基準信号生成装置及びこれを用いた機器
【課題】広く普及しているＡＤＳＬ方式等を採用した通信回線を利用して、利用者側において、通信品質の低下や発着信の制約等を生じることなく、高精度な基準信号を容易且つ安価に得ることが可能な基準信号生成装置及びこれを用いた機器を提供する。
【解決手段】局側の通信装置と、利用者側の端末装置との間で、通信回線を介して通信を行う通信システムを用いて基準信号を生成する基準信号生成装置において、前記局側の通信装置から前記通信回線を介して伝送される一定の周波数を有する基準信号が含まれる信号を入力し、前記入力信号から基準信号を抽出する基準信号抽出回路を備えるように構成した。
【解決手段】局側の通信装置と、利用者側の端末装置との間で、通信回線を介して通信を行う通信システムを用いて基準信号を生成する基準信号生成装置において、前記局側の通信装置から前記通信回線を介して伝送される一定の周波数を有する基準信号が含まれる信号を入力し、前記入力信号から基準信号を抽出する基準信号抽出回路を備えるように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line ：非対称デジタル加入者専用線）方式等を採用した通信回線を介して利用者側の端末装置に入力される信号を利用して、非常に高精度の基準信号を生成することが可能な基準信号生成装置及びこれを用いた機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００７−２１５１０４号公報
【特許文献２】特開２００７−２２１５５１号公報
【特許文献３】特開２００７−３００４７１号公報
【特許文献４】特開２００７−３０６３５２号公報
【特許文献５】特開２００８−１０９９４号公報
【０００３】
近年、光ファイバーを用いた光通信が企業は勿論のこと、一般家庭にまで普及しつつあるが、既存の電話回線を利用して安価にインターネット通信等を可能とし、ブロードバンド環境を実現する手段として、ＡＤＳＬ方式に代表されるｘＤＳＬ方式が広く利用されている。
【０００４】
ところで、ＡＤＳＬ方式等を採用した通信技術を含むあらゆる技術分野で、アナログ方式に代わってデジタル方式が用いられてきている。その一例として、デジタル通信技術の発達・普及等に伴って、一般ユーザ間において、文字情報や画像情報等からなるデータの作成や、作成されたデータの送受信等を行う機会が増加してきている。
【０００５】
上述した例では、ユーザがデータを作成した日時や、データの送受信等を行った日時を正確に記録したり証明する必要性が生じてきており、データの送信日時や受信日時等を証明するタイムスタンプと称される時刻証明技術などが種々提案されている。
【０００６】
かかる時刻証明技術に関するものとしては、例えば、特開２００７−２１５１０４号公報や特開２００７−２２１５５１号公報、あるいは特開２００７−３００４７１号公報、特開２００７−３０６３５２号公報等に開示されたものが既に種々提案されている。
【０００７】
上記特開２００７−２１５１０４号公報に係る端末機器は、子機端末と、前記子機端末と通信可能な端末機器と、前記端末機器から計測値を受信する情報処理サーバと、を用いて構成された情報処理システムで使用する端末機器であって、
前記子機端末が計測対象を計測した計測値を前記子機端末から取得する計測値取得手段と、
前記計測値受信手段で計測値を受信した際の時刻を計測する時計装置と、
前記受信した計測値に対して前記取得した時刻による時刻証明情報を生成する時刻証明情報生成手段と、
を具備するように構成したものである。
【０００８】
また、上記特開２００７−２２１５５１号公報に係る記録装置は、記録対象の情報をデジタルデータとして取得するデジタルデータ取得手段と、
前記デジタルデータを取得した際の時刻を計測する時計装置と、
前記デジタルデータを取得した際の現在位置情報を取得する現在位置情報取得手段と、
秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、
前記取得したデジタルデータと、前記取得した時刻と、前記取得した現在位置情報と、を含む記録データを生成し、前記記憶した秘密鍵で当該生成した記録データをデジタル署名する署名手段と、
を具備するように構成したものである。
【０００９】
さらに、上記特開２００７−３０６３５２号公報に係る基準時刻提供装置は、基準時刻を計測するための基準時計装置と、
前記計測された基準時刻を電子署名する署名手段と、
前記基準時刻と前記電子署名を含む時刻証明書を生成する時刻証明書生成手段と、
デジタル放送によって送信するために、前記生成した時刻証明書をデジタル放送システムに提供する時刻証明書提供手段と、
を具備するように構成したものである。
【００１０】
又、上記特開２００７−３００４７１号公報に係るデータ作成時刻証明システムは、データ作成プログラムを備えた端末装置と、データ作成時刻証明サーバと、タイムスタンプを発行するタイムスタンプサーバと、をネットワークを介して接続したデータ作成時刻証明システムであって、
前記端末装置が、
データ作成時刻証明サーバとの通信を開始する通信開始手段、
データ作成時刻証明サーバから通信開始の応答を受けた時からデータ作成プログラムが起動するまでの時間を第１の時間として計測する第１の時間計測手段、
データ作成時刻証明サーバに、少なくともデータ作成プログラムで生成したコンテンツデータの特徴データを送信する特徴データ送信手段、
データ作成プログラムの終了時から、特徴データ送信手段による送信開始時までの時間を第２の時間として計測する第２の時間計測手段、
データ作成時刻証明サーバに前記第１の時間および前記第２の時間を送信する計測時間送信手段、
を備え、
前記データ作成時刻証明サーバが、
端末装置からの通信開始要求を受けた時から、端末装置から少なくとも特徴データを受信するまでの時間を第３の時間として計測する第３の時間計測手段、
端末装置から受信した特徴データをタイムスタンプサーバに送信する特徴データ転送手段、
特徴データ転送手段が送信した特徴データについてのタイムスタンプをタイムスタンプサーバから受信するタイムスタンプ受信手段、
タイムスタンプサーバに特徴データを送信した時から、タイムスタンプサーバからタイムスタンプを受信するまでの時間を第４の時間として計測する第４の時間計測手段、
を備え、
前記タイムスタンプサーバが、
前記データ作成時刻証明サーバから受信した特徴データについて、タイムスタンプ時刻を含むタイムスタンプを生成するタイムスタンプ生成手段、
前記データ作成時刻証明サーバにタイムスタンプを送信するタイムスタンプ送信手段、
を備えたデータ作成時刻証明システムにおいて、
前記データ作成時刻証明サーバが、
前記端末装置から受信した第１の時間および第２の時間と、前記第３の時間計測手段で計測した第３の時間と、前記第４の時間計測手段で計測した第４の時間と、前記タイムスタンプサーバから受信したタイムスタンプ時刻と、に基づいてデータ作成時刻証明を生成するデータ作成時刻証明生成手段、
を備えるように構成したものである。
【００１１】
上記の如く提案された種々の技術では、いずれも、時刻を計測する時計装置が必須の構成要素となっている。ところで、時刻を計測する時計装置は、時刻を証明するために使用されるものであり、非常に高い精度が要求される。この非常に高い精度が要求される時計装置としては、現在、セシウム原子（Cs）やルビジウム（Rb）原子のもつ極めて安定度の高い固有周波数を利用した基準発信器が用いられている。
【００１２】
独立行政法人情報通信研究機構では、セシウム原子時計７台を使用して時間を計測しており、セシウム原子時計は、誤差が１０-12程度という非常に高い精度を有している。因みに、日本の標準時はこのセシウム原子時計を基準に定められている。また、ＮＴＴやテレビ放送局などの通信事業者や放送事業者は、独立行政法人情報通信研究機構のセシウム原子時計をレファレンスとして、累積誤差の無い正確な時刻に基づいて通信事業や放送事業を提供している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような技術的課題を有している。すなわち、上記特開２００７−２１５１０４号公報や特開２００７−３００４７１号公報、あるいは特開２００７−３０６３５２号公報、特開２００７−２２１５５１号公報等に開示された技術は、いずれも、時計装置として、独立行政法人情報通信研究機構等に設置されたセシウム原子時計等から時刻情報を得る必要があり、一般企業や個人等が使用する端末機器側において、正確な時刻等の基準となる非常に高い周波数精度を有する基準信号を容易に得ることができないという技術的課題を有していた。
【００１４】
また、上記基準発信器として、ルビジウム（Rb）原子を用いた基準発信器なども市販されており、このルビジウム（Rb）原子を用いた基準発信器は、周波数安定性が５×１０-11以下であり、非常に高い精度を有しているものの、価格が数１００万円程度と非常に高価であるという技術的課題を有していた。
【００１５】
一方、既存のシステムを変更することなく、クロック伝送を行うことを目的とした技術としては、特開２００８−１０９９４号公報等に開示された技術が既に提案されている。
【００１６】
この特開２００８−１０９９４号公報に係るｘＤＳＬシステムは、第１及び第２のｘＤＳＬ（ｘ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）装置を対向して配置するｘＤＳＬシステムであって、
前記第１のｘＤＳＬ装置側及び第２のｘＤＳＬ装置側各々に、電話音声用の４ＫＨｚ以下の帯域において基準クロックを変復調する変復調手段を有するように構成したものである。
【００１７】
しかしながら、上記特開２００８−１０９９４号公報に係るｘＤＳＬシステムの場合には、第１のｘＤＳＬ装置側及び第２のｘＤＳＬ装置側各々に、電話音声用の４ＫＨｚ以下の帯域において基準クロックを変復調する変復調手段を新たに設ける必要があり、電話局側のＤＳＬＡＭ周辺機器に、各電話回線毎の改造が必要であり、コストアップを招くとともに、電話音声用の４ＫＨｚ以下の帯域において基準クロックを重畳させる必要があるため、音声にノイズが生じたり、同期動作時に電話の発着信が制約される虞れがあるという技術的課題を有していた。
【００１８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、広く普及しているＡＤＳＬ方式等を採用した通信回線を利用して、利用者側において、通信品質の低下や発着信の制約等を生じることなく、高精度な基準信号を容易且つ安価に得ることが可能な基準信号生成装置及びこれを用いた機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
すなわち、上記の課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、局側の通信装置と、利用者側の端末装置との間で、通信回線を介して通信を行う通信システムを用いて基準信号を生成する基準信号生成装置において、
前記局側の通信装置から前記通信回線を介して伝送される一定の周波数を有する基準信号が含まれる信号を入力し、前記入力信号から基準信号を抽出する基準信号抽出回路を備えたことを特徴とする基準信号生成装置である。
【００２０】
また、請求項２に記載された発明は、前記基準信号抽出回路によって抽出された基準信号の位相を補正することにより、前記局側の基準信号と同期した基準信号を出力する位相補正回路と
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の基準信号生成装置である。
【００２１】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記通信回線は、ＡＤＳＬ方式を採用した通信回線であって、前記基準信号として、ＩＳＤＮ方式の基準信号を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の基準信号生成装置である。
【００２２】
又、請求項４に記載された発明は、前記通信回線は、ＡＤＳＬ方式を採用した通信回線であって、前記基準信号として、ＩＳＤＮ方式の基準信号に位相同期させた送受信のベース信号を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の基準信号生成装置である。
