無線基地局装置及びそれらに用いる周波数調整方法
【課題】 現場に行って調整を行うことなくかつ運用を妨げることなく、自動で発振器の周波数調整を行うことが可能な無線基地局装置を提供する。
【解決手段】 ＣＰＵ１は自装置が運用開始したことを知らせると、起動回路５は内部のタイマ機能を動作させる。起動回路５は任意の時間Ｔを計時すると、水晶発振器８へ電源を供給するとともに、ＣＰＵ１へも水晶発振器８に電源供給を開始したことを通知する。ＣＰＵ１は水晶発振器８の出力信号を基準として、温度補償型水晶発振器６の出力信号の位相比較を行い、比較の結果から周波数の調整値を算出し、この調整値と温度センサ２からの温度とメモリ３に保存されている基準値及び温度変動値とから実際に温度補償型水晶発振器６に対する周波数調整を算出し、Ｄ／Ａコンバータ７を介して温度補償型水晶発振器６に制御電圧を印加する。
【解決手段】 ＣＰＵ１は自装置が運用開始したことを知らせると、起動回路５は内部のタイマ機能を動作させる。起動回路５は任意の時間Ｔを計時すると、水晶発振器８へ電源を供給するとともに、ＣＰＵ１へも水晶発振器８に電源供給を開始したことを通知する。ＣＰＵ１は水晶発振器８の出力信号を基準として、温度補償型水晶発振器６の出力信号の位相比較を行い、比較の結果から周波数の調整値を算出し、この調整値と温度センサ２からの温度とメモリ３に保存されている基準値及び温度変動値とから実際に温度補償型水晶発振器６に対する周波数調整を算出し、Ｄ／Ａコンバータ７を介して温度補償型水晶発振器６に制御電圧を印加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線基地局装置及びそれらに用いる周波数調整方法に関し、特に無線基地局装置に搭載された発振器に対する周波数調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線基地局装置においては、図９に示すように、アンテナ６１と、送受共用器６２と、受信機６３と、送信機６４と、Ｄ／Ａ（ディジタル／アナログ）コンバータ６５と、水晶発振器６６と、シンセサイザ６７と、制御部６８と、周波数調整部６９と、メモリ７０と、モード設定部７１とから構成されている。
【０００３】
送信機６４は送信信号の周波数変換を行って送信周波数に変換し、既定の送信電力へと増幅する。送受共用器６２は送信信号の不要波を抑圧し、また後述するアンテナ６１で受信した信号の不要波を抑圧する。アンテナ６１は送信信号を送信し、また受信信号を受信する。
【０００４】
受信機６３は周波数変換、帯域制限を行い、ベースバンド信号へと変換する。制御部６８は変調した送信ベースバンド信号を生成し、また受信したベースバンド信号を復調する。また、制御部６８は後述するＤ／Ａコンバータ６５のデータを生成する。
【０００５】
Ｄ／Ａコンバータ６５は制御部６８からのデータを直流電圧に変換する。水晶発振器６６はＤ／Ａコンバータ６５からの電圧制御を受け、周波数安定度の高い発振周波数を出力する。シンセサイザ６７は水晶発振器６６から出力される周波数を基準として、送信機６４、受信機６３の周波数変換用の局発信号を生成する。
【０００６】
周波数調整部６９は可変抵抗器等で構成され、制御部６８、Ｄ／Ａコンバータ６５を経由して水晶発振器６６の発振周波数を調整する。メモリ７０は水晶発振器６６に対応する制御電圧情報が保存されている。モード設定部７１は水晶発振器６６の周波数調整を行う際に、テストモードに設定する。
【０００７】
一方、従来の移動体通信用の無線基地局装置では、無線基地局制御装置と接続されている伝送路から送られてくるクロック信号に同期している。無線基地局制御装置は無線基地局装置と比較して運用台数も少なく、また周波数安定度の高い発振器を使用しているため、この無線基地局制御装置から送られてくる伝送路のクロック信号に同期させれば無線基地局装置の発振器も周波数安定度を高く保つことが可能である。
【０００８】
しかしながら、運用経費（ランニングコスト）を低減させることが可能であること等の理由から、無線基地局装置と無線基地局制御装置との伝送路にＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルを利用したイーサネット（登録商標）を使用することがある。
【０００９】
この場合、伝送路にクロック信号を送ることができないため、無線基地局装置内に内蔵する発振器に対しても、無線基地局制御装置と同様に、周波数安定度が高く、運用期間中の経年変化も許容範囲内であることが要求される。周波数安定度の高い発振器は高価であるため、運用台数の多い無線基地局装置に配設することは設備コストの上昇となり、非経済的である。そこで、無線基地局装置の設置されている場所まで行き、簡単に経年変化による周波数変動を調整する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】特許第３０３４３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来の周波数調整方法では、モード設定を行うため、運用中には調整することができないという問題がある。また、従来の周波数調整方法では、周波数調整部が可変抵抗器等で構成されているため、人手によって現場で調整を行う必要があるという問題もある。さらに、従来の周波数調整方法では、周波数調整を行う際に、アンテナから出力される送信信号を使用するため、周波数を測定するための測定器を準備しなければいけないという問題がある。
【００１２】
一方、上記の特許文献１に記載の方法では、無線基地局装置の設置場所まで出向かなければならず、待受け状態時にテストモードに切替えなければならず、その間、運用を停止しなければならないという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、現場に行って調整を行うことなくかつ運用を妨げることなく、自動で発振器の周波数調整を行うことができる無線基地局装置及びそれらに用いる周波数調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による無線基地局装置は、発振する周波数が経年変化で変動する発振器を使用する無線基地局装置であって、予め設定された任意の時間の経過を検出するタイマ手段と、前記タイマ手段が前記任意の時間を検出した時に起動される第２の発振器と、前記第２の発振器から発振される信号を基準として前記発振器の経年変化を調整する手段とを備えている。
【００１５】
本発明による周波数調整方法は、発振する周波数が経年変化で変動する発振器を使用する無線基地局装置に用いる周波数調整方法であって、前記無線基地局装置が、予め設定された任意の時間の経過を検出する処理と、前記任意の時間が検出された時に第２の発振器を起動する処理と、前記第２の発振器から発振される信号を基準として前記発振器の経年変化を調整する処理とを実行している。
【００１６】
すなわち、本発明の無線基地局装置は、発振器の通電時間によって経年変化が進行することに着目し、無線基地局装置の経年変化による周波数変動が許容値を越える時間を、使用する発振器の特性から推定しておき、起動回路に有しているタイマ機能によって任意の時間経過後に別の発振器を起動させ、この経年変化が起きていない発振器を基準として、無線基地局装置内で使用している発振器の経年変化を調整することで、発振器の経年変化による周波数変動を運用の妨げにならないよう自動で調整している。
【００１７】
これによって、本発明の無線基地局装置では、移動体通信用の無線基地局装置において用いられる発振器に対して、経年変化における発振器の周波数変動を運用の妨げにならないように自動で調整可能とすることを特徴としている。
【００１８】
より具体的に説明すると、本発明の無線基地局装置では、温度補償型水晶発振器を自装置内の基準発振器として使用し、その温度補償型水晶発振器に対して直流電圧の印加による発振周波数の調整を可能とし、周波数安定度の高い信号を出力させている。
【００１９】
また、本発明の無線基地局装置では、温度補償型水晶発振器のほかに、水晶発振器を配設し、その水晶発振器に対して直流電圧の印加による発振周波数の調整を可能とし、温度補償型水晶発振器の周波数調整時の基準信号を出力させている。
【００２０】
さらに、本発明の無線基地局装置では、温度補償型水晶発振器の発振周波数を調整するための直流電圧を出力する第１のＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）コンバータと、水晶発振器の発振周波数を調整するための直流電圧を出力する第２のＤ／Ａコンバータとを配設している。
【００２１】
この無線基地局装置内のＣＰＵ（中央処理装置）は、後述する温度センサ及び第１のメモリの値から第１のＤ／Ａコンバータのデータを生成して出力し、また後述する温度センサ及び第２のメモリの値から第２のＤ／Ａコンバータのデータを生成して出力している。
【００２２】
