無線通信装置
【課題】対象装置からの信号に基づいて当該対象装置と同期をとる構成において、非同期状態から同期状態へ早期に復帰することが可能な無線通信装置を提供する。
【解決手段】無線通信装置２０１は、対象装置から受信した受信データに基づいて生成された再生タイミング信号に基づいて第１の制御電圧を生成し、電圧制御発振器２５に第１の制御電圧を供給することにより、再生タイミング信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ再生タイミング信号に同期する基準タイミング信号を生成するためのジッタ抑圧部１２と、タイミング信号生成部２２によって生成される再生タイミング信号の異常を検知し、異常を検知した場合には、第１の制御電圧の代わりに、第１の所定範囲内の電圧である第２の制御電圧を電圧制御発振器２５に供給するための発振器制御部１３とを備える。
【解決手段】無線通信装置２０１は、対象装置から受信した受信データに基づいて生成された再生タイミング信号に基づいて第１の制御電圧を生成し、電圧制御発振器２５に第１の制御電圧を供給することにより、再生タイミング信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ再生タイミング信号に同期する基準タイミング信号を生成するためのジッタ抑圧部１２と、タイミング信号生成部２２によって生成される再生タイミング信号の異常を検知し、異常を検知した場合には、第１の制御電圧の代わりに、第１の所定範囲内の電圧である第２の制御電圧を電圧制御発振器２５に供給するための発振器制御部１３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関し、特に、対象装置からの信号に基づいて当該対象装置と同期をとる機能を有する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信サービスを高い品質で保つために、無線基地局装置の配置は重要な要素である。近年では、柔軟に無線基地局装置を配置できるように、無線基地局装置から、無線信号の送受信を行なう部分を独立させた小型の屋外型無線部であるリモートラジオヘッド（ＲＲＨ）が開発されている。
【０００３】
このようなリモートラジオヘッドによって分割構造とした無線基地局装置では、基地局本体とリモートラジオヘッドとを光ファイバケーブルで接続し、リモートラジオヘッドを、基地局本体の近傍から数十ｋｍの範囲の場所に設置することが可能である。
【０００４】
リモートラジオヘッドにおいて用いられる筐体の一例として、たとえば、特開２００８―１１８１０６号公報（特許文献１）には、以下のような構成が開示されている。すなわち、屋外用通信筐体において、通信装備の各機能モジュールを、その内部に固定するベースと、該ベースと結合され、上記通信装備の各機能モジュールのうち、発熱部品が直接接触するように、その内部が上記通信装備の各機能モジュールの発熱部品の高低に応じて加工形成された前面蓋と、上記通信装備の各機能モジュールの発熱部品によって発生した熱を外気を用いて冷却させるために、上記ベースおよび上記前面蓋の外面に一体に形成された複数の冷却フィンとを備える。
【０００５】
また、基地局本体とリモートラジオヘッドとの通信インタフェースとして、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）が規格化されている（たとえば、非特許文献１（"CPRI Specification V4.1"、[online]、2009年2月18日、<http://www.cpri.info/downloads/CPRI_v_ 4_1_2009 -02 -18.pdf>）参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】"CPRI Specification V4.1"、[online]、2009年2月18日、<http://www.cpri.info/downloads/CPRI_v_ 4_1_2009 -02 -18.pdf>
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８―１１８１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、リモートラジオヘッドは、基地局本体と同期して動作する必要がある。このため、リモートラジオヘッドは、たとえば、基地局本体から送信される何らかの信号に基づいて基準タイミング信号たとえば基準クロックを生成する。このようなタイミング信号を生成するために、リモートラジオヘッドにはたとえばＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路が設けられる。
【０００９】
ここで、リモートラジオヘッドにおいて、光ファイバケーブルの断線などにより基地局本体からの信号を受信できなくなると、ＰＬＬ回路が非同期状態になってしまう。そうすると、ＰＬＬ回路の時定数によっては、同期状態への復帰に時間がかかり、通信への影響が大きくなる場合がある。
【００１０】
しかしながら、特許文献１および非特許文献１には、このような問題点を解決するための構成は開示されていない。
【００１１】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、対象装置からの信号に基づいて当該対象装置と同期をとる構成において、非同期状態から同期状態へ早期に復帰することが可能な無線通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる無線通信装置は、対象装置から受信した受信データに基づいて再生タイミング信号を生成するためのタイミング信号生成部と、電圧制御発振器を含み、上記タイミング信号生成部によって生成された上記再生タイミング信号に基づいて第１の制御電圧を生成し、上記電圧制御発振器に上記第１の制御電圧を供給することにより、上記再生タイミング信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ上記再生タイミング信号に同期する基準タイミング信号を生成するためのジッタ抑圧部と、上記タイミング信号生成部によって生成される上記再生タイミング信号の異常を検知し、異常を検知した場合には、上記第１の制御電圧の代わりに、第１の所定範囲内の電圧である第２の制御電圧を上記電圧制御発振器に供給するための発振器制御部とを備える。
【００１３】
これにより、光ファイバケーブルの遮断状態が解消されて対象装置からのデータを受信できるようになってから、正常な基準タイミング信号を生成するまでの収束時間を大幅に短縮することができる。したがって、対象装置からの信号に基づいて当該対象装置と同期をとる構成において、非同期状態から同期状態へ早期に復帰することができる。また、再生タイミング信号の異常発生時に、対象装置からのデータに依存せず、基準タイミング信号によって動作を継続することができる。たとえば、異常であることを他の装置に通知する動作を行なうことができる。また、光ファイバケーブルの遮断状態等、無線通信装置の外部における異常状態に限らず、タイミング信号生成部の誤動作等、無線通信装置の内部において異常が発生した場合にも、通常状態への迅速な復帰が可能である。
【００１４】
（２）好ましくは、上記発振器制御部は、上記第１の制御電圧を測定し、上記第１の制御電圧が第２の所定範囲外になった場合には、異常が発生したと判定する。