【００２３】
更に、請求項５に記載された発明は、前記位相補正回路は、前記基準信号抽出回路によって抽出された基準信号の位相を平均化することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の基準信号生成装置である。
【００２４】
また、請求項６に記載された発明は、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置を用いた機器であって、
移動体無線通信を行う通信領域を複数のセルに分割するとともに、前記各セルを更に複数のセクタに分割し、前記各セル毎に無線通信基地局を配置し、前記無線通信基地局と対応するセル内に位置する移動体端末装置との間でＩＰデータの無線通信を行うＩＰデータ無線通信システムに用いる無線通信基地局装置において、
前記無線通信基地局と前記移動体端末装置との間でＩＰデータの無線通信を行うために使用される信号を、前記複数のセル間又は前記複数のセクタ間の少なくとも一方で同期させることによって干渉を低減する干渉低減手段を備え、
前記干渉低減手段は、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置によって基準信号を用いて、前記ＩＰデータの無線通信を行うために使用される信号を同期させることで干渉を低減することを特徴とする基準信号生成装置を用いた機器である。
【００２５】
さらに、請求項７に記載された発明は、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置を用いた機器であって、
前記基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する計時手段を備えたことを特徴とする基準信号生成装置を用いた機器である。
【００２６】
又、請求項８に記載された発明は、前記計時手段によって計測された時刻と基準時刻との同期をとる時刻同期手段を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の機器である。
【００２７】
更に、請求項９に記載された発明は、前記計時手段によって計測された時刻に基づいて時刻証明を発行する発行手段を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の機器である。
【００２８】
また、請求項１０に記載された発明は、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置を用いた機器であって、
互いに離間した場所に配置される複数の基準信号生成装置と、
前記複数の基準信号生成装置に対応して配置され、各基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する複数の計時手段と、
前記各計時手段によって計測された時刻に基づいて、互いに離間した場所で同一時刻に同期制御する同期制御手段とを備えたことを特徴とする基準信号生成装置を用いた機器である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、広く普及しているＡＤＳＬ方式等を採用した通信回線を利用して、利用者側において、通信品質の低下や発着信の制約等を生じることなく、高精度な基準信号を容易且つ安価に得ることが可能な基準信号生成装置及びこれを用いた機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３１】
実施の形態１
図１はこの発明の実施の形態１に係る基準信号生成装置を適用したＡＤＳＬ方式の通信システムを示す構成図である。なお、この通信システムは、ＡＤＳＬ方式のうち、Ａｎｎｅｘ Ｃ方式を採用している。
【００３２】
図１において、１００はＮＴＴ等の電話局の局舎内に設置される局側の通信装置としてのＤＳＬＡＭ（Digital Subscriber Line Access Multiplexer：DSL アクセス集線装置）を示すものであり、このＤＳＬＡＭ１００は、一般電話回線等からなる通信回線２００を介してユーザである企業や個人の自宅等に設置された通信端末装置としての子機モデム３００と接続されている。そして、ユーザ側の子機モデム３００は、一般電話回線等からなる通信回線２００など、ＮＴＴや他の通信事業者が提供するコア・ネットワークを経由して、インターネット等の通信網と接続可能となっている。
【００３３】
上記ＤＳＬＡＭ１００は、ＡＤＳＬ方式等によって通信を提供する通信事業者が電話局の局舎内に設置するものであり、このＤＳＬＡＭ１００は、電話局に接続される一般電話回線等からなる通信回線２００に対して、図示しない主配電盤であるＭＤＦ（main distributing frame）を介して電話交換機（図示せず）と分岐されている。
【００３４】
また、上記ＤＳＬＡＭ１００は、通信回線２００を介してユーザ側の子機モデム３００と通信を行うための送受信機１０１を備えており、この送受信機１０１は、ベース信号である周波数ｆ１ のＤＳＬＡＭクロック信号１０２を用いてＡＤＳＬ方式によるデータの送受信を行う。なお、図示例では、ユーザ側の子機モデム３００が１つのみ図示されているが、ＤＳＬＡＭ１００に接続された子機モデム３００は、複数存在することは勿論である。
【００３５】
ところで、通信事業者が提供するＡＤＳＬ方式の通信は、ＩＴＵ（国際電気通信連合）によって標準化された規格であるG.992(G.dmt/G.Lite)等によって規定されており、世界の各地域の通信事情を考慮した規定を加えた付帯規格として、日本向けのＡｎｎｅｘ Ｃや、北米向けのＡｎｎｅｘ Ａ、あるいはヨーロッパ向けのＡｎｎｅｘ Ｂなどが用意されている。
【００３６】
我が国では、上述したように、主にＡｎｎｅｘ Ｃ規格が用いられているが、通信事業者によっては、Ａｎｎｅｘ Ｃ以外の規格であるＡｎｎｅｘ Ａ規格等が用いられている。これらの規格のうち、Ａｎｎｅｘ Ｃ規格では、ＩＳＤＮ干渉を防ぐために、ＩＳＤＮのピンポン伝送と称される時分割方向制御方式 (Time Compression Modulation) に同期させて、やはり時分割方向制御方式によるＡＭＩ符号化を採用したベースバンド伝送を行っている。そして、このＡｎｎｅｘ Ｃ規格では、加入者線間で同期させて送信と受信を切り替えるため、近端漏話ＮＥＸＴ（Near End Crosstalk）が無く、遠端漏話ＦＥＸＴ（Far End Crosstalk）のみとなり、細い加入者線で比較的長距離の伝送が可能となっている。
【００３７】
ここで、近端漏話とは、通信を行う端末の側で発生する漏話現象を言い、これに対して、遠端漏話とは、通信端末から離れた場所にある通信回線の束において、電磁波などの干渉によってノイズ等が発生することをいう。
【００３８】
ＩＳＤＮにおける時分割方向制御方式では、図２に示すように、局から子機への通信と、子機から局への通信とを、１．２５ｍｓの時間間隔毎に切り替えている。
【００３９】
そのため、上記ＤＳＬＡＭ１００では、図１に示すように、ハードウエア又はソフトウエアで実現されるＩＳＤＮ同期スケジュール手段１０３を用いて、送信と受信を切り替えるタイミングを、ＩＳＤＮ方式の基準信号である一定周波数ｆ０＝４００Ｈｚの基準同期クロック１０４に同期させている。この基準同期クロック１０４は、通信品質を維持するために、非常に高い精度が要求され、独立行政法人情報通信研究機構等に設置されたセシウム原子時計等から供給される基準信号や、ＮＴＴ等の局舎内に設置されたセシウム原子やルビジウム原子を用いた基準発振器から出力される基準信号に基づいて生成されており、５×１０-9 以下、原理的には５×１０-12程度の非常に高い周波数精度を有している。
【００４０】
また、上記局側のＤＳＬＡＭ１００と通信回線２００を介して接続されたユーザ側の子機モデム３００は、図１に示すように、局側のＤＳＬＡＭ１００と通信を行うための送受信機３０１を備えており、局側のＤＳＬＡＭ１００から周波数ｆ１ のベースバンド信号によって伝送されてくるデータ信号の受信及び所望のデータ信号の送信を行うように構成されている。
【００４１】
上記局側のＤＳＬＡＭ１００とユーザ側の子機モデム３００との間で通信されるＡＤＳＬ信号は、図３に示すように、ＩＳＤＮ信号に同期して、局側のＤＳＬＡＭ１００からユーザ側の子機モデム３００への下りの通信と、ユーザ側の子機モデム３００から局側のＤＳＬＡＭ１００への上りの通信とが切り換えられる。また、局側のＤＳＬＡＭ１００とユーザ側の子機モデム３００との間で送受信されるＡＤＳＬ信号は、例えば、０．２６４ｍｓを周期とするフレームに分割されているとともに、下りフレームの数の方が上りフレームの数よりも多く設定されており、通信回線２００は、非対称の非対称デジタル加入者専用線となっている。
【００４２】
その結果、上記Ａｎｎｅｘ Ｃ規格のＡＤＳＬ方式を採用した通信システムは、ＩＳＤＮ信号に同期した同期網（ＡＴＭ：Asynchronous Transfer Mode）を構成している。この同期網では、図４に示すように、通信装置Ａから通信装置Ｂを介して通信装置Ｃにデータを伝送する場合を例にとると、図５に示すように、通信装置Ａから基準クロックに同期して送信されたデータ信号が、通信装置Ｂを介して通信装置Ｃで受信されるまでの間、データ信号は、各通信装置の間で完全に同期した基準クロックによって伝送される。この同期網においては、基準クロックの周波数が、各通信装置Ａ〜Ｃ間で完全に一致している。ただし、上記データ信号が通信装置Ａから通信装置Ｃまで伝送される間に、通信回線や中継機が持つ時定数等の電気特性に依存して遅延が発生する虞れがあるが、この遅延は、各通信装置で用いられる基準クロックの周波数が完全に一致しているため、固定的に取り扱うことが可能となっている。
【００４３】
これに対して、通信システムがＩＰ通信に代表される非同期網の場合には、図６に示すように、通信装置Ａ〜Ｃ間で、基準クロックに基づいてデータの送受信が行われるが、基準クロックは、各通信装置Ａ〜Ｃが個々に有するものであって、各通信装置Ａ〜Ｃ間で基準クロックが同期している必要はない。従って、この非同期網では、基準クロックの周波数は保証されておらず、遅延は動的に変化するものである。
【００４４】
そこで、この実施の形態では、Ａｎｎｅｘ Ｃ規格のＡＤＳＬ方式を採用した通信システムが同期網を構成していることに鑑みて、局側の通信装置と、利用者側の端末装置との間で、通信回線を介して通信を行う通信システムを用いて基準信号を生成する基準信号生成装置において、前記局側の通信装置から前記通信回線を介して伝送される一定の周波数を有する基準信号が含まれる信号を入力し、前記入力信号から基準信号を抽出する基準信号抽出回路と、前記基準信号回路によって抽出された基準信号の位相を補正することにより、前記局側の基準信号と同期した基準信号を出力する位相補正回路とを備えるように構成されている。
【００４５】
すなわち、この実施の形態では、図１に示すように、ユーザ側において、子機モデム３００に接続された通信回線２００から分岐して基準信号生成装置４００が接続されており、基準信号生成装置４００には、電話局側のＤＳＬＡＭ１００から通信回線２００を介して伝送される一定の周波数ｆ０を有する基準信号１０４が含まれる信号が入力されている。
【００４６】
上記基準信号生成装置４００は、図７に示すように、大別して、基準信号抽出回路４１０と、位相補正回路４２０と、位相同期回路４３０とから構成されている。この基準信号抽出回路４１０は、通信回線２００を介して電話局側のＤＳＬＡＭ１００から送信されてくる基準信号１０４を含むＡＤＳＬ信号５０１を増幅する第１段の増幅器４１１を備えており、この第１段の増幅器４１１によって増幅された信号は、第１段のフィルター回路４１２を介して基準信号に相当する周波数の信号５０２が抽出される。その後、上記基準信号抽出回路４１０では、第１段のフィルター回路４１２によって抽出された基準信号に相当する周波数の信号５０２が、第２段の増幅器４１３によって更に増幅されるとともに、第２段のフィルター回路４１４によって基準信号に相当する周波数の信号５０３のみが抽出される。なお、上記増幅器４１１、４１３とフィルター回路４１２、４１４は、上述したように、複数段（図示例では、２段）設けても良いが、増幅器やフィルター回路の特性によっては、１段のみ設けても良いことは勿論である。
