タイミング調整装置、タイミング情報生成装置、および時刻同期システム
【課題】他の通信システムから受信したタイミング基準信号を用いる装置に対し、動作タイミングに関する情報を提供することを目的とする。
【解決手段】ＧＰＳ受信機１２は衛星信号を受信し、１ＰＰＳ信号およびＴＯＤを時刻情報分配器１４に出力する。時刻情報分配器１４では、内部のタイミング調整装置２２にて１ＰＰＳ信号およびＴＯＤに基づいて時刻同期タイミング調整用のデータ信号を生成する。そして、各無線基地局２０に対応する信号伝送線１６に当該タイミング調整用データ信号を送信する。タイミング情報生成装置１８は、時刻情報分配器１４から信号伝送線１６を介してタイミング調整用データ信号を受信する。そして、タイミング調整用データ信号が示すタイミングに基づいて１ＰＰＳ信号を再生すると共に、タイミング調整用データ信号からＴＯＤを抽出し、１ＰＰＳ信号およびＴＯＤを無線基地局２０に出力する。
【解決手段】ＧＰＳ受信機１２は衛星信号を受信し、１ＰＰＳ信号およびＴＯＤを時刻情報分配器１４に出力する。時刻情報分配器１４では、内部のタイミング調整装置２２にて１ＰＰＳ信号およびＴＯＤに基づいて時刻同期タイミング調整用のデータ信号を生成する。そして、各無線基地局２０に対応する信号伝送線１６に当該タイミング調整用データ信号を送信する。タイミング情報生成装置１８は、時刻情報分配器１４から信号伝送線１６を介してタイミング調整用データ信号を受信する。そして、タイミング調整用データ信号が示すタイミングに基づいて１ＰＰＳ信号を再生すると共に、タイミング調整用データ信号からＴＯＤを抽出し、１ＰＰＳ信号およびＴＯＤを無線基地局２０に出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイミング調整装置、タイミング情報生成装置、および時刻同期システムに関し、特に、他の通信システムから受信したタイミング基準信号を用いる装置に対し、動作タイミングに関する情報を提供する装置およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の無線基地局を備え、無線通信端末が無線基地局との間で通信を行う無線システムが広く用いられている。無線通信システムの中には、符号位相差を利用して無線基地局や無線通信端末を識別するシステムや、送受信を時分割で切り替えるシステムがある。このような無線通信システムにおいては各無線基地局間での時刻同期が行われる。
【０００３】
無線基地局には、衛星測位システム等の他の通信システムから、時刻（世界協定時刻等）に同期したタイミング基準信号を受信するものがある。例えば、引用文献１および２に記載されている無線基地局は、ＧＰＳ衛星から受信した信号から１ＰＰＳ信号（１Ｐｕｌｓｅ Ｐｅｒ Ｓｅｃｏｎｄ）を時刻に同期したタイミング基準信号として抽出し、１ＰＰＳ信号を用いて時刻同期処理を行っている。ここで、１ＰＰＳ信号は、世界協定時刻に同期した１秒周期の時刻補正用基準信号である。
【０００４】
なお、引用文献３〜６には、本発明に係る信号伝送技術に関連して、信号伝送線における信号遅延時間の補償等を行う技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８８０７１号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４３８号公報
【特許文献３】特開２００１−３６５３８号公報
【特許文献４】特開平４−７２８３７号公報
【特許文献５】特開平４−５４７４５号公報
【特許文献６】特開平３−１８７６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の無線システムでは、無線基地局が建造物内、地下道等に設置されることが多い。この場合、タイミング基準信号の受信状況が良好でないことがあり、無線基地局が時刻同期処理を行うことが困難となる。
【０００７】
本発明はこのような課題に対してなされたものである。すなわち、他の通信システムから受信したタイミング基準信号を用いる装置に対し、その装置のタイミング基準信号の受信環境に関わらず、動作タイミングに関する情報を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、通信対象情報およびタイミング基準信号を取得する情報取得部と、前記通信対象情報を含むデータ信号を生成し、前記タイミング基準信号に応じたタイミングで当該データ信号を信号伝送線に送信するデータ信号送信部と、前記信号伝送線の末端に接続され前記データ信号を受信した通信装置から、当該データ信号に応答して送信された応答信号を受信する応答信号受信部と、前記タイミング基準信号および前記応答信号に基づいて、前記信号伝送線に関する信号遅延情報を求める遅延測定部と、前記信号遅延情報を、動作タイミングの調整に関する情報として、前記信号伝送線を介して前記通信装置に送信するタイミング調整情報送信部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るタイミング調整装置においては、前記情報取得部は、衛星信号受信機から前記通信対象情報および前記タイミング基準信号を取得することが好適である。
【００１０】
また、本発明に係るタイミング調整装置においては、前記データ信号送信部は、前記タイミング基準信号が示す時間間隔よりも短い時間間隔で、前記データ信号を送信し、前記応答信号受信部は、前記データ信号が送信される時間帯とは異なる時間帯に、前記応答信号を受信することが好適である。
【００１１】
また、本発明に係るタイミング調整装置においては、前記タイミング調整情報送信部は、前記データ信号に前記信号遅延情報を含ませることが好適である。
【００１２】
また、本発明は、通信対象情報およびタイミング基準信号を取得し、当該通信対象情報を含むデータ信号を当該タイミング基準信号に応じたタイミングで送信するタイミング調整装置から、信号伝送線を介して当該データ信号を受信するデータ信号受信部と、前記データ信号を受信したタイミングに応じたタイミングで、前記信号伝送線に応答信号を送信する応答信号送信部と、前記信号伝送線に関する信号遅延情報を前記応答信号を受信したタイミングに基づいて求めた前記タイミング調整装置から、当該信号遅延情報を前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、動作タイミングに関する情報を出力する動作タイミング情報出力部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るタイミング情報生成装置においては、前記動作タイミング情報出力部は、前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、前記タイミング基準信号と同期した同期信号を生成し、当該同期信号を動作タイミングに関する情報として出力することが好適である。
【００１４】
また、前記タイミング調整装置と、前記通信装置を備えるタイミング情報生成装置と、を備え、基準時刻を示す時刻同期信号を無線基地局に供給する、本発明に係る時刻同期システムにおいては、前記タイミング基準信号は基準時刻に同期した信号であり、前記通信装置は、前記タイミング調整装置から、前記信号伝送線を介して前記データ信号を受信するデータ信号受信部と、前記データ信号を受信したタイミングに応じたタイミングで、前記信号伝送線に前記応答信号を送信する応答信号送信部と、前記タイミング調整装置から前記信号遅延情報を前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて前記時刻同期信号を生成し、前記無線基地局に供給する時刻同期信号生成部と、を備えることが好適である。
【００１５】
また、本発明に係るタイミング調整装置、本発明に係るタイミング情報生成装置、または本発明に係る時刻同期システムの一実施形態においては、前記タイミング基準信号はＧＰＳにおいて定義されている１ＰＰＳ信号であり、前記通信対象情報はＧＰＳにおいて定義されているＴＯＤを含むことが好適である。
【００１６】
また、本発明に係るタイミング情報生成装置においては、前記タイミング調整装置によって前記データ信号に重畳して送信された従属同期用信号を、前記信号伝送線を介して取得する従属同期用信号取得部と、前記従属同期用信号に基づいて内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、を備え、前記動作タイミング情報出力部は、前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することが好適である。
【００１７】
また、本発明に係るタイミング情報生成装置においては、前記データ信号受信部で受信された前記データ信号を記憶するデータ信号バッファ部と、前記データ信号バッファ部におけるデータ記憶量に応じた周波数を有する内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、前記内部基準クロック信号の周波数に応じたデータ消去速度で前記データ信号バッファ部の記憶内容を消去するバッファ制御部と、を備え、前記動作タイミング情報出力部は、前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することが好適である。
【００１８】
また、本発明は、通信対象情報およびタイミング基準信号を取得し、当該通信対象情報を含むデータ信号を当該タイミング基準信号に応じたタイミングで送信するタイミング調整装置から、信号伝送線を介して当該データ信号を受信するデータ信号受信部と、前記タイミング調整装置との間の前記信号伝送線を介した通信によって求められた前記信号伝送線に関する信号遅延情報を、前記タイミング調整装置から前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、動作タイミングに関する情報を出力する動作タイミング情報出力部と、前記タイミング調整装置によって前記データ信号に重畳して送信された従属同期用信号を、前記信号伝送線を介して取得する従属同期用信号取得部と、前記従属同期用信号に基づいて内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、を備え、前記動作タイミング情報出力部は、前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、通信対象情報およびタイミング基準信号を取得し、当該通信対象情報を含むデータ信号を当該タイミング基準信号に応じたタイミングで送信するタイミング調整装置から、信号伝送線を介して当該データ信号を受信するデータ信号受信部と、前記タイミング調整装置との間の前記信号伝送線を介した通信によって求められた前記信号伝送線に関する信号遅延情報を、前記タイミング調整装置から前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、動作タイミングに関する情報を出力する動作タイミング情報出力部と、前記データ信号受信部で受信された前記データ信号を記憶するデータ信号バッファ部と、前記データ信号バッファ部におけるデータ記憶量に応じた周波数を有する内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、前記内部基準クロック信号の周波数に応じたデータ消去速度で前記データ信号バッファ部の記憶内容を消去するバッファ制御部と、を備え、前記動作タイミング情報出力部は、前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係るタイミング情報生成装置においては、前記動作タイミング情報出力部は、前記データ信号、前記信号遅延情報、および前記内部基準クロック信号に基づいて、前記タイミング基準信号と同期した同期信号を生成し、当該同期信号を動作タイミングに関する情報として出力することが好適である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、他の通信システムから受信したタイミング基準信号を用いる装置に対し、その装置のタイミング基準信号の受信環境に関わらず、動作タイミングに関する情報を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る時刻同期システムの構成を示す図である。
【図２】タイミング調整装置の構成を示す図である。
【図３】タイミング調整用データのフレーム構成を示す図である。
【図４】タイミング調整装置が処理する信号およびデータの時間関係を説明する図である。
【図５】タイミング情報生成装置の構成を示す図である。
【図６】タイミング情報生成装置が処理する信号およびデータの時間関係を説明する図である。
【図７】１ＰＰＳ信号再生部の構成を示す図である。
【図８】ディジタルＰＬＬ部の構成を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る時刻同期システムにおけるタイミング調整装置の構成を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る時刻同期システムにおけるタイミング情報生成装置の構成を示す図である。
【図１１】第３の実施形態に係る時刻同期システムにおけるタイミング情報生成装置の構成を示す図である。
【図１２】データ記憶量の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１に本発明の実施形態に係る時刻同期システム１０の構成を示す。このシステムは、無線システムを構成する無線基地局２０に、ＧＰＳで定義されている１ＰＰＳ信号および時刻情報（ＴＯＤ：Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｄａｙ）を供給するものである。無線システムとしては、無線通信によってインターネット接続を行うＷｉＭＡＸ（登録商標）、携帯電話システム等がある。ここでは複数の無線基地局２０が設置されているものとするが、無線基地局２０は１台であってもよい。また、ここでは、ＧＰＳを用いる例を採り上げているが、１ＰＰＳ信号と同様の信号、およびＴＯＤと同様のデータを受信することができるその他の時刻基準システムを用いてもよい。
【００２４】
ＧＰＳ受信機１２は、衛星信号を受信する。ＧＰＳ受信機１２は、衛星信号に基づいてタイミング基準信号としての１ＰＰＳ信号を生成し、さらに、衛星信号からＴＯＤを抽出する。そして、１ＰＰＳ信号およびＴＯＤを時刻情報分配器１４に出力する。時刻情報分配器１４は、ＴＯＤを通信対象情報として含む時刻同期タイミング調整用のデータ信号を生成する。そして、１ＰＰＳ信号に応じたタイミングで各無線基地局２０に対応する信号伝送線１６に当該タイミング調整用データ信号を送信する。