【００１５】
このように、ジッタ抑圧部において生成される第１の制御電圧を測定する構成により、再生タイミング信号の異常を簡易な構成で検知することができる。
【００１６】
（３）より好ましくは、上記発振器制御部は、上記第１の制御電圧を測定し、上記第１の制御電圧が上記第２の所定範囲における最大値を超えた場合には、上記第１の所定範囲における最大値の電圧を上記第２の制御電圧として上記電圧制御発振器に供給し、上記第１の制御電圧が上記第２の所定範囲における最小値を下回った場合には、上記第１の所定範囲における最小値の電圧を上記第２の制御電圧として上記電圧制御発振器に供給する。
【００１７】
このように、異常検出時の第１の制御電圧に近いレベルの電圧を、異常状態において電圧制御発振器に供給する制御電圧として選択する構成により、制御電圧の切り替え時にジッタ抑圧部におけるコンデンサを大幅に放電したり蓄電したりする必要がなくなり、ジッタ抑圧部の動作を安定させることができる。
【００１８】
（４）より好ましくは、上記第１の所定範囲および上記第２の所定範囲は一致する。
【００１９】
このような構成により、２つの電圧によって各範囲を規定することができるため、回路構成の簡易化を図ることができる。
【００２０】
（５）好ましくは、上記発振器制御部は、上記第１の制御電圧と第１の閾値電圧とを比較するための第１の比較器と、上記第１の閾値電圧と異なる第２の閾値電圧と上記第１の制御電圧とを比較するための第２の比較器とを含み、上記第１の比較器による比較結果および上記第２の比較器による比較結果に基づいて、上記再生タイミング信号の異常を検知する。
【００２１】
このように、発振器制御部として、比較器によって構成されるアナログ回路を用いることにより、異常検出および制御電圧の切り替えを迅速に行なうことができる。
【００２２】
（６）より好ましくは、上記発振器制御部は、さらに、上記第１の比較器による比較結果および上記第２の比較器による比較結果に基づいて、上記第１の閾値電圧を上記第２の制御電圧として上記電圧制御発振器へ出力するか、上記第２の閾値電圧を上記第２の制御電圧として上記電圧制御発振器へ出力するか、あるいは、上記第１の制御電圧を上記電圧制御発振器へ出力するかを切り替えるためのスイッチを含む。
【００２３】
このように、発振器制御部において、スイッチを用いて各電圧を選択する構成により、簡易な構成で制御電圧の切り替えを行なうことができる。
【００２４】
（７）好ましくは、上記無線通信装置は、さらに、上記ジッタ抑圧部によって生成された上記基準タイミング信号に応答して、上記受信データを保持するとともに出力するためのリタイミング部を備える。
【００２５】
このように、ジッタの抑圧された基準タイミング信号を用いて対象装置からの受信データをリタイミングすることにより、無線通信装置における受信特性を良好にすることができる。
【００２６】
（８）好ましくは、上記無線通信装置は、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）規格に従う無線信号を送受信する。
【００２７】
このように、ＴＤＤ方式のＷｉＭＡＸにおいて本発明を適用することにより、フレーム構成でデータをやり取りするＴＤＤ方式における時間的制約の厳しい状況下で、本発明の有用性を活かすことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、対象装置からの信号に基づいて当該対象装置と同期をとる構成において、非同期状態から同期状態へ早期に復帰することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るリモートラジオヘッドの機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおける同期処理部の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る同期処理部における異常検出動作を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る同期処理部における閾値電圧および制御電圧の関係の変形例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおける同期処理部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３１】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置の構成を示す図である。
【００３２】
図１を参照して、無線通信装置２０１は、たとえば無線基地局装置であり、１または複数のリモートラジオヘッド（ＲＲＨ）１０１と、本体装置１０２とを備える。
【００３３】
無線通信装置２０１は、たとえばＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）システムにおいて設けられる。ＩＥＥＥ８０２．１６規格に従うＷｉＭＡＸでは、ＴＤＤ（時分割複信：Time Division Duplex）方式が採用されている。すなわち、ＷｉＭＡＸシステムでは、無線端末装置から無線基地局装置へ通信データを送信するための上り送信期間と、無線基地局装置から無線端末装置へ通信データを送信するための下り送信期間とが切り替えられ、交互に繰り返される。
【００３４】
具体的には、無線通信装置２０１は、無線端末装置３０１との間の通信データの送信および受信を時間的に切り替えて行なう。ここで、無線通信装置２０１および無線端末装置３０１においてそれぞれ生成された通信データは、ＷｉＭＡＸ規格に従い、無線通信装置２０１および無線端末装置３０１によってそれぞれ種々の信号処理が施され、最終的に無線信号に変換された後、無線端末装置３０１および無線通信装置２０１へそれぞれ送信される。
【００３５】
リモートラジオヘッド１０１は、ビルの屋上等に設置されたアンテナポール１０４に取り付けられる。また、このアンテナポール１０４にアンテナ１０３が取り付けられる。
【００３６】
リモートラジオヘッド１０１は、アンテナ１０３経由で無線端末装置３０１から受信した無線信号をデジタル信号に変換し、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２へ出力する。また、リモートラジオヘッド１０１は、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２から受けたデジタル信号を無線信号に変換し、アンテナ１０３経由で無線端末装置３０１へ送信する。
【００３７】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るリモートラジオヘッドの機能ブロック図である。
【００３８】
図２を参照して、リモートラジオヘッド１０１は、信号処理部８１と、無線送信部７１と、無線受信部７２と、送受信切り替えスイッチ８６とを備える。無線送信部７１は、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）８２と、変調器８３と、ドライバアンプ８４と、パワーアンプ８５と、発振器８７とを含む。無線受信部７２は、受信アンプ８９，９０と、ミキサ９１と、ＢＰＦ（Band Pass Filter）９２と、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）９３と、発振器９４とを含む。信号処理部８１は、同期処理部５１を含む。