温度センサは自装置内の温度を検出し、その温度をＣＰＵへ報告する。第１のメモリは温度補償型水晶発振器の任意の一定温度における発振周波数と第１のＤ／Ａコンバータから出力される直流電圧との関係をデータ列として保存するとともに、温度補償型水晶発振器の温度変動に対する第１のＤ／Ａコンバータから出力される直流電圧との関係をデータ列として保存している。第２のメモリは水晶発振器の任意の一定温度における発振周波数と第２のＤ／Ａコンバータから出力される直流電圧との関係をデータ列として保存するとともに、水晶発振器の温度変動に対する第２のＤ／Ａコンバータから出力される直流電圧の関係をデータ列として保存している。起動回路はタイマを有し、ＣＰＵの指令によって水晶発振器の電源を起動させる。
【００２３】
上記のように、本発明の無線基地局装置では、起動回路によって任意の時間に起動させた水晶発振器を用いて、温度補償型水晶発振器の経年変化による周波数変動を自動で調整することで、保守者が自装置の設置場所に出向くことなく、また運用を妨げることなく、自動で周波数の調整を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、現場に行って調整を行うことなくかつ運用を妨げることなく、自動で発振器の周波数調整を行うことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による移動体通信用の無線基地局装置の構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による無線基地局装置はＣＰＵ（中央処理装置）１と、温度センサ２と、メモリ３，４と、起動回路５と、温度補償型水晶発振器６と、Ｄ／Ａコンバータ７，９と、水晶発振器８とから構成されている。
【００２６】
温度補償型水晶発振器６は自装置（本発明の一実施例による移動体通信用の無線基地局装置）内の基準発振器として使用され、直流電圧を印加することで発振周波数の調整が可能となっており、周波数安定度の高い信号を出力する。水晶発振器８は直流電圧を印加することで発振周波数の調整が可能となっており、温度補償型水晶発振器６の周波数調整時の基準信号を出力するが、その信号の周波数安定度は温度補償型水晶発振器６より低い。
【００２７】
Ｄ／Ａコンバータ７は温度補償型水晶発振器６の発振周波数を調整するための直流電圧を出力する。Ｄ／Ａコンバータ９は水晶発振器８の発振周波数を調整するための直流電圧を出力する。
【００２８】
ＣＰＵ１は温度センサ２及びメモリ３の値からＤ／Ａコンバータ７のデータを生成して出力するとともに、温度センサ２及びメモリ４の値からＤ／Ａコンバータ９のデータを生成して出力する。温度センサ２は自装置内の温度を検出し、その温度をＣＰＵ１へ報告する。
【００２９】
メモリ３は温度補償型水晶発振器６の任意の一定温度における発振周波数とＤ／Ａコンバータ７から出力される直流電圧との関係をデータ列として保存するとともに、温度補償型水晶発振器６の温度変動に対するＤ／Ａコンバータ７から出力される直流電圧の関係をデータ列として保存する。
【００３０】
メモリ４は水晶発振器８の任意の一定温度における発振周波数とＤ／Ａコンバータ９から出力される直流電圧との関係をデータ列として保存するとともに、水晶発振器８の温度変動に対するＤ／Ａコンバータ９から出力される直流電圧の関係をデータ列として保存する。起動回路５はタイマ（図示せず）を備えており、ＣＰＵ１の指令によって水晶発振器８の電源を起動させる。
【００３１】
図２は図１のＣＰＵ１１の構成を示すブロック図である。図２において、ＣＰＵ１はデータ生成部１１と、切替部１２と、周波数調整部１３とを備えている。データ生成部１１は温度センサ２からの温度とメモリ３に保存されているデータ列とからＤ／Ａコンバータ７を制御するためのデータを生成する。周波数調整部１３は温度補償型水晶発振器６及び水晶発振器８各々の周波数を比較して周波数調整値を算出し、Ｄ／Ａコンバータ７を制御するためのデータを生成する。
【００３２】
切替部１２は通常の運用時に、データ生成部１１から出力されるデータを選択して出力し、調整時に周波数調整部１３から出力されるデータを選択して出力することで、通常の運用時のデータと周波数調整を行う際のデータとを切替える機能を持つ。
【００３３】
図３は図１の起動回路５の構成を示すブロック図である。図３において、起動回路５はタイマ回路５１と、電源制御回路５２とを備えている。タイマ回路５１はＣＰＵ１からの信号をトリガとして時間の計算を算出し、任意の時間経過後、その旨を電源制御回路５２への信号として送出する。時間の算出方法は、任意の設定時間によりハードウェアまたはソフトウェアでの実現方法がある。電源制御回路５２は水晶発振器８の電源供給回路で、タイマ回路５１から信号を受取ると、水晶発振器８に電源を供給する。
【００３４】
図４は図１のＣＰＵ１における図２に図示していない部分の構成を示すブロック図である。図４において、データ生成部２１は温度センサ２からの温度とメモリ４に保存されているデータ列とからＤ／Ａコンバータ９を制御するためのデータを生成する。
【００３５】
図５は図２の周波数調整部１３の構成を示すブロック図である。図５において、周波数調整部１３は比較部１３１と、調整値算出部１３２と、データ生成部１３３とを備えている。
【００３６】
比較部１３１は温度補償型水晶発振器６の発振周波数と水晶発振器８の発振周波数とを比較する。調整値算出部１３２は比較部１３１で得られた温度補償型水晶発振器６の発振周波数と水晶発振器８の発振周波数との差分から、温度補償型水晶発振器６の周波数を調整するための電圧値を算出する。データ生成部１３３は温度センサ２からの温度とメモリ３に保存されているデータ列とからＤ／Ａコンバータ７を制御するためのデータを生成する。
【００３７】
尚、上述した本発明の一実施例では、ＣＰＵ１内の各構成要素については、機能的な分類として構成しているため、実現としてはハードウェア、ソフトウェアのいずれかを問わない。同様に、起動回路５内の各構成要素についても、機能的な分類として構成しているため、実現としてはハードウェア、ソフトウェアのいずれかを問わない。
【００３８】
図６は図１の温度センサ２の検出値と本発明の一実施例による温度補償型水晶発振器６に対する温度調整との関係を示す図であり、図７は図５のデータ生成部１３３によるデータ生成を説明するための図である。これら図１〜図６を参照して本発明の一実施例による温度補償型水晶発振器６に対する温度調整について説明する。
【００３９】
本実施例では、温度補償型水晶発振器６が所望の発振周波数にて出力されるようにＤ／Ａコンバータ７の電圧値を決定する。まず、ＣＰＵ１は温度センサ２によって自装置内の温度を検出する。次に、ＣＰＵ１はＤ／Ａコンバータ７に対して、温度補償型水晶発振器６に印加する直流電圧のデータを送る。本実施例では、Ｄ／Ａコンバータ７の出力電圧値を変化させながら、温度補償型水晶発振器６から出力される発振周波数が所望の周波数になるように設定する。
【００４０】
ＣＰＵ１は所望の発振周波数となったら、その時、Ｄ／Ａコンバータ７へ送っているデータと温度センサ２の値（検出温度）とをメモリ３に保存する。この時の値を「基準値＃１」（図６参照）とする。一例として、「基準値＃１」は、「温度センサ２の値：３０℃」、「Ｄ／Ａコンバータ１２の出力値：１．０Ｖ」とする。
【００４１】
続いて、ＣＰＵ１は温度補償型水晶発振器６の温度変動による発振周波数変動値をメモリ３に保存する。本発明では温度補償型水晶発振器６の温度変動による発振周波数を事前に確認し、その値をメモリ３に保存するものとする。この時の値を「温度変動値＃１」（図６参照）とする。
【００４２】
同様に、ＣＰＵ１は水晶発振器８が所望の発振周波数にて出力されるようにＤ／Ａコンバータ９の電圧値を決定する。まず、自装置の起動時には起動回路５によって水晶発振器８の電源供給が停止している。そこで、ＣＰＵ１は起動回路５に対して信号Ａを送る。起動回路５は信号Ａを受信した場合、すぐに水晶発振器８の電源供給を開始する。
【００４３】
次に、ＣＰＵ１は温度センサ２によって自装置内の温度を検出し、Ｄ／Ａコンバータ９に対して水晶発振器８に印加する直流電圧のデータを送る。ＣＰＵ１はＤ／Ａコンバータ９の出力電圧値を変化させながら、水晶発振器８から出力される発振周波数が所望の周波数になるように設定する。ＣＰＵ１は所望の発振周波数になると、その時、Ｄ／Ａコンバータ９へ送っているデータと温度センサ２の値（検出温度）とをメモリ４に保存する。この時の値を「基準値＃２」とする。一例として、「基準値２」は「温度センサ２の値：３０℃」、「Ｄ／Ａコンバータ９の出力値：１．５Ｖ」とする。
【００４４】
続いて、ＣＰＵ１は水晶発振器８の温度変動による発振周波数変動値をメモリ４に保存する。本実施例では、水晶発振器８の温度変動による発振周波数を事前に確認しておき、その値をメモリ４に保存している。この時の値を「温度変動値＃２」とする。ＣＰＵ１はメモリ４への保存が終了したら、起動回路５に対して信号Ｂを送る。信号Ｂを受信した起動回路５は、水晶発振器８の電源供給を停止する。
【００４５】