【００２５】
信号伝送線１６の末端には、タイミング情報生成装置１８が接続されている。タイミング情報生成装置１８は、時刻情報分配器１４から信号伝送線１６を介してタイミング調整用データ信号を受信する。そして、タイミング調整用データ信号が示すタイミングに基づいて１ＰＰＳ信号を再生すると共に、タイミング調整用データ信号からＴＯＤを抽出し、１ＰＰＳ信号およびＴＯＤを無線基地局２０に出力する。
【００２６】
このようなシステム構成によれば、ＧＰＳ衛星信号の受信状況が良好な場所にＧＰＳ受信機１２を設置しつつ、無線基地局２０をＧＰＳ衛星信号の受信状況が良好でない場所に設置することができる。例えば、無線基地局２０を建造物内に設置する場合には、ＧＰＳ受信機１２および時刻情報分配器１４を、電話システムのＭＤＦ（Ｍａｉｎ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ Ｆｒａｍｅ）が配置されたエリアに設置してもよい。そして、信号伝送線１６として電話システムの信号伝送線を用いてもよい。
【００２７】
本実施形態に係る時刻同期システム１０では、時刻情報分配器１４とタイミング情報生成装置１８とが信号伝送線１６によって接続されている。したがって、タイミング情報生成装置１８がタイミング調整用データ信号を用いて１ＰＰＳ信号を再生する際には、信号伝送線１６の信号遅延時間を補償することが好ましい。また、時刻同期システム１０では、複数の無線基地局２０が互いに異なる位置に配置されるため、各信号伝送線１６の長さ、すなわち、信号遅延時間が異なったものとなる。
【００２８】
そこで、時刻情報分配器１４は、信号伝送線１６の信号遅延時間を補償するタイミング調整装置２２を信号伝送線１６ごとに備えている。タイミング調整装置２２は、信号遅延補償を行わせる情報を含むタイミング調整用データ信号を生成し、信号伝送線１６に出力する。
【００２９】
図２にタイミング調整装置２２の具体的な構成を示す。各ブロックはハードウエアによって構成してもよい。また、いずれかのブロックは、再構成可能なプロセッサを用い、プロセッサに対するプログラミングによって構成してもよい。タイミング調整装置２２は、タイミング調整用データ信号を信号伝送線１６に送信すると共に、タイミング調整用データ信号に対する応答信号をタイミング情報生成装置１８から信号伝送線１６を介して受信する。そして、タイミング調整用データ信号の送信タイミングと応答信号の受信タイミングとに基づいて信号遅延時間を求め、次に送信するタイミング調整用データ信号に信号遅延時間の情報を含ませる。これによって、タイミング調整装置２２は、タイミング調整用データ信号の送信と共に信号遅延時間の情報をタイミング情報生成装置１８に送信することができ、タイミング情報生成装置１８は時刻同期処理を行うことができる。
【００３０】
データ信号／タイミング調整情報送信部２４が、タイミング調整用データ信号を送信する処理について説明する。送信データ生成部２８は、遅延測定部４２から出力される信号遅延情報、およびＴＯＤを取得する。ここで、信号遅延情報は、信号伝送線１６での信号遅延時間を示す情報である。後述のように、信号遅延情報は、タイミング調整装置２２から先に送信されたタイミング調整用データ信号、およびタイミング情報生成装置１８からタイミング調整装置２２に送信された応答信号に基づき遅延測定部４２によって予め求められる。
【００３１】
送信データ生成部２８は、信号遅延情報およびＴＯＤに基づいて、図３に示すフレーム構成を有するタイミング調整用データを生成し、変調処理部３０に出力する。このタイミング調整用データは、信号遅延情報およびＴＯＤを通信対象情報とするものである。タイミング調整用データのプリアンブル領域Ｐにはプリアンブル符号が記述される。プリアンブル符号は、タイミング調整用データを識別するための符号パターンを有する。また、データ領域Ｄには、ＴＯＤおよび信号遅延情報が記述される。フィリング領域Ｆは、タイミング調整用データのフレーム時間長を調整するために設けられるものである。フィリング領域Ｆには任意の符号が記述される。
【００３２】
他方、逓倍部３４は、１ＰＰＳ信号の周波数のＮ倍の周波数を有するＮ倍周波数タイミング信号を生成し、変調処理部３０に出力する。逓倍部３４は、時刻情報分配器１４が備える複数のタイミング調整装置２２に対し共通のものを１つ設けることとしてもよい。逓倍部３４には、１／Ｎ秒の周期を有するパルス信号を発振するパルス発振器を備え、パルス発振器から出力されたパルス信号を、Ｎパルスタイミングごとに１ＰＰＳ信号と同期させる処理を実行するものを用いてもよい。この場合、パルス発振器から出力されたパルス信号がＮ倍周波数タイミング信号として逓倍部３４から出力される。
【００３３】
図４（ａ）および図４（ｂ）に、ＧＰＳ受信機１２から取得された１ＰＰＳ信号とＮ倍周波数タイミング信号との時間関係を示す。例えば、Ｎ＝１０とした場合、１ＰＰＳ信号が１秒の周期で１つのパルスを示すごとに、Ｎ倍周波数タイミング信号は、１００ｍｓの周期で１０回のパルスを示す。
【００３４】
変調処理部３０は、タイミング調整用データによってデータ搬送用のキャリア信号に対して変調を施し、タイミング調整用データ信号を生成する。そして、Ｎ倍周波数タイミング信号のパルスタイミング（パルス先端時刻またはパルス後端時刻）で、タイミング調整用データ信号をＤ／Ａ変換部３２に出力する。図４（ｂ）および図４（ｃ）に、Ｎ倍周波数タイミング信号とタイミング調整用データ信号との時間関係を示す。これらの図に示されるように、タイミング調整用データ信号は、Ｎ倍周波数タイミング信号の各パルス先端時刻に変調処理部３０からＤ／Ａ変換部３２に出力される。なお、ここでは、Ｎ倍周波数タイミング信号のパルス先端時刻を基準として、タイミング調整用データ信号が変調処理部３０から出力される処理例を示しているが、Ｎ倍周波数タイミング信号のパルス後端時刻を基準とした処理を採用してもよい。
【００３５】
Ｄ／Ａ変換部３２は、タイミング調整用データ信号をアナログ信号に変換し、線路結合器２６に出力する。線路結合器２６は、Ｄ／Ａ変換部３２から出力されたタイミング調整用データ信号を信号伝送線１６に出力する。
【００３６】
タイミング調整用データ信号は、信号伝送線１６によってタイミング情報生成装置１８に伝送される。後述のように、タイミング情報生成装置１８は、タイミング調整用データ信号に対し、信号伝送線１６に応答信号を送信する。タイミング調整装置２２は応答信号を受信し、次に説明するように、Ｎ倍周波数タイミング信号および応答信号に基づいて信号遅延情報を求める。
【００３７】
線路結合器２６は、信号伝送線１６からタイミング調整装置２２に伝送された応答信号を応答信号受信部３６に出力する。Ａ／Ｄ変換部３８は、応答信号をディジタル信号に変換し、復調処理部４０に出力する。復調処理部４０は、タイミング情報生成装置１８で生成された元の応答データを応答信号から復調し、その応答データを遅延測定部４２に出力する。応答データは、図４（ｅ）に示すように、タイミング調整用データと同様、プリアンブル領域Ｐ、データ領域Ｄ、およびフィリング領域Ｆを有する。
【００３８】
図４（ｄ）および図４（ｅ）に、変調処理部３０からＤ／Ａ変換部３２に出力されるタイミング調整用データ信号と、応答信号受信部３６から遅延測定部４２に出力される応答データとの時間関係を示す。これらの図では、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示される時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間範囲を拡大して示している。応答データは、タイミング調整用データ信号のプリアンブル領域の後端時刻ｔ３から時間τ１だけ経過した後に、遅延測定部４２に入力される。ここで、時間τ１は、Ｄ／Ａ変換部３２の処理時間、線路結合器２６の処理時間、Ａ／Ｄ変換部３８の処理時間、タイミング情報生成装置１８における応答処理時間、および、信号伝送線１６の往復伝播時間を加算合計した時間である。
【００３９】
遅延測定部４２は、応答データのプリアンブル領域Ｐに記述されているプリアンブル符号と相関のあるパターン符号を記憶している。ここで相関とは、２つの符号に対し畳み込み演算等の相関演算を行った場合に０でない値が得られる関係をいう。遅延測定部４２は、自らが記憶しているパターン符号と応答データとの相関演算を行い相関信号を求める。このようにして求められる相関信号は、応答データのプリアンブル領域Ｐが応答信号受信部３６から出力された時にパルスを示す信号となる。
【００４０】
他方、逓倍部３４は、変調処理部３０の他、遅延測定部４２にもＮ倍周波数タイミング信号を出力する。遅延測定部４２は、Ｎ倍周波数タイミング信号と相関信号とのパルスタイミングの差異に基づいて、信号伝送線１６の往復伝播時間を求める。そして、往復伝播時間の半分の時間を信号遅延時間とし、その信号遅延時間を示す信号遅延情報を送信データ生成部２８に出力する。
【００４１】
なお、遅延測定部４２は、過去に複数回にわたって求められた各信号遅延情報を記憶し、その複数の信号遅延情報に基づく信号遅延時間の平均値を求めてもよい。この場合、遅延測定部４２は、その平均値を信号遅延時間として示す信号遅延情報を送信データ生成部２８に出力する。
【００４２】
例えば、遅延測定部４２は、Ｍ回分の信号遅延情報を記憶するメモリを有するものとする。遅延測定部４２は、新たに信号遅延情報が求められたときは、メモリに記憶されている信号遅延情報のうち最も先に記憶されたものをメモリから削除すると共に、その新たな信号遅延情報をメモリに記憶させる。遅延測定部４２は、メモリに記憶されているＭ回にわたって求められた信号遅延情報に基づいて、信号遅延時間の平均値を求める。
【００４３】
このような処理によれば、１ＰＰＳ信号の周期のＮ分の１の時間間隔で、タイミング調整用データ信号がタイミング情報生成装置１８に送信される。タイミング調整用データ信号には信号遅延情報が含まれる。そのため、信号遅延情報もまた、タイミング調整装置２２からタイミング情報生成装置１８に送信される。
【００４４】
次に、タイミング情報生成装置１８について説明する。図５にタイミング情報生成装置１８の具体的な構成を示す。各ブロックはハードウエアによって構成してもよい。また、いずれかのブロックは、再構成可能なプロセッサを用い、プロセッサに対するプログラミングによって構成してもよい。タイミング情報生成装置１８は、タイミング調整装置２２から受信したタイミング調整用データ信号に対する応答信号を送信する。また、タイミング調整用データ信号に基づいて１ＰＰＳ信号を再生すると共に、タイミング調整用データ信号からＴＯＤを抽出する。
【００４５】
タイミング情報生成装置１８が応答信号を送信する処理について説明する。線路結合器４４は、信号伝送線１６からタイミング情報生成装置１８に伝送されたタイミング調整用データ信号を、データ信号／遅延情報受信部４６に出力する。
【００４６】
Ａ／Ｄ変換部４８は、タイミング調整用データ信号をディジタル信号に変換し、復調処理部５０に出力する。復調処理部５０は、タイミング調整用データ信号から、元のタイミング調整用データを復調し、そのタイミング調整用データをＴＯＤ抽出部５２、遅延情報抽出部５４、およびタイミング検出部５６に出力する。
【００４７】
タイミング検出部５６は、タイミング調整用データのプリアンブル領域Ｐに記述されているプリアンブル符号と相関のあるパターン符号を記憶している。タイミング検出部５６は、自らが記憶しているパターン符号と、タイミング調整用データとの相関演算を行いＮ倍周波数クロック信号を求める。このようにして求められるＮ倍周波数クロック信号は、復調処理部５０からタイミング調整用データのプリアンブル領域Ｐが出力された時にパルスを示す信号となる。タイミング検出部５６は、このようにして得られたＮ倍周波数クロック信号を、ＴＯＤ抽出部５２、遅延情報抽出部５４、１ＰＰＳ信号再生部６８、および応答タイミング制御部５８に出力する。
【００４８】
図６（ａ）および図６（ｂ）に、復調処理部５０から出力されるタイミング調整用データと、Ｎ倍周波数クロック信号との時間関係を示す。これらの図に示されるように、Ｎ倍周波数クロック信号は、タイミング調整用データのプリアンブル領域の後端時刻においてパルスを示すクロック信号となる。
【００４９】
応答タイミング制御部５８は、Ｎ倍周波数クロック信号を予め定められた応答時間τ２だけ遅延させた応答クロック信号を生成し、応答信号送信部６０の変調処理部６４に出力する。応答信号送信部６０は、次に説明するように、応答クロック信号が示すタイミングに基づいて応答信号を出力する。
【００５０】
応答データ生成部６２は、図４（ｅ）および図６（ｃ）に示されるようなフレーム構成を有する応答データを生成し、変調処理部６４に出力する。なお、応答データのデータ領域Ｄには任意の情報が記述される。
【００５１】
変調処理部６４は、応答データによってデータ搬送用のキャリア信号に対して変調を施し、応答信号を生成する。そして、応答タイミング制御部５８から出力された応答クロック信号のパルスタイミングで、応答信号をＤ／Ａ変換部６６に出力する。図６（ｃ）に示すように、応答信号は、Ｎ倍周波数クロック信号の先端時刻から応答時間τ２だけ遅延した時刻に、変調処理部６４からＤ／Ａ変換部６６に出力される。
【００５２】
なお、ここでは、Ｎ倍周波数クロック信号のパルス先端時刻を基準として、応答信号が変調処理部６４から出力される処理例を示しているが、Ｎ倍周波数クロック信号のパルス後端時刻を基準とした処理を採用してもよい。
【００５３】
Ｄ／Ａ変換部６６は、応答信号をアナログ信号に変換し、線路結合器４４に出力する。線路結合器４４は、応答信号送信部から出力された応答信号を信号伝送線１６に出力する。応答信号は、信号伝送線１６によってタイミング情報生成装置１８からタイミング調整装置２２に伝送される。タイミング調整装置２２が応答信号を受信し、応答信号に基づいてタイミング調整用信号を送信する処理は上記の通りである。
【００５４】
なお、ここでは、タイミング情報生成装置１８がタイミング調整用データ信号を受信したときは、常に応答信号を送信する処理について説明した。しかしながら、応答信号は、総てのタイミング調整用データ信号に対して送信しなくてもよい。例えば、タイミング調整装置２２およびタイミング情報生成装置１８が、信号遅延情報を求めるキャリブレーションモードで動作するよう設定されている場合にのみ、応答信号を送信する処理を実行することとしてもよい。この場合、タイミング調整装置２２の遅延測定部４２は、キャリブレーションモードでない通常モードで動作するときは、予めキャリブレーションモードの動作時に求められた信号遅延情報を送信データ生成部２８に出力する。
【００５５】