【００４７】
また、上記基準信号抽出回路４１０で抽出された基準信号５０３は、位相補正回路４２０に入力されて位相が補正され、局側の基準信号１０４との位相同期がとられる。この位相補正回路４２０は、位相比較器４２１と、平均化回路４２２と、ＶＣＯ（電圧制御発振回路）４２３と、分周器４２４とから構成されている。上記基準信号抽出回路４１０で抽出された基準信号５０３は、位相補正回路４２１に入力されて分周器４２４から出力される信号と位相が比較される。この位相比較器４２１は、入力された基準信号５０３と、分周器４２４から出力される信号の位相差に応じた電圧からなる信号を出力する。上記位相比較器４２１から出力された信号は、平均化回路４２２によって平均化された後、ＶＣＯ４２３に入力される。上記平均化回路４２２としては、例えば抽出したい目標の信号、すなわちＩＳＤＮの同期周波数２．５ｍｓ前後の時定数の回路を使用するのが望ましい。
【００４８】
上記ＶＣＯ４２３からは、平均化回路４２１によって平均化された電圧に応じた周波数の正弦波やパルス状の信号５０４が出力される。このＶＣＯ４２３から出力される信号５０４は、分周器４２４に入力されて、当該分周器４２４からは、周波数がＮ分割（Ｎは整数または分数）された信号が出力される。
【００４９】
そして、上記位相補正回路４２０からは、基準信号５０３の位相が平均化されて、局側の基準信号１０４との間で位相が同期した基準信号である基準クロック５０４が出力される。
【００５０】
更に、この実施の形態では、図７に示すように、位相補正回路４２０の後段に、位相同期回路４３０が設けられており、この位相同期回路４３０からは、局側の基準信号１０４と位相が同期した基準クロック５０４であって、所望の周波数の基準クロック５０５が出力端子４３５から出力されるようになっている。上記位相同期回路４３０は、位相比較器４３１と、ループフィルター回路４３２と、ＶＣＯ（電圧制御発振回路）４３３と、分周器４３４とから構成されている。
【００５１】
上記位相補正回路４２０によって局側の基準信号１０４と同期がとられた基準信号５０４は、位相比較回路４３１に入力されて分周器４３４から出力される信号を位相が比較される。この位相比較器４３１は、入力された基準信号５０４と、分周器４３４から出力される信号の位相差に応じた電圧からなる信号を出力する。上記位相比較器４３１から出力された信号は、ローパスフィルタ等からなるループフィルター回路４３２によって位相が補償された後、ＶＣＯ４３３に入力される。
【００５２】
上記ＶＣＯ４３３からは、ループフィルター回路４３２によって位相が補償された信号に応じた周波数のパルス信号が出力される。このＶＣＯ４３３から出力されるパルス信号は、分周器４３４に入力されて、当該分周器４３４からは、周波数がＮ分割（Ｎは整数または分数）された信号が出力される。なお、この分周器４３４によって分割される周波数の数Ｎは、分割数設定器４３６によって任意に設定可能となっている。
【００５３】
そして、上記位相同期回路４３０からは、局側の基準信号１０４と位相が同期し、且つ所望の周波数の基準クロック５０５が出力端子４３５から外部に出力される。
【００５４】
以上の構成において、この実施の形態に係る基準信号生成装置では、次のようにして、広く普及しているＡＤＳＬ方式等を採用した通信回線を利用して、利用者側において、通信品質の低下や発着信の制約等を生じることなく、高精度な基準信号を容易且つ安価に得ることが可能となっている。
【００５５】
すなわち、この実施の形態に係る基準信号生成装置４００では、図１に示すように、通信事業者が提供するＡＤＳＬに加入したユーザが有する通信端末装置である子機モデム３００を使用し、通信回線２００を介して局側のＤＳＬＡＭ１００と接続する。上記子機モデム３００は、図３に例を示すように、ＤＳＬＡＭ１００と通信をする際に、ＩＳＤＮ干渉を抑制するために、局側のＤＳＬＡＭ１００とＩＳＤＮに同期した周期で通信を行っている。
【００５６】
上記子機モデム３００側では、通信回線２００を介して局側のＤＳＬＡＭ１００から伝送されてくるＡＤＳＬ信号５０１を、送受信機３０１の入力側から分岐して基準信号生成装置４００に入力する。この基準信号生成装置４００では、図７に示すように、局側のＤＳＬＡＭ１００から伝送されてくるＡＤＳＬ信号５０１を、第１段の増幅器４１１によって増幅した後、第１段のフィルター回路４１２によってＡＤＳＬ信号に含まれる基準信号５０２が抽出される。更に、上記基準信号発生装置４００では、抽出された基準信号５０２を、再度、第２段の増幅器４１３によって増幅した後、第２段のフィルター回路４１４によってＡＤＳＬ信号５０１に含まれる基準信号５０３のみが抽出される。
【００５７】
その後、上記基準信号発生装置４００では、図７に示すように、第２段目のフィルター回路４１４によって抽出された基準信号５０３を、位相補正回路４２０によって位相を補正することにより、局側の基準信号１０４と位相が同期した基準信号５０４が得られる。
【００５８】
更に、上記基準信号発生装置４００では、ユーザのニーズに応じて、位相同期回路４３０によって所望の周波数を有する基準信号５０５に変換された後、出力端子４３５から外部のシステムに出力される。
【００５９】
このように、上記実施の形態に係る基準信号生成装置４００では、通信回線２００を介して局側のＤＳＬＡＭ１００から伝送されてくるＡＤＳＬ信号５０１を用いて、当該ＡＤＳＬ信号に含まれる非常に精度の高い周波数精度を有する基準信号５０２、５０３を抽出し、位相を補正した上で基準クロック５０４を出力するため、通信回線２００に通信以外に使用する信号を重畳させる必要がないとともに、局側のＤＳＬＡＭ周辺機器に新たな設備を増設する必要もなく、ユーザ側において、通信品質の低下や発着信の制約等を生じることなく、高精度な基準信号を容易且つ安価に得ることができる。
【００６０】
実験例
次に、本発明者は、上記の如く構成される基準信号生成装置の動作を確認するため、図７及び図８に示すような基準信号生成装置４００を試作し、当該基準信号生成装置４００の各所に流れる信号をオシロスコープを用いて観察する実験を行った。尚、オシロスコープとしては、岩崎通信機社製のSS5711を用いた。
【００６１】
図８は上記基準信号生成装置の各所に流れる信号をオシロスコープを用いて観察した状態を示す波形図である。
【００６２】
図８の左上の波形は基準信号生成装置４００に入力するＡＤＳＬ信号５０１を示すものであり、このＡＤＳＬ信号５０１には、周波数帯域が３０ＫＨｚ〜１．１ＭＨｚの信号、及び４００Ｈｚの基準信号１０４が含まれている。
【００６３】
また、図８の左下の波形は基準信号生成装置４００の第１段のフィルター回路４１２の出力信号５０２を示すものであり、この出力信号５０２には、ノイズ等がかなり含まれており、未だ基準信号のみが抽出されていないことが判る。
【００６４】
さらに、図８の右下の波形は基準信号生成装置４００の第２段のフィルター回路４１４の出力信号５０３を示すものであって、この出力信号５０３は、ノイズ等が除去されて基準信号のみが抽出されており、図９に示すように、１／２周期が１．２５ｍｓと完全に一致しているが、位相が変動して振れている波形となっていることがわかる。
【００６５】
又、図８の右下の波形は基準信号生成装置４００の位相補正回路４２０の出力信号５０４を示すものであって、この出力信号５０４は、図１０に示すように、１／２周期が１．２５ｍｓと局側の基準信号１０４と完全に一致しているのは勿論のこと、位相も補正されて局側の基準信号１０４と同期したものとなっている。また、上記位相補正回路４２０の出力信号５０４は、上述したように、１／２周期が１．２５ｍｓと完全に一致、つまり周波数が局側の基準信号１０４と完全に一致しているとともに、局側の基準信号１０４と位相差δを有していても、当該位相差δは一定となっており、完全に同期したものとなっている。
【００６６】
実施の形態２
図１１は本発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、前記基準信号として、ＡＤＳＬ方式を採用した通信回線において、ＩＳＤＮ方式の基準信号に位相同期させた送受信のベース信号を用いるように構成されている。
【００６７】
すなわち、この実施の形態では、図１１に示すように、ＡＤＳＬ方式を採用した通信システムとして、Ａｎｎｅｘ Ｃ規格以外のＡｎｎｅｘ Ａ規格等を採用したものとなっている。したがって、この通信システムでは、基本的に、局側の通信装置であるＤＳＬＡＭ１００と、ユーザ側の子機モデム３００との間で通信されるＡＤＳＬ信号５０１が、ＩＤＳＮ信号に同期していない構成が前提となっている。
【００６８】
そこで、この実施の形態では、図１１に示すように、ＤＳＬＡＭ１００がデータの伝送に使用するＤＳＬＡＭクロック１０２そのものを、ＰＬＬ同期回路１０５を用いて、ＩＳＤＮ方式の基準信号である一定周波数ｆ０＝４００Ｈｚの基準同期信号１０４と同期させるように構成されている。その結果、上記通信回線２００を介して伝送されるＡＤＳＬ信号５０１そのものが、ＩＳＤＮ方式の基準信号である一定周波数ｆ０＝４００Ｈｚの基準クロック１０４と完全に同期したものとなっている。
【００６９】
そして、この実施の形態に係る基準信号生成装置４００は、図１２に示すように、基本的に、基準信号抽出回路４１０そのものから構成されており、当該基準信号抽出回路４１０からは、通信回線２００を介して伝送されるＡＤＳＬ信号５０１から、ＩＳＤＮ方式の基準信号である一定周波数ｆ０＝４００Ｈｚの基準信号１０４に同期したＤＳＬＡＭクロック１０２そのものが抽出されて出力される。その際、上記基準信号抽出回路４１０を構成する増幅器４１１とフィルター回路４１２は、前記実施の形態１と同様に必要に応じて複数段（例えば、２段）設けても良い。
【００７０】
また、上記基準信号抽出回路４１０の後段には、必要に応じて、位相同期回路４３０が配設され、所望の周波数の基準信号を出力可能となっている。
【００７１】
この実施の形態２では、電話局内の改造は、ＤＳＬＡＭ１００にＰＬＬ同期回路１０４を追加するのみであり、又、音声に一切問題が生じることはなく、高精度な基準信号を容易且つ安価に得ることができる。
【００７２】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７３】
実施の形態３
図１３は本発明の実施の形態３を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３では、基準信号生成装置を用いた機器であって、移動体無線通信を行う通信領域を複数のセルに分割するとともに、前記各セルを更に複数のセクタに分割し、前記各セル毎に無線通信基地局を配置し、前記無線通信基地局と対応するセル内に位置する移動体端末装置との間でＩＰデータの無線通信を行うＩＰデータ無線通信システムに用いる無線通信基地局装置において、前記無線通信基地局と前記移動体端末装置との間でＩＰデータの無線通信を行うために使用される信号を、前記複数のセル間又は前記複数のセクタ間の少なくとも一方で同期させることによって干渉を低減する干渉低減手段を備え、前記干渉低減手段は、前記基準信号生成装置によって基準信号を用いて、前記ＩＰデータの無線通信を行うために使用される信号を同期させることで干渉を低減するように構成されている。
【００７４】
すなわち、この実施の形態３では、図１３に示すように、本発明に係る基準信号生成装置を、ＩＰデータ無線通信システムに適用したものである。このＩＰデータ無線通信システムでは、通信エリア６０１が複数のセル６０２に分割されているとともに、各セル６０２は、３つのセクタ６０３に区画されており、各セル６０２の中心には、無線通信基地局６０４が設置されている。各基地局６０４は、ルーター等の中継機６０６を介してインターネット網６０７と接続されている。
【００７５】