一方、本発明の一実施例による無線基地局装置が運用中の場合、ＣＰＵ１は温度センサ２から得られる自装置内の温度とメモリ３に保存されている「基準値＃１」及び「温度変動値＃１」とを用いて温度補償型水晶発振器６に印加する制御電圧を算出し、Ｄ／Ａコンバータ７に送る。Ｄ／Ａコンバータ７はＣＰＵ１からのデータで直流電圧を生成し、温度補償型水晶発振器６に電圧を印加する。これによって、温度補償型水晶発振器６からは所望の周波数成分を含んだクロック信号が自装置内へと供給されることとなる。
【００４６】
また、運用開始時において、ＣＰＵ１は自装置が運用開始したことを知らせる信号Ｃを起動回路５に送る。この信号Ｃを受けて起動回路５内のタイマ回路５１が機能し、任意に設定された時間Ｔが経過するまで、水晶発振器８へは電源を供給しない。ここで、設定する任意の時間Ｔは、温度補償型水晶発振器６の経年変化によって周波数安定度規格内を保証できる時間とする。例えば、温度補償型水晶発振器６の周波数安定度として０．１ｐｐｍを５年間まで保証することができるのであれば、起動回路５における設定時間Ｔは５年間とする。
【００４７】
起動回路５におけるタイマ回路５１が任意の時間Ｔを計時すると、水晶発振器８へ電源を供給するとともに、ＣＰＵ１へも水晶発振器８に電源供給を開始したことを信号Ｄとして通知する。水晶発振器８は運用開始以降初めて電源が投入されることになり、水晶発振器８は経年変化を受けないことになる。
【００４８】
ＣＰＵ１は信号Ｄを受信したら、水晶発振器８の起動時間ｔだけ待機する。この起動時間ｔによって水晶発振器８は安定した動作を行うことができる。また、この間、ＣＰＵ１は温度センサ２から得られる自装置内の温度とメモリ４に保存されている「基準値＃２」及び「温度変動値＃２」とを用いて水晶発振器８に印加する制御電圧を算出し、Ｄ／Ａコンバータ９に送る。Ｄ／Ａコンバータ９はＣＰＵ１からのデータで直流電圧を生成し、水晶発振器８に電圧を印加する。これによって、水晶発振器８からは所望の周波数成分を含んだクロック信号がＣＰＵ１へ供給されることとなる。
【００４９】
起動時間ｔ経過後、ＣＰＵ１は水晶発振器８の出力信号を基準として、温度補償型水晶発振器６の出力信号の位相比較を行う。比較の結果から周波数の「調整値」を算出し、この「調整値」と、温度センサ２からの温度と、メモリ３に保存されている「基準値＃１」及び「温度変動値＃１」とから実際に温度補償型水晶発振器６に対する周波数調整を算出する。
【００５０】
ＣＰＵ１は算出結果をＤ／Ａコンバータ７へ送り、温度補償型水晶発振器６に対して制御電圧を印加することで、温度補償型水晶発振器６の経年変化による周波数変動を調整することができる。ＣＰＵ１は温度補償型水晶発振器６と水晶発振器８との位相比較を行い、位相が一致した場合には周波数変動の調整が終了したとして、信号Ｂを起動回路５へ送る。起動回路５は信号Ｂを受信したら、水晶発振器８に対して電源の供給停止を行い、水晶発振器８が経年変化による周波数変動が起きないようにその機能を停止させておく。
【００５１】
また、本発明の一実施例による無線基地局装置が運用中の場合、ＣＰＵ１においては、データ生成部１１が温度センサ２から得られる自装置内の温度と、メモリ３に保存されている「基準値＃１」及び「温度変動値＃１」とを用いて温度補償型水晶発振器６に印加する制御電圧を算出する。
【００５２】
この算出方法の一例を以下に示す。「基準値＃１」は上述した一例を用い、「温度変動値＃１」は図６に示す値を用いる。まず、データ生成部１１は「基準値＃１」の温度＝３０℃と、「温度変動値＃１」の温度＝３０℃とを合わせ、「温度調整値＃１」を作成する（図６参照）。
【００５３】
次に、データ生成部１１は現在の温度センサ２の温度を読取る。温度＝４０℃であった場合、データ生成部１１は「温度調整値＃１」から温度＝４０℃の時の制御電圧値を読取る。この場合には、図６に示す例より「１．３Ｖ」とする。データ生成部１１はこの制御電圧値（「制御電圧値Ａ」とする）をＤ／Ａコンバータ７から出力させるために、Ｄ／Ａコンバータ７のデータフォーマットに変換する。
【００５４】
データ生成部１１はこの変換したデータを信号＃１として切替部１２に送る。切替部１２では、自装置の運用中、データ生成部１１からの信号＃１をＤ／Ａコンバータ７へ送るように切替えられているため、信号＃１はＤ／Ａコンバータ７に送られることになる。
【００５５】
まず、自装置の電源投入時に、起動回路５においては電源制御回路５２から水晶発振器８に対して電源供給を行わない。そこで、自装置の運用前の準備に際して、ＣＰＵ１はタイマ回路５１に対して信号Ａを送る。タイマ回路５１は信号Ａを受信した場合、すぐに電源制御回路５２を起動させるための信号Ａ’を送り、水晶発振器８の電源供給を開始する。
【００５６】
自装置の運用前の準備が終了したら、ＣＰＵ１はタイマ回路５１に対して信号Ｂを送る。タイマ回路５１は信号Ｂを受信した場合、電源制御回路５２に対して機能停止の信号Ｂ’を送る。これを受けて電源制御回路５２は水晶発振器８に対して電源の供給停止を行う。
【００５７】
運用開始時において、ＣＰＵ１は自装置が運用開始したことを知らせる信号Ｃをタイマ回路５１に送る。タイマ回路５１は信号Ｃを受信した場合、時間の計算を開始する。タイマ回路５１には任意の時間Ｔが設定可能となっており、時間Ｔが経過するまでタイマ回路５１から電源制御回路５２へは何も制御を行わない。
【００５８】
タイマ回路５１は任意の時間Ｔが経過すると、電源制御回路５２を起動させる信号Ｃ’を送る。これを受けて電源制御回路５２が起動し、水晶発振器８の電源供給を開始する。これと同時に、電源制御回路５２はＣＰＵ１に対して水晶発振器８に電源供給を開始したことを信号Ｄとして通知する。この後、ＣＰＵ１は温度補償型水晶発振器６の周波数調整を開始し、調整終了時にタイマ回路５１へ信号Ｂを送る。タイマ回路５１は信号Ｂを受信した場合、電源制御回路５２に対して機能停止の信号Ｂ’を送る。これを受けて電源制御回路５２は水晶発振器８に対して電源の供給停止を行う。
【００５９】
次に、水晶発振器８の起動時、データ生成部２１は温度センサ２から得られる自装置内の温度と、メモリ４に保存されている「基準値＃２」及び「温度変動値＃２」とを用いて水晶発振器８に印加する制御電圧を算出する。算出方法はデータ生成部１１と同様であるため、その説明は省略する。データ生成部２１は算出した値「温度調整値２」をＤ／Ａコンバータ９のデータフォーマットに変換し、Ｄ／Ａコンバータ９へと送る。
【００６０】
周波数調整部１３は周波数調整を行う場合、温度補償型水晶発振器６の出力信号と水晶発振器８の出力信号とを比較部１３１へ入力する。比較部１３１は水晶発振器８の信号を基準とし、二つの信号の位相比較を行う。この時の温度補償型水晶発振器６の位相変動分（「位相変動値」と呼び、Ｈｚの単位で換算される）の調整を行うため、比較部１３１は「位相変動値」を調整値算出部１３２へ送る。
【００６１】
調整値算出部１３２では温度補償型水晶発振器６の制御電圧と発振周波数との関係を表した変調感度（一般的にはＨｚ／Ｖの単位で表現される）の値を事前に保存しておく。調整値算出部１３２はこの保存している変調感度の値と、「位相変動値」とから温度補償型水晶発振器６に調整を行うための制御電圧値「制御電圧調整値」を算出してデータ生成部１３３に送る。
【００６２】
データ生成部１３３では現在データ生成部１１で算出し、Ｄ／Ａコンバータ７へと送っている信号＃１を受取る。この時、データ生成部１３３は信号＃１に記載されている制御電圧値を、「制御電圧値Ａ」と「制御電圧調整値」とからある係数ａを持つ一次関数（ｙ＝ａｘ）に変換する。ここで、ｘを時間とし、ｙをＤ／Ａコンバータ７から出力される制御電圧値とする。周波数調整直前の時間をｘ＝０とし、この時の制御電圧値をｙ＝「制御電圧値Ａ」とする。ある一定時間Ｓを空けた、ｘ＝Ｓの時、ｙ＝「制御電圧調整値」として一次関数（ｙ＝ａｘ）を作成する（図７参照）。
【００６３】
切替器１２がデータ生成部１１の信号＃１からデータ生成部１３３の信号＃２へと切替えると、温度補償型水晶発振器６に対する制御電圧が急激に変化し、温度補償型水晶発振器６から出力されるクロック信号の発振周波数も急激に変化することから、自装置の動作に影響を及ぼす懸念がある。そこで、自装置の動作に影響を及ぼさない程度のゆっくりした時間で徐々に切替える必要が生じる。それを時間Ｓと一次関数（ｙ＝ａｘ）の係数ａとで実現する。
【００６４】
したがって、データ生成部１３３は一次関数（ｙ＝ａｘ）が作成できた時点で、切替器１２に信号ｙを送り、切替器１２はＤ／Ａコンバータ７へ信号ｙを送るように経路を切替える。信号ｙは、データ生成部３０３送出開始時をｘ＝０とし、「制御電圧値Ａ」から「制御電圧調整値」へと一次関数（ｙ＝ａｘ）にしたがって徐々に信号ｙを換えてゆく。信号ｙが「制御電圧調整値」となった時点で、再度、比較器１３１が温度補償型水晶発振器６と水晶発振器８との位相比較を行い、その処理を「位相変動値」が「０」になるまで続ける。「位相変動値」＝０となった時点で、周波数調整が終了とになる。
【００６５】
