of the base station device 9 synchronizes with the GPS reference time based on the received pseudo GPS reception signal. It is possible to acquire the same time information as the internal time information, generate a synchronization signal, and calculate the position.
  • the pseudo GPS signal is similar to a signal generated in a GPS simulator used for testing a GPS receiver.
  • a GPS simulator used for testing a GPS receiver.
  • Keysight Technology LLC issued January 6, 2015, “Keysight Technologies GPS Receiver Test” "It is described in.
  • FIGS. 1 and 2 The operation of the first synchronization signal converter will be briefly described with reference to FIGS.
  • the time information acquisition unit 14 acquires time information and 1PPS information, which are GPS time synchronization information. Then, the time information and the 1PPS information are modulated to a frequency different from that of the GPS signal by the modulation unit 15, and are wirelessly transmitted from the wireless transmission unit 16 to the slave 2.
  • the synchronization correction unit 27 includes a synchronization timing correction unit 271 and a synchronization counter 272.
  • the synchronization timing correction unit 271 corrects the timing of the synchronization counter 272 based on the 1PPS signal input from the demodulation unit 23, and instructs the synchronization counter 272 to indicate the timing when the 1PPS signal is input. .
  • the synchronous counter 272 is a frequency generation circuit including a VCXO (Voltage Controlled Crystal Oscillator) and a TCXO (Temperature Compensated Crystal Oscillator), and is a free-running signal (self-running) for counting timing. Clock).
  • the synchronization counter 272 outputs a synchronization timing (timing signal) every second based on the free-running clock. Further, when a timing instruction is input from the timing correction unit 271, the synchronization counter 272 generates a synchronization timing every second starting from the timing.
  • the synchronization counter 272 when the self-running state is prolonged and the synchronization timing generated by the synchronization counter 272 is shifted, the correction can be performed. That is, when the 1PPS signal is normally input, the synchronization counter 272 outputs a 1PPS timing signal synchronized with the GPS reference time.
  • the time information correction unit 28 includes a time correction unit 281 and a time counter 282.
  • the time correction unit 281 determines whether or not the time information extracted from the wireless signal has been normally received from the demodulation unit 23. If the time information has been successfully received, the time at which the counter value of the time counter 281 was acquired is obtained. Update with information.
  • the GPS receiver 102 calculates a time coincident with the GPS reference time information based on the received pseudo GPS reception signal, generates a synchronization signal, and calculates position information. In this manner, even in an environment in which a GPS signal cannot be received, the base station apparatus 9 can generate a synchronization signal synchronized with the GPS reference time, and realize a wireless communication system time-synchronized with GPS. is there.
  • the base unit 1 installed outdoors receives the GPS signal with the reception antenna 11, and the time information acquisition unit 14 performs time synchronization including GPS reference time information and 1PPS information.
  • the information is acquired, the modulation unit 15 converts the time synchronization information into a frequency different from the GPS signal, and transmits the time synchronization information to the child device 2 installed indoors via the wireless transmission unit 16 and the antenna 12.
  • the demodulation unit 23 demodulates the received signal to obtain the GPS reference time information and the 1PPS signal, and the time information synchronization unit 24 synchronizes the internal time information with the received GPS reference time information, and the GPS time information conversion unit 25 generates a pseudo GPS reception signal including the orbit information of a plurality of satellites and the transmission time information so that the reception side obtains the same time as the internal time information, and the pseudo GPS signal transmission unit 26 Since the signal is output to the base station device 9 including the transceiver 102, even in an environment where the GPS signal cannot be received, the base station device 9 can output the time information synchronized with the GPS reference time from the pseudo GPS reception signal. Is calculated to generate a synchronization signal, and there is an effect that a wireless communication system synchronized with GPS can be realized.
  • FIG. 4 is a configuration block diagram of the second synchronization signal conversion device.
  • the second synchronization signal conversion device is configured such that the master device that receives the GPS signal acquires not only the time information but also the position information from the GPS reception signal, and transmits the position information in addition to the time synchronization information to the slave device. It was done.
  • the slave unit 6 when the slave unit 6 transmits a pseudo GPS signal using the satellite information transmitted from the master unit 5, the slave unit 6 receives the target time information and position information. There is no need to calculate the navigation data of a plurality of satellites or the transmission time from the satellites for the base station device 9 on the side to calculate, and the load on the slave unit 6 can be greatly reduced.
  • the base station apparatus 20 Even if the base station apparatus 20 is not provided with a GPS receiver and is installed in an environment where it cannot receive a network signal conforming to IEEE1588 or the like, it extracts time information synchronized with the GPS reference time from the network signal. Thus, a reference clock can be generated.
  • base unit 1 receives the GPS signal, acquires time synchronization information synchronized with the GPS reference time, wirelessly transmits at a frequency different from the GPS signal, and slave unit 7
  • the time information synchronization section 74 synchronizes the internal time information with the GPS reference time based on the time synchronization information
  • the network signal conversion section 75 transmits and demodulates the wireless signal from the base unit 1.
  • a network signal including internal time information is generated, and the network signal transmitting unit 76 outputs the network signal to the base station apparatus 10 including the network interface 103.
  • the second synchronization signal Extracting synchronization time information synchronized received by the GPS reference time a network signal from the conversion device can be used as a reference clock, there is an effect that can increase the flexibility of the system construction.
  • the configuration of the child device 2 shown in FIG. 2 is provided with a wireless transmission unit instead of the pseudo GPS reception signal transmission unit 26.
  • the slave 8 of the fifth synchronization signal converter demodulates the radio signal received from the master 1, extracts time synchronization information, and synchronizes the internal time information with the GPS reference time based on the time synchronization information. Then, a pseudo GPS reception signal for calculating the same time information as the internal time information is generated, modulated by the radio transmission unit, and transmitted from the transmission antenna 82 as a radio signal.
  • the fifth synchronization signal converter a configuration in which the slave unit of the first synchronization signal converter wirelessly outputs the pseudo GPS reception signal has been described.
  • the second synchronization signal converter and the third synchronization signal converter are not described.
  • base unit 1 receives the GPS signal, acquires time synchronization information synchronized with the GPS reference time, wirelessly transmits at a frequency different from that of the GPS signal, and slave unit 8 Receiving and demodulating a radio signal from the base unit 1, synchronizing the internal time information with the GPS reference time based on the time synchronization information, and obtaining the same time as the internal time information so that the same time as the internal time information is obtained. And a pseudo GPS reception signal including the orbit information and transmission times of a plurality of satellites is generated and output as a radio signal to a receiving device equipped with a GPS receiver. Even the installed device can receive the pseudo GPS reception signal from the fifth synchronization signal converter, extract the synchronization time information synchronized with the GPS reference time, and use it as a reference clock, There is an effect that can increase the flexibility of the stem construction.
  • Each of the slave units provided inside the base station device receives the information of the time synchronization information (etc.) from the master unit, and the slave units of the first to third synchronization signal converters are connected to the GPS receiver. And the slave of the fourth synchronization signal converter outputs a network signal including synchronization time information synchronized with the GPS reference time to the network interface.