ところで、ユーザが使用する通信機能を有するパーソナルコンピュータやデータ通信可能な携帯電話等からなる無線通信端末６０５は、自身が存在するセル６０２内の基地局６０４と無線通信を行うが、各基地局６０４は、無線通信端末６０５と通信を行う際に、符号化されたＩＰデータの変調や復調を行う必要がある。ここで、各基地局６０４相互に干渉しないで符号化されたＩＰデータの変調や復調を行うには、基準同期信号に同期して直交符号等を発生させる必要があり、各基地局６０４が高精度の基準同期信号を受信する必要がある。
【００７６】
そのため、この実施の形態では、図１４に示すように、上記該各基地局６０４にモデム３００を設置して、通信回線２００を介して局側のＤＳＬＡＭ１００と接続しておくことにより、当該各基地局６０４で使用する基準同期信号として、基準信号生成装置４００から出力される基準信号５０５を用いることで、直交符号発生部６１０に基準信号５０５を入力し、当該直交符号発生部６１０から出力される直交符号制御信号６１２に基づいて、ＩＰデータ変復調部６１３によって変復調を行うことにより、ＩＰデータ無線通信における干渉を低減することができる。
【００７７】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７８】
実施の形態４
図１５は本発明の実施の形態４を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態４では、互いに離間した場所に配置される複数の基準信号生成装置と、前記複数の基準信号生成装置に対応して配置され、各基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する複数の計時手段と、前記各計時手段によって計測された時刻に基づいて、互いに離間した場所で同一時刻に同期制御する同期制御手段とを備えるように構成されている。
【００７９】
すなわち、本実施の形態に係る基準信号生成装置を工場のプラントや各地にある水門などの同時起動や、電波の切り替え等、非常に正確な同時性を要求される制御用途に利用することができる。この場合、たとえば遠隔地と接続される各伝送路の精密な遅延を同期信号の数を基準として測定することにより、このシステムで正確な遅延の補正を行えば、遠隔地で同時に制御を行うことが可能となる。
【００８０】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００８１】
実施の形態５
図１６は本発明の実施の形態５を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態５では、前記基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する計時手段と、
前記計時手段によって計測された時刻と基準時刻との同期をとる時刻同期手段とを備えるように構成されている。
【００８２】
すなわち、この実施の形態５では、図１６に示すように、本発明の基準信号生成装置４００を時刻同期装置７００に適用したものであって、基準信号生成装置４００の後段に、当該基準信号生成装置４００から出力される基準信号５０５をカウントすることにより時刻を計測する計時装置７０１を備えているとともに、この計時装置７０１には、高精度な時刻標準を持つ同期装置７０２が常時又は所定のタイミングで接続される。
【００８３】
この時刻同期装置７００では、計時装置７０１によって時刻の経過が高精度に計測されるとともに、高精度な時刻標準を持つ同期装置７０２と常時又は所定のタイミングで同期接続して、遅延の補正を行うことにより、絶対時刻を高精度に得ることが可能となる。
【００８４】
これにより本発明を利用したシステムに接続した時刻同期装置７００によれば、通常のＮＴＰ接続ＰＣやＪＪＹ電波時計が到達可能な精度（±100〜10ms程度）に比べ、原子時計並の精度（１０-12以下）を持った正確な時計を提供することができる。
【００８５】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００８６】
実施の形態６
図１７は本発明の実施の形態６を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態６では、前記基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する計時手段と、前記計時手段によって計測された時刻に基づいて時刻証明を発行する発行手段とを備えるように構成されている。
【００８７】
すなわち、この実施の形態６では、本発明の基準信号生成装置４００を時刻証明装置８００に適用したものであって、基準信号生成装置４００の後段に、当該基準信号生成装置４００から出力される基準信号５０５をカウントすることにより時刻を計測する計時装置８０１を備えているとともに、当該計時装置８０１によって計測された時刻に基づいて時刻証明を発行する発行装置８０２を備えており、当該計時装置８０１によって基準信号生成装置４００から出力される基準信号５０５をカウントすることで、非常に高精度な時刻の計測及び時刻の証明が可能となっている。
【００８８】
高精度な時刻標準は、タイムスタンプや暗号化を行うセキュリティ管理分野において非常に重要であり、例えば、「文章が作成され、暗号化された時刻」、「それ以降に改竄が行われなかったことの証明」を、従来は±１００〜１０ｍｓ程度の精度でしか利用できていない状況（タイムスタンプは数ｍｓ程度の精度）であり、高速の改竄装置を使用すれば、１ｍｓ程度の時間で偽造が可能となってしまっていた。
【００８９】
これに対して、本発明では、原子時計並の精度（１０-12 以下）を持った正確なタイムスタンプ（ｎｓ、ｐｓ等の精度）によってセキュリティレベルを飛躍的に向上させることが可能となる。
【００９０】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００９１】
なお、前記実施の形態では、局側の通信装置と、利用者側の端末装置との間で、通信回線を介して通信を行う通信システムとして、ＡＤＳＬ方式を採用した場合について説明したが、本発明はＡＤＳＬ方式に限定されるものではなく、他のｘＤＳＬ方式を採用した通信システムにも適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る基準信号生成装置を適用した通信システムを示す構成図である。
【図２】図２はＩＳＤＮ方式における信号の切り替えタイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】図３はＡＤＳＬ信号とＩＳＤＮ信号の同期関係例を示す波形図である。
【図４】図４は通信システムを示す模式図である。
【図５】図５は同期網におけるデータの伝送状態を示すチャートである。
【図６】図６は非同期網におけるデータの伝送状態を示すチャートである。
【図７】図７は本発明の実施の形態１に係る基準信号生成装置を示すブロック図である。
【図８】図８は実験例を示す構成図及び波形図である。
【図９】図９はＡＤＳＬ信号とＩＳＤＮ信号を示す波形図である。
【図１０】図１０はＡＤＳＬ信号とＩＳＤＮ信号を示す波形図である。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態２に係る基準信号生成装置を適用した通信システムを示す構成図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態２に係る基準信号生成装置を示すブロック図である。
【図１３】図１３は本発明の実施の形態３に係る基準信号生成装置を適用した通信システムを示す構成図である。
【図１４】図１４は本発明の実施の形態２に係る基準信号生成装置を適用した通信基地局を示すブロック図である。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態４に係る基準信号生成装置を適用した計時装置を示す構成図である。
【図１６】図１６は本発明の実施の形態５に係る基準信号生成装置を適用した計時装置を示す構成図である。
【図１７】図１７は本発明の実施の形態６に係る基準信号生成装置を適用した時刻証明装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００９３】
１００：ＤＳＬＡＭ、２００：通信回線、３００：子機モデム、４００：基準信号生成装置、４１０：基準信号抽出回路、４２０：位相補正回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line ：非対称デジタル加入者専用線）方式等を採用した通信回線を介して利用者側の端末装置に入力される信号を利用して、非常に高精度の基準信号を生成することが可能な基準信号生成装置及びこれを用いた機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００７−２１５１０４号公報
【特許文献２】特開２００７−２２１５５１号公報
【特許文献３】特開２００７−３００４７１号公報
【特許文献４】特開２００７−３０６３５２号公報
【特許文献５】特開２００８−１０９９４号公報
【０００３】
近年、光ファイバーを用いた光通信が企業は勿論のこと、一般家庭にまで普及しつつあるが、既存の電話回線を利用して安価にインターネット通信等を可能とし、ブロードバンド環境を実現する手段として、ＡＤＳＬ方式に代表されるｘＤＳＬ方式が広く利用されている。
【０００４】
ところで、ＡＤＳＬ方式等を採用した通信技術を含むあらゆる技術分野で、アナログ方式に代わってデジタル方式が用いられてきている。その一例として、デジタル通信技術の発達・普及等に伴って、一般ユーザ間において、文字情報や画像情報等からなるデータの作成や、作成されたデータの送受信等を行う機会が増加してきている。
【０００５】
上述した例では、ユーザがデータを作成した日時や、データの送受信等を行った日時を正確に記録したり証明する必要性が生じてきており、データの送信日時や受信日時等を証明するタイムスタンプと称される時刻証明技術などが種々提案されている。
【０００６】
かかる時刻証明技術に関するものとしては、例えば、特開２００７−２１５１０４号公報や特開２００７−２２１５５１号公報、あるいは特開２００７−３００４７１号公報、特開２００７−３０６３５２号公報等に開示されたものが既に種々提案されている。
【０００７】
上記特開２００７−２１５１０４号公報に係る端末機器は、子機端末と、前記子機端末と通信可能な端末機器と、前記端末機器から計測値を受信する情報処理サーバと、を用いて構成された情報処理システムで使用する端末機器であって、
前記子機端末が計測対象を計測した計測値を前記子機端末から取得する計測値取得手段と、
前記計測値受信手段で計測値を受信した際の時刻を計測する時計装置と、
前記受信した計測値に対して前記取得した時刻による時刻証明情報を生成する時刻証明情報生成手段と、
を具備するように構成したものである。
【０００８】
また、上記特開２００７−２２１５５１号公報に係る記録装置は、記録対象の情報をデジタルデータとして取得するデジタルデータ取得手段と、
前記デジタルデータを取得した際の時刻を計測する時計装置と、
前記デジタルデータを取得した際の現在位置情報を取得する現在位置情報取得手段と、
秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、
前記取得したデジタルデータと、前記取得した時刻と、前記取得した現在位置情報と、を含む記録データを生成し、前記記憶した秘密鍵で当該生成した記録データをデジタル署名する署名手段と、
を具備するように構成したものである。
【０００９】
さらに、上記特開２００７−３０６３５２号公報に係る基準時刻提供装置は、基準時刻を計測するための基準時計装置と、
前記計測された基準時刻を電子署名する署名手段と、
前記基準時刻と前記電子署名を含む時刻証明書を生成する時刻証明書生成手段と、
デジタル放送によって送信するために、前記生成した時刻証明書をデジタル放送システムに提供する時刻証明書提供手段と、
を具備するように構成したものである。
【００１０】
又、上記特開２００７−３００４７１号公報に係るデータ作成時刻証明システムは、データ作成プログラムを備えた端末装置と、データ作成時刻証明サーバと、タイムスタンプを発行するタイムスタンプサーバと、をネットワークを介して接続したデータ作成時刻証明システムであって、