他の例としては、タイミング情報生成装置１８は、予め定められた回数だけタイミング調整用データ信号が受信されるごとに応答信号を送信する処理を実行することとしてもよい。この場合、応答タイミング制御部５８は、予め定められた回数だけＮ倍周波数クロック信号のパルスタイミングをカウントするごとに、応答パルス信号のパルスを応答信号送信部６０に出力すればよい。
【００５６】
他方、タイミング調整装置２２の遅延測定部４２は、応答信号が受信された場合にのみ、その応答信号に基づく応答データのプリアンブル領域Ｐのタイミングと、Ｎ倍周波数タイミング信号の直近のパルスタイミングとに基づいて新たな信号遅延情報を求めることとすればよい。
【００５７】
次に、タイミング情報生成装置１８が１ＰＰＳ信号を再生する処理について説明する。タイミング情報生成装置１８は、Ｎ倍周波数クロック信号のパルスをＮ回カウントするごとにパルスを示す信号を生成する。そして、そのように生成された信号に対し、信号遅延時間およびプリアンブル領域Ｐの時間長だけパルスタイミングを早めたパルス信号を１ＰＰＳ信号として出力する。この処理は、遅延情報抽出部５４および１ＰＰＳ信号再生部６８が、Ｎ倍周波数クロック信号を用いることで行われる。
【００５８】
遅延情報抽出部５４は、Ｎ倍周波数クロック信号のパルスタイミングに基づいて、復調処理部５０から出力されたタイミング調整用データから信号遅延情報を抽出し、１ＰＰＳ信号再生部６８に出力する。
【００５９】
１ＰＰＳ信号再生部６８は、Ｎ倍周波数クロック信号のパルスをＮ回カウントするごとにパルスを示す未調整１ＰＰＳ信号を生成する。そして、信号遅延情報が示す信号遅延時間τｄとプリアンブル領域Ｐの時間長τｐとを加算した時間だけ、未調整１ＰＰＳ信号のパルスタイミングよりもそのパルスタイミングが早い信号を生成し、生成された信号を１ＰＰＳ信号として出力する。
【００６０】
図６（ｂ）および図６（ｄ）に、Ｎ倍周波数クロック信号と未調整１ＰＰＳ信号との時間関係を示す。これらの図に示されるように、未調整１ＰＰＳ信号は、Ｎ倍周波数クロック信号がＮ回のパルスを示すごとにパルスを示す。この処理は、Ｎ倍周波数クロック信号をＮ分周することで行ってもよい。図６（ｅ）に示すように、１ＰＰＳ信号再生部６８は、未調整１ＰＰＳ信号のパルス先端時刻よりも時間τｄ＋τｐだけ前に立ち上がる１ＰＰＳ信号を出力する。
【００６１】
このようにして再生された１ＰＰＳ信号は、無線基地局２０が時刻同期処理を行うための時刻同期信号として用いられる。すなわち、１ＰＰＳ信号再生部６８は、無線基地局２０に動作タイミングに関する情報を出力する構成要素として機能する。
【００６２】
タイミング情報生成装置１８がＴＯＤを出力する処理は、ＴＯＤ抽出部５２によって行われる。ＴＯＤ抽出部５２は、Ｎ倍周波数クロック信号のパルスタイミングに基づいて、復調処理部５０から出力されたタイミング調整用データからＴＯＤを抽出し、そのＴＯＤを出力する。
【００６３】
本実施形態に係る時刻同期システム１０においては、各タイミング調整装置２２は、信号伝送線１６の信号遅延時間に応じたタイミング調整用データ信号を、その信号伝送線１６の末端に接続されているタイミング情報生成装置１８に送信する。タイミング情報生成装置１８は、タイミング調整用データ信号に基づいて、１ＰＰＳ信号を再生し無線基地局２０に出力する。これによって、信号伝送線１６における信号遅延時間が補償された１ＰＰＳ信号を無線基地局２０に供給することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、タイミング調整装置２２からは、１ＰＰＳ信号の周波数のＮ倍の周波数を有するタイミング調整用データ信号がタイミング情報生成装置１８に伝送される。そして、タイミング情報生成装置１８では、タイミング調整用データ信号のパルスをＮ回カウントするごとにパルスを示す未調整１ＰＰＳ信号を生成し、その未調整１ＰＰＳ信号に基づいて１ＰＰＳ信号を再生する。
【００６５】
これによって、タイミング調整装置２２が備える逓倍部３４が出力する信号の周波数、および、タイミング情報生成装置１８が備える１ＰＰＳ信号再生部６８が出力する信号の周波数を、周波数精度、すなわち、タイミング精度を高くすることが可能な周波数とすることができる。さらに、タイミング調整装置２２から１ＰＰＳ信号の先のパルスが出力されてから、次のパルスが出力されるまでの間、複数回にわたり信号遅延時間を測定し、その平均値を最終的な信号遅延時間として求めることができる。
【００６６】
なお、上記では、タイミング調整装置２２が、タイミング調整用データに信号遅延情報を含ませて送信し、タイミング情報生成装置１８が、タイミング調整用データから信号遅延情報を抽出する処理について説明した。このような処理の他、タイミング調整用データが送受信される時間帯とは別の時間帯に、タイミング調整用データとは別に、タイミング調整装置２２からタイミング情報生成装置１８に信号遅延情報を送信する処理を実行してもよい。例えば、図４（ｄ）に示される各タイミング調整用データ信号が送信される時間帯の間の時間帯に、信号遅延情報を含む信号をタイミング調整装置２２がタイミング情報生成装置１８に送信してもよい。この場合、タイミング情報生成装置１８は、図６（ａ）において、タイミング調整用データが取得される時間帯の間の時間帯に信号遅延情報を取得する。
【００６７】
上記のように、本実施形態に係るタイミング調整装置２２およびタイミング情報生成装置１８は、ディジタル信号処理回路を含む。ここで、ディジタル信号のサンプリング周波数は、タイミング調整用信号および応答信号のパルスタイミングの誤差の目標範囲、すなわち、ジッタの目標範囲に基づいて決定してもよい。すなわち、サンプリング周波数が有限であることに起因するサンプリング起因ジッタの目標範囲を−Δ／２以上、＋Δ／２以下（ｓｅｃ）とする場合には、各Ａ／Ｄ変換部のサンプリング周波数を１／Δ（Ｈｚ）とする。
【００６８】
すなわち、本実施形態に係る時刻同期システム１０では、各Ａ／Ｄ変換部のサンプリング周波数を１／Δとすることで、再生される１ＰＰＳのサンプリング起因ジッタを−Δ／２以上、＋Δ／２以下（ｓｅｃ）とすることができる。例えば、サンプリング周波数を４．８ＭＨｚとすれば、サンプリング周波数が有限であることに起因するジッタを−１０４ｎｓｅｃ以上、＋１０４ｎｓｅｃ以下とすることができる。また、サンプリング周波数を１ＭＨｚとすれば、サンプリング周波数が有限であることに起因するジッタを−５００ｎｓｅｃ以上、＋５００ｎｓｅｃ以下とすることができる。
【００６９】
次に、タイミング情報生成装置１８の内部基準クロック信号と、１ＰＰＳ信号再生部６８から出力される１ＰＰＳ信号との関係について説明する。図５に示すタイミング情報生成装置１８には、図示しない内部基準クロック信号生成部が備えられている。内部基準クロック信号生成部は、データ信号／遅延情報受信部４６、１ＰＰＳ信号再生部６８、応答タイミング制御部５８および応答信号送信部６０に内部基準クロック信号を出力する。内部基準クロック信号は、タイミング情報生成装置１８が実行する処理のタイミングを規定するものである。内部基準クロック信号を取得したこれらの構成要素は、内部基準クロック信号が示すタイミングに従って処理を実行する。
【００７０】
図７に１ＰＰＳ信号再生部６８の構成を示す。図５に示す構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。タイミング検出部５６から出力されたＮ倍周波数クロック信号、および、内部基準クロック信号生成部７４から出力された内部基準クロック信号は、ディジタルＰＬＬ部７０に入力される。ディジタルＰＬＬ部７０は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）によって、内部基準クロック信号を分周した信号とＮ倍周波数クロック信号とから未調整１ＰＰＳ信号を生成する。
【００７１】
図８にディジタルＰＬＬ部７０の構成を示す。分周カウンタ８０は、内部基準クロック信号を、Ｎ倍周波数クロック信号の周波数に近い周波数の信号が得られるよう分周し、分周信号を位相比較部７６にフィードバックする。位相比較部７６は、Ｎ倍周波数クロック信号と分周信号との位相差を示す位相差信号をループフィルタ７８に出力する。ループフィルタ７８は、位相差信号にフィルタ処理を施して分周カウンタ８０に出力する。分周カウンタ８０は、フィルタ処理後の位相差信号の値が小さくなるよう分周カウント数を調整する。分周カウンタ８０は、さらに、分周信号のパルスをＮカウントするごとに１つのパルスを示す信号を未調整１ＰＰＳ信号として１ＰＰＳ遅延補正部７２に出力する。
【００７２】
図７に戻り、１ＰＰＳ遅延補正部７２は、信号遅延情報が示す信号遅延時間τｄとプリアンブル領域Ｐの時間長τｐとを加算した時間だけ、未調整１ＰＰＳ信号のパルスタイミングよりもそのパルスタイミングが早い信号を生成し、生成された信号を１ＰＰＳ信号として出力する（図６（ｅ））。
【００７３】
このように、１ＰＰＳ信号再生部６８は、Ｎ倍周波数クロック信号と、内部基準クロック信号が分周された信号との位相比較を行うＰＬＬに基づいて１ＰＰＳ信号を再生する。したがって、内部基準クロック信号に周波数誤差やタイミング誤差があり、内部基準クロック信号がＮ倍周波数クロック信号にタイミング同期していない場合には、１ＰＰＳ信号再生部６８によって再生される１ＰＰＳ信号には、タイミング調整装置２２においてＧＰＳ受信機１２から取得された１ＰＰＳ信号に対し、周波数誤差またはタイミング誤差が生じる。なお、本明細書において「タイミング同期」とは、複数の信号の周波数が一致し、かつ、立ち上がりタイミングまたは立ち下がりタイミングが一致するという意味での「同期」と区別して、周波数が異なっていても調波関係がある等により、立ち上がりタイミングまたは立ち下がりタイミングが一致するという意味での同期をいうものとする。
【００７４】
例えば、内部基準クロック信号の周波数が３８．４ＭＨｚであり、Ｎ倍周波数クロック信号の周波数が１０Ｈｚである場合には、分周カウント数は３８４０００となる。しかしながら、内部基準クロック信号がＮ倍周波数クロック信号にタイミング同期していない場合には、分周カウント数を３８４０００からずらすことによっても、最大±２６ｎｓ程度のタイミング誤差が生じる。ここで２６ｎｓは、周波数が３８．４ＭＨｚである場合の内部基準クロック信号の周期である。また、内部基準クロック信号に、例えば、±δＭＨｚの周波数誤差がある場合には、１ＰＰＳ信号再生部６８によって再生される１ＰＰＳ信号には、±１／δμｓｅｃのタイミング誤差が生じる。次に説明する実施形態はこのような問題を解決するものである。
【００７５】
図９に第２の実施形態に係る時刻同期システムにおけるタイミング調整装置８２の構成を示す。また、図１０に同システムにおけるタイミング情報生成装置８８の構成を示す。第２の実施形態に係る時刻同期システムは、図１においてタイミング調整装置２２がタイミング調整装置８２に置き換えられ、タイミング情報生成装置１８がタイミング情報生成装置８８に置き換えられたものとなる。図２および図５に示す構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７６】
タイミング調整装置８２は、タイミング調整用データ信号に従属同期用信号を重畳した信号をタイミング情報生成装置８８に送信する。そして、その信号を受信したタイミング情報生成装置８８は、従属同期用信号に応じたタイミングで１ＰＰＳ信号を再生する。ここで、従属同期用信号は、タイミング調整装置８２で用いられている調整装置側クロック信号にタイミング同期した信号である。この調整装置側クロック信号は、ＧＰＳ受信機１２から取得された１ＰＰＳ信号にタイミング同期している。
【００７７】
図９に示すように、タイミング調整装置８２は、調整装置側クロック信号生成部８４を備える。調整装置側クロック信号生成部８４は、周波数変換部８６、データ信号／タイミング調整情報送信部２４、応答信号受信部３６、および遅延測定部４２に調整装置側クロック信号を出力する。調整装置側クロック信号は、タイミング調整装置８２が実行する処理のタイミングを規定するものである。調整装置側クロック信号生成部８４は、図１の時刻情報分配器１４に備えられる複数のタイミング調整装置８２に対し共通のものが１つ設けられていてもよい。内部基準クロック信号を取得したこれらの構成要素は、内部基準クロック信号が示すタイミングに従って処理を実行する。
【００７８】
周波数変換部８６は、調整装置側クロック信号を、データ信号／タイミング調整情報送信部２４から出力されるタイミング調整用データ信号の占有周波数帯域と重ならない周波数の信号に変換し、周波数変換後の信号を従属同期用信号として線路結合器２６に出力する。例えば、タイミング調整用データ信号の占有周波数帯域が０Ｈｚ〜ｆＨｚである場合には、周波数変換部８６は、調整装置側クロック信号をｆＨｚより高い周波数の信号に変換する。この処理は、調整装置側クロック信号と従属同期用信号とのタイミング同期関係が失われないように行われる。周波数変換部８６は、例えば、調整装置側クロック信号を基準信号としたＰＬＬ、逓倍器等を用いて構成される。
【００７９】
線路結合器２６は、データ信号／タイミング調整情報送信部２４から出力されるタイミング調整用データ信号に従属同期用信号を重畳した信号を信号伝送線１６に出力する。
【００８０】
次に、タイミング情報生成装置８８について説明する。線路結合器４４は、信号伝送線１６からタイミング情報生成装置８８に伝送された信号を、データ信号／遅延情報受信部４６、および従属同期用信号取得部９０に出力する。従属同期用信号取得部９０は、線路結合器４４から出力された信号から従属同期用信号を取得する。従属同期用信号取得部９０は、例えば、線路結合器４４から出力された信号から従属同期用信号を周波数分離するフィルタ回路、線路結合器４４から出力された信号に含まれる従属同期用信号を基準信号とするＰＬＬ等を用いて構成される。従属同期用信号取得部９０は、従属同期用信号を内部基準クロック信号生成部９２に出力する。
【００８１】
内部基準クロック信号生成部９２は、従属同期用信号に基づいて内部基準クロック信号を生成する。内部基準クロック信号は、従属同期用信号とのタイミング同期関係が失われないよう生成される。内部基準クロック信号生成部９２は、例えば、従属同期用信号を基準信号としたＰＬＬ、分周器等を用いて構成される。
【００８２】
内部基準クロック信号生成部９２は、データ信号／遅延情報受信部４６、１ＰＰＳ信号再生部６８、応答タイミング制御部５８および応答信号送信部６０に内部基準クロック信号を出力する。内部基準クロック信号を取得したこれらの構成要素は、内部基準クロック信号が示すタイミングに従って処理を実行する。
【００８３】