【００３９】
信号処理部８１は、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２から受けたデジタル信号に対して信号処理を行い、無線送信部７１へ出力する。
【００４０】
信号処理部８１において、同期処理部５１は、本体装置１０２から受けたデジタル信号である受信データに基づいて、リモートラジオヘッド１０１が本体装置１０２と同期して動作するための基準タイミング信号を生成する。
【００４１】
無線送信部７１は、信号処理部８１から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を無線信号すなわちＲＦ（Radio Frequency）帯の信号に変換して無線端末装置３０１へ送信する。
【００４２】
無線受信部７２は、無線端末装置３０１から無線信号を受信してＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換し、変換したＩＦ信号をデジタル信号に変換して信号処理部８１へ出力する。
【００４３】
信号処理部８１は、無線受信部７２から受けたデジタル信号に対して種々の信号処理を行い、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２へ出力する。
【００４４】
より詳細には、デジタル／アナログ変換器８２は、信号処理部８１から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変調器８３へ出力する。
【００４５】
発振器８７は、局部発振信号を生成して変調器８３へ出力する。変調器８３は、デジタル／アナログ変換器８２から受けたベースバンドのアナログ信号と発振器８７から受けた局部発振信号とを乗算することにより、デジタル／アナログ変換器８２から受けたアナログ信号をたとえば直交変調して無線信号に変換し、ドライバアンプ８４へ出力する。
【００４６】
ドライバアンプ８４は、変調器８３から受けた無線信号を増幅し、パワーアンプ８５へ出力する。
【００４７】
パワーアンプ８５は、ドライバアンプ８４から受けた無線信号をさらに増幅する。パワーアンプ８５によって増幅された無線信号は、送受信切り替えスイッチ８６およびアンテナ１０３を介して無線端末装置３０１へ送信される。
【００４８】
受信アンプ８９は、たとえばＬＮＡ（Low Noise Amplifier）であり、アンテナ１０３および送受信切り替えスイッチ８６を介して無線端末装置３０１から無線信号を受信し、受信した無線信号を増幅して受信アンプ９０へ出力する。
【００４９】
受信アンプ９０は、たとえばＬＮＡであり、受信アンプ８９から受けた無線信号をさらに増幅してミキサ９１へ出力する。
【００５０】
発振器９４は、局部発振信号を生成してミキサ９１へ出力する。ミキサ９１は、受信アンプ９０から受けた無線信号と発振器９４から受けた局部発振信号とを乗算することにより、受信アンプ９０から受けた無線信号をＩＦ信号に変換し、バンドパスフィルタ９２へ出力する。
【００５１】
バンドパスフィルタ９２は、ミキサ９１から受けたＩＦ信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分を減衰させた信号をアナログ／デジタル変換器９３へ出力する。
【００５２】
アナログ／デジタル変換器９３は、バンドパスフィルタ９２から受けたＩＦ信号をデジタル信号に変換し、信号処理部８１へ出力する。
【００５３】
信号処理部８１は、アナログ／デジタル変換器９３から受けたＩＦ帯のデジタル信号をたとえば直交復調してベースバンドのデジタル信号に変換し、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２へ出力する。
【００５４】
送受信切り替えスイッチ８６は、信号処理部８１から受けた図示しない制御信号に基づいて、パワーアンプ８５から受けた無線信号をアンテナ１０３へ出力するか、アンテナ１０３から受けた無線信号を受信アンプ８９へ出力するかを切り替える。
【００５５】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおける同期処理部の構成を示す図である。
【００５６】
図３を参照して、同期処理部５１は、ＣＤＲ(Clock and Data Recovery)部１１と、ジッタ抑圧部１２と、発振器制御部１３とを含む。ＣＤＲ部１１は、リタイミング部２１と、タイミング信号生成部２２とを含む。ジッタ抑圧部１２は、位相比較器２３と、ループフィルタ２４と、ＶＣＸＯ（Voltage Controlled Crystal Oscillator）２５とを含む。発振器制御部１３は、スイッチ２６と、比較器２７，２８，２９と、ローパスフィルタ３０とを含む。
【００５７】
ＣＤＲ部１１は、本体装置１０２から受信した受信データのリシェーピングを行なうとともに、当該受信データからタイミングを抽出する。具体的には、ＣＤＲ部１１は、本体装置１０２から受信したデジタル信号である受信データから再生タイミング信号を生成して出力する。
【００５８】
より詳細には、ＣＤＲ部１１において、タイミング信号生成部２２は、本体装置１０２から受信した受信データに基づいてたとえばクロックである再生タイミング信号を生成する。タイミング信号生成部２２は、たとえば、本体装置１０２から受信したデジタル信号の立ち上がりおよび立ち下がりを監視することにより、タイミングを抽出する。
【００５９】
また、リタイミング部２１は、ジッタ抑圧部１２によってジッタの抑圧された基準タイミング信号を用いて、本体装置１０２からの受信データをリタイミングすることにより、当該受信データをリシェーピングする。すなわち、リタイミング部２１は、ジッタ抑圧部１２によって生成された基準タイミング信号に応答して、受信データを保持するとともに出力する。
【００６０】
ジッタ抑圧部１２は、ＣＤＲ部１１によって抽出されたタイミングを基準に、ＶＣＸＯ２５を制御する。より詳細には、ジッタ抑圧部１２は、ＶＣＸＯ２５を含み、タイミング信号生成部２２によって生成された再生タイミング信号に基づいて制御電圧ＶＣ１を生成し、ＶＣＸＯ２５に供給する。これにより、ジッタ抑圧部１２は、再生タイミング信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ再生タイミング信号に同期する基準タイミング信号を生成する。
【００６１】
具体的には、ジッタ抑圧部１２は、ＰＬＬ回路を構成する。すなわち、ジッタ抑圧部１２において、位相比較器２３は、タイミング信号生成部２２から受けた再生タイミング信号の位相とＶＣＸＯ２５から受けた基準タイミング信号の位相とを比較し、比較結果を示す位相差信号を出力する。この位相差信号が、同期状態におけるＶＣＸＯ２５の制御電圧ＶＣ１に対応する。
【００６２】
ループフィルタ２４の時定数により、ＰＬＬ回路の追従性が設定される。具体的には、高調波などの高い周波数成分を持つノイズに対してはＰＬＬ回路が追従しないように、ループフィルタ２４の時定数が設定される。
【００６３】
ＶＣＸＯ２５は、発振信号を生成し、基準タイミング信号として出力する。ＶＣＸＯ２５は、発振器制御部１３から受けた制御電圧に応じて発振信号の周波数を変更する。ＶＣＸＯ２５から出力された発振信号は、リタイミング部２１、位相比較器２３およびリモートラジオヘッド１０１における各回路へ出力される。