前記端末装置が、
データ作成時刻証明サーバとの通信を開始する通信開始手段、
データ作成時刻証明サーバから通信開始の応答を受けた時からデータ作成プログラムが起動するまでの時間を第１の時間として計測する第１の時間計測手段、
データ作成時刻証明サーバに、少なくともデータ作成プログラムで生成したコンテンツデータの特徴データを送信する特徴データ送信手段、
データ作成プログラムの終了時から、特徴データ送信手段による送信開始時までの時間を第２の時間として計測する第２の時間計測手段、
データ作成時刻証明サーバに前記第１の時間および前記第２の時間を送信する計測時間送信手段、
を備え、
前記データ作成時刻証明サーバが、
端末装置からの通信開始要求を受けた時から、端末装置から少なくとも特徴データを受信するまでの時間を第３の時間として計測する第３の時間計測手段、
端末装置から受信した特徴データをタイムスタンプサーバに送信する特徴データ転送手段、
特徴データ転送手段が送信した特徴データについてのタイムスタンプをタイムスタンプサーバから受信するタイムスタンプ受信手段、
タイムスタンプサーバに特徴データを送信した時から、タイムスタンプサーバからタイムスタンプを受信するまでの時間を第４の時間として計測する第４の時間計測手段、
を備え、
前記タイムスタンプサーバが、
前記データ作成時刻証明サーバから受信した特徴データについて、タイムスタンプ時刻を含むタイムスタンプを生成するタイムスタンプ生成手段、
前記データ作成時刻証明サーバにタイムスタンプを送信するタイムスタンプ送信手段、
を備えたデータ作成時刻証明システムにおいて、
前記データ作成時刻証明サーバが、
前記端末装置から受信した第１の時間および第２の時間と、前記第３の時間計測手段で計測した第３の時間と、前記第４の時間計測手段で計測した第４の時間と、前記タイムスタンプサーバから受信したタイムスタンプ時刻と、に基づいてデータ作成時刻証明を生成するデータ作成時刻証明生成手段、
を備えるように構成したものである。
【００１１】
上記の如く提案された種々の技術では、いずれも、時刻を計測する時計装置が必須の構成要素となっている。ところで、時刻を計測する時計装置は、時刻を証明するために使用されるものであり、非常に高い精度が要求される。この非常に高い精度が要求される時計装置としては、現在、セシウム原子（Cs）やルビジウム（Rb）原子のもつ極めて安定度の高い固有周波数を利用した基準発信器が用いられている。
【００１２】
独立行政法人情報通信研究機構では、セシウム原子時計７台を使用して時間を計測しており、セシウム原子時計は、誤差が１０-12程度という非常に高い精度を有している。因みに、日本の標準時はこのセシウム原子時計を基準に定められている。また、ＮＴＴやテレビ放送局などの通信事業者や放送事業者は、独立行政法人情報通信研究機構のセシウム原子時計をレファレンスとして、累積誤差の無い正確な時刻に基づいて通信事業や放送事業を提供している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような技術的課題を有している。すなわち、上記特開２００７−２１５１０４号公報や特開２００７−３００４７１号公報、あるいは特開２００７−３０６３５２号公報、特開２００７−２２１５５１号公報等に開示された技術は、いずれも、時計装置として、独立行政法人情報通信研究機構等に設置されたセシウム原子時計等から時刻情報を得る必要があり、一般企業や個人等が使用する端末機器側において、正確な時刻等の基準となる非常に高い周波数精度を有する基準信号を容易に得ることができないという技術的課題を有していた。
【００１４】
また、上記基準発信器として、ルビジウム（Rb）原子を用いた基準発信器なども市販されており、このルビジウム（Rb）原子を用いた基準発信器は、周波数安定性が５×１０-11以下であり、非常に高い精度を有しているものの、価格が数１００万円程度と非常に高価であるという技術的課題を有していた。
【００１５】
一方、既存のシステムを変更することなく、クロック伝送を行うことを目的とした技術としては、特開２００８−１０９９４号公報等に開示された技術が既に提案されている。
【００１６】
この特開２００８−１０９９４号公報に係るｘＤＳＬシステムは、第１及び第２のｘＤＳＬ（ｘ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）装置を対向して配置するｘＤＳＬシステムであって、
前記第１のｘＤＳＬ装置側及び第２のｘＤＳＬ装置側各々に、電話音声用の４ＫＨｚ以下の帯域において基準クロックを変復調する変復調手段を有するように構成したものである。
【００１７】
しかしながら、上記特開２００８−１０９９４号公報に係るｘＤＳＬシステムの場合には、第１のｘＤＳＬ装置側及び第２のｘＤＳＬ装置側各々に、電話音声用の４ＫＨｚ以下の帯域において基準クロックを変復調する変復調手段を新たに設ける必要があり、電話局側のＤＳＬＡＭ周辺機器に、各電話回線毎の改造が必要であり、コストアップを招くとともに、電話音声用の４ＫＨｚ以下の帯域において基準クロックを重畳させる必要があるため、音声にノイズが生じたり、同期動作時に電話の発着信が制約される虞れがあるという技術的課題を有していた。
【００１８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、広く普及しているＡＤＳＬ方式等を採用した通信回線を利用して、利用者側において、通信品質の低下や発着信の制約等を生じることなく、高精度な基準信号を容易且つ安価に得ることが可能な基準信号生成装置及びこれを用いた機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
すなわち、上記の課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、局側の通信装置と、利用者側の端末装置との間で、通信回線を介して通信を行う通信システムを用いて基準信号を生成する基準信号生成装置において、
前記局側の通信装置から前記通信回線を介して伝送される一定の周波数を有する基準信号が含まれる信号を入力し、前記入力信号から基準信号を抽出する基準信号抽出回路を備えたことを特徴とする基準信号生成装置である。
【００２０】
また、請求項２に記載された発明は、前記基準信号抽出回路によって抽出された基準信号の位相を補正することにより、前記局側の基準信号と同期した基準信号を出力する位相補正回路と
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の基準信号生成装置である。
【００２１】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記通信回線は、ＡＤＳＬ方式を採用した通信回線であって、前記基準信号として、ＩＳＤＮ方式の基準信号を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の基準信号生成装置である。
【００２２】
又、請求項４に記載された発明は、前記通信回線は、ＡＤＳＬ方式を採用した通信回線であって、前記基準信号として、ＩＳＤＮ方式の基準信号に位相同期させた送受信のベース信号を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の基準信号生成装置である。
【００２３】
更に、請求項５に記載された発明は、前記位相補正回路は、前記基準信号抽出回路によって抽出された基準信号の位相を平均化することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の基準信号生成装置である。
【００２４】
また、請求項６に記載された発明は、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置を用いた機器であって、
移動体無線通信を行う通信領域を複数のセルに分割するとともに、前記各セルを更に複数のセクタに分割し、前記各セル毎に無線通信基地局を配置し、前記無線通信基地局と対応するセル内に位置する移動体端末装置との間でＩＰデータの無線通信を行うＩＰデータ無線通信システムに用いる無線通信基地局装置において、
前記無線通信基地局と前記移動体端末装置との間でＩＰデータの無線通信を行うために使用される信号を、前記複数のセル間又は前記複数のセクタ間の少なくとも一方で同期させることによって干渉を低減する干渉低減手段を備え、
前記干渉低減手段は、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置によって基準信号を用いて、前記ＩＰデータの無線通信を行うために使用される信号を同期させることで干渉を低減することを特徴とする基準信号生成装置を用いた機器である。
【００２５】
さらに、請求項７に記載された発明は、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置を用いた機器であって、
前記基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する計時手段を備えたことを特徴とする基準信号生成装置を用いた機器である。
【００２６】
又、請求項８に記載された発明は、前記計時手段によって計測された時刻と基準時刻との同期をとる時刻同期手段を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の機器である。
【００２７】
更に、請求項９に記載された発明は、前記計時手段によって計測された時刻に基づいて時刻証明を発行する発行手段を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の機器である。
【００２８】
また、請求項１０に記載された発明は、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置を用いた機器であって、
互いに離間した場所に配置される複数の基準信号生成装置と、
前記複数の基準信号生成装置に対応して配置され、各基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する複数の計時手段と、
前記各計時手段によって計測された時刻に基づいて、互いに離間した場所で同一時刻に同期制御する同期制御手段とを備えたことを特徴とする基準信号生成装置を用いた機器である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、広く普及しているＡＤＳＬ方式等を採用した通信回線を利用して、利用者側において、通信品質の低下や発着信の制約等を生じることなく、高精度な基準信号を容易且つ安価に得ることが可能な基準信号生成装置及びこれを用いた機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３１】
実施の形態１
図１はこの発明の実施の形態１に係る基準信号生成装置を適用したＡＤＳＬ方式の通信システムを示す構成図である。なお、この通信システムは、ＡＤＳＬ方式のうち、Ａｎｎｅｘ Ｃ方式を採用している。
【００３２】
図１において、１００はＮＴＴ等の電話局の局舎内に設置される局側の通信装置としてのＤＳＬＡＭ（Digital Subscriber Line Access Multiplexer：DSL アクセス集線装置）を示すものであり、このＤＳＬＡＭ１００は、一般電話回線等からなる通信回線２００を介してユーザである企業や個人の自宅等に設置された通信端末装置としての子機モデム３００と接続されている。そして、ユーザ側の子機モデム３００は、一般電話回線等からなる通信回線２００など、ＮＴＴや他の通信事業者が提供するコア・ネットワークを経由して、インターネット等の通信網と接続可能となっている。
【００３３】
上記ＤＳＬＡＭ１００は、ＡＤＳＬ方式等によって通信を提供する通信事業者が電話局の局舎内に設置するものであり、このＤＳＬＡＭ１００は、電話局に接続される一般電話回線等からなる通信回線２００に対して、図示しない主配電盤であるＭＤＦ（main distributing frame）を介して電話交換機（図示せず）と分岐されている。
【００３４】