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Abstract

課題：　ＧＰＳ信号やネットワーク信号の受信が困難な環境であっても、ＧＰＳの基準時刻に同期したシステムを実現し、システム構築の自由度を増大させる同期信号変換装置を提供する。　解決手段：　第１の通信装置と第２の通信装置とを備え、第１の通信装置が、受信したＧＰＳ信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻同期情報を取得して、ＧＰＳ信号とは異なる周波数で無線送信し、第２の通信装置が、第１の通信装置からの無線信号を受信して時刻同期情報を取得し、当該時刻同期情報に基づいて、内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させ、当該同期された内部時刻情報と、予め記憶された位置情報が受信側の基地局装置で取得されるよう、衛星情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成して基地局装置に出力する同期信号変換装置としている。

Description

同期信号変換装置
　本発明は、同期信号変換装置に係り、特にＧＰＳ信号やネットワーク信号を受信できない環境であってもＧＰＳに同期した時刻情報を利用したシステムを構築でき、システム構築の自由度を増大させることができる同期信号変換装置に関する。
［先行技術の説明］
　ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）やＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）などのＴＤＤ（Time Division Duplex）方式の無線システム（既存の無線通信システム）では、端末と基地局の通信のタイミングをシステム全体で一致させる必要がある。そのため、基地局がＧＰＳ（Global Positioning System）の基準時刻に同期した同期信号を生成して、上り／下りの通信のタイミングを制御し、ＧＰＳの基準時刻に同期したシステムを実現している。
［ＧＰＳ受信機を備えた基地局装置：図９］
　ここで、ＧＰＳ受信機を備えた基地局装置について図９を用いて説明する。図９は、ＧＰＳ受信機を備えた基地局装置の概略構成を示す説明図である。
　図９に示すように、基地局装置９は、ＧＰＳアンテナ１０１と、ＧＰＳ受信機１０２とを備えている。
　ＧＰＳアンテナ１０１は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信して、ＧＰＳ受信信号を出力する。
　ＧＰＳ受信機１０２は、ＧＰＳアンテナ１０１からのＧＰＳ受信信号から、ＵＴＣ（Coordinated Universal Time；協定世界時）で表された基準時刻を抽出し、当該基準時刻に同期（時刻同期）する同期信号を生成する。そして、従来の基地局装置９は、当該同期信号に従って動作を行うことにより、ＧＰＳの基準時刻に同期した通信を行う。
　また、ＧＰＳ受信機１０２は、ＧＰＳ受信信号に基づいて、位置情報を取得（算出）する。
　ここで、本明細書においては、各ＧＰＳ衛星（衛星）から送信される信号を「ＧＰＳ信号」と称し、ＧＰＳアンテナ１０１で受信した複数の衛星からのＧＰＳ信号が重畳された状態の信号を「ＧＰＳ受信信号」と称するものとする。
　つまり、ＧＰＳ受信信号は、ＧＰＳ受信機１０２に入力される信号であり、ＧＰＳ受信機１０２では、入力されたＧＰＳ受信信号に基づいて、ＵＴＣに同期した時刻情報と現在の位置情報とを取得（算出）するようになっている。
　ＧＰＳ信号の受信が困難な環境では、ＩＥＥＥ１５８８で規定される有線ネットワークを介して時刻同期の情報を配信する仕組みを利用する場合がある。
　また、ＴＤＤ方式を用いる既存の無線通信システムにおいて、基地局から端末に送信されている報知情報には、時刻同期の情報が含まれており、基地局装置では、ＧＰＳ信号の代替として他の基地局からの報知情報を用いて同期信号を生成する場合がある。
［通信システムの報知情報］
　しかしながら、現在の移動通信の主要システムであるＬＴＥ／ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、及び現在検討が進められている次世代システムである５Ｇ（第５世代通信）においては、基地局からの標準の報知情報には時刻情報が含まれていない。
　そのため、ＧＰＳ信号の代替としての活用が困難となっている。
［関連技術］
　尚、同期信号変換装置の従来技術としては、特開２０１６－３９５１４号公報「同期信号変換装置」（特許文献１）がある。
　特許文献１には、受信した放送波から放送波同期信号を取得して、疑似的なＧＰＳ信号の同期信号に変換し、当該変換された同期信号を含む疑似的なＧＰＳ受信信号を生成してＧＰＳ受信部を備えた基地局装置に出力し、基地局装置に基準クロックを生成させる同期信号変換装置が記載されている。
特開２０１６－３９５１４号公報
　上述したように、ＬＴＥ／ＬＴＥ　Ａｄｖａｎｃｅｄ、及び５Ｇの通信システムにおいては、報知情報に時刻情報が含まれていないため、基地局装置が、ＧＰＳ信号の代わりに報知情報を用いて同期信号を生成することができず、ＧＰＳ信号やネットワーク信号の受信が困難な環境における通信システムの同期確立が困難であるという問題点があった。
　尚、特許文献１には、ＧＰＳ信号を受信できる環境に設置された第１の装置がＧＰＳ信号を受信して時刻同期情報を取り出し、ＧＰＳ信号を受信できない環境に設置された第２の装置に、当該時刻同期情報をＧＰＳ信号とは異なる周波数で送信し、更に、第２の装置が、内部の時刻情報を当該時刻同期情報に同期させ、受信先の装置で当該同期された内部時刻情報が取得されるような疑似ＧＰＳ受信信号を生成して送信することは記載されていない。
　本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、報知情報に時刻情報が含まれず、ＧＰＳ信号やネットワーク信号の受信が困難な環境であっても、ＧＰＳの基準時刻に同期したシステムを実現し、システム構築の自由度を増大させることができる同期信号変換装置を提供することを目的とする。
　上記従来例の問題点を解決するための本発明は、第１の通信装置と第２の通信装置とを備え、第２の通信装置が基地局の受信機に接続される同期信号変換装置であって、第１の通信装置が、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、受信したＧＰＳ信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻同期情報を取得する時刻情報取得部と、時刻同期情報をＧＰＳ信号とは異なる周波数で無線送信する無線送信部とを有し、第２の通信装置が、第１の通信装置から送信された無線信号を受信する無線受信部と、受信した信号に含まれる時刻同期情報に基づいて、装置内の内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させる時刻情報同期部と、予め特定の位置情報を記憶し、基地局に、同期された内部時刻情報に一致した時刻を取得させると共に、特定の位置情報を算出させるため、複数の衛星の衛星情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成するＧＰＳ時刻情報変換部と、疑似ＧＰＳ受信信号を基地局に出力する疑似ＧＰＳ受信信号送出部とを有することを特徴としている。
　また、本発明は、第１の通信装置と第２の通信装置とを備え、第２の通信装置が基地局の受信機に接続される同期信号変換装置であって、第１の通信装置が、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、受信したＧＰＳ信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻同期情報を取得する時刻情報取得部と、受信したＧＰＳ信号から位置情報を算出する位置情報取得部と、時刻同期情報及び位置情報をＧＰＳ信号とは異なる周波数で無線送信する無線送信部とを有し、第２の通信装置が、第１の通信装置から送信された無線信号を受信する無線受信部と、受信した信号に含まれる時刻同期情報に基づいて、装置内の内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させる時刻情報同期部と、受信した信号に含まれる位置情報を取得する位置情報取得部と、基地局に、同期された内部時刻情報に一致した時刻を取得させると共に、当該位置情報取得部で取得した位置情報を算出させるため、複数の衛星の衛星情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成するＧＰＳ時刻情報変換部と、疑似ＧＰＳ受信信号を基地局に出力する疑似ＧＰＳ受信信号送出部とを有することを特徴としている。