【００６４】
また、発振器制御部１３は、タイミング信号生成部２２によって生成される再生タイミング信号の異常を検知し、異常を検知した場合には、制御電圧ＶＣ１の代わりに、制御範囲ＣＲＧ内の電圧である制御電圧ＶＣ２をＶＣＸＯ２５に供給する。
【００６５】
具体的には、発振器制御部１３において、比較器２７は、バッファとして機能し、ジッタ抑圧部１２におけるループフィルタ２４を通過した位相差信号をローパスフィルタ３０へ出力する。
【００６６】
ローパスフィルタ３０は、比較器２７から受けた位相差信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させた信号を出力する。
【００６７】
比較器２８は、ローパスフィルタ３０を通過した位相差信号と閾値電圧Ｖｔｈ１とを比較し、比較結果を示す信号をスイッチ２６へ出力する。
【００６８】
比較器２９は、ローパスフィルタ３０を通過した位相差信号と閾値電圧Ｖｔｈ２とを比較し、比較結果を示す信号をスイッチ２６へ出力する。
【００６９】
発振器制御部１３は、比較器２８による比較結果および比較器２９による比較結果に基づいて、再生タイミング信号の異常を検知する。
【００７０】
スイッチ２６は、比較器２８および比較器２９から受けた信号に基づいて、ループフィルタ２４を通過した位相差信号、閾値電圧Ｖｔｈ１および閾値電圧Ｖｔｈ２のいずれか１つを選択し、制御電圧としてＶＣＸＯ２５に供給する。すなわち、スイッチ２６は、比較器２８による比較結果および比較器２９による比較結果に基づいて、閾値電圧Ｖｔｈ１を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５へ出力するか、閾値電圧Ｖｔｈ２を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５へ出力するか、あるいは、タイミング信号生成部２２によって生成された制御電圧ＶＣ１をＶＣＸＯ２５へ出力するかを切り替える。
【００７１】
［動作］
次に、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置が異常処理を行なう際の動作について図面を用いて説明する。
【００７２】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る同期処理部における異常検出動作を示す図である。
【００７３】
図４を参照して、閾値電圧Ｖｔｈ２は、閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きい。また、閾値電圧Ｖｔｈ１および閾値電圧Ｖｔｈ２は、ＶＣＸＯ２５に供給される制御電圧がこの閾値電圧Ｖｔｈ１から閾値電圧Ｖｔｈ２の範囲内に収まっていれば、ジッタ抑圧部１２によって構成されるＰＬＬ回路が非同期状態とならないような値に設定される。すなわち、ＰＬＬ回路の正常範囲ＮＲＧとして、閾値電圧Ｖｔｈ１から閾値電圧Ｖｔｈ２の範囲が設定される。
【００７４】
発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１を測定し、制御電圧ＶＣ１が正常範囲ＮＲＧ外になった場合には、異常が発生したと判定する。
【００７５】
より詳細には、さらに図３を参照して、発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１が閾値電圧Ｖｔｈ１から閾値電圧Ｖｔｈ２の範囲に収まっている場合には、ジッタ抑圧部１２よって構成されるＰＬＬ回路が正常に動作しており、ＣＤＲ部１１から出力される再生タイミング信号は正常であると判断する。この場合、発振器制御部１３は、ループフィルタ２４を通過した位相差信号すなわち制御電圧ＶＣ１をＶＣＸＯ２５に供給する。
【００７６】
一方、発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１が閾値電圧Ｖｔｈ１から閾値電圧Ｖｔｈ２の範囲外になった場合には、ジッタ抑圧部１２よって構成されるＰＬＬ回路に異常が発生しており、ＣＤＲ部１１から出力される再生タイミング信号は異常であると判断する。
【００７７】
たとえば、発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１を測定し、制御電圧ＶＣ１が正常範囲ＮＲＧにおける最大値を超えた場合には、制御範囲ＣＲＧにおける最大値の電圧を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。また、発振器制御部１３は、制御電圧ＶＣ１が正常範囲ＮＲＧにおける最小値を下回った場合には、制御範囲ＣＲＧにおける最小値の電圧を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。
【００７８】
ここで、同期処理部５１では、制御範囲ＣＲＧおよび正常範囲ＮＲＧは一致する。すなわち、比較器２８は、ローパスフィルタ３０を通過した位相差信号と閾値電圧Ｖｔｈ１とを比較し、位相差信号が閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きい場合には論理ハイレベルの信号をスイッチ２６へ出力し、位相差信号が閾値電圧Ｖｔｈ１よりも小さい場合には論理ローレベルの信号をスイッチ２６へ出力する。
【００７９】
比較器２９は、ローパスフィルタ３０を通過した位相差信号と閾値電圧Ｖｔｈ２とを比較し、位相差信号が閾値電圧Ｖｔｈ２よりも小さい場合には論理ハイレベルの信号をスイッチ２６へ出力し、位相差信号が閾値電圧Ｖｔｈ２よりも大きい場合には論理ローレベルの信号をスイッチ２６へ出力する。
【００８０】
スイッチ２６は、比較器２８から論理ハイレベルの信号を受けており、かつ比較器２９から論理ハイレベルの信号を受けている場合には、ループフィルタ２４を通過した位相差信号すなわち制御電圧ＣＶ１をＶＣＸＯ２５に供給する。
【００８１】
また、スイッチ２６は、比較器２８から論理ローレベルの信号を受けており、かつ比較器２９から論理ハイレベルの信号を受けている場合には、閾値電圧Ｖｔｈ１を制御電圧ＣＶ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。
【００８２】
また、スイッチ２６は、比較器２８から論理ハイレベルの信号を受けており、かつ比較器２９から論理ローレベルの信号を受けている場合には、閾値電圧Ｖｔｈ２を制御電圧ＣＶ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。
【００８３】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る同期処理部における閾値電圧および制御電圧の関係の変形例を示す図である。
【００８４】
図５を参照して、上記の例では、制御範囲ＣＲＧおよび正常範囲ＮＲＧは一致する、すなわちＣＤＲ部１１から出力される再生タイミング信号を異常であると判断した場合にＶＣＸＯ２５へ供給する制御電圧を、正常および異常の判定境界に対応する閾値電圧Ｖｔｈ１または閾値電圧Ｖｔｈ２とする構成であるとしたが、これに限定するものではない。制御範囲ＣＲＧおよび正常範囲ＮＲＧの各々の少なくとも一部が重複していればよい。
【００８５】
たとえば、ローパスフィルタ３０を通過した位相差信号が閾値電圧Ｖｔｈ１未満になると、発振器制御部１３は、閾値電圧Ｖｔｈ１より小さい制御電圧ＶＣ１をＶＣＸＯ２５に供給する。