このような構成によれば、タイミング情報生成装置８８においては、信号伝送線１６を介して取得された従属同期用信号とタイミング同期する内部基準クロック信号が生成され、同じく信号伝送線１６を介して取得されたタイミング調整用データ信号とタイミング同期するＮ倍周波数クロック信号が生成される。そして、タイミング調整装置８２で生成される従属同期用信号およびタイミング調整用データ信号は、ＧＰＳ受信機１２から取得された１ＰＰＳ信号にタイミング同期している。これによって、１ＰＰＳ信号再生部６８に入力される内部基準クロック信号と、Ｎ倍周波数クロック信号とがタイミング同期し、１ＰＰＳ信号再生部６８によって再生される１ＰＰＳ信号に含まれる周波数誤差またはタイミング誤差が低減される。
【００８４】
次に第３の実施形態に係る時刻同期システムについて説明する。この時刻同期システムは、タイミング調整装置の構成は図１の構成と同様とし、タイミング情報生成装置９４の側でＮ倍周波数クロック信号とタイミング同期する内部基準クロック信号を生成するものである。図１１に第３の実施形態に係る時刻同期システムにおけるタイミング情報生成装置９４の構成を示す。図５のタイミング情報生成装置１８と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８５】
内部基準クロック信号の生成には、Ａ／Ｄ変換部４８から出力されるタイミング調整用データが用いられる。ここで、タイミング調整用データのデータ領域Ｄにはタイミング調整用データの転送レート、データサイズ等を示す転送情報が含まれ、このようなタイミング調整用データがタイミング調整装置２２から送信されるものとする。データ信号バッファ部９６は、Ａ／Ｄ変換部４８から出力されるタイミング調整用データを記憶する。記憶量読み取り部９８は、データ信号バッファ部９６に記憶されているデータの記憶量を検出し、検出されたデータ記憶量を内部基準クロック信号生成部１００に出力する。内部基準クロック信号生成部１００は、データ記憶量に応じた周波数を有する内部基準クロック信号を生成し、バッファ制御部１０４、データ信号／遅延情報受信部４６、１ＰＰＳ信号再生部６８、応答タイミング制御部５８および応答信号送信部６０に出力する。内部基準クロック信号生成部１００は、例えば、データ記憶量がある下限値Ｄ１に達したときはその時点の周波数よりも内部基準クロック信号の周波数を低く設定し、データ記憶量がある上限値Ｄ２に達したときはその時点の周波数よりも内部基準クロック信号の周波数を高く設定する。
【００８６】
制御データ抽出部１０２は、復調処理部５０から出力されたタイミング調整用データのデータ領域Ｄから転送情報を読み込み、その転送情報をバッファ制御部１０４に出力する。バッファ制御部１０４は、内部基準クロック信号の周波数と転送情報とに基づいて、単位時間当たりにデータ信号バッファ部９６において消去されるべきデータの量を示すデータ消去速度を決定する。バッファ制御部１０４は、例えば、求められた記憶速度を基準として、内部基準クロック信号の周波数が高くなる程その値が大きくなるよう、内部基準クロック信号の周波数が低くなる程その値が小さくなるよう、データ消去速度を決定する。
【００８７】
バッファ制御部１０４は、決定したデータ消去速度でデータが消去されるよう、データ信号バッファ部９６を制御する。データ信号バッファ部９６は、バッファ制御部１０４の制御に基づいて規定されるデータ消去速度で、記憶されていたデータを消去する。
【００８８】
このような構成によれば、データ信号バッファ部９６に記憶されているデータの記憶量は一定の範囲内に維持され、内部基準クロック信号の周波数もまた一定の範囲内に維持される。すなわち、図１２に示すように、時間と共にデータ記憶量が下限値Ｄ１から増加し、データ記憶量が上限値Ｄ２に達した後は、内部基準クロック信号の周波数がその時点の周波数よりも高く設定され、データ消去速度がその時点のデータ消去速度よりも大きく設定される。その後、時間と共にデータ記憶量が上限値Ｄ２から減少し、データ記憶量が下限値Ｄ１に達した後は、内部基準クロック信号の周波数がその時点の周波数よりも低く設定され、データ消去速度がその時点のデータ消去速度よりも小さく設定される。これによって、データ記憶量はＤ１からＤ２の間に維持され、これに応じて内部基準クロック信号の周波数もまた一定の範囲内に維持される。
【００８９】
なお、ここでは、制御データ抽出部１０２が復調処理部５０から出力されたタイミング調整用データのデータ領域Ｄから転送情報を読み込み、その転送情報をバッファ制御部１０４に出力するものとした。時刻同期システムにおいて予め転送情報が固定的に定められている場合には、バッファ制御部１０４が予め定められた転送情報に基づいてデータ消去速度を決定する構成としてもよい。
【００９０】
このような構成によれば、タイミング情報生成装置９４においては、信号伝送線１６を介して取得されたタイミング調整用データ信号とタイミング同期する内部基準クロック信号が生成され、同じく信号伝送線１６を介して取得されたタイミング調整用データ信号とタイミング同期するＮ倍周波数クロック信号が生成される。したがって、１ＰＰＳ信号再生部６８に入力される内部基準クロック信号と、Ｎ倍周波数クロック信号とがタイミング同期し、１ＰＰＳ信号再生部６８によって再生される１ＰＰＳ信号に含まれる周波数誤差またはタイミング誤差が低減される。
【００９１】
さらに、このような構成によれば、内部基準クロック信号生成部１００は、データ信号バッファ部９６におけるデータ記憶量に応じた周波数を有する内部基準クロック信号を出力する。このデータ記憶量は、データ信号バッファ部９６に記憶されるデータの加算合計値に相当する。したがって、Ａ／Ｄ変換部４８から出力されるタイミング調整用データの周波数にゆらぎがあったとしても、そのゆらぎは加算合計によって相殺されてデータ記憶量に反映される。これによって、タイミング調整用データの周波数のゆらぎに基づく内部基準クロック信号の周波数誤差が低減され、１ＰＰＳ信号再生部６８によって再生される１ＰＰＳ信号に含まれる周波数誤差またはタイミング誤差が低減される。
【符号の説明】
【００９２】
１０ 時刻同期システム、１２ ＧＰＳ受信機、１４ 時刻情報分配器、１６ 信号伝送線、１８，８８，９４ タイミング情報生成装置、２０ 無線基地局、２２，８２ タイミング調整装置、２４ データ信号／タイミング調整情報送信部、２６，４４ 線路結合器、２８ 送信データ生成部、３０，６４ 変調処理部、３２，６６ Ｄ／Ａ変換部、３４ 逓倍部、３６ 応答信号受信部、３８，４８ Ａ／Ｄ変換部、４０，５０ 復調処理部、４２ 遅延測定部、４６ データ信号／遅延情報受信部、５２ ＴＯＤ抽出部、５４ 遅延情報抽出部、５６ タイミング検出部、５８ 応答タイミング制御部、６０ 応答信号送信部、６２ 応答データ生成部、６８ １ＰＰＳ信号再生部、７０ ディジタルＰＬＬ部、７２ １ＰＰＳ遅延補正部、７４，９２，１００ 内部基準クロック信号生成部、７６ 位相比較部、７８ ループフィルタ、８０ 分周カウンタ、８４ 調整装置側クロック信号生成部、８６ 周波数変換部、９０ 従属同期用信号取得部、９６ データ信号バッファ部、９８ 記憶量読み取り部、１０２ 制御データ抽出部、１０４ バッファ制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイミング調整装置、タイミング情報生成装置、および時刻同期システムに関し、特に、他の通信システムから受信したタイミング基準信号を用いる装置に対し、動作タイミングに関する情報を提供する装置およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の無線基地局を備え、無線通信端末が無線基地局との間で通信を行う無線システムが広く用いられている。無線通信システムの中には、符号位相差を利用して無線基地局や無線通信端末を識別するシステムや、送受信を時分割で切り替えるシステムがある。このような無線通信システムにおいては各無線基地局間での時刻同期が行われる。
【０００３】
無線基地局には、衛星測位システム等の他の通信システムから、時刻（世界協定時刻等）に同期したタイミング基準信号を受信するものがある。例えば、引用文献１および２に記載されている無線基地局は、ＧＰＳ衛星から受信した信号から１ＰＰＳ信号（１Ｐｕｌｓｅ Ｐｅｒ Ｓｅｃｏｎｄ）を時刻に同期したタイミング基準信号として抽出し、１ＰＰＳ信号を用いて時刻同期処理を行っている。ここで、１ＰＰＳ信号は、世界協定時刻に同期した１秒周期の時刻補正用基準信号である。
【０００４】
なお、引用文献３〜６には、本発明に係る信号伝送技術に関連して、信号伝送線における信号遅延時間の補償等を行う技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８８０７１号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４３８号公報
【特許文献３】特開２００１−３６５３８号公報
【特許文献４】特開平４−７２８３７号公報
【特許文献５】特開平４−５４７４５号公報
【特許文献６】特開平３−１８７６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の無線システムでは、無線基地局が建造物内、地下道等に設置されることが多い。この場合、タイミング基準信号の受信状況が良好でないことがあり、無線基地局が時刻同期処理を行うことが困難となる。
【０００７】
本発明はこのような課題に対してなされたものである。すなわち、他の通信システムから受信したタイミング基準信号を用いる装置に対し、その装置のタイミング基準信号の受信環境に関わらず、動作タイミングに関する情報を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、通信対象情報およびタイミング基準信号を取得する情報取得部と、前記通信対象情報を含むデータ信号を生成し、前記タイミング基準信号に応じたタイミングで当該データ信号を信号伝送線に送信するデータ信号送信部と、前記信号伝送線の末端に接続され前記データ信号を受信した通信装置から、当該データ信号に応答して送信された応答信号を受信する応答信号受信部と、前記タイミング基準信号および前記応答信号に基づいて、前記信号伝送線に関する信号遅延情報を求める遅延測定部と、前記信号遅延情報を、動作タイミングの調整に関する情報として、前記信号伝送線を介して前記通信装置に送信するタイミング調整情報送信部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るタイミング調整装置においては、前記情報取得部は、衛星信号受信機から前記通信対象情報および前記タイミング基準信号を取得することが好適である。
【００１０】
また、本発明に係るタイミング調整装置においては、前記データ信号送信部は、前記タイミング基準信号が示す時間間隔よりも短い時間間隔で、前記データ信号を送信し、前記応答信号受信部は、前記データ信号が送信される時間帯とは異なる時間帯に、前記応答信号を受信することが好適である。
【００１１】
また、本発明に係るタイミング調整装置においては、前記タイミング調整情報送信部は、前記データ信号に前記信号遅延情報を含ませることが好適である。
【００１２】
また、本発明は、通信対象情報およびタイミング基準信号を取得し、当該通信対象情報を含むデータ信号を当該タイミング基準信号に応じたタイミングで送信するタイミング調整装置から、信号伝送線を介して当該データ信号を受信するデータ信号受信部と、前記データ信号を受信したタイミングに応じたタイミングで、前記信号伝送線に応答信号を送信する応答信号送信部と、前記信号伝送線に関する信号遅延情報を前記応答信号を受信したタイミングに基づいて求めた前記タイミング調整装置から、当該信号遅延情報を前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、動作タイミングに関する情報を出力する動作タイミング情報出力部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るタイミング情報生成装置においては、前記動作タイミング情報出力部は、前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、前記タイミング基準信号と同期した同期信号を生成し、当該同期信号を動作タイミングに関する情報として出力することが好適である。
【００１４】
また、前記タイミング調整装置と、前記通信装置を備えるタイミング情報生成装置と、を備え、基準時刻を示す時刻同期信号を無線基地局に供給する、本発明に係る時刻同期システムにおいては、前記タイミング基準信号は基準時刻に同期した信号であり、前記通信装置は、前記タイミング調整装置から、前記信号伝送線を介して前記データ信号を受信するデータ信号受信部と、前記データ信号を受信したタイミングに応じたタイミングで、前記信号伝送線に前記応答信号を送信する応答信号送信部と、前記タイミング調整装置から前記信号遅延情報を前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて前記時刻同期信号を生成し、前記無線基地局に供給する時刻同期信号生成部と、を備えることが好適である。
【００１５】
また、本発明に係るタイミング調整装置、本発明に係るタイミング情報生成装置、または本発明に係る時刻同期システムの一実施形態においては、前記タイミング基準信号はＧＰＳにおいて定義されている１ＰＰＳ信号であり、前記通信対象情報はＧＰＳにおいて定義されているＴＯＤを含むことが好適である。
【００１６】
また、本発明に係るタイミング情報生成装置においては、前記タイミング調整装置によって前記データ信号に重畳して送信された従属同期用信号を、前記信号伝送線を介して取得する従属同期用信号取得部と、前記従属同期用信号に基づいて内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、を備え、前記動作タイミング情報出力部は、前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することが好適である。
【００１７】
また、本発明に係るタイミング情報生成装置においては、前記データ信号受信部で受信された前記データ信号を記憶するデータ信号バッファ部と、前記データ信号バッファ部におけるデータ記憶量に応じた周波数を有する内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、前記内部基準クロック信号の周波数に応じたデータ消去速度で前記データ信号バッファ部の記憶内容を消去するバッファ制御部と、を備え、前記動作タイミング情報出力部は、前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することが好適である。
【００１８】