このように、本実施例では、温度補償型水晶発振器６以外に別の水晶発振器８を有しているので、この水晶発振器８を基準として自装置内で使用している温度補償型水晶発振器６の周波数調整を行うことができる。
【００６６】
また、本実施例では、水晶発振器８への電源供給を行う起動回路５を有しているので、任意に設定した時間で水晶発振器８を起動させて、自動で周波数の調整が行うことができる。
【００６７】
さらに、本実施例では、起動回路５により任意の時間で水晶発振器８を起動させることで、水晶発振器８が経年変化による周波数安定度の劣化を受けないようにすることができる。
【００６８】
さらにまた、本実施例では、周波数調整を行う際に一次関数を算出させることで、温度補償型水晶発振器６の発振周波数が急激に変動することなく、運用中の自装置の運用に影響を及ぼさずに周波数の調整を行うことができる。
【００６９】
図８は本発明の他の実施例による移動通信用の無線基地局装置の構成を示すブロック図である。図８において、本発明の他の実施例による無線基地局装置の基本構成は、水晶発振器８の代わりに温度補償型水晶発振器３２を配設し、起動回路３１と切替回路３３とを追加して周波数調整についてさらに工夫した以外は、上記の図１に示す本発明の一実施例による無線基地局装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。
【００７０】
温度補償型水晶発振器３２は温度補償型水晶発振器６と同じものを使用することで、上述した本発明の一実施例よりも周波数安定度の高い基準信号を使用することが可能となる。切替回路３３は温度補償型水晶発振器６から出力されるクロック信号と温度補償型水晶発振器３２から出力されるクロック信号とを切替える。起動回路３１は温度補償型水晶発振器６へ電源供給及び停止を行う。
【００７１】
次に、本発明の他の実施例による無線基地局装置の動作について説明する。温度補償型水晶発振器６から出力されるクロック信号はそのまま自装置内に供給されるのでなく、切替回路３３を経由して供給される。また、温度補償型水晶発振器３２から出力されるクロック信号も切替回路３３を経由して自装置内に供給される。
【００７２】
さらに、起動回路３１は温度補償型水晶発振器６へ電源供給を行い、ＣＰＵ１から信号を受けるまでは電源供給を続け、ＣＰＵ１から信号を受けると、電源供給の停止を行う。運用開始時には、上述した本発明の一実施例でも述べたように、ＣＰＵ１から自装置が運用開始したことを知らせる信号Ｃを起動回路５に送る。この信号Ｃを受けて起動回路５内のタイマ回路５１が機能し、任意に設定された時間Ｔが経過するまで温度補償型水晶発振器３２へは電源を供給しない。ここで、設定する任意の時間Ｔは、温度補償型水晶発振器６の経年変化によって周波数安定度規格内を保証できる時間とする。
【００７３】
起動回路５はタイマ回路５１が任意の時間Ｔの経過を検出すると、温度補償型水晶発振器３２へ電源を供給するとともに、ＣＰＵ１へも温度補償型水晶発振器３２に電源供給を開始したことを信号Ｄとして通知する。温度補償型水晶発振器３２は運用開始以降初めて電源が投入されることになり、温度補償型水晶発振器３２は経年変化を受けないことになる。
【００７４】
ＣＰＵ１は信号Ｄを受信すると、温度補償型水晶発振器３２の起動時間ｔだけ待機する。この起動時間ｔによって、温度補償型水晶発振器３２は安定した動作を行うことができる。起動時間ｔ経過後、ＣＰＵ１は切替回路３３に対して信号Ｅを送る。切替回路３３は信号Ｅを受信すると、温度補償型水晶発振器３２から出力されるクロック信号が自装置内へ供給されるように経路切替えを行う。
【００７５】
切替え後、ＣＰＵ１は自装置内の動作に支障がないと判断すると、上述した本発明の一実施例と同様にして、温度補償型水晶発振器３２からの信号に基づいて温度補償型水晶発振器６の周波数調整を行い、その後に、信号Ｆを起動回路３１に送る。起動回路３１は信号Ｆを受けると、温度補償型水晶発振器６の電源供給を停止させ、温度補償型水晶発振器６の機能を停止させる。
【００７６】
このように、本実施例では、温度補償型水晶発振器６の周波数安定度が規格から外れる前に、他の発振器である温度補償型水晶発振器３２を動作させてクロック信号の信号生成源を切替えているので、上記の本発明の一実施例の効果のほかに、温度補償型水晶発振器６の周波数調整を行う間、温度補償型水晶発振器３２からの出力を自装置内に供給できるので、温度補償型水晶発振器６の経年変化による周波数変動での影響時間を短縮することができるという効果が得られる。尚、温度補償型水晶発振器６の周波数調整を行った後には、温度補償型水晶発振器６の出力に切替えてもよいし、温度補償型水晶発振器３２の出力をそのまま供給するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施例による移動体通信用の無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＣＰＵの構成を示すブロック図である。
【図３】図１の起動回路の構成を示すブロック図である。
【図４】図１のＣＰＵにおける図２に図示していない部分の構成を示すブロック図である。
【図５】図２の周波数調整部の構成を示すブロック図である。
【図６】図１の温度センサの検出値と本発明の一実施例による温度補償型水晶発振器に対する温度調整との関係を示す図である。
【図７】図５のデータ生成部によるデータ生成を説明するための図である。
【図８】本発明の他の実施例による移動通信用の無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図９】従来例による移動通信用の無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ ＣＰＵ
２ 温度センサ
３，４ メモリ
５ 起動回路
６，３２ 温度補償型水晶発振器
７，９ Ｄ／Ａコンバータ
８ 水晶発振器
１１，２１ データ生成部
１２ 切替部
１３ 周波数調整部
５１ タイマ回路
５２ 電源制御回路
１３１ 比較部
１３２ 調整値算出部
１３３ データ生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線基地局装置及びそれらに用いる周波数調整方法に関し、特に無線基地局装置に搭載された発振器に対する周波数調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線基地局装置においては、図９に示すように、アンテナ６１と、送受共用器６２と、受信機６３と、送信機６４と、Ｄ／Ａ（ディジタル／アナログ）コンバータ６５と、水晶発振器６６と、シンセサイザ６７と、制御部６８と、周波数調整部６９と、メモリ７０と、モード設定部７１とから構成されている。
【０００３】
送信機６４は送信信号の周波数変換を行って送信周波数に変換し、既定の送信電力へと増幅する。送受共用器６２は送信信号の不要波を抑圧し、また後述するアンテナ６１で受信した信号の不要波を抑圧する。アンテナ６１は送信信号を送信し、また受信信号を受信する。
【０００４】
受信機６３は周波数変換、帯域制限を行い、ベースバンド信号へと変換する。制御部６８は変調した送信ベースバンド信号を生成し、また受信したベースバンド信号を復調する。また、制御部６８は後述するＤ／Ａコンバータ６５のデータを生成する。
【０００５】
Ｄ／Ａコンバータ６５は制御部６８からのデータを直流電圧に変換する。水晶発振器６６はＤ／Ａコンバータ６５からの電圧制御を受け、周波数安定度の高い発振周波数を出力する。シンセサイザ６７は水晶発振器６６から出力される周波数を基準として、送信機６４、受信機６３の周波数変換用の局発信号を生成する。
【０００６】
周波数調整部６９は可変抵抗器等で構成され、制御部６８、Ｄ／Ａコンバータ６５を経由して水晶発振器６６の発振周波数を調整する。メモリ７０は水晶発振器６６に対応する制御電圧情報が保存されている。モード設定部７１は水晶発振器６６の周波数調整を行う際に、テストモードに設定する。
【０００７】
一方、従来の移動体通信用の無線基地局装置では、無線基地局制御装置と接続されている伝送路から送られてくるクロック信号に同期している。無線基地局制御装置は無線基地局装置と比較して運用台数も少なく、また周波数安定度の高い発振器を使用しているため、この無線基地局制御装置から送られてくる伝送路のクロック信号に同期させれば無線基地局装置の発振器も周波数安定度を高く保つことが可能である。
【０００８】
しかしながら、運用経費（ランニングコスト）を低減させることが可能であること等の理由から、無線基地局装置と無線基地局制御装置との伝送路にＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルを利用したイーサネット（登録商標）を使用することがある。
【０００９】