また、上記ＤＳＬＡＭ１００は、通信回線２００を介してユーザ側の子機モデム３００と通信を行うための送受信機１０１を備えており、この送受信機１０１は、ベース信号である周波数ｆ１ のＤＳＬＡＭクロック信号１０２を用いてＡＤＳＬ方式によるデータの送受信を行う。なお、図示例では、ユーザ側の子機モデム３００が１つのみ図示されているが、ＤＳＬＡＭ１００に接続された子機モデム３００は、複数存在することは勿論である。
【００３５】
ところで、通信事業者が提供するＡＤＳＬ方式の通信は、ＩＴＵ（国際電気通信連合）によって標準化された規格であるG.992(G.dmt/G.Lite)等によって規定されており、世界の各地域の通信事情を考慮した規定を加えた付帯規格として、日本向けのＡｎｎｅｘ Ｃや、北米向けのＡｎｎｅｘ Ａ、あるいはヨーロッパ向けのＡｎｎｅｘ Ｂなどが用意されている。
【００３６】
我が国では、上述したように、主にＡｎｎｅｘ Ｃ規格が用いられているが、通信事業者によっては、Ａｎｎｅｘ Ｃ以外の規格であるＡｎｎｅｘ Ａ規格等が用いられている。これらの規格のうち、Ａｎｎｅｘ Ｃ規格では、ＩＳＤＮ干渉を防ぐために、ＩＳＤＮのピンポン伝送と称される時分割方向制御方式 (Time Compression Modulation) に同期させて、やはり時分割方向制御方式によるＡＭＩ符号化を採用したベースバンド伝送を行っている。そして、このＡｎｎｅｘ Ｃ規格では、加入者線間で同期させて送信と受信を切り替えるため、近端漏話ＮＥＸＴ（Near End Crosstalk）が無く、遠端漏話ＦＥＸＴ（Far End Crosstalk）のみとなり、細い加入者線で比較的長距離の伝送が可能となっている。
【００３７】
ここで、近端漏話とは、通信を行う端末の側で発生する漏話現象を言い、これに対して、遠端漏話とは、通信端末から離れた場所にある通信回線の束において、電磁波などの干渉によってノイズ等が発生することをいう。
【００３８】
ＩＳＤＮにおける時分割方向制御方式では、図２に示すように、局から子機への通信と、子機から局への通信とを、１．２５ｍｓの時間間隔毎に切り替えている。
【００３９】
そのため、上記ＤＳＬＡＭ１００では、図１に示すように、ハードウエア又はソフトウエアで実現されるＩＳＤＮ同期スケジュール手段１０３を用いて、送信と受信を切り替えるタイミングを、ＩＳＤＮ方式の基準信号である一定周波数ｆ０＝４００Ｈｚの基準同期クロック１０４に同期させている。この基準同期クロック１０４は、通信品質を維持するために、非常に高い精度が要求され、独立行政法人情報通信研究機構等に設置されたセシウム原子時計等から供給される基準信号や、ＮＴＴ等の局舎内に設置されたセシウム原子やルビジウム原子を用いた基準発振器から出力される基準信号に基づいて生成されており、５×１０-9 以下、原理的には５×１０-12程度の非常に高い周波数精度を有している。
【００４０】
また、上記局側のＤＳＬＡＭ１００と通信回線２００を介して接続されたユーザ側の子機モデム３００は、図１に示すように、局側のＤＳＬＡＭ１００と通信を行うための送受信機３０１を備えており、局側のＤＳＬＡＭ１００から周波数ｆ１ のベースバンド信号によって伝送されてくるデータ信号の受信及び所望のデータ信号の送信を行うように構成されている。
【００４１】
上記局側のＤＳＬＡＭ１００とユーザ側の子機モデム３００との間で通信されるＡＤＳＬ信号は、図３に示すように、ＩＳＤＮ信号に同期して、局側のＤＳＬＡＭ１００からユーザ側の子機モデム３００への下りの通信と、ユーザ側の子機モデム３００から局側のＤＳＬＡＭ１００への上りの通信とが切り換えられる。また、局側のＤＳＬＡＭ１００とユーザ側の子機モデム３００との間で送受信されるＡＤＳＬ信号は、例えば、０．２６４ｍｓを周期とするフレームに分割されているとともに、下りフレームの数の方が上りフレームの数よりも多く設定されており、通信回線２００は、非対称の非対称デジタル加入者専用線となっている。
【００４２】
その結果、上記Ａｎｎｅｘ Ｃ規格のＡＤＳＬ方式を採用した通信システムは、ＩＳＤＮ信号に同期した同期網（ＡＴＭ：Asynchronous Transfer Mode）を構成している。この同期網では、図４に示すように、通信装置Ａから通信装置Ｂを介して通信装置Ｃにデータを伝送する場合を例にとると、図５に示すように、通信装置Ａから基準クロックに同期して送信されたデータ信号が、通信装置Ｂを介して通信装置Ｃで受信されるまでの間、データ信号は、各通信装置の間で完全に同期した基準クロックによって伝送される。この同期網においては、基準クロックの周波数が、各通信装置Ａ〜Ｃ間で完全に一致している。ただし、上記データ信号が通信装置Ａから通信装置Ｃまで伝送される間に、通信回線や中継機が持つ時定数等の電気特性に依存して遅延が発生する虞れがあるが、この遅延は、各通信装置で用いられる基準クロックの周波数が完全に一致しているため、固定的に取り扱うことが可能となっている。
【００４３】
これに対して、通信システムがＩＰ通信に代表される非同期網の場合には、図６に示すように、通信装置Ａ〜Ｃ間で、基準クロックに基づいてデータの送受信が行われるが、基準クロックは、各通信装置Ａ〜Ｃが個々に有するものであって、各通信装置Ａ〜Ｃ間で基準クロックが同期している必要はない。従って、この非同期網では、基準クロックの周波数は保証されておらず、遅延は動的に変化するものである。
【００４４】
そこで、この実施の形態では、Ａｎｎｅｘ Ｃ規格のＡＤＳＬ方式を採用した通信システムが同期網を構成していることに鑑みて、局側の通信装置と、利用者側の端末装置との間で、通信回線を介して通信を行う通信システムを用いて基準信号を生成する基準信号生成装置において、前記局側の通信装置から前記通信回線を介して伝送される一定の周波数を有する基準信号が含まれる信号を入力し、前記入力信号から基準信号を抽出する基準信号抽出回路と、前記基準信号回路によって抽出された基準信号の位相を補正することにより、前記局側の基準信号と同期した基準信号を出力する位相補正回路とを備えるように構成されている。
【００４５】
すなわち、この実施の形態では、図１に示すように、ユーザ側において、子機モデム３００に接続された通信回線２００から分岐して基準信号生成装置４００が接続されており、基準信号生成装置４００には、電話局側のＤＳＬＡＭ１００から通信回線２００を介して伝送される一定の周波数ｆ０を有する基準信号１０４が含まれる信号が入力されている。
【００４６】
上記基準信号生成装置４００は、図７に示すように、大別して、基準信号抽出回路４１０と、位相補正回路４２０と、位相同期回路４３０とから構成されている。この基準信号抽出回路４１０は、通信回線２００を介して電話局側のＤＳＬＡＭ１００から送信されてくる基準信号１０４を含むＡＤＳＬ信号５０１を増幅する第１段の増幅器４１１を備えており、この第１段の増幅器４１１によって増幅された信号は、第１段のフィルター回路４１２を介して基準信号に相当する周波数の信号５０２が抽出される。その後、上記基準信号抽出回路４１０では、第１段のフィルター回路４１２によって抽出された基準信号に相当する周波数の信号５０２が、第２段の増幅器４１３によって更に増幅されるとともに、第２段のフィルター回路４１４によって基準信号に相当する周波数の信号５０３のみが抽出される。なお、上記増幅器４１１、４１３とフィルター回路４１２、４１４は、上述したように、複数段（図示例では、２段）設けても良いが、増幅器やフィルター回路の特性によっては、１段のみ設けても良いことは勿論である。
【００４７】
また、上記基準信号抽出回路４１０で抽出された基準信号５０３は、位相補正回路４２０に入力されて位相が補正され、局側の基準信号１０４との位相同期がとられる。この位相補正回路４２０は、位相比較器４２１と、平均化回路４２２と、ＶＣＯ（電圧制御発振回路）４２３と、分周器４２４とから構成されている。上記基準信号抽出回路４１０で抽出された基準信号５０３は、位相補正回路４２１に入力されて分周器４２４から出力される信号と位相が比較される。この位相比較器４２１は、入力された基準信号５０３と、分周器４２４から出力される信号の位相差に応じた電圧からなる信号を出力する。上記位相比較器４２１から出力された信号は、平均化回路４２２によって平均化された後、ＶＣＯ４２３に入力される。上記平均化回路４２２としては、例えば抽出したい目標の信号、すなわちＩＳＤＮの同期周波数２．５ｍｓ前後の時定数の回路を使用するのが望ましい。
【００４８】
上記ＶＣＯ４２３からは、平均化回路４２１によって平均化された電圧に応じた周波数の正弦波やパルス状の信号５０４が出力される。このＶＣＯ４２３から出力される信号５０４は、分周器４２４に入力されて、当該分周器４２４からは、周波数がＮ分割（Ｎは整数または分数）された信号が出力される。
【００４９】
そして、上記位相補正回路４２０からは、基準信号５０３の位相が平均化されて、局側の基準信号１０４との間で位相が同期した基準信号である基準クロック５０４が出力される。
【００５０】
更に、この実施の形態では、図７に示すように、位相補正回路４２０の後段に、位相同期回路４３０が設けられており、この位相同期回路４３０からは、局側の基準信号１０４と位相が同期した基準クロック５０４であって、所望の周波数の基準クロック５０５が出力端子４３５から出力されるようになっている。上記位相同期回路４３０は、位相比較器４３１と、ループフィルター回路４３２と、ＶＣＯ（電圧制御発振回路）４３３と、分周器４３４とから構成されている。
【００５１】
上記位相補正回路４２０によって局側の基準信号１０４と同期がとられた基準信号５０４は、位相比較回路４３１に入力されて分周器４３４から出力される信号を位相が比較される。この位相比較器４３１は、入力された基準信号５０４と、分周器４３４から出力される信号の位相差に応じた電圧からなる信号を出力する。上記位相比較器４３１から出力された信号は、ローパスフィルタ等からなるループフィルター回路４３２によって位相が補償された後、ＶＣＯ４３３に入力される。
【００５２】
上記ＶＣＯ４３３からは、ループフィルター回路４３２によって位相が補償された信号に応じた周波数のパルス信号が出力される。このＶＣＯ４３３から出力されるパルス信号は、分周器４３４に入力されて、当該分周器４３４からは、周波数がＮ分割（Ｎは整数または分数）された信号が出力される。なお、この分周器４３４によって分割される周波数の数Ｎは、分割数設定器４３６によって任意に設定可能となっている。
【００５３】
そして、上記位相同期回路４３０からは、局側の基準信号１０４と位相が同期し、且つ所望の周波数の基準クロック５０５が出力端子４３５から外部に出力される。
【００５４】
以上の構成において、この実施の形態に係る基準信号生成装置では、次のようにして、広く普及しているＡＤＳＬ方式等を採用した通信回線を利用して、利用者側において、通信品質の低下や発着信の制約等を生じることなく、高精度な基準信号を容易且つ安価に得ることが可能となっている。
【００５５】
すなわち、この実施の形態に係る基準信号生成装置４００では、図１に示すように、通信事業者が提供するＡＤＳＬに加入したユーザが有する通信端末装置である子機モデム３００を使用し、通信回線２００を介して局側のＤＳＬＡＭ１００と接続する。上記子機モデム３００は、図３に例を示すように、ＤＳＬＡＭ１００と通信をする際に、ＩＳＤＮ干渉を抑制するために、局側のＤＳＬＡＭ１００とＩＳＤＮに同期した周期で通信を行っている。
【００５６】
上記子機モデム３００側では、通信回線２００を介して局側のＤＳＬＡＭ１００から伝送されてくるＡＤＳＬ信号５０１を、送受信機３０１の入力側から分岐して基準信号生成装置４００に入力する。この基準信号生成装置４００では、図７に示すように、局側のＤＳＬＡＭ１００から伝送されてくるＡＤＳＬ信号５０１を、第１段の増幅器４１１によって増幅した後、第１段のフィルター回路４１２によってＡＤＳＬ信号に含まれる基準信号５０２が抽出される。更に、上記基準信号発生装置４００では、抽出された基準信号５０２を、再度、第２段の増幅器４１３によって増幅した後、第２段のフィルター回路４１４によってＡＤＳＬ信号５０１に含まれる基準信号５０３のみが抽出される。
【００５７】