また、本発明は、通信対象情報およびタイミング基準信号を取得し、当該通信対象情報を含むデータ信号を当該タイミング基準信号に応じたタイミングで送信するタイミング調整装置から、信号伝送線を介して当該データ信号を受信するデータ信号受信部と、前記タイミング調整装置との間の前記信号伝送線を介した通信によって求められた前記信号伝送線に関する信号遅延情報を、前記タイミング調整装置から前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、動作タイミングに関する情報を出力する動作タイミング情報出力部と、前記タイミング調整装置によって前記データ信号に重畳して送信された従属同期用信号を、前記信号伝送線を介して取得する従属同期用信号取得部と、前記従属同期用信号に基づいて内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、を備え、前記動作タイミング情報出力部は、前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、通信対象情報およびタイミング基準信号を取得し、当該通信対象情報を含むデータ信号を当該タイミング基準信号に応じたタイミングで送信するタイミング調整装置から、信号伝送線を介して当該データ信号を受信するデータ信号受信部と、前記タイミング調整装置との間の前記信号伝送線を介した通信によって求められた前記信号伝送線に関する信号遅延情報を、前記タイミング調整装置から前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、動作タイミングに関する情報を出力する動作タイミング情報出力部と、前記データ信号受信部で受信された前記データ信号を記憶するデータ信号バッファ部と、前記データ信号バッファ部におけるデータ記憶量に応じた周波数を有する内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、前記内部基準クロック信号の周波数に応じたデータ消去速度で前記データ信号バッファ部の記憶内容を消去するバッファ制御部と、を備え、前記動作タイミング情報出力部は、前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係るタイミング情報生成装置においては、前記動作タイミング情報出力部は、前記データ信号、前記信号遅延情報、および前記内部基準クロック信号に基づいて、前記タイミング基準信号と同期した同期信号を生成し、当該同期信号を動作タイミングに関する情報として出力することが好適である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、他の通信システムから受信したタイミング基準信号を用いる装置に対し、その装置のタイミング基準信号の受信環境に関わらず、動作タイミングに関する情報を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る時刻同期システムの構成を示す図である。
【図２】タイミング調整装置の構成を示す図である。
【図３】タイミング調整用データのフレーム構成を示す図である。
【図４】タイミング調整装置が処理する信号およびデータの時間関係を説明する図である。
【図５】タイミング情報生成装置の構成を示す図である。
【図６】タイミング情報生成装置が処理する信号およびデータの時間関係を説明する図である。
【図７】１ＰＰＳ信号再生部の構成を示す図である。
【図８】ディジタルＰＬＬ部の構成を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る時刻同期システムにおけるタイミング調整装置の構成を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る時刻同期システムにおけるタイミング情報生成装置の構成を示す図である。
【図１１】第３の実施形態に係る時刻同期システムにおけるタイミング情報生成装置の構成を示す図である。
【図１２】データ記憶量の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１に本発明の実施形態に係る時刻同期システム１０の構成を示す。このシステムは、無線システムを構成する無線基地局２０に、ＧＰＳで定義されている１ＰＰＳ信号および時刻情報（ＴＯＤ：Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｄａｙ）を供給するものである。無線システムとしては、無線通信によってインターネット接続を行うＷｉＭＡＸ（登録商標）、携帯電話システム等がある。ここでは複数の無線基地局２０が設置されているものとするが、無線基地局２０は１台であってもよい。また、ここでは、ＧＰＳを用いる例を採り上げているが、１ＰＰＳ信号と同様の信号、およびＴＯＤと同様のデータを受信することができるその他の時刻基準システムを用いてもよい。
【００２４】
ＧＰＳ受信機１２は、衛星信号を受信する。ＧＰＳ受信機１２は、衛星信号に基づいてタイミング基準信号としての１ＰＰＳ信号を生成し、さらに、衛星信号からＴＯＤを抽出する。そして、１ＰＰＳ信号およびＴＯＤを時刻情報分配器１４に出力する。時刻情報分配器１４は、ＴＯＤを通信対象情報として含む時刻同期タイミング調整用のデータ信号を生成する。そして、１ＰＰＳ信号に応じたタイミングで各無線基地局２０に対応する信号伝送線１６に当該タイミング調整用データ信号を送信する。
【００２５】
信号伝送線１６の末端には、タイミング情報生成装置１８が接続されている。タイミング情報生成装置１８は、時刻情報分配器１４から信号伝送線１６を介してタイミング調整用データ信号を受信する。そして、タイミング調整用データ信号が示すタイミングに基づいて１ＰＰＳ信号を再生すると共に、タイミング調整用データ信号からＴＯＤを抽出し、１ＰＰＳ信号およびＴＯＤを無線基地局２０に出力する。
【００２６】
このようなシステム構成によれば、ＧＰＳ衛星信号の受信状況が良好な場所にＧＰＳ受信機１２を設置しつつ、無線基地局２０をＧＰＳ衛星信号の受信状況が良好でない場所に設置することができる。例えば、無線基地局２０を建造物内に設置する場合には、ＧＰＳ受信機１２および時刻情報分配器１４を、電話システムのＭＤＦ（Ｍａｉｎ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ Ｆｒａｍｅ）が配置されたエリアに設置してもよい。そして、信号伝送線１６として電話システムの信号伝送線を用いてもよい。
【００２７】
本実施形態に係る時刻同期システム１０では、時刻情報分配器１４とタイミング情報生成装置１８とが信号伝送線１６によって接続されている。したがって、タイミング情報生成装置１８がタイミング調整用データ信号を用いて１ＰＰＳ信号を再生する際には、信号伝送線１６の信号遅延時間を補償することが好ましい。また、時刻同期システム１０では、複数の無線基地局２０が互いに異なる位置に配置されるため、各信号伝送線１６の長さ、すなわち、信号遅延時間が異なったものとなる。
【００２８】
そこで、時刻情報分配器１４は、信号伝送線１６の信号遅延時間を補償するタイミング調整装置２２を信号伝送線１６ごとに備えている。タイミング調整装置２２は、信号遅延補償を行わせる情報を含むタイミング調整用データ信号を生成し、信号伝送線１６に出力する。
【００２９】
図２にタイミング調整装置２２の具体的な構成を示す。各ブロックはハードウエアによって構成してもよい。また、いずれかのブロックは、再構成可能なプロセッサを用い、プロセッサに対するプログラミングによって構成してもよい。タイミング調整装置２２は、タイミング調整用データ信号を信号伝送線１６に送信すると共に、タイミング調整用データ信号に対する応答信号をタイミング情報生成装置１８から信号伝送線１６を介して受信する。そして、タイミング調整用データ信号の送信タイミングと応答信号の受信タイミングとに基づいて信号遅延時間を求め、次に送信するタイミング調整用データ信号に信号遅延時間の情報を含ませる。これによって、タイミング調整装置２２は、タイミング調整用データ信号の送信と共に信号遅延時間の情報をタイミング情報生成装置１８に送信することができ、タイミング情報生成装置１８は時刻同期処理を行うことができる。
【００３０】
データ信号／タイミング調整情報送信部２４が、タイミング調整用データ信号を送信する処理について説明する。送信データ生成部２８は、遅延測定部４２から出力される信号遅延情報、およびＴＯＤを取得する。ここで、信号遅延情報は、信号伝送線１６での信号遅延時間を示す情報である。後述のように、信号遅延情報は、タイミング調整装置２２から先に送信されたタイミング調整用データ信号、およびタイミング情報生成装置１８からタイミング調整装置２２に送信された応答信号に基づき遅延測定部４２によって予め求められる。
【００３１】
送信データ生成部２８は、信号遅延情報およびＴＯＤに基づいて、図３に示すフレーム構成を有するタイミング調整用データを生成し、変調処理部３０に出力する。このタイミング調整用データは、信号遅延情報およびＴＯＤを通信対象情報とするものである。タイミング調整用データのプリアンブル領域Ｐにはプリアンブル符号が記述される。プリアンブル符号は、タイミング調整用データを識別するための符号パターンを有する。また、データ領域Ｄには、ＴＯＤおよび信号遅延情報が記述される。フィリング領域Ｆは、タイミング調整用データのフレーム時間長を調整するために設けられるものである。フィリング領域Ｆには任意の符号が記述される。
【００３２】
他方、逓倍部３４は、１ＰＰＳ信号の周波数のＮ倍の周波数を有するＮ倍周波数タイミング信号を生成し、変調処理部３０に出力する。逓倍部３４は、時刻情報分配器１４が備える複数のタイミング調整装置２２に対し共通のものを１つ設けることとしてもよい。逓倍部３４には、１／Ｎ秒の周期を有するパルス信号を発振するパルス発振器を備え、パルス発振器から出力されたパルス信号を、Ｎパルスタイミングごとに１ＰＰＳ信号と同期させる処理を実行するものを用いてもよい。この場合、パルス発振器から出力されたパルス信号がＮ倍周波数タイミング信号として逓倍部３４から出力される。
【００３３】
図４（ａ）および図４（ｂ）に、ＧＰＳ受信機１２から取得された１ＰＰＳ信号とＮ倍周波数タイミング信号との時間関係を示す。例えば、Ｎ＝１０とした場合、１ＰＰＳ信号が１秒の周期で１つのパルスを示すごとに、Ｎ倍周波数タイミング信号は、１００ｍｓの周期で１０回のパルスを示す。
【００３４】
変調処理部３０は、タイミング調整用データによってデータ搬送用のキャリア信号に対して変調を施し、タイミング調整用データ信号を生成する。そして、Ｎ倍周波数タイミング信号のパルスタイミング（パルス先端時刻またはパルス後端時刻）で、タイミング調整用データ信号をＤ／Ａ変換部３２に出力する。図４（ｂ）および図４（ｃ）に、Ｎ倍周波数タイミング信号とタイミング調整用データ信号との時間関係を示す。これらの図に示されるように、タイミング調整用データ信号は、Ｎ倍周波数タイミング信号の各パルス先端時刻に変調処理部３０からＤ／Ａ変換部３２に出力される。なお、ここでは、Ｎ倍周波数タイミング信号のパルス先端時刻を基準として、タイミング調整用データ信号が変調処理部３０から出力される処理例を示しているが、Ｎ倍周波数タイミング信号のパルス後端時刻を基準とした処理を採用してもよい。
【００３５】
Ｄ／Ａ変換部３２は、タイミング調整用データ信号をアナログ信号に変換し、線路結合器２６に出力する。線路結合器２６は、Ｄ／Ａ変換部３２から出力されたタイミング調整用データ信号を信号伝送線１６に出力する。
【００３６】
タイミング調整用データ信号は、信号伝送線１６によってタイミング情報生成装置１８に伝送される。後述のように、タイミング情報生成装置１８は、タイミング調整用データ信号に対し、信号伝送線１６に応答信号を送信する。タイミング調整装置２２は応答信号を受信し、次に説明するように、Ｎ倍周波数タイミング信号および応答信号に基づいて信号遅延情報を求める。
【００３７】
線路結合器２６は、信号伝送線１６からタイミング調整装置２２に伝送された応答信号を応答信号受信部３６に出力する。Ａ／Ｄ変換部３８は、応答信号をディジタル信号に変換し、復調処理部４０に出力する。復調処理部４０は、タイミング情報生成装置１８で生成された元の応答データを応答信号から復調し、その応答データを遅延測定部４２に出力する。応答データは、図４（ｅ）に示すように、タイミング調整用データと同様、プリアンブル領域Ｐ、データ領域Ｄ、およびフィリング領域Ｆを有する。
【００３８】
図４（ｄ）および図４（ｅ）に、変調処理部３０からＤ／Ａ変換部３２に出力されるタイミング調整用データ信号と、応答信号受信部３６から遅延測定部４２に出力される応答データとの時間関係を示す。これらの図では、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示される時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間範囲を拡大して示している。応答データは、タイミング調整用データ信号のプリアンブル領域の後端時刻ｔ３から時間τ１だけ経過した後に、遅延測定部４２に入力される。ここで、時間τ１は、Ｄ／Ａ変換部３２の処理時間、線路結合器２６の処理時間、Ａ／Ｄ変換部３８の処理時間、タイミング情報生成装置１８における応答処理時間、および、信号伝送線１６の往復伝播時間を加算合計した時間である。
【００３９】
遅延測定部４２は、応答データのプリアンブル領域Ｐに記述されているプリアンブル符号と相関のあるパターン符号を記憶している。ここで相関とは、２つの符号に対し畳み込み演算等の相関演算を行った場合に０でない値が得られる関係をいう。遅延測定部４２は、自らが記憶しているパターン符号と応答データとの相関演算を行い相関信号を求める。このようにして求められる相関信号は、応答データのプリアンブル領域Ｐが応答信号受信部３６から出力された時にパルスを示す信号となる。
【００４０】
他方、逓倍部３４は、変調処理部３０の他、遅延測定部４２にもＮ倍周波数タイミング信号を出力する。遅延測定部４２は、Ｎ倍周波数タイミング信号と相関信号とのパルスタイミングの差異に基づいて、信号伝送線１６の往復伝播時間を求める。そして、往復伝播時間の半分の時間を信号遅延時間とし、その信号遅延時間を示す信号遅延情報を送信データ生成部２８に出力する。
【００４１】
なお、遅延測定部４２は、過去に複数回にわたって求められた各信号遅延情報を記憶し、その複数の信号遅延情報に基づく信号遅延時間の平均値を求めてもよい。この場合、遅延測定部４２は、その平均値を信号遅延時間として示す信号遅延情報を送信データ生成部２８に出力する。
【００４２】
例えば、遅延測定部４２は、Ｍ回分の信号遅延情報を記憶するメモリを有するものとする。遅延測定部４２は、新たに信号遅延情報が求められたときは、メモリに記憶されている信号遅延情報のうち最も先に記憶されたものをメモリから削除すると共に、その新たな信号遅延情報をメモリに記憶させる。遅延測定部４２は、メモリに記憶されているＭ回にわたって求められた信号遅延情報に基づいて、信号遅延時間の平均値を求める。