この場合、伝送路にクロック信号を送ることができないため、無線基地局装置内に内蔵する発振器に対しても、無線基地局制御装置と同様に、周波数安定度が高く、運用期間中の経年変化も許容範囲内であることが要求される。周波数安定度の高い発振器は高価であるため、運用台数の多い無線基地局装置に配設することは設備コストの上昇となり、非経済的である。そこで、無線基地局装置の設置されている場所まで行き、簡単に経年変化による周波数変動を調整する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】特許第３０３４３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来の周波数調整方法では、モード設定を行うため、運用中には調整することができないという問題がある。また、従来の周波数調整方法では、周波数調整部が可変抵抗器等で構成されているため、人手によって現場で調整を行う必要があるという問題もある。さらに、従来の周波数調整方法では、周波数調整を行う際に、アンテナから出力される送信信号を使用するため、周波数を測定するための測定器を準備しなければいけないという問題がある。
【００１２】
一方、上記の特許文献１に記載の方法では、無線基地局装置の設置場所まで出向かなければならず、待受け状態時にテストモードに切替えなければならず、その間、運用を停止しなければならないという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、現場に行って調整を行うことなくかつ運用を妨げることなく、自動で発振器の周波数調整を行うことができる無線基地局装置及びそれらに用いる周波数調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による無線基地局装置は、発振する周波数が経年変化で変動する発振器を使用する無線基地局装置であって、予め設定された任意の時間の経過を検出するタイマ手段と、前記タイマ手段が前記任意の時間を検出した時に起動される第２の発振器と、前記第２の発振器から発振される信号を基準として前記発振器の経年変化を調整する手段とを備えている。
【００１５】
本発明による周波数調整方法は、発振する周波数が経年変化で変動する発振器を使用する無線基地局装置に用いる周波数調整方法であって、前記無線基地局装置が、予め設定された任意の時間の経過を検出する処理と、前記任意の時間が検出された時に第２の発振器を起動する処理と、前記第２の発振器から発振される信号を基準として前記発振器の経年変化を調整する処理とを実行している。
【００１６】
すなわち、本発明の無線基地局装置は、発振器の通電時間によって経年変化が進行することに着目し、無線基地局装置の経年変化による周波数変動が許容値を越える時間を、使用する発振器の特性から推定しておき、起動回路に有しているタイマ機能によって任意の時間経過後に別の発振器を起動させ、この経年変化が起きていない発振器を基準として、無線基地局装置内で使用している発振器の経年変化を調整することで、発振器の経年変化による周波数変動を運用の妨げにならないよう自動で調整している。
【００１７】
これによって、本発明の無線基地局装置では、移動体通信用の無線基地局装置において用いられる発振器に対して、経年変化における発振器の周波数変動を運用の妨げにならないように自動で調整可能とすることを特徴としている。
【００１８】
より具体的に説明すると、本発明の無線基地局装置では、温度補償型水晶発振器を自装置内の基準発振器として使用し、その温度補償型水晶発振器に対して直流電圧の印加による発振周波数の調整を可能とし、周波数安定度の高い信号を出力させている。
【００１９】
また、本発明の無線基地局装置では、温度補償型水晶発振器のほかに、水晶発振器を配設し、その水晶発振器に対して直流電圧の印加による発振周波数の調整を可能とし、温度補償型水晶発振器の周波数調整時の基準信号を出力させている。
【００２０】
さらに、本発明の無線基地局装置では、温度補償型水晶発振器の発振周波数を調整するための直流電圧を出力する第１のＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）コンバータと、水晶発振器の発振周波数を調整するための直流電圧を出力する第２のＤ／Ａコンバータとを配設している。
【００２１】
この無線基地局装置内のＣＰＵ（中央処理装置）は、後述する温度センサ及び第１のメモリの値から第１のＤ／Ａコンバータのデータを生成して出力し、また後述する温度センサ及び第２のメモリの値から第２のＤ／Ａコンバータのデータを生成して出力している。
【００２２】
温度センサは自装置内の温度を検出し、その温度をＣＰＵへ報告する。第１のメモリは温度補償型水晶発振器の任意の一定温度における発振周波数と第１のＤ／Ａコンバータから出力される直流電圧との関係をデータ列として保存するとともに、温度補償型水晶発振器の温度変動に対する第１のＤ／Ａコンバータから出力される直流電圧との関係をデータ列として保存している。第２のメモリは水晶発振器の任意の一定温度における発振周波数と第２のＤ／Ａコンバータから出力される直流電圧との関係をデータ列として保存するとともに、水晶発振器の温度変動に対する第２のＤ／Ａコンバータから出力される直流電圧の関係をデータ列として保存している。起動回路はタイマを有し、ＣＰＵの指令によって水晶発振器の電源を起動させる。
【００２３】
上記のように、本発明の無線基地局装置では、起動回路によって任意の時間に起動させた水晶発振器を用いて、温度補償型水晶発振器の経年変化による周波数変動を自動で調整することで、保守者が自装置の設置場所に出向くことなく、また運用を妨げることなく、自動で周波数の調整を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、現場に行って調整を行うことなくかつ運用を妨げることなく、自動で発振器の周波数調整を行うことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による移動体通信用の無線基地局装置の構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による無線基地局装置はＣＰＵ（中央処理装置）１と、温度センサ２と、メモリ３，４と、起動回路５と、温度補償型水晶発振器６と、Ｄ／Ａコンバータ７，９と、水晶発振器８とから構成されている。
【００２６】
温度補償型水晶発振器６は自装置（本発明の一実施例による移動体通信用の無線基地局装置）内の基準発振器として使用され、直流電圧を印加することで発振周波数の調整が可能となっており、周波数安定度の高い信号を出力する。水晶発振器８は直流電圧を印加することで発振周波数の調整が可能となっており、温度補償型水晶発振器６の周波数調整時の基準信号を出力するが、その信号の周波数安定度は温度補償型水晶発振器６より低い。
【００２７】
Ｄ／Ａコンバータ７は温度補償型水晶発振器６の発振周波数を調整するための直流電圧を出力する。Ｄ／Ａコンバータ９は水晶発振器８の発振周波数を調整するための直流電圧を出力する。
【００２８】
ＣＰＵ１は温度センサ２及びメモリ３の値からＤ／Ａコンバータ７のデータを生成して出力するとともに、温度センサ２及びメモリ４の値からＤ／Ａコンバータ９のデータを生成して出力する。温度センサ２は自装置内の温度を検出し、その温度をＣＰＵ１へ報告する。
【００２９】
メモリ３は温度補償型水晶発振器６の任意の一定温度における発振周波数とＤ／Ａコンバータ７から出力される直流電圧との関係をデータ列として保存するとともに、温度補償型水晶発振器６の温度変動に対するＤ／Ａコンバータ７から出力される直流電圧の関係をデータ列として保存する。
【００３０】
メモリ４は水晶発振器８の任意の一定温度における発振周波数とＤ／Ａコンバータ９から出力される直流電圧との関係をデータ列として保存するとともに、水晶発振器８の温度変動に対するＤ／Ａコンバータ９から出力される直流電圧の関係をデータ列として保存する。起動回路５はタイマ（図示せず）を備えており、ＣＰＵ１の指令によって水晶発振器８の電源を起動させる。
【００３１】
図２は図１のＣＰＵ１１の構成を示すブロック図である。図２において、ＣＰＵ１はデータ生成部１１と、切替部１２と、周波数調整部１３とを備えている。データ生成部１１は温度センサ２からの温度とメモリ３に保存されているデータ列とからＤ／Ａコンバータ７を制御するためのデータを生成する。周波数調整部１３は温度補償型水晶発振器６及び水晶発振器８各々の周波数を比較して周波数調整値を算出し、Ｄ／Ａコンバータ７を制御するためのデータを生成する。
【００３２】
切替部１２は通常の運用時に、データ生成部１１から出力されるデータを選択して出力し、調整時に周波数調整部１３から出力されるデータを選択して出力することで、通常の運用時のデータと周波数調整を行う際のデータとを切替える機能を持つ。
【００３３】
図３は図１の起動回路５の構成を示すブロック図である。図３において、起動回路５はタイマ回路５１と、電源制御回路５２とを備えている。タイマ回路５１はＣＰＵ１からの信号をトリガとして時間の計算を算出し、任意の時間経過後、その旨を電源制御回路５２への信号として送出する。時間の算出方法は、任意の設定時間によりハードウェアまたはソフトウェアでの実現方法がある。電源制御回路５２は水晶発振器８の電源供給回路で、タイマ回路５１から信号を受取ると、水晶発振器８に電源を供給する。