その後、上記基準信号発生装置４００では、図７に示すように、第２段目のフィルター回路４１４によって抽出された基準信号５０３を、位相補正回路４２０によって位相を補正することにより、局側の基準信号１０４と位相が同期した基準信号５０４が得られる。
【００５８】
更に、上記基準信号発生装置４００では、ユーザのニーズに応じて、位相同期回路４３０によって所望の周波数を有する基準信号５０５に変換された後、出力端子４３５から外部のシステムに出力される。
【００５９】
このように、上記実施の形態に係る基準信号生成装置４００では、通信回線２００を介して局側のＤＳＬＡＭ１００から伝送されてくるＡＤＳＬ信号５０１を用いて、当該ＡＤＳＬ信号に含まれる非常に精度の高い周波数精度を有する基準信号５０２、５０３を抽出し、位相を補正した上で基準クロック５０４を出力するため、通信回線２００に通信以外に使用する信号を重畳させる必要がないとともに、局側のＤＳＬＡＭ周辺機器に新たな設備を増設する必要もなく、ユーザ側において、通信品質の低下や発着信の制約等を生じることなく、高精度な基準信号を容易且つ安価に得ることができる。
【００６０】
実験例
次に、本発明者は、上記の如く構成される基準信号生成装置の動作を確認するため、図７及び図８に示すような基準信号生成装置４００を試作し、当該基準信号生成装置４００の各所に流れる信号をオシロスコープを用いて観察する実験を行った。尚、オシロスコープとしては、岩崎通信機社製のSS5711を用いた。
【００６１】
図８は上記基準信号生成装置の各所に流れる信号をオシロスコープを用いて観察した状態を示す波形図である。
【００６２】
図８の左上の波形は基準信号生成装置４００に入力するＡＤＳＬ信号５０１を示すものであり、このＡＤＳＬ信号５０１には、周波数帯域が３０ＫＨｚ〜１．１ＭＨｚの信号、及び４００Ｈｚの基準信号１０４が含まれている。
【００６３】
また、図８の左下の波形は基準信号生成装置４００の第１段のフィルター回路４１２の出力信号５０２を示すものであり、この出力信号５０２には、ノイズ等がかなり含まれており、未だ基準信号のみが抽出されていないことが判る。
【００６４】
さらに、図８の右下の波形は基準信号生成装置４００の第２段のフィルター回路４１４の出力信号５０３を示すものであって、この出力信号５０３は、ノイズ等が除去されて基準信号のみが抽出されており、図９に示すように、１／２周期が１．２５ｍｓと完全に一致しているが、位相が変動して振れている波形となっていることがわかる。
【００６５】
又、図８の右下の波形は基準信号生成装置４００の位相補正回路４２０の出力信号５０４を示すものであって、この出力信号５０４は、図１０に示すように、１／２周期が１．２５ｍｓと局側の基準信号１０４と完全に一致しているのは勿論のこと、位相も補正されて局側の基準信号１０４と同期したものとなっている。また、上記位相補正回路４２０の出力信号５０４は、上述したように、１／２周期が１．２５ｍｓと完全に一致、つまり周波数が局側の基準信号１０４と完全に一致しているとともに、局側の基準信号１０４と位相差δを有していても、当該位相差δは一定となっており、完全に同期したものとなっている。
【００６６】
実施の形態２
図１１は本発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、前記基準信号として、ＡＤＳＬ方式を採用した通信回線において、ＩＳＤＮ方式の基準信号に位相同期させた送受信のベース信号を用いるように構成されている。
【００６７】
すなわち、この実施の形態では、図１１に示すように、ＡＤＳＬ方式を採用した通信システムとして、Ａｎｎｅｘ Ｃ規格以外のＡｎｎｅｘ Ａ規格等を採用したものとなっている。したがって、この通信システムでは、基本的に、局側の通信装置であるＤＳＬＡＭ１００と、ユーザ側の子機モデム３００との間で通信されるＡＤＳＬ信号５０１が、ＩＤＳＮ信号に同期していない構成が前提となっている。
【００６８】
そこで、この実施の形態では、図１１に示すように、ＤＳＬＡＭ１００がデータの伝送に使用するＤＳＬＡＭクロック１０２そのものを、ＰＬＬ同期回路１０５を用いて、ＩＳＤＮ方式の基準信号である一定周波数ｆ０＝４００Ｈｚの基準同期信号１０４と同期させるように構成されている。その結果、上記通信回線２００を介して伝送されるＡＤＳＬ信号５０１そのものが、ＩＳＤＮ方式の基準信号である一定周波数ｆ０＝４００Ｈｚの基準クロック１０４と完全に同期したものとなっている。
【００６９】
そして、この実施の形態に係る基準信号生成装置４００は、図１２に示すように、基本的に、基準信号抽出回路４１０そのものから構成されており、当該基準信号抽出回路４１０からは、通信回線２００を介して伝送されるＡＤＳＬ信号５０１から、ＩＳＤＮ方式の基準信号である一定周波数ｆ０＝４００Ｈｚの基準信号１０４に同期したＤＳＬＡＭクロック１０２そのものが抽出されて出力される。その際、上記基準信号抽出回路４１０を構成する増幅器４１１とフィルター回路４１２は、前記実施の形態１と同様に必要に応じて複数段（例えば、２段）設けても良い。
【００７０】
また、上記基準信号抽出回路４１０の後段には、必要に応じて、位相同期回路４３０が配設され、所望の周波数の基準信号を出力可能となっている。
【００７１】
この実施の形態２では、電話局内の改造は、ＤＳＬＡＭ１００にＰＬＬ同期回路１０４を追加するのみであり、又、音声に一切問題が生じることはなく、高精度な基準信号を容易且つ安価に得ることができる。
【００７２】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７３】
実施の形態３
図１３は本発明の実施の形態３を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３では、基準信号生成装置を用いた機器であって、移動体無線通信を行う通信領域を複数のセルに分割するとともに、前記各セルを更に複数のセクタに分割し、前記各セル毎に無線通信基地局を配置し、前記無線通信基地局と対応するセル内に位置する移動体端末装置との間でＩＰデータの無線通信を行うＩＰデータ無線通信システムに用いる無線通信基地局装置において、前記無線通信基地局と前記移動体端末装置との間でＩＰデータの無線通信を行うために使用される信号を、前記複数のセル間又は前記複数のセクタ間の少なくとも一方で同期させることによって干渉を低減する干渉低減手段を備え、前記干渉低減手段は、前記基準信号生成装置によって基準信号を用いて、前記ＩＰデータの無線通信を行うために使用される信号を同期させることで干渉を低減するように構成されている。
【００７４】
すなわち、この実施の形態３では、図１３に示すように、本発明に係る基準信号生成装置を、ＩＰデータ無線通信システムに適用したものである。このＩＰデータ無線通信システムでは、通信エリア６０１が複数のセル６０２に分割されているとともに、各セル６０２は、３つのセクタ６０３に区画されており、各セル６０２の中心には、無線通信基地局６０４が設置されている。各基地局６０４は、ルーター等の中継機６０６を介してインターネット網６０７と接続されている。
【００７５】
ところで、ユーザが使用する通信機能を有するパーソナルコンピュータやデータ通信可能な携帯電話等からなる無線通信端末６０５は、自身が存在するセル６０２内の基地局６０４と無線通信を行うが、各基地局６０４は、無線通信端末６０５と通信を行う際に、符号化されたＩＰデータの変調や復調を行う必要がある。ここで、各基地局６０４相互に干渉しないで符号化されたＩＰデータの変調や復調を行うには、基準同期信号に同期して直交符号等を発生させる必要があり、各基地局６０４が高精度の基準同期信号を受信する必要がある。
【００７６】
そのため、この実施の形態では、図１４に示すように、上記該各基地局６０４にモデム３００を設置して、通信回線２００を介して局側のＤＳＬＡＭ１００と接続しておくことにより、当該各基地局６０４で使用する基準同期信号として、基準信号生成装置４００から出力される基準信号５０５を用いることで、直交符号発生部６１０に基準信号５０５を入力し、当該直交符号発生部６１０から出力される直交符号制御信号６１２に基づいて、ＩＰデータ変復調部６１３によって変復調を行うことにより、ＩＰデータ無線通信における干渉を低減することができる。
【００７７】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７８】
実施の形態４
図１５は本発明の実施の形態４を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態４では、互いに離間した場所に配置される複数の基準信号生成装置と、前記複数の基準信号生成装置に対応して配置され、各基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する複数の計時手段と、前記各計時手段によって計測された時刻に基づいて、互いに離間した場所で同一時刻に同期制御する同期制御手段とを備えるように構成されている。
【００７９】
すなわち、本実施の形態に係る基準信号生成装置を工場のプラントや各地にある水門などの同時起動や、電波の切り替え等、非常に正確な同時性を要求される制御用途に利用することができる。この場合、たとえば遠隔地と接続される各伝送路の精密な遅延を同期信号の数を基準として測定することにより、このシステムで正確な遅延の補正を行えば、遠隔地で同時に制御を行うことが可能となる。
【００８０】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００８１】
実施の形態５
図１６は本発明の実施の形態５を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態５では、前記基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する計時手段と、
前記計時手段によって計測された時刻と基準時刻との同期をとる時刻同期手段とを備えるように構成されている。
【００８２】
すなわち、この実施の形態５では、図１６に示すように、本発明の基準信号生成装置４００を時刻同期装置７００に適用したものであって、基準信号生成装置４００の後段に、当該基準信号生成装置４００から出力される基準信号５０５をカウントすることにより時刻を計測する計時装置７０１を備えているとともに、この計時装置７０１には、高精度な時刻標準を持つ同期装置７０２が常時又は所定のタイミングで接続される。
【００８３】
この時刻同期装置７００では、計時装置７０１によって時刻の経過が高精度に計測されるとともに、高精度な時刻標準を持つ同期装置７０２と常時又は所定のタイミングで同期接続して、遅延の補正を行うことにより、絶対時刻を高精度に得ることが可能となる。
【００８４】
これにより本発明を利用したシステムに接続した時刻同期装置７００によれば、通常のＮＴＰ接続ＰＣやＪＪＹ電波時計が到達可能な精度（±100〜10ms程度）に比べ、原子時計並の精度（１０-12以下）を持った正確な時計を提供することができる。
【００８５】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００８６】
実施の形態６
図１７は本発明の実施の形態６を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態６では、前記基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する計時手段と、前記計時手段によって計測された時刻に基づいて時刻証明を発行する発行手段とを備えるように構成されている。
【００８７】
すなわち、この実施の形態６では、本発明の基準信号生成装置４００を時刻証明装置８００に適用したものであって、基準信号生成装置４００の後段に、当該基準信号生成装置４００から出力される基準信号５０５をカウントすることにより時刻を計測する計時装置８０１を備えているとともに、当該計時装置８０１によって計測された時刻に基づいて時刻証明を発行する発行装置８０２を備えており、当該計時装置８０１によって基準信号生成装置４００から出力される基準信号５０５をカウントすることで、非常に高精度な時刻の計測及び時刻の証明が可能となっている。
【００８８】