【００４３】
このような処理によれば、１ＰＰＳ信号の周期のＮ分の１の時間間隔で、タイミング調整用データ信号がタイミング情報生成装置１８に送信される。タイミング調整用データ信号には信号遅延情報が含まれる。そのため、信号遅延情報もまた、タイミング調整装置２２からタイミング情報生成装置１８に送信される。
【００４４】
次に、タイミング情報生成装置１８について説明する。図５にタイミング情報生成装置１８の具体的な構成を示す。各ブロックはハードウエアによって構成してもよい。また、いずれかのブロックは、再構成可能なプロセッサを用い、プロセッサに対するプログラミングによって構成してもよい。タイミング情報生成装置１８は、タイミング調整装置２２から受信したタイミング調整用データ信号に対する応答信号を送信する。また、タイミング調整用データ信号に基づいて１ＰＰＳ信号を再生すると共に、タイミング調整用データ信号からＴＯＤを抽出する。
【００４５】
タイミング情報生成装置１８が応答信号を送信する処理について説明する。線路結合器４４は、信号伝送線１６からタイミング情報生成装置１８に伝送されたタイミング調整用データ信号を、データ信号／遅延情報受信部４６に出力する。
【００４６】
Ａ／Ｄ変換部４８は、タイミング調整用データ信号をディジタル信号に変換し、復調処理部５０に出力する。復調処理部５０は、タイミング調整用データ信号から、元のタイミング調整用データを復調し、そのタイミング調整用データをＴＯＤ抽出部５２、遅延情報抽出部５４、およびタイミング検出部５６に出力する。
【００４７】
タイミング検出部５６は、タイミング調整用データのプリアンブル領域Ｐに記述されているプリアンブル符号と相関のあるパターン符号を記憶している。タイミング検出部５６は、自らが記憶しているパターン符号と、タイミング調整用データとの相関演算を行いＮ倍周波数クロック信号を求める。このようにして求められるＮ倍周波数クロック信号は、復調処理部５０からタイミング調整用データのプリアンブル領域Ｐが出力された時にパルスを示す信号となる。タイミング検出部５６は、このようにして得られたＮ倍周波数クロック信号を、ＴＯＤ抽出部５２、遅延情報抽出部５４、１ＰＰＳ信号再生部６８、および応答タイミング制御部５８に出力する。
【００４８】
図６（ａ）および図６（ｂ）に、復調処理部５０から出力されるタイミング調整用データと、Ｎ倍周波数クロック信号との時間関係を示す。これらの図に示されるように、Ｎ倍周波数クロック信号は、タイミング調整用データのプリアンブル領域の後端時刻においてパルスを示すクロック信号となる。
【００４９】
応答タイミング制御部５８は、Ｎ倍周波数クロック信号を予め定められた応答時間τ２だけ遅延させた応答クロック信号を生成し、応答信号送信部６０の変調処理部６４に出力する。応答信号送信部６０は、次に説明するように、応答クロック信号が示すタイミングに基づいて応答信号を出力する。
【００５０】
応答データ生成部６２は、図４（ｅ）および図６（ｃ）に示されるようなフレーム構成を有する応答データを生成し、変調処理部６４に出力する。なお、応答データのデータ領域Ｄには任意の情報が記述される。
【００５１】
変調処理部６４は、応答データによってデータ搬送用のキャリア信号に対して変調を施し、応答信号を生成する。そして、応答タイミング制御部５８から出力された応答クロック信号のパルスタイミングで、応答信号をＤ／Ａ変換部６６に出力する。図６（ｃ）に示すように、応答信号は、Ｎ倍周波数クロック信号の先端時刻から応答時間τ２だけ遅延した時刻に、変調処理部６４からＤ／Ａ変換部６６に出力される。
【００５２】
なお、ここでは、Ｎ倍周波数クロック信号のパルス先端時刻を基準として、応答信号が変調処理部６４から出力される処理例を示しているが、Ｎ倍周波数クロック信号のパルス後端時刻を基準とした処理を採用してもよい。
【００５３】
Ｄ／Ａ変換部６６は、応答信号をアナログ信号に変換し、線路結合器４４に出力する。線路結合器４４は、応答信号送信部から出力された応答信号を信号伝送線１６に出力する。応答信号は、信号伝送線１６によってタイミング情報生成装置１８からタイミング調整装置２２に伝送される。タイミング調整装置２２が応答信号を受信し、応答信号に基づいてタイミング調整用信号を送信する処理は上記の通りである。
【００５４】
なお、ここでは、タイミング情報生成装置１８がタイミング調整用データ信号を受信したときは、常に応答信号を送信する処理について説明した。しかしながら、応答信号は、総てのタイミング調整用データ信号に対して送信しなくてもよい。例えば、タイミング調整装置２２およびタイミング情報生成装置１８が、信号遅延情報を求めるキャリブレーションモードで動作するよう設定されている場合にのみ、応答信号を送信する処理を実行することとしてもよい。この場合、タイミング調整装置２２の遅延測定部４２は、キャリブレーションモードでない通常モードで動作するときは、予めキャリブレーションモードの動作時に求められた信号遅延情報を送信データ生成部２８に出力する。
【００５５】
他の例としては、タイミング情報生成装置１８は、予め定められた回数だけタイミング調整用データ信号が受信されるごとに応答信号を送信する処理を実行することとしてもよい。この場合、応答タイミング制御部５８は、予め定められた回数だけＮ倍周波数クロック信号のパルスタイミングをカウントするごとに、応答パルス信号のパルスを応答信号送信部６０に出力すればよい。
【００５６】
他方、タイミング調整装置２２の遅延測定部４２は、応答信号が受信された場合にのみ、その応答信号に基づく応答データのプリアンブル領域Ｐのタイミングと、Ｎ倍周波数タイミング信号の直近のパルスタイミングとに基づいて新たな信号遅延情報を求めることとすればよい。
【００５７】
次に、タイミング情報生成装置１８が１ＰＰＳ信号を再生する処理について説明する。タイミング情報生成装置１８は、Ｎ倍周波数クロック信号のパルスをＮ回カウントするごとにパルスを示す信号を生成する。そして、そのように生成された信号に対し、信号遅延時間およびプリアンブル領域Ｐの時間長だけパルスタイミングを早めたパルス信号を１ＰＰＳ信号として出力する。この処理は、遅延情報抽出部５４および１ＰＰＳ信号再生部６８が、Ｎ倍周波数クロック信号を用いることで行われる。
【００５８】
遅延情報抽出部５４は、Ｎ倍周波数クロック信号のパルスタイミングに基づいて、復調処理部５０から出力されたタイミング調整用データから信号遅延情報を抽出し、１ＰＰＳ信号再生部６８に出力する。
【００５９】
１ＰＰＳ信号再生部６８は、Ｎ倍周波数クロック信号のパルスをＮ回カウントするごとにパルスを示す未調整１ＰＰＳ信号を生成する。そして、信号遅延情報が示す信号遅延時間τｄとプリアンブル領域Ｐの時間長τｐとを加算した時間だけ、未調整１ＰＰＳ信号のパルスタイミングよりもそのパルスタイミングが早い信号を生成し、生成された信号を１ＰＰＳ信号として出力する。
【００６０】
図６（ｂ）および図６（ｄ）に、Ｎ倍周波数クロック信号と未調整１ＰＰＳ信号との時間関係を示す。これらの図に示されるように、未調整１ＰＰＳ信号は、Ｎ倍周波数クロック信号がＮ回のパルスを示すごとにパルスを示す。この処理は、Ｎ倍周波数クロック信号をＮ分周することで行ってもよい。図６（ｅ）に示すように、１ＰＰＳ信号再生部６８は、未調整１ＰＰＳ信号のパルス先端時刻よりも時間τｄ＋τｐだけ前に立ち上がる１ＰＰＳ信号を出力する。
【００６１】
このようにして再生された１ＰＰＳ信号は、無線基地局２０が時刻同期処理を行うための時刻同期信号として用いられる。すなわち、１ＰＰＳ信号再生部６８は、無線基地局２０に動作タイミングに関する情報を出力する構成要素として機能する。
【００６２】
タイミング情報生成装置１８がＴＯＤを出力する処理は、ＴＯＤ抽出部５２によって行われる。ＴＯＤ抽出部５２は、Ｎ倍周波数クロック信号のパルスタイミングに基づいて、復調処理部５０から出力されたタイミング調整用データからＴＯＤを抽出し、そのＴＯＤを出力する。
【００６３】
本実施形態に係る時刻同期システム１０においては、各タイミング調整装置２２は、信号伝送線１６の信号遅延時間に応じたタイミング調整用データ信号を、その信号伝送線１６の末端に接続されているタイミング情報生成装置１８に送信する。タイミング情報生成装置１８は、タイミング調整用データ信号に基づいて、１ＰＰＳ信号を再生し無線基地局２０に出力する。これによって、信号伝送線１６における信号遅延時間が補償された１ＰＰＳ信号を無線基地局２０に供給することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、タイミング調整装置２２からは、１ＰＰＳ信号の周波数のＮ倍の周波数を有するタイミング調整用データ信号がタイミング情報生成装置１８に伝送される。そして、タイミング情報生成装置１８では、タイミング調整用データ信号のパルスをＮ回カウントするごとにパルスを示す未調整１ＰＰＳ信号を生成し、その未調整１ＰＰＳ信号に基づいて１ＰＰＳ信号を再生する。
【００６５】
これによって、タイミング調整装置２２が備える逓倍部３４が出力する信号の周波数、および、タイミング情報生成装置１８が備える１ＰＰＳ信号再生部６８が出力する信号の周波数を、周波数精度、すなわち、タイミング精度を高くすることが可能な周波数とすることができる。さらに、タイミング調整装置２２から１ＰＰＳ信号の先のパルスが出力されてから、次のパルスが出力されるまでの間、複数回にわたり信号遅延時間を測定し、その平均値を最終的な信号遅延時間として求めることができる。
【００６６】
なお、上記では、タイミング調整装置２２が、タイミング調整用データに信号遅延情報を含ませて送信し、タイミング情報生成装置１８が、タイミング調整用データから信号遅延情報を抽出する処理について説明した。このような処理の他、タイミング調整用データが送受信される時間帯とは別の時間帯に、タイミング調整用データとは別に、タイミング調整装置２２からタイミング情報生成装置１８に信号遅延情報を送信する処理を実行してもよい。例えば、図４（ｄ）に示される各タイミング調整用データ信号が送信される時間帯の間の時間帯に、信号遅延情報を含む信号をタイミング調整装置２２がタイミング情報生成装置１８に送信してもよい。この場合、タイミング情報生成装置１８は、図６（ａ）において、タイミング調整用データが取得される時間帯の間の時間帯に信号遅延情報を取得する。
【００６７】
上記のように、本実施形態に係るタイミング調整装置２２およびタイミング情報生成装置１８は、ディジタル信号処理回路を含む。ここで、ディジタル信号のサンプリング周波数は、タイミング調整用信号および応答信号のパルスタイミングの誤差の目標範囲、すなわち、ジッタの目標範囲に基づいて決定してもよい。すなわち、サンプリング周波数が有限であることに起因するサンプリング起因ジッタの目標範囲を−Δ／２以上、＋Δ／２以下（ｓｅｃ）とする場合には、各Ａ／Ｄ変換部のサンプリング周波数を１／Δ（Ｈｚ）とする。
【００６８】
すなわち、本実施形態に係る時刻同期システム１０では、各Ａ／Ｄ変換部のサンプリング周波数を１／Δとすることで、再生される１ＰＰＳのサンプリング起因ジッタを−Δ／２以上、＋Δ／２以下（ｓｅｃ）とすることができる。例えば、サンプリング周波数を４．８ＭＨｚとすれば、サンプリング周波数が有限であることに起因するジッタを−１０４ｎｓｅｃ以上、＋１０４ｎｓｅｃ以下とすることができる。また、サンプリング周波数を１ＭＨｚとすれば、サンプリング周波数が有限であることに起因するジッタを−５００ｎｓｅｃ以上、＋５００ｎｓｅｃ以下とすることができる。
【００６９】
次に、タイミング情報生成装置１８の内部基準クロック信号と、１ＰＰＳ信号再生部６８から出力される１ＰＰＳ信号との関係について説明する。図５に示すタイミング情報生成装置１８には、図示しない内部基準クロック信号生成部が備えられている。内部基準クロック信号生成部は、データ信号／遅延情報受信部４６、１ＰＰＳ信号再生部６８、応答タイミング制御部５８および応答信号送信部６０に内部基準クロック信号を出力する。内部基準クロック信号は、タイミング情報生成装置１８が実行する処理のタイミングを規定するものである。内部基準クロック信号を取得したこれらの構成要素は、内部基準クロック信号が示すタイミングに従って処理を実行する。
【００７０】
図７に１ＰＰＳ信号再生部６８の構成を示す。図５に示す構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。タイミング検出部５６から出力されたＮ倍周波数クロック信号、および、内部基準クロック信号生成部７４から出力された内部基準クロック信号は、ディジタルＰＬＬ部７０に入力される。ディジタルＰＬＬ部７０は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）によって、内部基準クロック信号を分周した信号とＮ倍周波数クロック信号とから未調整１ＰＰＳ信号を生成する。
【００７１】
図８にディジタルＰＬＬ部７０の構成を示す。分周カウンタ８０は、内部基準クロック信号を、Ｎ倍周波数クロック信号の周波数に近い周波数の信号が得られるよう分周し、分周信号を位相比較部７６にフィードバックする。位相比較部７６は、Ｎ倍周波数クロック信号と分周信号との位相差を示す位相差信号をループフィルタ７８に出力する。ループフィルタ７８は、位相差信号にフィルタ処理を施して分周カウンタ８０に出力する。分周カウンタ８０は、フィルタ処理後の位相差信号の値が小さくなるよう分周カウント数を調整する。分周カウンタ８０は、さらに、分周信号のパルスをＮカウントするごとに１つのパルスを示す信号を未調整１ＰＰＳ信号として１ＰＰＳ遅延補正部７２に出力する。
【００７２】
図７に戻り、１ＰＰＳ遅延補正部７２は、信号遅延情報が示す信号遅延時間τｄとプリアンブル領域Ｐの時間長τｐとを加算した時間だけ、未調整１ＰＰＳ信号のパルスタイミングよりもそのパルスタイミングが早い信号を生成し、生成された信号を１ＰＰＳ信号として出力する（図６（ｅ））。
【００７３】
このように、１ＰＰＳ信号再生部６８は、Ｎ倍周波数クロック信号と、内部基準クロック信号が分周された信号との位相比較を行うＰＬＬに基づいて１ＰＰＳ信号を再生する。したがって、内部基準クロック信号に周波数誤差やタイミング誤差があり、内部基準クロック信号がＮ倍周波数クロック信号にタイミング同期していない場合には、１ＰＰＳ信号再生部６８によって再生される１ＰＰＳ信号には、タイミング調整装置２２においてＧＰＳ受信機１２から取得された１ＰＰＳ信号に対し、周波数誤差またはタイミング誤差が生じる。なお、本明細書において「タイミング同期」とは、複数の信号の周波数が一致し、かつ、立ち上がりタイミングまたは立ち下がりタイミングが一致するという意味での「同期」と区別して、周波数が異なっていても調波関係がある等により、立ち上がりタイミングまたは立ち下がりタイミングが一致するという意味での同期をいうものとする。