【００８６】
一方、ローパスフィルタ３０を通過した位相差信号が閾値電圧Ｖｔｈ２以上になると、発振器制御部１３は、閾値電圧Ｖｔｈ２より大きい制御電圧ＶＣ２をＶＣＸＯ２５に供給する。
【００８７】
ところで、リモートラジオヘッドにおいて、光ファイバケーブルの断線などにより基地局本体からの信号を受信できなくなると、ＰＬＬ回路が非同期状態になってしまう。そうすると、ＰＬＬ回路の時定数によっては、同期状態への復帰に時間がかかり、通信への影響が大きくなる場合がある。
【００８８】
具体的には、無線通信装置２０１において、本体装置１０２は、リモートラジオヘッド１０１へクロック等の基準タイミング信号を送信しない。このため、リモートラジオヘッド１０１は、本体装置１０２から送信されるデータに基づいて基準タイミング信号を新たに生成し、この基準タイミング信号に基づいて動作する必要がある。
【００８９】
ここで、ＣＤＲ部１１によって生成された再生タイミング信号には不要なスプリアス成分すなわちジッタ成分も多く含まれているため、再生タイミング信号をそのまま無線送信部７１および無線受信部７２等におけるＰＬＬ回路の基準タイミング信号として利用することは困難である。
【００９０】
そこで、リモートラジオヘッド１０１では、ジッタ抑圧部１２は、再生タイミング信号に含まれる高調波成分など、比較的周波数が高い成分のノイズを低減し、位相雑音を改善する。
【００９１】
ここで、本体装置１０２から送信される光信号は、本体装置１０２における精度の高いタイミング信号によって生成されたものである。そして、当該光信号には、ゆらぎ成分が含まれる。
【００９２】
ジッタ抑圧部１２によって構成されるＰＬＬ回路は、本体装置１０２と同期をとるために、このゆらぎに追従する必要がある。このため、ジッタ抑圧部１２は、非常に低い周波数成分は除去せずに通過させ、高調波成分およびデジタル信号成分など比較的周波数の高い成分を除去する。したがって、ＰＬＬ回路におけるループフィルタ２４の時定数は大きい値が設定され、ＰＬＬ回路の応答速度は遅くなる。
【００９３】
ここで、光ファイバケーブルの遮断など、本体装置１０２からの光信号を受信できなくなってしまった場合には、ＣＤＲ部１１からの再生タイミング信号たとえば抽出クロックが不正確になり、その上、本体装置１０２との同期がとれなくなってしまう。そして、上記のようにジッタ抑圧部１２によって構成されるＰＬＬ回路の時定数が大きいことから、光ファイバケーブルの遮断状態が解消されても、早期に再生タイミング信号を生成し、正常な基準タイミング信号を生成することは困難である。
【００９４】
たとえば、ＰＬＬ回路が、同期状態への復帰に数１０ｍｓかかってしまう場合には、ＷｉＭＡＸシステムでは１フレームが５ｍｓであるため、同期状態への復帰に少なくとも数フレーム分の時間を要してしまい、通信への影響が大きくなる。
【００９５】
これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、タイミング信号生成部２２は、本体装置１０２から受信した受信データに基づいて再生タイミング信号を生成する。ジッタ抑圧部１２は、ＶＣＸＯ２５を含み、タイミング信号生成部２２によって生成された再生タイミング信号に基づいて制御電圧ＶＣ１を生成し、ＶＣＸＯ２５に供給する。これにより、ジッタ抑圧部１２は、再生タイミング信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ再生タイミング信号に同期する基準タイミング信号を生成する。そして、発振器制御部１３は、タイミング信号生成部２２によって生成される再生タイミング信号の異常を検知し、異常を検知した場合には、制御電圧ＶＣ１の代わりに、制御範囲ＣＲＧ内の電圧である制御電圧ＶＣ２をＶＣＸＯ２５に供給する。
【００９６】
すなわち、ジッタ抑圧部１２において生成される制御電圧ＶＣ１をモニタしておき、制御電圧ＶＣ１に対して上下に閾値電圧を設ける。そして、光ファイバケーブルの遮断などで本体装置１０２からのデジタル信号を受信できなくなった場合には、たとえば上記閾値電圧を制御電圧としてＶＣＸＯ２５に供給することにより、制御電圧をロックレンジすなわちＰＬＬ回路が追従できる範囲内に保持し、ロックレンジ外へ制御電圧が振り切れることを防ぐ。
【００９７】
これにより、光ファイバケーブルの遮断状態が解消されて本体装置１０２からのデジタル信号を受信できるようになってから、ＰＬＬ回路がロックして正常な基準タイミング信号を生成するまでの収束時間を大幅に短縮することができる。
【００９８】
また、再生タイミング信号の異常発生時に、本体装置１０２からの信号に依存せず、基準タイミング信号によって動作を継続することができる。たとえば、異常であることを他の装置に通知する動作を行なうことができる。
【００９９】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、光ファイバケーブルの遮断状態等、リモートラジオヘッド１０１の外部における異常状態に限らず、ＣＤＲ部１１の誤動作等、リモートラジオヘッド１０１の内部において異常が発生した場合にも、通常状態への迅速な復帰が可能である。
【０１００】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１を測定し、制御電圧ＶＣ１が正常範囲ＮＲＧ外になった場合には、異常が発生したと判定する。
【０１０１】
このように、ジッタ抑圧部１２において生成される制御電圧を測定する構成により、再生タイミング信号の異常を簡易な構成で検知することができる。
【０１０２】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１を測定し、制御電圧ＶＣ１が正常範囲ＮＲＧにおける最大値を超えた場合には、制御範囲ＣＲＧにおける最大値の電圧を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。また、発振器制御部１３は、制御電圧ＶＣ１が正常範囲ＮＲＧにおける最小値を下回った場合には、制御範囲ＣＲＧにおける最小値の電圧を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。
【０１０３】
このように、異常検出時たとえばＰＬＬ回路の同期外れ検出時の制御電圧に近いレベルの電圧を、異常状態においてＶＣＸＯ２５に供給する制御電圧として選択する構成により、制御電圧の切り替え時にＰＬＬ回路におけるコンデンサを大幅に放電したり蓄電したりする必要がなくなり、ＰＬＬ回路の動作を安定させることができる。
【０１０４】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、制御範囲ＣＲＧおよび正常範囲ＮＲＧは一致する。
【０１０５】
このような構成により、２つの電圧によって各範囲を規定することができるため、回路構成の簡易化を図ることができる。
【０１０６】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、発振器制御部１３において、比較器２８は、制御電圧ＶＣ１と閾値電圧Ｖｔｈ１とを比較する。比較器２９は、閾値電圧Ｖｔｈ１と異なる閾値電圧Ｖｔｈ２と制御電圧ＶＣ１とを比較する。そして、発振器制御部１３は、比較器２８による比較結果および比較器２９による比較結果に基づいて、再生タイミング信号の異常を検知する。
【０１０７】