高精度な時刻標準は、タイムスタンプや暗号化を行うセキュリティ管理分野において非常に重要であり、例えば、「文章が作成され、暗号化された時刻」、「それ以降に改竄が行われなかったことの証明」を、従来は±１００〜１０ｍｓ程度の精度でしか利用できていない状況（タイムスタンプは数ｍｓ程度の精度）であり、高速の改竄装置を使用すれば、１ｍｓ程度の時間で偽造が可能となってしまっていた。
【００８９】
これに対して、本発明では、原子時計並の精度（１０-12 以下）を持った正確なタイムスタンプ（ｎｓ、ｐｓ等の精度）によってセキュリティレベルを飛躍的に向上させることが可能となる。
【００９０】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００９１】
なお、前記実施の形態では、局側の通信装置と、利用者側の端末装置との間で、通信回線を介して通信を行う通信システムとして、ＡＤＳＬ方式を採用した場合について説明したが、本発明はＡＤＳＬ方式に限定されるものではなく、他のｘＤＳＬ方式を採用した通信システムにも適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る基準信号生成装置を適用した通信システムを示す構成図である。
【図２】図２はＩＳＤＮ方式における信号の切り替えタイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】図３はＡＤＳＬ信号とＩＳＤＮ信号の同期関係例を示す波形図である。
【図４】図４は通信システムを示す模式図である。
【図５】図５は同期網におけるデータの伝送状態を示すチャートである。
【図６】図６は非同期網におけるデータの伝送状態を示すチャートである。
【図７】図７は本発明の実施の形態１に係る基準信号生成装置を示すブロック図である。
【図８】図８は実験例を示す構成図及び波形図である。
【図９】図９はＡＤＳＬ信号とＩＳＤＮ信号を示す波形図である。
【図１０】図１０はＡＤＳＬ信号とＩＳＤＮ信号を示す波形図である。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態２に係る基準信号生成装置を適用した通信システムを示す構成図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態２に係る基準信号生成装置を示すブロック図である。
【図１３】図１３は本発明の実施の形態３に係る基準信号生成装置を適用した通信システムを示す構成図である。
【図１４】図１４は本発明の実施の形態２に係る基準信号生成装置を適用した通信基地局を示すブロック図である。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態４に係る基準信号生成装置を適用した計時装置を示す構成図である。
【図１６】図１６は本発明の実施の形態５に係る基準信号生成装置を適用した計時装置を示す構成図である。
【図１７】図１７は本発明の実施の形態６に係る基準信号生成装置を適用した時刻証明装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００９３】
１００：ＤＳＬＡＭ、２００：通信回線、３００：子機モデム、４００：基準信号生成装置、４１０：基準信号抽出回路、４２０：位相補正回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局側の通信装置と、利用者側の端末装置との間で、通信回線を介して通信を行う通信システムを用いて基準信号を生成する基準信号生成装置において、
前記局側の通信装置から前記通信回線を介して伝送される一定の周波数を有する基準信号が含まれる信号を入力し、前記入力信号から基準信号を抽出する基準信号抽出回路を備えたことを特徴とする基準信号生成装置。
【請求項２】
前記基準信号抽出回路によって抽出された基準信号の位相を補正することにより、前記局側の基準信号と同期した基準信号を出力する位相補正回路と
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の基準信号生成装置。
【請求項３】
前記通信回線は、ＡＤＳＬ方式を採用した通信回線であって、前記基準信号として、ＩＳＤＮ方式の基準信号を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の基準信号生成装置。
【請求項４】
前記通信回線は、ＡＤＳＬ方式を採用した通信回線であって、前記基準信号として、ＩＳＤＮ方式の基準信号に位相同期させた送受信のベース信号を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の基準信号生成装置。
【請求項５】
前記位相補正回路は、前記基準信号抽出回路によって抽出された基準信号の位相を平均化することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の基準信号生成装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置を用いた機器であって、
移動体無線通信を行う通信領域を複数のセルに分割するとともに、前記各セルを更に複数のセクタに分割し、前記各セル毎に無線通信基地局を配置し、前記無線通信基地局と対応するセル内に位置する移動体端末装置との間でＩＰデータの無線通信を行うＩＰデータ無線通信システムに用いる無線通信基地局装置において、
前記無線通信基地局と前記移動体端末装置との間でＩＰデータの無線通信を行うために使用される信号を、前記複数のセル間又は前記複数のセクタ間の少なくとも一方で同期させることによって干渉を低減する干渉低減手段を備え、
前記干渉低減手段は、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置によって基準信号を用いて、前記ＩＰデータの無線通信を行うために使用される信号を同期させることで干渉を低減することを特徴とする基準信号生成装置を用いた機器。
【請求項７】
前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置を用いた機器であって、
前記基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する計時手段を備えたことを特徴とする基準信号生成装置を用いた機器。
【請求項８】
前記計時手段によって計測された時刻と基準時刻との同期をとる時刻同期手段を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の機器。
【請求項９】
前記計時手段によって計測された時刻に基づいて時刻証明を発行する発行手段を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の機器。
【請求項１０】
前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置を用いた機器であって、
互いに離間した場所に配置される複数の基準信号生成装置と、
前記複数の基準信号生成装置に対応して配置され、各基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する複数の計時手段と、
前記各計時手段によって計測された時刻に基づいて、互いに離間した場所で同一時刻に同期制御する同期制御手段とを備えたことを特徴とする基準信号生成装置を用いた機器。
【請求項１】
局側の通信装置と、利用者側の端末装置との間で、通信回線を介して通信を行う通信システムを用いて基準信号を生成する基準信号生成装置において、
前記局側の通信装置から前記通信回線を介して伝送される一定の周波数を有する基準信号が含まれる信号を入力し、前記入力信号から基準信号を抽出する基準信号抽出回路を備えたことを特徴とする基準信号生成装置。
【請求項２】
前記基準信号抽出回路によって抽出された基準信号の位相を補正することにより、前記局側の基準信号と同期した基準信号を出力する位相補正回路と
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の基準信号生成装置。
【請求項３】
前記通信回線は、ＡＤＳＬ方式を採用した通信回線であって、前記基準信号として、ＩＳＤＮ方式の基準信号を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の基準信号生成装置。
【請求項４】
前記通信回線は、ＡＤＳＬ方式を採用した通信回線であって、前記基準信号として、ＩＳＤＮ方式の基準信号に位相同期させた送受信のベース信号を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の基準信号生成装置。
【請求項５】
前記位相補正回路は、前記基準信号抽出回路によって抽出された基準信号の位相を平均化することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の基準信号生成装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置を用いた機器であって、
移動体無線通信を行う通信領域を複数のセルに分割するとともに、前記各セルを更に複数のセクタに分割し、前記各セル毎に無線通信基地局を配置し、前記無線通信基地局と対応するセル内に位置する移動体端末装置との間でＩＰデータの無線通信を行うＩＰデータ無線通信システムに用いる無線通信基地局装置において、
前記無線通信基地局と前記移動体端末装置との間でＩＰデータの無線通信を行うために使用される信号を、前記複数のセル間又は前記複数のセクタ間の少なくとも一方で同期させることによって干渉を低減する干渉低減手段を備え、
前記干渉低減手段は、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置によって基準信号を用いて、前記ＩＰデータの無線通信を行うために使用される信号を同期させることで干渉を低減することを特徴とする基準信号生成装置を用いた機器。
【請求項７】
前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置を用いた機器であって、
前記基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する計時手段を備えたことを特徴とする基準信号生成装置を用いた機器。
【請求項８】
前記計時手段によって計測された時刻と基準時刻との同期をとる時刻同期手段を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の機器。
【請求項９】
前記計時手段によって計測された時刻に基づいて時刻証明を発行する発行手段を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の機器。
【請求項１０】
前記請求項１乃至５のいずれかに記載の基準信号生成装置を用いた機器であって、
互いに離間した場所に配置される複数の基準信号生成装置と、
前記複数の基準信号生成装置に対応して配置され、各基準信号生成装置から出力される基準信号を計数することによって時刻を計測する複数の計時手段と、
前記各計時手段によって計測された時刻に基づいて、互いに離間した場所で同一時刻に同期制御する同期制御手段とを備えたことを特徴とする基準信号生成装置を用いた機器。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−１４１７５９（Ｐ２０１０−１４１７５９Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１７８５７（Ｐ２００８−３１７８５７）
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（５０１４４０６８４）ソフトバンクモバイル株式会社 (654)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（５０１４４０６８４）ソフトバンクモバイル株式会社 (654)
【Ｆターム（参考）】
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