【００７４】
例えば、内部基準クロック信号の周波数が３８．４ＭＨｚであり、Ｎ倍周波数クロック信号の周波数が１０Ｈｚである場合には、分周カウント数は３８４０００となる。しかしながら、内部基準クロック信号がＮ倍周波数クロック信号にタイミング同期していない場合には、分周カウント数を３８４０００からずらすことによっても、最大±２６ｎｓ程度のタイミング誤差が生じる。ここで２６ｎｓは、周波数が３８．４ＭＨｚである場合の内部基準クロック信号の周期である。また、内部基準クロック信号に、例えば、±δＭＨｚの周波数誤差がある場合には、１ＰＰＳ信号再生部６８によって再生される１ＰＰＳ信号には、±１／δμｓｅｃのタイミング誤差が生じる。次に説明する実施形態はこのような問題を解決するものである。
【００７５】
図９に第２の実施形態に係る時刻同期システムにおけるタイミング調整装置８２の構成を示す。また、図１０に同システムにおけるタイミング情報生成装置８８の構成を示す。第２の実施形態に係る時刻同期システムは、図１においてタイミング調整装置２２がタイミング調整装置８２に置き換えられ、タイミング情報生成装置１８がタイミング情報生成装置８８に置き換えられたものとなる。図２および図５に示す構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７６】
タイミング調整装置８２は、タイミング調整用データ信号に従属同期用信号を重畳した信号をタイミング情報生成装置８８に送信する。そして、その信号を受信したタイミング情報生成装置８８は、従属同期用信号に応じたタイミングで１ＰＰＳ信号を再生する。ここで、従属同期用信号は、タイミング調整装置８２で用いられている調整装置側クロック信号にタイミング同期した信号である。この調整装置側クロック信号は、ＧＰＳ受信機１２から取得された１ＰＰＳ信号にタイミング同期している。
【００７７】
図９に示すように、タイミング調整装置８２は、調整装置側クロック信号生成部８４を備える。調整装置側クロック信号生成部８４は、周波数変換部８６、データ信号／タイミング調整情報送信部２４、応答信号受信部３６、および遅延測定部４２に調整装置側クロック信号を出力する。調整装置側クロック信号は、タイミング調整装置８２が実行する処理のタイミングを規定するものである。調整装置側クロック信号生成部８４は、図１の時刻情報分配器１４に備えられる複数のタイミング調整装置８２に対し共通のものが１つ設けられていてもよい。内部基準クロック信号を取得したこれらの構成要素は、内部基準クロック信号が示すタイミングに従って処理を実行する。
【００７８】
周波数変換部８６は、調整装置側クロック信号を、データ信号／タイミング調整情報送信部２４から出力されるタイミング調整用データ信号の占有周波数帯域と重ならない周波数の信号に変換し、周波数変換後の信号を従属同期用信号として線路結合器２６に出力する。例えば、タイミング調整用データ信号の占有周波数帯域が０Ｈｚ〜ｆＨｚである場合には、周波数変換部８６は、調整装置側クロック信号をｆＨｚより高い周波数の信号に変換する。この処理は、調整装置側クロック信号と従属同期用信号とのタイミング同期関係が失われないように行われる。周波数変換部８６は、例えば、調整装置側クロック信号を基準信号としたＰＬＬ、逓倍器等を用いて構成される。
【００７９】
線路結合器２６は、データ信号／タイミング調整情報送信部２４から出力されるタイミング調整用データ信号に従属同期用信号を重畳した信号を信号伝送線１６に出力する。
【００８０】
次に、タイミング情報生成装置８８について説明する。線路結合器４４は、信号伝送線１６からタイミング情報生成装置８８に伝送された信号を、データ信号／遅延情報受信部４６、および従属同期用信号取得部９０に出力する。従属同期用信号取得部９０は、線路結合器４４から出力された信号から従属同期用信号を取得する。従属同期用信号取得部９０は、例えば、線路結合器４４から出力された信号から従属同期用信号を周波数分離するフィルタ回路、線路結合器４４から出力された信号に含まれる従属同期用信号を基準信号とするＰＬＬ等を用いて構成される。従属同期用信号取得部９０は、従属同期用信号を内部基準クロック信号生成部９２に出力する。
【００８１】
内部基準クロック信号生成部９２は、従属同期用信号に基づいて内部基準クロック信号を生成する。内部基準クロック信号は、従属同期用信号とのタイミング同期関係が失われないよう生成される。内部基準クロック信号生成部９２は、例えば、従属同期用信号を基準信号としたＰＬＬ、分周器等を用いて構成される。
【００８２】
内部基準クロック信号生成部９２は、データ信号／遅延情報受信部４６、１ＰＰＳ信号再生部６８、応答タイミング制御部５８および応答信号送信部６０に内部基準クロック信号を出力する。内部基準クロック信号を取得したこれらの構成要素は、内部基準クロック信号が示すタイミングに従って処理を実行する。
【００８３】
このような構成によれば、タイミング情報生成装置８８においては、信号伝送線１６を介して取得された従属同期用信号とタイミング同期する内部基準クロック信号が生成され、同じく信号伝送線１６を介して取得されたタイミング調整用データ信号とタイミング同期するＮ倍周波数クロック信号が生成される。そして、タイミング調整装置８２で生成される従属同期用信号およびタイミング調整用データ信号は、ＧＰＳ受信機１２から取得された１ＰＰＳ信号にタイミング同期している。これによって、１ＰＰＳ信号再生部６８に入力される内部基準クロック信号と、Ｎ倍周波数クロック信号とがタイミング同期し、１ＰＰＳ信号再生部６８によって再生される１ＰＰＳ信号に含まれる周波数誤差またはタイミング誤差が低減される。
【００８４】
次に第３の実施形態に係る時刻同期システムについて説明する。この時刻同期システムは、タイミング調整装置の構成は図１の構成と同様とし、タイミング情報生成装置９４の側でＮ倍周波数クロック信号とタイミング同期する内部基準クロック信号を生成するものである。図１１に第３の実施形態に係る時刻同期システムにおけるタイミング情報生成装置９４の構成を示す。図５のタイミング情報生成装置１８と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８５】
内部基準クロック信号の生成には、Ａ／Ｄ変換部４８から出力されるタイミング調整用データが用いられる。ここで、タイミング調整用データのデータ領域Ｄにはタイミング調整用データの転送レート、データサイズ等を示す転送情報が含まれ、このようなタイミング調整用データがタイミング調整装置２２から送信されるものとする。データ信号バッファ部９６は、Ａ／Ｄ変換部４８から出力されるタイミング調整用データを記憶する。記憶量読み取り部９８は、データ信号バッファ部９６に記憶されているデータの記憶量を検出し、検出されたデータ記憶量を内部基準クロック信号生成部１００に出力する。内部基準クロック信号生成部１００は、データ記憶量に応じた周波数を有する内部基準クロック信号を生成し、バッファ制御部１０４、データ信号／遅延情報受信部４６、１ＰＰＳ信号再生部６８、応答タイミング制御部５８および応答信号送信部６０に出力する。内部基準クロック信号生成部１００は、例えば、データ記憶量がある下限値Ｄ１に達したときはその時点の周波数よりも内部基準クロック信号の周波数を低く設定し、データ記憶量がある上限値Ｄ２に達したときはその時点の周波数よりも内部基準クロック信号の周波数を高く設定する。
【００８６】
制御データ抽出部１０２は、復調処理部５０から出力されたタイミング調整用データのデータ領域Ｄから転送情報を読み込み、その転送情報をバッファ制御部１０４に出力する。バッファ制御部１０４は、内部基準クロック信号の周波数と転送情報とに基づいて、単位時間当たりにデータ信号バッファ部９６において消去されるべきデータの量を示すデータ消去速度を決定する。バッファ制御部１０４は、例えば、求められた記憶速度を基準として、内部基準クロック信号の周波数が高くなる程その値が大きくなるよう、内部基準クロック信号の周波数が低くなる程その値が小さくなるよう、データ消去速度を決定する。
【００８７】
バッファ制御部１０４は、決定したデータ消去速度でデータが消去されるよう、データ信号バッファ部９６を制御する。データ信号バッファ部９６は、バッファ制御部１０４の制御に基づいて規定されるデータ消去速度で、記憶されていたデータを消去する。
【００８８】
このような構成によれば、データ信号バッファ部９６に記憶されているデータの記憶量は一定の範囲内に維持され、内部基準クロック信号の周波数もまた一定の範囲内に維持される。すなわち、図１２に示すように、時間と共にデータ記憶量が下限値Ｄ１から増加し、データ記憶量が上限値Ｄ２に達した後は、内部基準クロック信号の周波数がその時点の周波数よりも高く設定され、データ消去速度がその時点のデータ消去速度よりも大きく設定される。その後、時間と共にデータ記憶量が上限値Ｄ２から減少し、データ記憶量が下限値Ｄ１に達した後は、内部基準クロック信号の周波数がその時点の周波数よりも低く設定され、データ消去速度がその時点のデータ消去速度よりも小さく設定される。これによって、データ記憶量はＤ１からＤ２の間に維持され、これに応じて内部基準クロック信号の周波数もまた一定の範囲内に維持される。
【００８９】
なお、ここでは、制御データ抽出部１０２が復調処理部５０から出力されたタイミング調整用データのデータ領域Ｄから転送情報を読み込み、その転送情報をバッファ制御部１０４に出力するものとした。時刻同期システムにおいて予め転送情報が固定的に定められている場合には、バッファ制御部１０４が予め定められた転送情報に基づいてデータ消去速度を決定する構成としてもよい。
【００９０】
このような構成によれば、タイミング情報生成装置９４においては、信号伝送線１６を介して取得されたタイミング調整用データ信号とタイミング同期する内部基準クロック信号が生成され、同じく信号伝送線１６を介して取得されたタイミング調整用データ信号とタイミング同期するＮ倍周波数クロック信号が生成される。したがって、１ＰＰＳ信号再生部６８に入力される内部基準クロック信号と、Ｎ倍周波数クロック信号とがタイミング同期し、１ＰＰＳ信号再生部６８によって再生される１ＰＰＳ信号に含まれる周波数誤差またはタイミング誤差が低減される。
【００９１】
さらに、このような構成によれば、内部基準クロック信号生成部１００は、データ信号バッファ部９６におけるデータ記憶量に応じた周波数を有する内部基準クロック信号を出力する。このデータ記憶量は、データ信号バッファ部９６に記憶されるデータの加算合計値に相当する。したがって、Ａ／Ｄ変換部４８から出力されるタイミング調整用データの周波数にゆらぎがあったとしても、そのゆらぎは加算合計によって相殺されてデータ記憶量に反映される。これによって、タイミング調整用データの周波数のゆらぎに基づく内部基準クロック信号の周波数誤差が低減され、１ＰＰＳ信号再生部６８によって再生される１ＰＰＳ信号に含まれる周波数誤差またはタイミング誤差が低減される。
【符号の説明】
【００９２】
１０ 時刻同期システム、１２ ＧＰＳ受信機、１４ 時刻情報分配器、１６ 信号伝送線、１８，８８，９４ タイミング情報生成装置、２０ 無線基地局、２２，８２ タイミング調整装置、２４ データ信号／タイミング調整情報送信部、２６，４４ 線路結合器、２８ 送信データ生成部、３０，６４ 変調処理部、３２，６６ Ｄ／Ａ変換部、３４ 逓倍部、３６ 応答信号受信部、３８，４８ Ａ／Ｄ変換部、４０，５０ 復調処理部、４２ 遅延測定部、４６ データ信号／遅延情報受信部、５２ ＴＯＤ抽出部、５４ 遅延情報抽出部、５６ タイミング検出部、５８ 応答タイミング制御部、６０ 応答信号送信部、６２ 応答データ生成部、６８ １ＰＰＳ信号再生部、７０ ディジタルＰＬＬ部、７２ １ＰＰＳ遅延補正部、７４，９２，１００ 内部基準クロック信号生成部、７６ 位相比較部、７８ ループフィルタ、８０ 分周カウンタ、８４ 調整装置側クロック信号生成部、８６ 周波数変換部、９０ 従属同期用信号取得部、９６ データ信号バッファ部、９８ 記憶量読み取り部、１０２ 制御データ抽出部、１０４ バッファ制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信対象情報およびタイミング基準信号を取得する情報取得部と、
前記通信対象情報を含むデータ信号を生成し、前記タイミング基準信号に応じたタイミングで当該データ信号を信号伝送線に送信するデータ信号送信部と、
前記信号伝送線の末端に接続され前記データ信号を受信した通信装置から、当該データ信号に応答して送信された応答信号を受信する応答信号受信部と、
前記タイミング基準信号および前記応答信号に基づいて、前記信号伝送線に関する信号遅延情報を求める遅延測定部と、
前記信号遅延情報を、動作タイミングの調整に関する情報として、前記信号伝送線を介して前記通信装置に送信するタイミング調整情報送信部と、
を備えることを特徴とするタイミング調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載のタイミング調整装置において、
前記情報取得部は、
衛星信号受信機から前記通信対象情報および前記タイミング基準信号を取得することを特徴とするタイミング調整装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のタイミング調整装置において、
前記データ信号送信部は、
前記タイミング基準信号が示す時間間隔よりも短い時間間隔で、前記データ信号を送信し、
前記応答信号受信部は、
前記データ信号が送信される時間帯とは異なる時間帯に、前記応答信号を受信することを特徴とするタイミング調整装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタイミング調整装置において、
前記タイミング調整情報送信部は、
前記データ信号に前記信号遅延情報を含ませることを特徴とするタイミング調整装置。
【請求項５】
通信対象情報およびタイミング基準信号を取得し、当該通信対象情報を含むデータ信号を当該タイミング基準信号に応じたタイミングで送信するタイミング調整装置から、信号伝送線を介して当該データ信号を受信するデータ信号受信部と、
前記データ信号を受信したタイミングに応じたタイミングで、前記信号伝送線に応答信号を送信する応答信号送信部と、
前記信号伝送線に関する信号遅延情報を前記応答信号を受信したタイミングに基づいて求めた前記タイミング調整装置から、当該信号遅延情報を前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、
前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、動作タイミングに関する情報を出力する動作タイミング情報出力部と、