　また、本発明は、第１の通信装置と第２の通信装置とを備え、前記第２の通信装置が基地局の受信機に接続される同期信号変換装置であって、第１の通信装置が、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、受信したＧＰＳ信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻同期情報を取得する時刻情報取得部と、受信したＧＰＳ信号から位置情報を算出する位置情報取得部と、受信したＧＰＳ信号から衛星情報を取得する衛星情報取得部と、時刻同期情報と、位置情報と、衛星情報とをＧＰＳ信号とは異なる周波数で無線送信する無線送信部とを有し、第２の通信装置が、第１の通信装置から送信された無線信号を受信する無線受信部と、受信した信号に含まれる時刻同期情報に基づいて、装置内の内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させる時刻情報同期部と、受信した信号に含まれる位置情報を取得する位置情報取得部と、受信した信号に含まれる衛星情報を取得する衛星情報取得部と、基地局に、同期された内部時刻情報に一致した時刻を取得させると共に、当該位置情報取得部で取得した位置情報を算出させるための複数の衛星の衛星情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号、又は、同期された内部時刻情報と当該衛星情報取得部で取得した衛星情報とを含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成するＧＰＳ時刻情報変換部と、疑似ＧＰＳ受信信号を基地局に出力する疑似ＧＰＳ受信信号送出部とを有することを特徴としている。
　また、本発明は、上記同期信号変換装置において、第２の通信装置が、基地局の内部に設けられていることを特徴としている。
　また、本発明は、上記同期信号変換装置において、第２の通信装置が、疑似ＧＰＳ受信信号を基地局に無線で送信することを特徴としている。
　本発明によれば、第１の通信装置と第２の通信装置とを備え、第２の通信装置が基地局の受信機に接続される同期信号変換装置であって、第１の通信装置が、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、受信したＧＰＳ信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻同期情報を取得する時刻情報取得部と、時刻同期情報をＧＰＳ信号とは異なる周波数で無線送信する無線送信部とを有し、第２の通信装置が、第１の通信装置から送信された無線信号を受信する無線受信部と、受信した信号に含まれる時刻同期情報に基づいて、装置内の内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させる時刻情報同期部と、予め特定の位置情報を記憶し、基地局に、同期された内部時刻情報に一致した時刻を取得させると共に、特定の位置情報を算出させるため、複数の衛星の衛星情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成するＧＰＳ時刻情報変換部と、疑似ＧＰＳ受信信号を基地局に出力する疑似ＧＰＳ受信信号送出部とを有する同期信号変換装置としているので、基地局が、ＧＰＳ信号を受信できない環境に設置されている場合でも、疑似ＧＰＳ受信信号に基づいてＧＰＳ基準時刻に同期した同期信号を生成して通信システムを実現でき、システム構築の自由度を増大させることができ、また、基地局に任意の位置情報を設定できる効果がある。
　また、本発明によれば、第１の通信装置と第２の通信装置とを備え、第２の通信装置が基地局の受信機に接続される同期信号変換装置であって、第１の通信装置が、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、受信したＧＰＳ信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻同期情報を取得する時刻情報取得部と、受信したＧＰＳ信号から位置情報を算出する位置情報取得部と、時刻同期情報及び位置情報をＧＰＳ信号とは異なる周波数で無線送信する無線送信部とを有し、第２の通信装置が、第１の通信装置から送信された無線信号を受信する無線受信部と、受信した信号に含まれる時刻同期情報に基づいて、装置内の内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させる時刻情報同期部と、受信した信号に含まれる位置情報を取得する位置情報取得部と、基地局に、同期された内部時刻情報に一致した時刻を取得させると共に、当該位置情報取得部で取得した位置情報を算出させるため、複数の衛星の衛星情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成するＧＰＳ時刻情報変換部と、疑似ＧＰＳ受信信号を基地局に出力する疑似ＧＰＳ受信信号送出部とを有する同期信号変換装置としているので、基地局が、ＧＰＳ信号を受信できない環境に設置されている場合でも、疑似ＧＰＳ受信信号に基づいてＧＰＳ基準時刻に同期した同期信号を生成して通信システムを実現でき、システム構築の自由度を増大させることができ、また、基地局に第１の通信装置がＧＰＳ信号から算出した位置情報を設定できる効果がある。
　また、本発明によれば、第１の通信装置と第２の通信装置とを備え、前記第２の通信装置が基地局の受信機に接続される同期信号変換装置であって、第１の通信装置が、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、受信したＧＰＳ信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻同期情報を取得する時刻情報取得部と、受信したＧＰＳ信号から位置情報を算出する位置情報取得部と、受信したＧＰＳ信号から衛星情報を取得する衛星情報取得部と、時刻同期情報と、位置情報と、衛星情報とをＧＰＳ信号とは異なる周波数で無線送信する無線送信部とを有し、第２の通信装置が、第１の通信装置から送信された無線信号を受信する無線受信部と、受信した信号に含まれる時刻同期情報に基づいて、装置内の内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させる時刻情報同期部と、受信した信号に含まれる位置情報を取得する位置情報取得部と、受信した信号に含まれる衛星情報を取得する衛星情報取得部と、基地局に、同期された内部時刻情報に一致した時刻を取得させると共に、当該位置情報取得部で取得した位置情報を算出させるための複数の衛星の衛星情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号、又は、同期された内部時刻情報と当該衛星情報取得部で取得した衛星情報とを含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成するＧＰＳ時刻情報変換部と疑似ＧＰＳ受信信号を基地局に出力する疑似ＧＰＳ受信信号送出部とを有する同期信号変換装置としているので、基地局が、ＧＰＳ信号を受信できない環境に設置されている場合でも、疑似ＧＰＳ受信信号に基づいてＧＰＳ基準時刻に同期した同期信号を生成して通信システムを実現でき、システム構築の自由度を増大させることができる効果がある。
第１の同期信号変換装置の概略構成を示す説明図である。 第１の同期信号変換装置の構成ブロック図である。 時刻情報同期部２４の構成を示す構成ブロック図である。 第２の同期信号変換装置の構成ブロック図である。 第３の同期信号変換装置の構成ブロック図である。 第４の同期信号変換装置の概略構成を示す説明図である。 第４の同期信号変換装置の構成ブロック図である。 第５の同期信号変換装置の概略を示す説明図である。 ＧＰＳ受信機を備えた基地局装置の概略構成を示す説明図である。