【００３４】
図４は図１のＣＰＵ１における図２に図示していない部分の構成を示すブロック図である。図４において、データ生成部２１は温度センサ２からの温度とメモリ４に保存されているデータ列とからＤ／Ａコンバータ９を制御するためのデータを生成する。
【００３５】
図５は図２の周波数調整部１３の構成を示すブロック図である。図５において、周波数調整部１３は比較部１３１と、調整値算出部１３２と、データ生成部１３３とを備えている。
【００３６】
比較部１３１は温度補償型水晶発振器６の発振周波数と水晶発振器８の発振周波数とを比較する。調整値算出部１３２は比較部１３１で得られた温度補償型水晶発振器６の発振周波数と水晶発振器８の発振周波数との差分から、温度補償型水晶発振器６の周波数を調整するための電圧値を算出する。データ生成部１３３は温度センサ２からの温度とメモリ３に保存されているデータ列とからＤ／Ａコンバータ７を制御するためのデータを生成する。
【００３７】
尚、上述した本発明の一実施例では、ＣＰＵ１内の各構成要素については、機能的な分類として構成しているため、実現としてはハードウェア、ソフトウェアのいずれかを問わない。同様に、起動回路５内の各構成要素についても、機能的な分類として構成しているため、実現としてはハードウェア、ソフトウェアのいずれかを問わない。
【００３８】
図６は図１の温度センサ２の検出値と本発明の一実施例による温度補償型水晶発振器６に対する温度調整との関係を示す図であり、図７は図５のデータ生成部１３３によるデータ生成を説明するための図である。これら図１〜図６を参照して本発明の一実施例による温度補償型水晶発振器６に対する温度調整について説明する。
【００３９】
本実施例では、温度補償型水晶発振器６が所望の発振周波数にて出力されるようにＤ／Ａコンバータ７の電圧値を決定する。まず、ＣＰＵ１は温度センサ２によって自装置内の温度を検出する。次に、ＣＰＵ１はＤ／Ａコンバータ７に対して、温度補償型水晶発振器６に印加する直流電圧のデータを送る。本実施例では、Ｄ／Ａコンバータ７の出力電圧値を変化させながら、温度補償型水晶発振器６から出力される発振周波数が所望の周波数になるように設定する。
【００４０】
ＣＰＵ１は所望の発振周波数となったら、その時、Ｄ／Ａコンバータ７へ送っているデータと温度センサ２の値（検出温度）とをメモリ３に保存する。この時の値を「基準値＃１」（図６参照）とする。一例として、「基準値＃１」は、「温度センサ２の値：３０℃」、「Ｄ／Ａコンバータ１２の出力値：１．０Ｖ」とする。
【００４１】
続いて、ＣＰＵ１は温度補償型水晶発振器６の温度変動による発振周波数変動値をメモリ３に保存する。本発明では温度補償型水晶発振器６の温度変動による発振周波数を事前に確認し、その値をメモリ３に保存するものとする。この時の値を「温度変動値＃１」（図６参照）とする。
【００４２】
同様に、ＣＰＵ１は水晶発振器８が所望の発振周波数にて出力されるようにＤ／Ａコンバータ９の電圧値を決定する。まず、自装置の起動時には起動回路５によって水晶発振器８の電源供給が停止している。そこで、ＣＰＵ１は起動回路５に対して信号Ａを送る。起動回路５は信号Ａを受信した場合、すぐに水晶発振器８の電源供給を開始する。
【００４３】
次に、ＣＰＵ１は温度センサ２によって自装置内の温度を検出し、Ｄ／Ａコンバータ９に対して水晶発振器８に印加する直流電圧のデータを送る。ＣＰＵ１はＤ／Ａコンバータ９の出力電圧値を変化させながら、水晶発振器８から出力される発振周波数が所望の周波数になるように設定する。ＣＰＵ１は所望の発振周波数になると、その時、Ｄ／Ａコンバータ９へ送っているデータと温度センサ２の値（検出温度）とをメモリ４に保存する。この時の値を「基準値＃２」とする。一例として、「基準値２」は「温度センサ２の値：３０℃」、「Ｄ／Ａコンバータ９の出力値：１．５Ｖ」とする。
【００４４】
続いて、ＣＰＵ１は水晶発振器８の温度変動による発振周波数変動値をメモリ４に保存する。本実施例では、水晶発振器８の温度変動による発振周波数を事前に確認しておき、その値をメモリ４に保存している。この時の値を「温度変動値＃２」とする。ＣＰＵ１はメモリ４への保存が終了したら、起動回路５に対して信号Ｂを送る。信号Ｂを受信した起動回路５は、水晶発振器８の電源供給を停止する。
【００４５】
一方、本発明の一実施例による無線基地局装置が運用中の場合、ＣＰＵ１は温度センサ２から得られる自装置内の温度とメモリ３に保存されている「基準値＃１」及び「温度変動値＃１」とを用いて温度補償型水晶発振器６に印加する制御電圧を算出し、Ｄ／Ａコンバータ７に送る。Ｄ／Ａコンバータ７はＣＰＵ１からのデータで直流電圧を生成し、温度補償型水晶発振器６に電圧を印加する。これによって、温度補償型水晶発振器６からは所望の周波数成分を含んだクロック信号が自装置内へと供給されることとなる。
【００４６】
また、運用開始時において、ＣＰＵ１は自装置が運用開始したことを知らせる信号Ｃを起動回路５に送る。この信号Ｃを受けて起動回路５内のタイマ回路５１が機能し、任意に設定された時間Ｔが経過するまで、水晶発振器８へは電源を供給しない。ここで、設定する任意の時間Ｔは、温度補償型水晶発振器６の経年変化によって周波数安定度規格内を保証できる時間とする。例えば、温度補償型水晶発振器６の周波数安定度として０．１ｐｐｍを５年間まで保証することができるのであれば、起動回路５における設定時間Ｔは５年間とする。
【００４７】
起動回路５におけるタイマ回路５１が任意の時間Ｔを計時すると、水晶発振器８へ電源を供給するとともに、ＣＰＵ１へも水晶発振器８に電源供給を開始したことを信号Ｄとして通知する。水晶発振器８は運用開始以降初めて電源が投入されることになり、水晶発振器８は経年変化を受けないことになる。
【００４８】
ＣＰＵ１は信号Ｄを受信したら、水晶発振器８の起動時間ｔだけ待機する。この起動時間ｔによって水晶発振器８は安定した動作を行うことができる。また、この間、ＣＰＵ１は温度センサ２から得られる自装置内の温度とメモリ４に保存されている「基準値＃２」及び「温度変動値＃２」とを用いて水晶発振器８に印加する制御電圧を算出し、Ｄ／Ａコンバータ９に送る。Ｄ／Ａコンバータ９はＣＰＵ１からのデータで直流電圧を生成し、水晶発振器８に電圧を印加する。これによって、水晶発振器８からは所望の周波数成分を含んだクロック信号がＣＰＵ１へ供給されることとなる。
【００４９】
起動時間ｔ経過後、ＣＰＵ１は水晶発振器８の出力信号を基準として、温度補償型水晶発振器６の出力信号の位相比較を行う。比較の結果から周波数の「調整値」を算出し、この「調整値」と、温度センサ２からの温度と、メモリ３に保存されている「基準値＃１」及び「温度変動値＃１」とから実際に温度補償型水晶発振器６に対する周波数調整を算出する。
【００５０】
ＣＰＵ１は算出結果をＤ／Ａコンバータ７へ送り、温度補償型水晶発振器６に対して制御電圧を印加することで、温度補償型水晶発振器６の経年変化による周波数変動を調整することができる。ＣＰＵ１は温度補償型水晶発振器６と水晶発振器８との位相比較を行い、位相が一致した場合には周波数変動の調整が終了したとして、信号Ｂを起動回路５へ送る。起動回路５は信号Ｂを受信したら、水晶発振器８に対して電源の供給停止を行い、水晶発振器８が経年変化による周波数変動が起きないようにその機能を停止させておく。
【００５１】
また、本発明の一実施例による無線基地局装置が運用中の場合、ＣＰＵ１においては、データ生成部１１が温度センサ２から得られる自装置内の温度と、メモリ３に保存されている「基準値＃１」及び「温度変動値＃１」とを用いて温度補償型水晶発振器６に印加する制御電圧を算出する。
【００５２】
この算出方法の一例を以下に示す。「基準値＃１」は上述した一例を用い、「温度変動値＃１」は図６に示す値を用いる。まず、データ生成部１１は「基準値＃１」の温度＝３０℃と、「温度変動値＃１」の温度＝３０℃とを合わせ、「温度調整値＃１」を作成する（図６参照）。
【００５３】
次に、データ生成部１１は現在の温度センサ２の温度を読取る。温度＝４０℃であった場合、データ生成部１１は「温度調整値＃１」から温度＝４０℃の時の制御電圧値を読取る。この場合には、図６に示す例より「１．３Ｖ」とする。データ生成部１１はこの制御電圧値（「制御電圧値Ａ」とする）をＤ／Ａコンバータ７から出力させるために、Ｄ／Ａコンバータ７のデータフォーマットに変換する。
【００５４】
データ生成部１１はこの変換したデータを信号＃１として切替部１２に送る。切替部１２では、自装置の運用中、データ生成部１１からの信号＃１をＤ／Ａコンバータ７へ送るように切替えられているため、信号＃１はＤ／Ａコンバータ７に送られることになる。
【００５５】
まず、自装置の電源投入時に、起動回路５においては電源制御回路５２から水晶発振器８に対して電源供給を行わない。そこで、自装置の運用前の準備に際して、ＣＰＵ１はタイマ回路５１に対して信号Ａを送る。タイマ回路５１は信号Ａを受信した場合、すぐに電源制御回路５２を起動させるための信号Ａ’を送り、水晶発振器８の電源供給を開始する。