このように、発振器制御部１３として、比較器によって構成されるアナログ回路を用いることにより、異常検出および制御電圧の切り替えを迅速に行なうことができる。
【０１０８】
また、発振器制御部１３として、Ａ／ＤコンバータおよびＤ／Ａコンバータ等によって構成されるデジタル回路を用いる場合には、再生タイミング信号の異常時でも動作可能とするために、基準タイミング信号に依存しない自走クロックを出力可能な回路が必要になる。これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、比較器によって構成されるアナログ回路を用いることにより、このような発振回路が不要となり、構成の簡易化を図ることができる。
【０１０９】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、スイッチ２６は、比較器２８による比較結果および比較器２９による比較結果に基づいて、閾値電圧Ｖｔｈ１を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５へ出力するか、閾値電圧Ｖｔｈ２を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５へ出力するか、あるいは、タイミング信号生成部２２によって生成された制御電圧ＶＣ１をＶＣＸＯ２５へ出力するかを切り替える。
【０１１０】
このように、発振器制御部１３において、スイッチを用いて各電圧を選択する構成により、簡易な構成で制御電圧の切り替えを行なうことができる。
【０１１１】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、リタイミング部２１は、ジッタ抑圧部１２によって生成された基準タイミング信号に応答して、受信データを保持するとともに出力する。
【０１１２】
このように、ジッタの抑圧された基準タイミング信号を用いて本体装置１０２からの受信データをリタイミングすることにより、リモートラジオヘッド１０１における受信特性を良好にすることができる。
【０１１３】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置は、ＷｉＭＡＸ規格に従う無線信号を送受信する。
【０１１４】
このように、ＴＤＤ方式のＷｉＭＡＸにおいて本発明を適用することにより、フレーム構成でデータをやり取りするＴＤＤ方式における時間的制約の厳しい状況下で、本発明の有用性を活かすことができる。
【０１１５】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、発振器制御部１３は、異常状態における制御電圧ＶＣ２として、固定電圧である閾値電圧Ｖｔｈ１または閾値電圧Ｖｔｈ２を選択する構成であるとしたが、これに限定するものではない。異常状態における制御電圧ＶＣ２は、固定電圧である必要はなく、所定範囲内で変動する電圧であってもよい。
【０１１６】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成される制御電圧ＶＣ１を測定することにより、再生タイミング信号の異常を検出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。発振器制御部１３は、再生タイミング信号または基準タイミング信号の状態に応じて変化する何らかの値を監視することにより、再生タイミング信号の異常を検出する構成であればよい。
【０１１７】
たとえば、発振器制御部１３は、基準タイミング信号の周波数を監視し、これに基づいて再生タイミング信号の異常を検出する構成であってもよい。具体的には、ＶＣＸＯ２５とは別の自走可能な発振器を設け、当該発振器の発振周波数と基準タイミング信号の周波数とを比較することにより、再生タイミング信号の異常を検出する。
【０１１８】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置は、リモートラジオヘッドを備えた無線基地局装置であるとしたが、これに限定するものではなく、対象装置からの信号に基づいて対象装置と同期をとる装置であればどのような装置であってもよい。
【０１１９】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【０１２０】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る無線通信装置と比べて発振器制御部の構成を変更した無線通信装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る無線通信装置と同様である。
【０１２１】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおける同期処理部の構成を示す図である。
【０１２２】
図６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るリモートラジオヘッドは、同期処理部５１の代わりに同期処理部５２を備える。同期処理部５２は、ＣＤＲ部１１と、ジッタ抑圧部１２と、発振器制御部１４とを含む。発振器制御部１４は、スイッチ３１と、比較器３２と、ローパスフィルタ３３と、Ａ／Ｄコンバータ３４と、判定部３５と、Ｄ／Ａコンバータ３６とを含む。
【０１２３】
発振器制御部１４において、比較器３２は、バッファとして機能し、ジッタ抑圧部１２におけるループフィルタ２４を通過した位相差信号をローパスフィルタ３３へ出力する。
【０１２４】
ローパスフィルタ３３は、比較器３２から受けた位相差信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させた信号を出力する。
【０１２５】
Ａ／Ｄコンバータ３４は、ローパスフィルタ３３を通過したアナログ信号である位相差信号をデジタル信号に変換し、判定部３５へ出力する。
【０１２６】
判定部３５は、Ａ／Ｄコンバータ３４から受けたデジタル信号に基づいて、再生タイミング信号の異常を検出し、異常状態における制御電圧ＶＣ２の生成、およびスイッチ３１の制御を行なう。
【０１２７】
Ｄ／Ａコンバータ３６は、判定部３５から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、スイッチ３１へ出力する。
【０１２８】
スイッチ３１は、判定部３５から受けた制御信号に基づいて、ループフィルタ２４を通過した位相差信号、およびＤ／Ａコンバータ３６から受けた信号のいずれかを選択し、制御電圧としてＶＣＸＯ２５に供給する。
【０１２９】
より詳細には、判定部３５は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１が閾値電圧Ｖｔｈ１から閾値電圧Ｖｔｈ２の範囲に収まっている場合には、ジッタ抑圧部１２よって構成されるＰＬＬ回路が正常に動作しており、ＣＤＲ部１１から出力される再生タイミング信号は正常であると判断する。この場合、判定部３５は、スイッチ３１を制御して、ループフィルタ２４を通過した位相差信号すなわち制御電圧ＶＣ１をＶＣＸＯ２５に供給する。
【０１３０】
一方、判定部３５は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１が閾値電圧Ｖｔｈ１から閾値電圧Ｖｔｈ２の範囲外になった場合には、ジッタ抑圧部１２よって構成されるＰＬＬ回路に異常が発生しており、ＣＤＲ部１１から出力される再生タイミング信号は異常であると判断する。この場合、判定部３５は、スイッチ３１を制御して、Ｄ／Ａコンバータ３６から出力される信号を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。