　本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
　本発明の実施の形態に係る同期信号変換装置は、ＧＰＳ信号を受信できる屋外に設置された第１の通信装置と、受信できない屋内に設置された第２の通信装置とを備え、第１の通信装置が、ＧＰＳ信号を受信して時刻同期情報を取り出し、それを第２の通信装置にＧＰＳ信号とは異なる周波数帯域で無線送信し、第２の装置が、受信信号を復調して時刻同期情報を取り出して内部の時刻情報を同期させ、ＧＰＳ受信機を備えた受信側装置（例えば基地局装置）で当該時刻情報が取得可能となるよう、複数の衛星の軌道情報及び各衛星からの送信時刻に相当する時刻情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成して、受信側装置に出力するものであり、ＧＰＳ信号が受信できない環境にある受信側装置でも、疑似ＧＰＳ受信信号に基づいてＧＰＳ基準時刻に同期した同期信号を生成して通信システムを実現でき、システム構築の自由度を増大させることができるものである。
　尚、本発明の実施の形態に係る同期信号変換装置は、ＬＴＥ／ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ又は５Ｇに特化したものではなく、報知情報に時刻情報を含まず、ＧＰＳの基準時刻に同期したシステム同期信号を含むシステム全般における時刻同期に適用可能なものである。
［第１の実施の形態に係る同期信号変換装置の概略：図１］
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係る同期信号変換装置（第１の同期信号変換装置）の概略構成を示す説明図である。
　第１の同期信号変換装置は、図１に示すように、屋外のＧＰＳ信号を受信可能な位置に設置された第１の通信装置（以下、「親機」とする）１と、屋内等のＧＰＳ信号を受信できない位置に設置された第２の通信装置（以下、「子機」とする）２とを備えている。
　そして、第１の同期信号変換装置は、子機２が図９と同様のＧＰＳ受信機１０２を備えた基地局装置９に接続されて、基地局装置９に疑似ＧＰＳ受信信号を出力するものである。
　具体的には、屋外に設けられた親機１は、ＧＰＳ信号を受信する受信アンテナ１１と、無線信号を送信する送信アンテナ１２とを備え、受信したＧＰＳ信号から、ＧＰＳの基準時刻に同期した時刻同期情報を取得し、当該時刻同期情報をＧＰＳ信号とは異なる周波数帯域の無線信号で子機２に送信するものである。
　ここで、時刻同期情報は、時刻の情報と、タイミングの情報とを含むものである。
　子機２は、受信アンテナ２１で親機１からの無線信号を受信して復調し、ＧＰＳの基準時刻に同期した時刻同期情報を取り出して、時刻同期情報に基づいて、自装置内の内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させ、更に受信側の基地局装置９に当該同期させた内部時刻情報を取得（算出）させるための情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成して、基地局装置９に出力するものである。
　基地局装置９は、ＧＰＳ受信機１０２を備えているが、ＧＰＳアンテナは設けられていない。そして、ＧＰＳ受信機１０２が、ＧＰＳ受信信号の代わりに第１の同期信号変換装置からの疑似ＧＰＳ受信信号を入力して、ＧＰＳの基準時刻に同期した時刻同期情報を取得し、それに基づいて同期信号を生成する。
　ここで、本発明の同期信号変換装置で生成される疑似ＧＰＳ受信信号は、接続された基地局装置９のＧＰＳ受信機１０２が、ＵＴＣに同期した正確な時刻同期情報と所望の位置情報とを取得できるように生成された信号であり、複数の衛星からのＧＰＳ信号を受信した場合と同様に、ＧＰＳ基準時刻に同期した時刻情報や、複数の衛星に対応する軌道情報及び各衛星の送信時刻に相当する時刻情報を含む信号である。
　つまり、基地局９のＧＰＳ受信機１０２は、疑似ＧＰＳ受信信号が入力されると、複数の衛星からのＧＰＳ信号が重畳されて入力されたものとして認識し、本来のＧＰＳ受信信号を入力した場合と同じ動作を行うものである。
　尚、ここでは「ＧＰＳの基準時刻に同期した時刻同期情報」は「ＵＴＣに同期した時刻同期情報」と同義として用いる。
［第１の同期信号変換装置の構成：図２］
　第１の同期信号変換装置の構成について図２を用いて説明する。図２は、第１の同期信号変換装置の構成ブロック図である。
　図２に示すように、第１の同期信号変換装置の親機１は、受信アンテナ１１と、ＧＰＳ受信部１３と、時刻情報取得部１４と、変調部１５と、無線送信部１６と、送信アンテナ１２とを備えている。
　また、第１の同期信号変換装置の子機２は、受信アンテナ２１と、無線受信部２２と、復調部２３と、時刻情報同期部２４と、ＧＰＳ時刻情報変換部２５と、疑似ＧＰＳ受信信号送出部２６とを備えている。
　［親機１］
　第１の同期信号変換装置の親機１の各部について説明する。
　受信アンテナ１１は、図９に示した基地局装置９のＧＰＳアンテナ１０１と同様に、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するアンテナである。ＧＰＳ信号は１．５GHzである。
　ＧＰＳ受信部１３は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号が重畳された信号を受信して復調する。
　時刻情報取得部１４は、復調されたＧＰＳ受信信号から、時刻情報と１ＰＰＳ（Pulse Per Second）情報を取得する。ここで取得される時刻情報及び１ＰＰＳ情報は、ＧＰＳ基準時刻に同期している。
　変調部１５は、時刻情報取得部１４で取得された時刻情報及び１ＰＰＳ情報（これらを時刻同期情報と称する）を変調して無線送信部１６に出力する。つまり、親機１で取得される時刻同期情報は、ＧＰＳ基準時刻情報と１ＰＰＳ情報とを含むものである。
　無線送信部１６は、時刻同期情報をＧＰＳ信号の周波数とは異なる無線周波数で送信アンテナ１２から無線出力する。親機１から子機２への送信周波数は、免許が不要な帯域でもよく、また、免許があれば免許が必要な帯域であってもよく、ここでは、ＧＰＳ信号より低い周波数を用いている。
　［子機２］
　子機２は、受信アンテナ２１と、無線受信部２２と、復調部２３と、時刻情報同期部２４と、ＧＰＳ時刻情報変換部２５と、疑似ＧＰＳ受信信号送出部２６とを備えている。
　受信アンテナ２１は、親機１から送信された無線信号を受信する。
　無線受信部２２は、無線信号を周波数変換して出力する。
　復調部２３は、受信信号を復調して、時刻同期情報を取り出す。具体的には、復調部２３は、ＧＰＳ基準時刻に同期した時刻情報と１ＰＰＳ信号とを取り出して出力する。
　時刻情報同期部２４は、復調部２３からの時刻情報と１ＰＰＳ信号とに基づいて、装置内部の時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させ、ＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻情報を出力する。時刻情報同期部２４の構成及び動作については後述する。
　ＧＰＳ時刻情報変換部２５は、時刻情報同期部２４から入力されたＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻情報と、予め記憶されている位置情報に基づいて、疑似ＧＰＳ受信信号を生成する。
　尚、子機２に位置情報設定手段を設け、外部から入力された位置情報を、位置情報設定手段によってＧＰＳ時刻情報変換部２５に設定するように構成してもよい。
　具体的には、ＧＰＳ時刻情報変換部２５では、ＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻情報及び位置情報に対応するよう、複数の衛星からのＧＰＳ信号を疑似的に算出し、あたかも複数のＧＰＳ信号が重なったようなＧＰＳ受信信号（疑似ＧＰＳ受信信号）を生成する。