を備えることを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項６】
請求項５に記載のタイミング情報生成装置において、
前記動作タイミング情報出力部は、
前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、前記タイミング基準信号と同期した同期信号を生成し、当該同期信号を動作タイミングに関する情報として出力することを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタイミング調整装置と、
前記通信装置を備えるタイミング情報生成装置と、を備え、
基準時刻を示す時刻同期信号を無線基地局に供給する時刻同期システムにおいて、
前記タイミング基準信号は基準時刻に同期した信号であり、
前記通信装置は、
前記タイミング調整装置から、前記信号伝送線を介して前記データ信号を受信するデータ信号受信部と、
前記データ信号を受信したタイミングに応じたタイミングで、前記信号伝送線に前記応答信号を送信する応答信号送信部と、
前記タイミング調整装置から前記信号遅延情報を前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、
前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて前記時刻同期信号を生成し、前記無線基地局に供給する時刻同期信号生成部と、
を備えることを特徴とする時刻同期システム。
【請求項８】
請求項５に記載のタイミング情報生成装置において、
前記タイミング調整装置によって前記データ信号に重畳して送信された従属同期用信号を、前記信号伝送線を介して取得する従属同期用信号取得部と、
前記従属同期用信号に基づいて内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、
を備え、
前記動作タイミング情報出力部は、
前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項９】
請求項５に記載のタイミング情報生成装置において、
前記データ信号受信部で受信された前記データ信号を記憶するデータ信号バッファ部と、
前記データ信号バッファ部におけるデータ記憶量に応じた周波数を有する内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、
前記内部基準クロック信号の周波数に応じたデータ消去速度で前記データ信号バッファ部の記憶内容を消去するバッファ制御部と、
を備え、
前記動作タイミング情報出力部は、
前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項１０】
通信対象情報およびタイミング基準信号を取得し、当該通信対象情報を含むデータ信号を当該タイミング基準信号に応じたタイミングで送信するタイミング調整装置から、信号伝送線を介して当該データ信号を受信するデータ信号受信部と、
前記タイミング調整装置との間の前記信号伝送線を介した通信によって求められた前記信号伝送線に関する信号遅延情報を、前記タイミング調整装置から前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、
前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、動作タイミングに関する情報を出力する動作タイミング情報出力部と、
前記タイミング調整装置によって前記データ信号に重畳して送信された従属同期用信号を、前記信号伝送線を介して取得する従属同期用信号取得部と、
前記従属同期用信号に基づいて内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、
を備え、
前記動作タイミング情報出力部は、
前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項１１】
通信対象情報およびタイミング基準信号を取得し、当該通信対象情報を含むデータ信号を当該タイミング基準信号に応じたタイミングで送信するタイミング調整装置から、信号伝送線を介して当該データ信号を受信するデータ信号受信部と、
前記タイミング調整装置との間の前記信号伝送線を介した通信によって求められた前記信号伝送線に関する信号遅延情報を、前記タイミング調整装置から前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、
前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、動作タイミングに関する情報を出力する動作タイミング情報出力部と、
前記データ信号受信部で受信された前記データ信号を記憶するデータ信号バッファ部と、
前記データ信号バッファ部におけるデータ記憶量に応じた周波数を有する内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、
前記内部基準クロック信号の周波数に応じたデータ消去速度で前記データ信号バッファ部の記憶内容を消去するバッファ制御部と、
を備え、
前記動作タイミング情報出力部は、
前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載のタイミング情報生成装置において、
前記動作タイミング情報出力部は、
前記データ信号、前記信号遅延情報、および前記内部基準クロック信号に基づいて、前記タイミング基準信号と同期した同期信号を生成し、当該同期信号を動作タイミングに関する情報として出力することを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項１】
通信対象情報およびタイミング基準信号を取得する情報取得部と、
前記通信対象情報を含むデータ信号を生成し、前記タイミング基準信号に応じたタイミングで当該データ信号を信号伝送線に送信するデータ信号送信部と、
前記信号伝送線の末端に接続され前記データ信号を受信した通信装置から、当該データ信号に応答して送信された応答信号を受信する応答信号受信部と、
前記タイミング基準信号および前記応答信号に基づいて、前記信号伝送線に関する信号遅延情報を求める遅延測定部と、
前記信号遅延情報を、動作タイミングの調整に関する情報として、前記信号伝送線を介して前記通信装置に送信するタイミング調整情報送信部と、
を備えることを特徴とするタイミング調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載のタイミング調整装置において、
前記情報取得部は、
衛星信号受信機から前記通信対象情報および前記タイミング基準信号を取得することを特徴とするタイミング調整装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のタイミング調整装置において、
前記データ信号送信部は、
前記タイミング基準信号が示す時間間隔よりも短い時間間隔で、前記データ信号を送信し、
前記応答信号受信部は、
前記データ信号が送信される時間帯とは異なる時間帯に、前記応答信号を受信することを特徴とするタイミング調整装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタイミング調整装置において、
前記タイミング調整情報送信部は、
前記データ信号に前記信号遅延情報を含ませることを特徴とするタイミング調整装置。
【請求項５】
通信対象情報およびタイミング基準信号を取得し、当該通信対象情報を含むデータ信号を当該タイミング基準信号に応じたタイミングで送信するタイミング調整装置から、信号伝送線を介して当該データ信号を受信するデータ信号受信部と、
前記データ信号を受信したタイミングに応じたタイミングで、前記信号伝送線に応答信号を送信する応答信号送信部と、
前記信号伝送線に関する信号遅延情報を前記応答信号を受信したタイミングに基づいて求めた前記タイミング調整装置から、当該信号遅延情報を前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、
前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、動作タイミングに関する情報を出力する動作タイミング情報出力部と、
を備えることを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項６】
請求項５に記載のタイミング情報生成装置において、
前記動作タイミング情報出力部は、
前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、前記タイミング基準信号と同期した同期信号を生成し、当該同期信号を動作タイミングに関する情報として出力することを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタイミング調整装置と、
前記通信装置を備えるタイミング情報生成装置と、を備え、
基準時刻を示す時刻同期信号を無線基地局に供給する時刻同期システムにおいて、
前記タイミング基準信号は基準時刻に同期した信号であり、
前記通信装置は、
前記タイミング調整装置から、前記信号伝送線を介して前記データ信号を受信するデータ信号受信部と、
前記データ信号を受信したタイミングに応じたタイミングで、前記信号伝送線に前記応答信号を送信する応答信号送信部と、
前記タイミング調整装置から前記信号遅延情報を前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、
前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて前記時刻同期信号を生成し、前記無線基地局に供給する時刻同期信号生成部と、
を備えることを特徴とする時刻同期システム。
【請求項８】
請求項５に記載のタイミング情報生成装置において、
前記タイミング調整装置によって前記データ信号に重畳して送信された従属同期用信号を、前記信号伝送線を介して取得する従属同期用信号取得部と、
前記従属同期用信号に基づいて内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、
を備え、
前記動作タイミング情報出力部は、
前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項９】
請求項５に記載のタイミング情報生成装置において、
前記データ信号受信部で受信された前記データ信号を記憶するデータ信号バッファ部と、
前記データ信号バッファ部におけるデータ記憶量に応じた周波数を有する内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、
前記内部基準クロック信号の周波数に応じたデータ消去速度で前記データ信号バッファ部の記憶内容を消去するバッファ制御部と、
を備え、
前記動作タイミング情報出力部は、
前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項１０】
通信対象情報およびタイミング基準信号を取得し、当該通信対象情報を含むデータ信号を当該タイミング基準信号に応じたタイミングで送信するタイミング調整装置から、信号伝送線を介して当該データ信号を受信するデータ信号受信部と、
前記タイミング調整装置との間の前記信号伝送線を介した通信によって求められた前記信号伝送線に関する信号遅延情報を、前記タイミング調整装置から前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、
前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、動作タイミングに関する情報を出力する動作タイミング情報出力部と、
前記タイミング調整装置によって前記データ信号に重畳して送信された従属同期用信号を、前記信号伝送線を介して取得する従属同期用信号取得部と、
前記従属同期用信号に基づいて内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、
を備え、
前記動作タイミング情報出力部は、
前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項１１】
通信対象情報およびタイミング基準信号を取得し、当該通信対象情報を含むデータ信号を当該タイミング基準信号に応じたタイミングで送信するタイミング調整装置から、信号伝送線を介して当該データ信号を受信するデータ信号受信部と、
前記タイミング調整装置との間の前記信号伝送線を介した通信によって求められた前記信号伝送線に関する信号遅延情報を、前記タイミング調整装置から前記信号伝送線を介して受信する遅延情報受信部と、
前記データ信号と前記信号遅延情報とに基づいて、動作タイミングに関する情報を出力する動作タイミング情報出力部と、
前記データ信号受信部で受信された前記データ信号を記憶するデータ信号バッファ部と、
前記データ信号バッファ部におけるデータ記憶量に応じた周波数を有する内部基準クロック信号を生成する内部基準クロック信号生成部と、
前記内部基準クロック信号の周波数に応じたデータ消去速度で前記データ信号バッファ部の記憶内容を消去するバッファ制御部と、
を備え、
前記動作タイミング情報出力部は、
前記内部基準クロック信号に基づいて、動作タイミングに関する情報を出力することを特徴とするタイミング情報生成装置。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載のタイミング情報生成装置において、
前記動作タイミング情報出力部は、
前記データ信号、前記信号遅延情報、および前記内部基準クロック信号に基づいて、前記タイミング基準信号と同期した同期信号を生成し、当該同期信号を動作タイミングに関する情報として出力することを特徴とするタイミング情報生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２３７０５（Ｐ２０１２−２３７０５Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１８１６８（Ｐ２０１０−２１８１６８）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００２０４４２４）大井電気株式会社 (25)
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００２０４４２４）大井電気株式会社 (25)
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
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