【０１３１】
本発明の第２の実施の形態に係る無線通信装置では、発振器制御部１４として、Ａ／ＤコンバータおよびＤ／Ａコンバータ等によって構成されるデジタル回路を用いる構成により、異常判定基準、および異常状態における制御電圧をより柔軟に設定することが可能となる。
【０１３２】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る無線通信装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１３３】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３４】
１１ ＣＤＲ部
１２ ジッタ抑圧部
１３ 発振器制御部
１４ 発振器制御部
２１ リタイミング部
２２ タイミング信号生成部
２３ 位相比較器
２４ ループフィルタ
２５ ＶＣＸＯ
２６ スイッチ
２７，２８，２９ 比較器
３０ ローパスフィルタ
３１ スイッチ
３２ 比較器
３３ ローパスフィルタ
３４ Ａ／Ｄコンバータ
３５ 判定部
３６ Ｄ／Ａコンバータ
５１ 同期処理部
５２ 同期処理部
７１ 無線送信部
７２ 無線受信部
８１ 信号処理部
８２ デジタル／アナログ変換器
８３ 変調器
８４ ドライバアンプ
８５ パワーアンプ
８６ 送受信切り替えスイッチ
８７ 発振器
８９，９０ 受信アンプ
９１ ミキサ
９２ ＢＰＦ
９３ アナログ／デジタル変換器
９４ 発振器
１０１ リモートラジオヘッド
１０２ 本体装置
２０１ 無線通信装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関し、特に、対象装置からの信号に基づいて当該対象装置と同期をとる機能を有する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信サービスを高い品質で保つために、無線基地局装置の配置は重要な要素である。近年では、柔軟に無線基地局装置を配置できるように、無線基地局装置から、無線信号の送受信を行なう部分を独立させた小型の屋外型無線部であるリモートラジオヘッド（ＲＲＨ）が開発されている。
【０００３】
このようなリモートラジオヘッドによって分割構造とした無線基地局装置では、基地局本体とリモートラジオヘッドとを光ファイバケーブルで接続し、リモートラジオヘッドを、基地局本体の近傍から数十ｋｍの範囲の場所に設置することが可能である。
【０００４】
リモートラジオヘッドにおいて用いられる筐体の一例として、たとえば、特開２００８―１１８１０６号公報（特許文献１）には、以下のような構成が開示されている。すなわち、屋外用通信筐体において、通信装備の各機能モジュールを、その内部に固定するベースと、該ベースと結合され、上記通信装備の各機能モジュールのうち、発熱部品が直接接触するように、その内部が上記通信装備の各機能モジュールの発熱部品の高低に応じて加工形成された前面蓋と、上記通信装備の各機能モジュールの発熱部品によって発生した熱を外気を用いて冷却させるために、上記ベースおよび上記前面蓋の外面に一体に形成された複数の冷却フィンとを備える。
【０００５】
また、基地局本体とリモートラジオヘッドとの通信インタフェースとして、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）が規格化されている（たとえば、非特許文献１（"CPRI Specification V4.1"、[online]、2009年2月18日、<http://www.cpri.info/downloads/CPRI_v_ 4_1_2009 -02 -18.pdf>）参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】"CPRI Specification V4.1"、[online]、2009年2月18日、<http://www.cpri.info/downloads/CPRI_v_ 4_1_2009 -02 -18.pdf>
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８―１１８１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、リモートラジオヘッドは、基地局本体と同期して動作する必要がある。このため、リモートラジオヘッドは、たとえば、基地局本体から送信される何らかの信号に基づいて基準タイミング信号たとえば基準クロックを生成する。このようなタイミング信号を生成するために、リモートラジオヘッドにはたとえばＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路が設けられる。
【０００９】
ここで、リモートラジオヘッドにおいて、光ファイバケーブルの断線などにより基地局本体からの信号を受信できなくなると、ＰＬＬ回路が非同期状態になってしまう。そうすると、ＰＬＬ回路の時定数によっては、同期状態への復帰に時間がかかり、通信への影響が大きくなる場合がある。
【００１０】
しかしながら、特許文献１および非特許文献１には、このような問題点を解決するための構成は開示されていない。
【００１１】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、対象装置からの信号に基づいて当該対象装置と同期をとる構成において、非同期状態から同期状態へ早期に復帰することが可能な無線通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる無線通信装置は、対象装置から受信した受信データに基づいて再生タイミング信号を生成するためのタイミング信号生成部と、電圧制御発振器を含み、上記タイミング信号生成部によって生成された上記再生タイミング信号に基づいて第１の制御電圧を生成し、上記電圧制御発振器に上記第１の制御電圧を供給することにより、上記再生タイミング信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ上記再生タイミング信号に同期する基準タイミング信号を生成するためのジッタ抑圧部と、上記タイミング信号生成部によって生成される上記再生タイミング信号の異常を検知し、異常を検知した場合には、上記第１の制御電圧の代わりに、第１の所定範囲内の電圧である第２の制御電圧を上記電圧制御発振器に供給するための発振器制御部とを備える。
【００１３】
これにより、光ファイバケーブルの遮断状態が解消されて対象装置からのデータを受信できるようになってから、正常な基準タイミング信号を生成するまでの収束時間を大幅に短縮することができる。したがって、対象装置からの信号に基づいて当該対象装置と同期をとる構成において、非同期状態から同期状態へ早期に復帰することができる。また、再生タイミング信号の異常発生時に、対象装置からのデータに依存せず、基準タイミング信号によって動作を継続することができる。たとえば、異常であることを他の装置に通知する動作を行なうことができる。また、光ファイバケーブルの遮断状態等、無線通信装置の外部における異常状態に限らず、タイミング信号生成部の誤動作等、無線通信装置の内部において異常が発生した場合にも、通常状態への迅速な復帰が可能である。