　上述したように、疑似ＧＰＳ受信信号には、当該内部時刻情報と、ＧＰＳ受信機を備えた受信側装置で及び記憶されている（又は設定された）位置情報が取得されるように生成された、複数の衛星の軌道情報及び各衛星からの送信時刻に相当する時刻情報が含まれており、基地局装置９のＧＰＳ受信機１０２は、受信した疑似ＧＰＳ受信信号に基づいてＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻情報と同一の時刻情報を取得して同期信号を生成すると共に、位置を算出することが可能となる。
　尚、疑似ＧＰＳ信号は、ＧＰＳ受信機のテストに用いられるＧＰＳシミュレータにおいて生成される信号と同様であり、例えば、キーサイトテクノロジー合同会社，２０１５年１月６日発行，「Keysight Technologies　ＧＰＳレシーバ・テスト」に記載されている。
　疑似ＧＰＳ受信信号送出部２６は、ＧＰＳ時刻情報変換部２５から出力された疑似ＧＰＳ受信信号を、接続する基地局装置９に出力する。
［第１の同期信号変換装置の動作：図１，２］
　第１の同期信号変換装置の動作について図１，２を用いて簡単に説明する。
　第１の同期信号変換装置では、親局１が、受信アンテナ１１でＧＰＳ信号が受信されると、時刻情報取得部１４でＧＰＳの時刻同期情報である時刻情報及び１ＰＰＳ情報が取得される。そして、当該時刻情報及び１ＰＰＳ情報が、変調部１５でＧＰＳ信号とは異なる周波数に変調されて、無線送信部１６から子機２に無線送信される。
　そして、子機２では、受信アンテナ２１で無線信号が受信され、復調部２３でＧＰＳの時刻同期情報である時刻情報及び１ＰＰＳ情報が取得され、時刻情報同期部２４で内部の時刻情報が受信した時刻情報に同期される。
　更に、ＧＰＳ時刻情報変換部２５において、ＧＰＳ基準時刻に同期した当該内部時刻情報と、予め内部のメモリに記憶されている位置情報とが算出されるような疑似ＧＰＳ受信信号が生成されて、当該疑似ＧＰＳ受信信号が、疑似ＧＰＳ受信信号送出部２６から基地局装置９に出力される。
　このようにして第１の同期信号変換装置における動作が行われる。
［時刻情報同期部の構成：図３］
　次に、時刻情報同期部２４の構成について図３を用いて説明する。図３は、時刻情報同期部２４の構成を示す構成ブロック図である。
　図３に示すように、時刻情報同期部２４は、同期補正部２７と、時刻情報補正部２８と、同期時刻生成部２９とを備えている。
　時刻情報同期部２４は、基本的には内部クロックに基づいて自走動作を行うものであり、同期時刻生成部２９が、時刻情報補正部２８からの時刻情報を、同期補正部２７からのタイミングに従って出力することで、ＧＰＳ基準時刻に同期した時刻情報（内部時刻情報）を生成するようになっている。
　そして、時刻情報同期部２４では、復調部２３からの１ＰＰＳ情報が入力されると、同期補正部２７でタイミングの補正を行い、また、復調部２３から時刻情報が入力されると、時刻情報補正部２８で内部の時刻情報を補正する。
　時刻情報同期部２４が自走動作を行うことにより、親局１からの無線信号が受信できなくなった場合でも、途切れることなく内部時刻情報を出力できるようにしている。
　時刻情報同期部２４の各部について具体的に説明する。
　同期補正部２７は、同期タイミング補正部２７１と、同期カウンタ２７２とを備えている。
　同期タイミング補正部２７１は、復調部２３から入力される１ＰＰＳ信号に基づいて、同期カウンタ２７２に対してタイミング補正を行うものであり、１ＰＰＳ信号が入力された場合に同期カウンタ２７２にタイミングを指示する。
　具体的には、同期タイミング補正部２７１は、１ＰＰＳ信号が正常に受信できているかどうかを判断し、正常に受信できている場合に同期カウンタ２７２のタイミングを１ＰＰＳ信号に合わせて更新する。
　同期カウンタ２７２は、ＶＣＸＯ（Voltage Controlled Crystal Oscillator；電圧制御水晶発振器）やＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal Oscillator；温度補償水晶発振器）等を備えた周波数生成回路であり、タイミングをカウントする自走信号（自走クロック）を生成する。
　ここでは、同期カウンタ２７２は、自走クロックに基づいて、１秒毎に同期タイミング（タイミング信号）を出力する。また、同期カウンタ２７２は、タイミング補正部２７１からのタイミング指示が入力されると、当該タイミングを起点として１秒毎の同期タイミングを生成する。
　これにより、自走状態が長引いて同期カウンタ２７２で生成する同期タイミングがずれた場合に、その補正を行うことができるものである。
　つまり、１ＰＰＳ信号が正常に入力されている場合には、同期カウンタ２７２からはＧＰＳの基準時刻に同期した１ＰＰＳのタイミング信号が出力される。
　時刻情報補正部２８は、時刻補正部２８１と、時刻カウンタ２８２とを備えている。
　時刻補正部２８１は、復調部２３より、無線信号から抽出した時刻情報が正常に受信できているかどうかを判断し、正常に受信できている場合には、時刻カウンタ２８１のカウンタ値を取得した時刻情報で更新する。
　時刻カウンタ２８２は、ＶＣＸＯやＴＣＸＯを備えた周波数生成回路であり、自走クロックを生成して、自立した時刻情報を生成して出力する。
　そして、時刻カウンタ２８２は、時刻補正部２８１から時刻情報が入力されると、カウンタ値を入力された時刻情報（親局１から取得した時刻情報）で更新する。
　これにより、親局１からの時刻情報が正常に入力されている場合には、時刻カウンタ２８２からは、カウンタ値としてＧＰＳ基準時刻に同期した時刻情報が出力される。
　同期時刻生成部２９は、時刻情報補正部２８から入力されるカウンタ値を保持すると共に、同期補正部２７からＧＰＳ基準時刻に同期した１ＰＰＳのタイミング信号が入力されると、保持しているカウンタ値を当該タイミングに従って内部時刻情報として出力する。
　これにより、同期時刻生成部２９からはＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻情報が１秒毎に出力されるものである。
　そして、時刻情報同期部２４で生成されたＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻情報は、予め記憶された位置情報と共に、ＧＰＳ時刻情報変換部２５で適切な疑似ＧＰＳ受信信号に変換されて、疑似ＧＰＳ受信信号送出部２６から基地局装置９に出力される。
　これにより、基地局装置９では、ＧＰＳ受信機１０２が、受信した疑似ＧＰＳ受信信号に基づいて、ＧＰＳ基準時刻情報と一致する時刻を算出して同期信号を生成すると共に、位置情報を算出する。
　このようにして、ＧＰＳ信号を受信できない環境であっても、基地局装置９がＧＰＳ基準時刻に同期した同期信号を生成して、ＧＰＳと時刻同期した無線通信システムを実現することができるものである。
［第１の同期信号変換装置の効果］
　第１の同期信号変換装置によれば、屋外に設置された親機１が、受信アンテナ１１でＧＰＳ信号を受信して、時刻情報取得部１４でＧＰＳ基準時刻情報と１ＰＰＳ情報とを含む時刻同期情報を取得し、変調部１５が時刻同期情報をＧＰＳ信号とは異なる周波数に変換して、無線送信部１６及びアンテナ１２を介して屋内に設置された子機２に送信し、子機２が、復調部２３で受信信号を復調してＧＰＳ基準時刻情報と１ＰＰＳ信号とを取得し、時刻情報同期部２４が、内部の時刻情報を受信したＧＰＳ基準時刻情報に同期させ、ＧＰＳ時刻情報変換部２５が、受信側において、当該内部時刻情報と同じ時刻が取得されるよう、複数の衛星の軌道情報や送信時刻情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成して、疑似ＧＰＳ信号送出部２６が、ＧＰＳ受信機１０２を備えた基地局装置９に出力するようにしているので、ＧＰＳ信号を受信できない環境下であっても、基地局装置９は、疑似ＧＰＳ受信信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻情報を算出して同期信号を生成でき、ＧＰＳに同期した無線通信システムを実現することができる効果がある。
［第２の実施の形態に係る同期信号変換装置：図４］
　次に、本発明の第２の実施の形態に係る同期信号変換装置（第２の同期信号変換装置）について図４を用いて説明する。図４は、第２の同期信号変換装置の構成ブロック図である。
　第２の同期信号変換装置は、ＧＰＳ信号を受信する親機が、ＧＰＳ受信信号から時刻情報だけでなく位置情報を取得して、時刻同期情報に加えて位置情報も子機に送信するようにしたものである。