【００５６】
自装置の運用前の準備が終了したら、ＣＰＵ１はタイマ回路５１に対して信号Ｂを送る。タイマ回路５１は信号Ｂを受信した場合、電源制御回路５２に対して機能停止の信号Ｂ’を送る。これを受けて電源制御回路５２は水晶発振器８に対して電源の供給停止を行う。
【００５７】
運用開始時において、ＣＰＵ１は自装置が運用開始したことを知らせる信号Ｃをタイマ回路５１に送る。タイマ回路５１は信号Ｃを受信した場合、時間の計算を開始する。タイマ回路５１には任意の時間Ｔが設定可能となっており、時間Ｔが経過するまでタイマ回路５１から電源制御回路５２へは何も制御を行わない。
【００５８】
タイマ回路５１は任意の時間Ｔが経過すると、電源制御回路５２を起動させる信号Ｃ’を送る。これを受けて電源制御回路５２が起動し、水晶発振器８の電源供給を開始する。これと同時に、電源制御回路５２はＣＰＵ１に対して水晶発振器８に電源供給を開始したことを信号Ｄとして通知する。この後、ＣＰＵ１は温度補償型水晶発振器６の周波数調整を開始し、調整終了時にタイマ回路５１へ信号Ｂを送る。タイマ回路５１は信号Ｂを受信した場合、電源制御回路５２に対して機能停止の信号Ｂ’を送る。これを受けて電源制御回路５２は水晶発振器８に対して電源の供給停止を行う。
【００５９】
次に、水晶発振器８の起動時、データ生成部２１は温度センサ２から得られる自装置内の温度と、メモリ４に保存されている「基準値＃２」及び「温度変動値＃２」とを用いて水晶発振器８に印加する制御電圧を算出する。算出方法はデータ生成部１１と同様であるため、その説明は省略する。データ生成部２１は算出した値「温度調整値２」をＤ／Ａコンバータ９のデータフォーマットに変換し、Ｄ／Ａコンバータ９へと送る。
【００６０】
周波数調整部１３は周波数調整を行う場合、温度補償型水晶発振器６の出力信号と水晶発振器８の出力信号とを比較部１３１へ入力する。比較部１３１は水晶発振器８の信号を基準とし、二つの信号の位相比較を行う。この時の温度補償型水晶発振器６の位相変動分（「位相変動値」と呼び、Ｈｚの単位で換算される）の調整を行うため、比較部１３１は「位相変動値」を調整値算出部１３２へ送る。
【００６１】
調整値算出部１３２では温度補償型水晶発振器６の制御電圧と発振周波数との関係を表した変調感度（一般的にはＨｚ／Ｖの単位で表現される）の値を事前に保存しておく。調整値算出部１３２はこの保存している変調感度の値と、「位相変動値」とから温度補償型水晶発振器６に調整を行うための制御電圧値「制御電圧調整値」を算出してデータ生成部１３３に送る。
【００６２】
データ生成部１３３では現在データ生成部１１で算出し、Ｄ／Ａコンバータ７へと送っている信号＃１を受取る。この時、データ生成部１３３は信号＃１に記載されている制御電圧値を、「制御電圧値Ａ」と「制御電圧調整値」とからある係数ａを持つ一次関数（ｙ＝ａｘ）に変換する。ここで、ｘを時間とし、ｙをＤ／Ａコンバータ７から出力される制御電圧値とする。周波数調整直前の時間をｘ＝０とし、この時の制御電圧値をｙ＝「制御電圧値Ａ」とする。ある一定時間Ｓを空けた、ｘ＝Ｓの時、ｙ＝「制御電圧調整値」として一次関数（ｙ＝ａｘ）を作成する（図７参照）。
【００６３】
切替器１２がデータ生成部１１の信号＃１からデータ生成部１３３の信号＃２へと切替えると、温度補償型水晶発振器６に対する制御電圧が急激に変化し、温度補償型水晶発振器６から出力されるクロック信号の発振周波数も急激に変化することから、自装置の動作に影響を及ぼす懸念がある。そこで、自装置の動作に影響を及ぼさない程度のゆっくりした時間で徐々に切替える必要が生じる。それを時間Ｓと一次関数（ｙ＝ａｘ）の係数ａとで実現する。
【００６４】
したがって、データ生成部１３３は一次関数（ｙ＝ａｘ）が作成できた時点で、切替器１２に信号ｙを送り、切替器１２はＤ／Ａコンバータ７へ信号ｙを送るように経路を切替える。信号ｙは、データ生成部３０３送出開始時をｘ＝０とし、「制御電圧値Ａ」から「制御電圧調整値」へと一次関数（ｙ＝ａｘ）にしたがって徐々に信号ｙを換えてゆく。信号ｙが「制御電圧調整値」となった時点で、再度、比較器１３１が温度補償型水晶発振器６と水晶発振器８との位相比較を行い、その処理を「位相変動値」が「０」になるまで続ける。「位相変動値」＝０となった時点で、周波数調整が終了とになる。
【００６５】
このように、本実施例では、温度補償型水晶発振器６以外に別の水晶発振器８を有しているので、この水晶発振器８を基準として自装置内で使用している温度補償型水晶発振器６の周波数調整を行うことができる。
【００６６】
また、本実施例では、水晶発振器８への電源供給を行う起動回路５を有しているので、任意に設定した時間で水晶発振器８を起動させて、自動で周波数の調整が行うことができる。
【００６７】
さらに、本実施例では、起動回路５により任意の時間で水晶発振器８を起動させることで、水晶発振器８が経年変化による周波数安定度の劣化を受けないようにすることができる。
【００６８】
さらにまた、本実施例では、周波数調整を行う際に一次関数を算出させることで、温度補償型水晶発振器６の発振周波数が急激に変動することなく、運用中の自装置の運用に影響を及ぼさずに周波数の調整を行うことができる。
【００６９】
図８は本発明の他の実施例による移動通信用の無線基地局装置の構成を示すブロック図である。図８において、本発明の他の実施例による無線基地局装置の基本構成は、水晶発振器８の代わりに温度補償型水晶発振器３２を配設し、起動回路３１と切替回路３３とを追加して周波数調整についてさらに工夫した以外は、上記の図１に示す本発明の一実施例による無線基地局装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。
【００７０】
温度補償型水晶発振器３２は温度補償型水晶発振器６と同じものを使用することで、上述した本発明の一実施例よりも周波数安定度の高い基準信号を使用することが可能となる。切替回路３３は温度補償型水晶発振器６から出力されるクロック信号と温度補償型水晶発振器３２から出力されるクロック信号とを切替える。起動回路３１は温度補償型水晶発振器６へ電源供給及び停止を行う。
【００７１】
次に、本発明の他の実施例による無線基地局装置の動作について説明する。温度補償型水晶発振器６から出力されるクロック信号はそのまま自装置内に供給されるのでなく、切替回路３３を経由して供給される。また、温度補償型水晶発振器３２から出力されるクロック信号も切替回路３３を経由して自装置内に供給される。
【００７２】
さらに、起動回路３１は温度補償型水晶発振器６へ電源供給を行い、ＣＰＵ１から信号を受けるまでは電源供給を続け、ＣＰＵ１から信号を受けると、電源供給の停止を行う。運用開始時には、上述した本発明の一実施例でも述べたように、ＣＰＵ１から自装置が運用開始したことを知らせる信号Ｃを起動回路５に送る。この信号Ｃを受けて起動回路５内のタイマ回路５１が機能し、任意に設定された時間Ｔが経過するまで温度補償型水晶発振器３２へは電源を供給しない。ここで、設定する任意の時間Ｔは、温度補償型水晶発振器６の経年変化によって周波数安定度規格内を保証できる時間とする。
【００７３】
起動回路５はタイマ回路５１が任意の時間Ｔの経過を検出すると、温度補償型水晶発振器３２へ電源を供給するとともに、ＣＰＵ１へも温度補償型水晶発振器３２に電源供給を開始したことを信号Ｄとして通知する。温度補償型水晶発振器３２は運用開始以降初めて電源が投入されることになり、温度補償型水晶発振器３２は経年変化を受けないことになる。
【００７４】
ＣＰＵ１は信号Ｄを受信すると、温度補償型水晶発振器３２の起動時間ｔだけ待機する。この起動時間ｔによって、温度補償型水晶発振器３２は安定した動作を行うことができる。起動時間ｔ経過後、ＣＰＵ１は切替回路３３に対して信号Ｅを送る。切替回路３３は信号Ｅを受信すると、温度補償型水晶発振器３２から出力されるクロック信号が自装置内へ供給されるように経路切替えを行う。
【００７５】
切替え後、ＣＰＵ１は自装置内の動作に支障がないと判断すると、上述した本発明の一実施例と同様にして、温度補償型水晶発振器３２からの信号に基づいて温度補償型水晶発振器６の周波数調整を行い、その後に、信号Ｆを起動回路３１に送る。起動回路３１は信号Ｆを受けると、温度補償型水晶発振器６の電源供給を停止させ、温度補償型水晶発振器６の機能を停止させる。
【００７６】
このように、本実施例では、温度補償型水晶発振器６の周波数安定度が規格から外れる前に、他の発振器である温度補償型水晶発振器３２を動作させてクロック信号の信号生成源を切替えているので、上記の本発明の一実施例の効果のほかに、温度補償型水晶発振器６の周波数調整を行う間、温度補償型水晶発振器３２からの出力を自装置内に供給できるので、温度補償型水晶発振器６の経年変化による周波数変動での影響時間を短縮することができるという効果が得られる。尚、温度補償型水晶発振器６の周波数調整を行った後には、温度補償型水晶発振器６の出力に切替えてもよいし、温度補償型水晶発振器３２の出力をそのまま供給するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施例による移動体通信用の無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＣＰＵの構成を示すブロック図である。