　図４に示すように、第２の同期信号変換装置は、第１の同期信号変換装置と同様に、屋外等、ＧＰＳ信号の受信が可能な環境に設置された第１の通信装置（親機）３と、ＧＰＳ信号の受信が不能な環境に設置された第２の通信装置（子機）４とを備え、ＧＰＳ信号を受信できない環境に設置された基地局装置９に疑似ＧＰＳ受信信号を提供するものである。
　第２の同期信号変換装置の親機３は、第１の同期信号変換装置の親機１と同様の、受信アンテナ３１と、ＧＰＳ受信部３３と、時刻情報取得部３４と、変調部３５と、無線送信部３６と、送信アンテナ３２と、第２の同期信号変換装置の特徴部分である位置情報取得部３７とを備えている。
　位置情報取得部３７は、ＧＰＳ受信部３３から出力されるＧＰＳ受信信号から位置情報を取得する。位置情報は、例えば緯度経度の情報である。
　つまり、位置情報取得部３７で取得される位置情報は、親機３が設置されている位置に対応する情報である。
　第２の同期信号変換装置の子機４は、第１の同期信号変換装置の子機と同様の、受信アンテナ４１と、無線受信部４２と、復調部４３と、時刻情報同期部４４と、ＧＰＳ時刻情報変換部４５と、疑似ＧＰＳ受信信号送出部４６と、第２の同期信号変換装置の特徴部分である位置情報取得部４７を備えている。
　子機４の位置情報取得部４７は、復調部４３から出力される信号から位置情報（緯度経度の情報）を取得して、ＧＰＳ時刻情報変換部４５に出力する。
　ＧＰＳ時刻情報変換部４５では、受信側の基地局装置９において、内部時刻情報と同一の時刻情報に加えて当該位置情報が算出されるよう、複数の衛星からの軌道情報及び送信時刻の情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成する。
［第２の同期信号変換装置の動作：図４］
　第２の同期信号変換装置の動作について、位置情報に関する部分について説明する。尚、時刻情報に関する部分は、第１の同期信号変換装置と同様であるため、説明を省略する。
　第２の同期信号変換装置では、親機３において、ＧＰＳ信号を受信して復調し、位置情報取得部３７で位置情報を取得し、時刻同期情報及び位置情報を変調部３５で変調し、無線送信部３６で無線信号として送信アンテナから子機４宛に送信する。
　そして、子機４において、親機３からの無線信号を受信して、復調部４３で復調し、位置情報取得部４７で位置情報を取得して、ＧＰＳ時刻情報変換部４５が、受信側の基地局装置９でＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻情報と当該位置情報とを算出できるような疑似ＧＰＳ受信信号を生成して、疑似ＧＰＳ受信信号送出部４６から基地局９に出力する。
　第２の同期信号変換装置では、親機３でＧＰＳ信号から取得した位置情報に基づいて子機４で疑似ＧＰＳ受信信号を生成することができ、基地局装置９に親機３の位置情報を反映させることができるものである。
［第２の同期信号変換装置の効果］
　第２の同期信号変換装置によれば、親機３に位置情報取得部３７を備え、ＧＰＳ受信信号から時刻同期情報に加えて、位置情報を取得し、無線送信部３６が時刻同期情報と位置情報とをＧＰＳ信号とは異なる周波数で子機４に無線送信し、子機４が、時刻情報同期部４４が、時刻同期情報に基づいてＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻情報を生成し、位置情報取得部４７で、受信信号から位置情報を取得し、ＧＰＳ時刻情報変換部４５が、内部時刻情報と当該位置情報とに基づいて疑似ＧＰＳ受信信号を生成するようにしているので、ＧＰＳ信号を受信できない場所に設置されている基地局装置９でも、疑似ＧＰＳ受信信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻情報を算出して同期信号を生成でき、また、基地局装置９に親機３の正確な位置情報を反映させることができる効果がある。
［第３の実施の形態に係る同期信号変換装置の構成：図５］
　次に、本発明の第３の実施の形態に係る同期信号変換装置（第３の同期信号変換装置）について図５を用いて説明する。図５は、第３の同期信号変換装置の構成ブロック図である。
　図５に示すように、第３の同期信号変換装置は、第２の同期信号変換装置の構成に加えて、ＧＰＳ受信信号から衛星情報を取得して利用する構成を備えたものであり、第１の通信装置（親機）５と、第２の通信装置（子機）６とを備えている。
　第３の同期信号変換装置の特徴部分について説明する。
　第３の同期信号変換装置の親機５は、第２の同期信号変換装置の親機３の構成に加えて、衛星情報取得部５８を備えている点が特徴となっている。
　同様に第３の同期信号変換装置の子機６は、第２の同期信号変換装置の子機４の構成に加えて、衛星情報取得部６８を備えた点が特徴となっている。
　他の構成部分は、第２の同期信号変換装置と同様であり、説明は省略する。
　第３の同期信号変換装置の親機５の衛星情報取得部５８は、ＧＰＳ受信部５３からのＧＰＳ受信信号から航法データ等の衛星情報を取り出して、ＧＰＳ衛星情報として変調部５５に出力する。
　また、子機６の衛星情報取得部６８は、復調部６３で復調した信号から、航法データ等のＧＰＳ衛星情報を取り出し、ＧＰＳ時刻情報変換部６５に出力する。
　子機６のＧＰＳ時刻情報変換部６５は、時刻情報同期部６４からの内部時刻情報と、親機５から送信された位置情報を受信して、当該時刻及び位置情報が算出されるような疑似ＧＰＳ受信信号を生成する。
［第３の同期信号変換装置の動作：図５］
　第３の同期信号変換装置の動作について、図５を用いて説明する。
　第３の同期信号変換装置では、親機５において、ＧＰＳ信号を受信して復調し、時刻情報取得部５４で時刻同期情報（ＧＰＳ基準時刻情報と１ＰＰＳ情報）を取得し、位置情報取得部５７で位置情報を取得し、衛星情報取得部５８で航法データ等の衛星情報を取得し、時刻同期情報と位置情報とＧＰＳ衛星情報を変調部５５で変調し、無線送信部５６で無線信号として送信アンテナから子機６宛に送信する。
　そして、子機６において、親機５からの無線信号を受信して、復調部６３で復調し、位置情報取得部６７で位置情報を取得し、時刻情報同期部６４でＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻情報を生成し、衛星情報取得部６８でＧＰＳ衛星情報を取得して、ＧＰＳ時刻情報変換部６５が、当該内部時刻情報と位置情報とに基づいて、当該位置情報が算出されるような疑似ＧＰＳ受信信号を生成して、疑似ＧＰＳ受信信号送出部４６から基地局９に出力する。
　そして、基地局装置９では、子機６からの疑似ＧＰＳ受信信号に基づいて、ＧＰＳ基準時刻に同期した時刻情報を取得すると共に、親機５から送信した位置情報と同等の位置を算出する。
［別の第３の同期信号変換装置］
　ここで、別の第３の同期信号変換装置について説明する。
　別の第３の同期信号変換装置は、上述した第３の同期信号変換装置と同じ構成であるため、図５を用いて説明するが、子機６の動作が一部異なっている。
　別の第３の同期信号変換装置の子機６のＧＰＳ時刻情報変換部６５は、時刻情報同期部６４からの内部時刻情報と、衛星情報取得部６８からのＧＰＳ衛星情報とを含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成する。
　この場合、ＧＰＳ時刻情報変換部６５は、親機５から受信した位置情報が算出されるような疑似的な衛星情報を生成する処理は行わない。
　基地局装置９は、子機６から受信したＧＰＳ衛星情報に基づいて位置を算出するため、親機５における位置情報取得部５７及び子機６における位置情報取得部６７を設けない構成としてもよい。
　つまり、別の第３の同期信号変換装置では、子機６のＧＰＳ時刻情報変換部６５が、親機５から送信された同期時刻情報とＧＰＳ衛星情報とを含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成して、疑似ＧＰＳ受信信号送出部６６から基地局装置９に送信し、基地局装置９が、受信した疑似ＧＰＳ受信信号から時刻情報を取得すると共に、航法データに基づいて位置を算出する。
［第３の同期信号変換装置の効果］