【図３】図１の起動回路の構成を示すブロック図である。
【図４】図１のＣＰＵにおける図２に図示していない部分の構成を示すブロック図である。
【図５】図２の周波数調整部の構成を示すブロック図である。
【図６】図１の温度センサの検出値と本発明の一実施例による温度補償型水晶発振器に対する温度調整との関係を示す図である。
【図７】図５のデータ生成部によるデータ生成を説明するための図である。
【図８】本発明の他の実施例による移動通信用の無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図９】従来例による移動通信用の無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ ＣＰＵ
２ 温度センサ
３，４ メモリ
５ 起動回路
６，３２ 温度補償型水晶発振器
７，９ Ｄ／Ａコンバータ
８ 水晶発振器
１１，２１ データ生成部
１２ 切替部
１３ 周波数調整部
５１ タイマ回路
５２ 電源制御回路
１３１ 比較部
１３２ 調整値算出部
１３３ データ生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振する周波数が経年変化で変動する発振器を使用する無線基地局装置であって、予め設定された任意の時間の経過を検出するタイマ手段と、前記タイマ手段が前記任意の時間を検出した時に起動される第２の発振器と、前記第２の発振器から発振される信号を基準として前記発振器の経年変化を調整する手段とを有することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記任意の時間が、前記発振器の特性から予め推定されかつ前記経年変化による周波数変動が許容値を越える時間であることを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記発振器の経年変化を調整する手段は、前記周波数調整を行う際に一次関数を算出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記第２の発振器は、前記発振器の経年変化を調整する間のみ電源が供給されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の無線基地局装置。
【請求項５】
前記発振器は、温度補償型水晶発振器であり、
前記第２の発振器は、水晶発振器であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の無線基地局装置。
【請求項６】
前記発振器及び前記第２の発振器は、温度補償型水晶発振器であり、
前記発振器から発振される信号と前記第２の発振器から発振される信号との切替えを行う手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の無線基地局装置。
【請求項７】
発振する周波数が経年変化で変動する発振器を使用する無線基地局装置に用いる周波数調整方法であって、前記無線基地局装置が、予め設定された任意の時間の経過を検出する処理と、前記任意の時間が検出された時に第２の発振器を起動する処理と、前記第２の発振器から発振される信号を基準として前記発振器の経年変化を調整する処理とを実行することを特徴とする周波数調整方法。
【請求項８】
前記任意の時間が、前記発振器の特性から予め推定されかつ前記経年変化による周波数変動が許容値を越える時間であることを特徴とする請求項７記載の周波数調整方法。
【請求項９】
前記発振器の経年変化を調整する処理は、前記周波数調整を行う際に一次関数を算出することを特徴とする請求項７または請求項８記載の周波数調整方法。
【請求項１０】
前記第２の発振器に対して前記発振器の経年変化を調整する間のみ電源を供給することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか記載の周波数調整方法。
【請求項１１】
前記発振器が温度補償型水晶発振器であり、前記第２の発振器が水晶発振器であることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか記載の周波数調整方法。
【請求項１２】
前記発振器及び前記第２の発振器が温度補償型水晶発振器であり、
前記無線基地局装置が、前記発振器から発振される信号と前記第２の発振器から発振される信号との切替えを行う処理を実行することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか周波数調整方法。
【請求項１】
発振する周波数が経年変化で変動する発振器を使用する無線基地局装置であって、予め設定された任意の時間の経過を検出するタイマ手段と、前記タイマ手段が前記任意の時間を検出した時に起動される第２の発振器と、前記第２の発振器から発振される信号を基準として前記発振器の経年変化を調整する手段とを有することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記任意の時間が、前記発振器の特性から予め推定されかつ前記経年変化による周波数変動が許容値を越える時間であることを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記発振器の経年変化を調整する手段は、前記周波数調整を行う際に一次関数を算出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記第２の発振器は、前記発振器の経年変化を調整する間のみ電源が供給されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の無線基地局装置。
【請求項５】
前記発振器は、温度補償型水晶発振器であり、
前記第２の発振器は、水晶発振器であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の無線基地局装置。
【請求項６】
前記発振器及び前記第２の発振器は、温度補償型水晶発振器であり、
前記発振器から発振される信号と前記第２の発振器から発振される信号との切替えを行う手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の無線基地局装置。
【請求項７】
発振する周波数が経年変化で変動する発振器を使用する無線基地局装置に用いる周波数調整方法であって、前記無線基地局装置が、予め設定された任意の時間の経過を検出する処理と、前記任意の時間が検出された時に第２の発振器を起動する処理と、前記第２の発振器から発振される信号を基準として前記発振器の経年変化を調整する処理とを実行することを特徴とする周波数調整方法。
【請求項８】
前記任意の時間が、前記発振器の特性から予め推定されかつ前記経年変化による周波数変動が許容値を越える時間であることを特徴とする請求項７記載の周波数調整方法。
【請求項９】
前記発振器の経年変化を調整する処理は、前記周波数調整を行う際に一次関数を算出することを特徴とする請求項７または請求項８記載の周波数調整方法。
【請求項１０】
前記第２の発振器に対して前記発振器の経年変化を調整する間のみ電源を供給することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか記載の周波数調整方法。
【請求項１１】
前記発振器が温度補償型水晶発振器であり、前記第２の発振器が水晶発振器であることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか記載の周波数調整方法。
【請求項１２】
前記発振器及び前記第２の発振器が温度補償型水晶発振器であり、
前記無線基地局装置が、前記発振器から発振される信号と前記第２の発振器から発振される信号との切替えを行う処理を実行することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか周波数調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３０３８３７（Ｐ２００６−３０３８３７Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２１７８０（Ｐ２００５−１２１７８０）
【出願日】平成１７年４月２０日（２００５．４．２０）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２０日（２００５．４．２０）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
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