　第３の同期信号変換装置によれば、親機５に衛星情報取得部５８を備え、ＧＰＳ受信信号から時刻同期情報に加えて、航法データ等のＧＰＳ衛星情報を取得し、無線送信部５６が、ＧＰＳ信号とは異なる周波数で時刻同期情報と位置情報とＧＰＳ衛星情報とを子機６に無線送信し、子機６において、時刻情報同期部６４が、時刻同期情報に基づいてＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻を生成し、位置情報取得部６７が、受信信号から位置情報を取得し、衛星情報取得部６８が、受信信号からＧＰＳ衛星情報を取得し、ＧＰＳ時刻情報変換部４５が、内部時刻情報と、位置情報又はＧＰＳ衛星情報のいずれかを含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成して、基地局装置９に出力するようにしているので、ＧＰＳ信号を受信できない場所に設置されている基地局装置９でも、疑似ＧＰＳ受信信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻情報を取得して同期信号を生成でき、また、親機５から送信した位置情報を取得するか、若しくは親機５が受信したＧＰＳ衛星情報に基づいて親機５と同一の位置情報を取得することができる効果がある。
　また、第３の同期信号変換装置によれば、子機６において、親機５から送信された衛星情報を用いて疑似ＧＰＳ信号を送信する場合には、目的とする時刻情報及び位置情報を受信側の基地局装置９に算出させるための複数の衛星の航法データや衛星からの送信時刻を算出する処理が不要となり、子機６の負荷を大幅に軽減することができる効果がある。
　但し、第３の同期信号変換装置では、親機５から子機６に送信する情報量が増大するため、通信容量によっては、運用できない場合もある。
［第４の同期信号変換装置の概略：図６］
　次に、本発明の第４の実施の形態に係る同期信号変換装置（第４の同期信号変換装置）について図６を用いて説明する。図６は、第４の同期信号変換装置の概略構成を示す説明図である。
　図６に示すように、第４の同期信号変換装置は、ＧＰＳ信号を受信可能な管局に設置された親機１と、ＧＰＳ信号を受信できない環境に設置された子機７とを備え、特定の有線ネットワーク（例えばＩＥＥＥ１５８８）を介して、ＧＰＳ信号を受信できない環境に設置された基地局装置１０にＧＰＳ基準時刻に同期した時刻情報を提供するものである。
　ここで、基地局装置１０は、特定の有線ネットワーク（例えばＩＥＥＥ１５８８）のインタフェース（ネットワークインタフェース）１０３を備えている。
　そして、第４の同期信号変換装置は、ＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻情報をネットワークの同期信号に変換して、基地局装置２０に送出する。
［第４の同期信号変換装置の構成：図７］
　第４の同期信号変換装置の構成について図７を用いて説明する。図７は、第４の同期信号変換装置の構成ブロック図である。
　図７に示すように、第４の同期信号変換装置は、第１の同期信号変換装置と同一の親機１と、第４の同期信号変換装置の特徴部分である子機７とを備えている。親機１については説明を省略する。
　子機７は、第１の同期信号変換装置の子機２と同様に、親機１からの時刻同期情報を無線信号で受信するものであるが、ＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻情報を生成し、当該内部時刻情報を含むネットワーク信号を生成して基地局装置１０に出力する点が特徴となっている。
　子機７は、受信アンテナ７１と、無線受信部７２と、時刻情報同期部７４と、ネットワーク信号変換部７５と、ネットワーク信号送出部７６とを備えている。
　ここで、受信アンテナ７１と、無線受信部７２と、時刻情報同期部７３とは第１の同期信号変換装置の子機２と同様の構成及び動作であり、説明は省略する。
　第４の同期信号変換装置の子機７の特徴部分について説明する。
　ネットワーク信号変換部７５は、時刻情報同期部７３から出力されるＧＰＳ基準時刻に同期した内部時刻情報を入力して、例えばＩＥＥＥ１５８８等のネットワーク規格に準拠した所定のフォーマットに変換して、当該内部時刻情報を含むネットワーク信号を生成する。
　ネットワーク信号送出部７５は、ネットワーク信号変換部７５からのネットワーク信号を基地局装置１０に送出する。
　基地局装置１０は、ネットワークインタフェース１０３を介して受信したネットワーク信号から内部時刻情報を抽出し、当該内部時刻情報から同期信号（基準クロック）を生成して、通信を実現する。
　これにより、ＧＰＳ受信機を備えておらず、ＩＥＥＥ１５８８等に準拠したネットワーク信号を受信できない環境に設置されている基地局装置２０であっても、ネットワーク信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻情報を抽出して基準クロックを生成することができるものである。
［第４の同期信号変換装置の効果］
　第４の同期信号変換装置によれば、親機１がＧＰＳ信号を受信して、ＧＰＳ基準時刻に同期した時刻同期情報を取得し、ＧＰＳ信号とは異なる周波数で無線送信し、子機７が、親機１からの無線信号を受信して復調し、時刻情報同期部７４が時刻同期情報に基づいて内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させ、ネットワーク信号変換部７５が、ＩＥＥＥ１５８８等のネットワークのフォーマットに従って、内部時刻情報を含むネットワーク信号を生成して、ネットワーク信号送出部７６が、当該ネットワーク信号を、ネットワークインタフェース１０３を備えた基地局装置１０に出力するようにしているので、ＩＥＥＥ１５８８等に準拠したネットワーク信号を受信できない環境に設置されている基地局装置２０であっても、第２の同期信号変換装置からのネットワーク信号を受信してＧＰＳ基準時刻に同期した同期時刻情報を抽出し、基準クロックとして利用することができ、システム構築の自由度を増大させることができる効果がある。
［第５の同期信号変換装置：図８］
　次に、本発明の第５の実施の形態に係る同期信号変換装置（第５の同期信号変換装置）について図８を用いて説明する。図８は、第５の同期信号変換装置の概略を示す説明図である。
　図８に示すように、第５の同期信号変換装置は、第１の同期信号変換装置と同一の親機１と、第５の同期信号変換装置の特徴部分である子機８とを備えている。
　そして、第５の同期信号変換装置の子機は、無線によって疑似ＧＰＳ受信信号を送信する送信アンテナ８２を備えた構成となっている。
　尚、親機１の代わりに第２の同期信号変換装置と同一の親機２を用いることにより、位置情報も配信することが可能となる。
　子機８の具体的な構成は省略するが、図２に示した子機２の構成において、疑似ＧＰＳ受信信号送出部２６の代わりに無線送信部を備えている。
　そして、第５の同期信号変換装置の子機８は、親機１から受信した無線信号を復調して、時刻同期情報を取り出し、時刻同期情報に基づいて内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させ、当該内部時刻情報と同一の時刻情報が算出されるような疑似ＧＰＳ受信信号を生成して、無線送信部で変調して無線信号として送信アンテナ８２から送出する。
　ここで、子機８から疑似ＧＰＳ受信信号を送信する際には、ＧＰＳ信号の周波数（１．５GHz）とは異なる周波数を用いてもよいし、本来のＧＰＳ信号と同等の１．５GHzの周波数を用いて、送信レベルを小さく（微弱に）してもよい。
　また、ここでは、第５の同期信号変換装置として、第１の同期信号変換装置の子機が疑似ＧＰＳ受信信号を無線出力する構成を記載したが、第２の同期信号変換装置及び第３の同期信号変換装置において、子機が疑似ＧＰＳ受信信号を無線出力するように構成することも可能である。
［第５の同期信号変換装置の効果］
　第５の同期信号変換装置によれば、親機１がＧＰＳ信号を受信して、ＧＰＳ基準時刻に同期した時刻同期情報を取得し、ＧＰＳ信号とは異なる周波数で無線送信し、子機８が、親機１からの無線信号を受信して復調し、時刻同期情報に基づいて内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させ、当該内部時刻情報と同一の時刻が取得されるよう、当該内部時刻情報及び複数の衛星の軌道情報や送信時刻を含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成して、無線信号として、ＧＰＳ受信機を備えた受信側装置に出力するようにしているので、ＧＰＳ信号を受信できない環境に設置されている装置であっても、第５の同期信号変換装置からの疑似ＧＰＳ受信信号を受信してＧＰＳ基準時刻に同期した同期時刻情報を抽出し、基準クロックとして利用することができ、システム構築の自由度を増大させることができる効果がある。
［基地局装置に子機を備えた同期信号変換装置］
　上述した第１～第４の実施の形態では、無線通信システムの基地局に接続される同期信号変換装置として説明したが、上述したいずれかの同期信号変換装置の子機を内部に備えた基地局装置を構成することも可能である。
　上述した同期信号変換装置は、いずれも正確な時刻情報を提供可能であるため、自営システム等のローカルネットワークの基地局装置の他、公衆システムの基地局装置の内部に設けることも可能である。
　そして、基地局装置内部に設けられた子機は、それぞれ、親機から時刻同期情報（等）の情報を受信して、第１～第３の同期信号変換装置の子機は、ＧＰＳ受信機に疑似ＧＰＳ受信信号を出力し、第４の同期信号変換装置の子機は、ネットワークインタフェースにＧＰＳ基準時刻に同期した同期時刻情報を含むネットワーク信号を出力する。
　この出願は、２０１８年９月１０日に出願された日本出願特願２０１８－１６８５３３を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
　本発明は、特にＧＰＳ信号を受信できない地域であってもＧＰＳに同期した時刻情報を利用したシステムを構築でき、システム構築の自由度を増大させることができる同期信号変換装置に適している。
　１，３，５…親機、　２，４，６，７，８…子機、　９，１０…基地局装置、　１１，３１，５１，１０１…ＧＰＳ受信アンテナ、　１２，５２…送信アンテナ、　１３，３３，５３…ＧＰＳ受信部、　１４，３４，５４…時刻情報取得部、　１５，３５，５５…変調部、　１６，３６，５６…無線送信部、　３７，４７…位置情報取得部、　２１，４１，６１、７１，８１…受信アンテナ、　２２，４２，６２…無線受信部、　２３，６３…復調部、　２４，６４…時刻情報同期部、　２５，４５，６５…ＧＰＳ時刻情報変換部、　２６，４６，６６…疑似ＧＰＳ受信信号送出部、　２７…同期補正部、　２８…時刻情報補正部、　２９…同期時刻生成部、　５８，６８…衛星情報取得部、　７５…ネットワーク信号変換部、７６…ネットワーク信号変換部、　１０２…ＧＰＳ受信機、　１０３…ネットワークインタフェース、　２７１…同期タイミング補正部、　２７２…同期カウンタ、　２８１…時刻補正部、　２８２…時刻カウンタ

Claims (9)

  1. 　第１の通信装置と第２の通信装置とを備え、前記第２の通信装置が基地局の受信機に接続される同期信号変換装置であって、
    　前記第１の通信装置が、
    　ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、
    　前記受信したＧＰＳ信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻同期情報を取得する時刻情報取得部と、
    　前記時刻同期情報を前記ＧＰＳ信号とは異なる周波数で無線送信する無線送信部とを有し、
    　前記第２の通信装置が、
    　前記第１の通信装置から送信された無線信号を受信する無線受信部と、
    　前記受信した信号に含まれる時刻同期情報に基づいて、装置内の内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させる時刻情報同期部と、
    　予め特定の位置情報を記憶し、前記基地局に、前記同期された内部時刻情報に一致した時刻を取得させると共に、前記特定の位置情報を算出させるため、複数の衛星の衛星情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成するＧＰＳ時刻情報変換部と、
    　前記疑似ＧＰＳ受信信号を前記基地局に出力する疑似ＧＰＳ受信信号送出部とを有することを特徴とする同期信号変換装置。
  2. 　第１の通信装置と第２の通信装置とを備え、前記第２の通信装置が基地局の受信機に接続される同期信号変換装置であって、
    　前記第１の通信装置が、
    　ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、
    　前記受信したＧＰＳ信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻同期情報を取得する時刻情報取得部と、
    　前記受信したＧＰＳ信号から位置情報を算出する位置情報取得部と、
    　前記時刻同期情報及び前記位置情報を前記ＧＰＳ信号とは異なる周波数で無線送信する無線送信部とを有し、
    　前記第２の通信装置が、
    　前記第１の通信装置から送信された無線信号を受信する無線受信部と、
    　前記受信した信号に含まれる時刻同期情報に基づいて、装置内の内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させる時刻情報同期部と、
    　前記受信した信号に含まれる位置情報を取得する位置情報取得部と、
    　前記基地局に、前記同期された内部時刻情報に一致した時刻を取得させると共に、当該位置情報取得部で取得した位置情報を算出させるため、複数の衛星の衛星情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成するＧＰＳ時刻情報変換部と、
    　前記疑似ＧＰＳ受信信号を前記基地局に出力する疑似ＧＰＳ受信信号送出部とを有することを特徴とする同期信号変換装置。
  3. 　第１の通信装置と第２の通信装置とを備え、前記第２の通信装置が基地局の受信機に接続される同期信号変換装置であって、
    　前記第１の通信装置が、
    　ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部と、
    　前記受信したＧＰＳ信号からＧＰＳ基準時刻に同期した時刻同期情報を取得する時刻情報取得部と、
    　前記受信したＧＰＳ信号から位置情報を算出する位置情報取得部と、 前記受信したＧＰＳ信号から衛星情報を取得する衛星情報取得部と、
    　前記時刻同期情報と、前記位置情報と、前記衛星情報とを前記ＧＰＳ信号とは異なる周波数で無線送信する無線送信部とを有し、
    　前記第２の通信装置が、
    　前記第１の通信装置から送信された無線信号を受信する無線受信部と、
    　前記受信した信号に含まれる時刻同期情報に基づいて、装置内の内部時刻情報をＧＰＳ基準時刻に同期させる時刻情報同期部と、
    　前記受信した信号に含まれる位置情報を取得する位置情報取得部と、
    　前記受信した信号に含まれる衛星情報を取得する衛星情報取得部と、
    　前記基地局に、前記同期された内部時刻情報に一致した時刻を取得させると共に、当該位置情報取得部で取得した位置情報を算出させるための複数の衛星の衛星情報を含む疑似ＧＰＳ受信信号、又は、前記同期された内部時刻情報と当該衛星情報取得部で取得した衛星情報とを含む疑似ＧＰＳ受信信号を生成するＧＰＳ時刻情報変換部と、
    　前記疑似ＧＰＳ受信信号を前記基地局に出力する疑似ＧＰＳ受信信号送出部とを有することを特徴とする同期信号変換装置。
  4. 　第２の通信装置が、基地局の内部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の同期信号変換装置。
  5. 　第２の通信装置が、基地局の内部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の同期信号変換装置。
  6. 　第２の通信装置が、基地局の内部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の同期信号変換装置。
  7. 　第２の通信装置が、疑似ＧＰＳ受信信号を基地局に無線で送信することを特徴とする請求項１に記載の同期信号変換装置。
  8. 　第２の通信装置が、疑似ＧＰＳ受信信号を基地局に無線で送信することを特徴とする請求項２に記載の同期信号変換装置。
  9. 　第２の通信装置が、疑似ＧＰＳ受信信号を基地局に無線で送信することを特徴とする請求項３に記載の同期信号変換装置。
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