【００１４】
（２）好ましくは、上記発振器制御部は、上記第１の制御電圧を測定し、上記第１の制御電圧が第２の所定範囲外になった場合には、異常が発生したと判定する。
【００１５】
このように、ジッタ抑圧部において生成される第１の制御電圧を測定する構成により、再生タイミング信号の異常を簡易な構成で検知することができる。
【００１６】
（３）より好ましくは、上記発振器制御部は、上記第１の制御電圧を測定し、上記第１の制御電圧が上記第２の所定範囲における最大値を超えた場合には、上記第１の所定範囲における最大値の電圧を上記第２の制御電圧として上記電圧制御発振器に供給し、上記第１の制御電圧が上記第２の所定範囲における最小値を下回った場合には、上記第１の所定範囲における最小値の電圧を上記第２の制御電圧として上記電圧制御発振器に供給する。
【００１７】
このように、異常検出時の第１の制御電圧に近いレベルの電圧を、異常状態において電圧制御発振器に供給する制御電圧として選択する構成により、制御電圧の切り替え時にジッタ抑圧部におけるコンデンサを大幅に放電したり蓄電したりする必要がなくなり、ジッタ抑圧部の動作を安定させることができる。
【００１８】
（４）より好ましくは、上記第１の所定範囲および上記第２の所定範囲は一致する。
【００１９】
このような構成により、２つの電圧によって各範囲を規定することができるため、回路構成の簡易化を図ることができる。
【００２０】
（５）好ましくは、上記発振器制御部は、上記第１の制御電圧と第１の閾値電圧とを比較するための第１の比較器と、上記第１の閾値電圧と異なる第２の閾値電圧と上記第１の制御電圧とを比較するための第２の比較器とを含み、上記第１の比較器による比較結果および上記第２の比較器による比較結果に基づいて、上記再生タイミング信号の異常を検知する。
【００２１】
このように、発振器制御部として、比較器によって構成されるアナログ回路を用いることにより、異常検出および制御電圧の切り替えを迅速に行なうことができる。
【００２２】
（６）より好ましくは、上記発振器制御部は、さらに、上記第１の比較器による比較結果および上記第２の比較器による比較結果に基づいて、上記第１の閾値電圧を上記第２の制御電圧として上記電圧制御発振器へ出力するか、上記第２の閾値電圧を上記第２の制御電圧として上記電圧制御発振器へ出力するか、あるいは、上記第１の制御電圧を上記電圧制御発振器へ出力するかを切り替えるためのスイッチを含む。
【００２３】
このように、発振器制御部において、スイッチを用いて各電圧を選択する構成により、簡易な構成で制御電圧の切り替えを行なうことができる。
【００２４】
（７）好ましくは、上記無線通信装置は、さらに、上記ジッタ抑圧部によって生成された上記基準タイミング信号に応答して、上記受信データを保持するとともに出力するためのリタイミング部を備える。
【００２５】
このように、ジッタの抑圧された基準タイミング信号を用いて対象装置からの受信データをリタイミングすることにより、無線通信装置における受信特性を良好にすることができる。
【００２６】
（８）好ましくは、上記無線通信装置は、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）規格に従う無線信号を送受信する。
【００２７】
このように、ＴＤＤ方式のＷｉＭＡＸにおいて本発明を適用することにより、フレーム構成でデータをやり取りするＴＤＤ方式における時間的制約の厳しい状況下で、本発明の有用性を活かすことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、対象装置からの信号に基づいて当該対象装置と同期をとる構成において、非同期状態から同期状態へ早期に復帰することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るリモートラジオヘッドの機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおける同期処理部の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る同期処理部における異常検出動作を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る同期処理部における閾値電圧および制御電圧の関係の変形例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおける同期処理部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３１】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置の構成を示す図である。
【００３２】
図１を参照して、無線通信装置２０１は、たとえば無線基地局装置であり、１または複数のリモートラジオヘッド（ＲＲＨ）１０１と、本体装置１０２とを備える。
【００３３】
無線通信装置２０１は、たとえばＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）システムにおいて設けられる。ＩＥＥＥ８０２．１６規格に従うＷｉＭＡＸでは、ＴＤＤ（時分割複信：Time Division Duplex）方式が採用されている。すなわち、ＷｉＭＡＸシステムでは、無線端末装置から無線基地局装置へ通信データを送信するための上り送信期間と、無線基地局装置から無線端末装置へ通信データを送信するための下り送信期間とが切り替えられ、交互に繰り返される。
【００３４】
具体的には、無線通信装置２０１は、無線端末装置３０１との間の通信データの送信および受信を時間的に切り替えて行なう。ここで、無線通信装置２０１および無線端末装置３０１においてそれぞれ生成された通信データは、ＷｉＭＡＸ規格に従い、無線通信装置２０１および無線端末装置３０１によってそれぞれ種々の信号処理が施され、最終的に無線信号に変換された後、無線端末装置３０１および無線通信装置２０１へそれぞれ送信される。
【００３５】
リモートラジオヘッド１０１は、ビルの屋上等に設置されたアンテナポール１０４に取り付けられる。また、このアンテナポール１０４にアンテナ１０３が取り付けられる。
【００３６】
リモートラジオヘッド１０１は、アンテナ１０３経由で無線端末装置３０１から受信した無線信号をデジタル信号に変換し、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２へ出力する。また、リモートラジオヘッド１０１は、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２から受けたデジタル信号を無線信号に変換し、アンテナ１０３経由で無線端末装置３０１へ送信する。
【００３７】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るリモートラジオヘッドの機能ブロック図である。
【００３８】
図２を参照して、リモートラジオヘッド１０１は、信号処理部８１と、無線送信部７１と、無線受信部７２と、送受信切り替えスイッチ８６とを備える。無線送信部７１は、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）８２と、変調器８３と、ドライバアンプ８４と、パワーアンプ８５と、発振器８７とを含む。無線受信部７２は、受信アンプ８９，９０と、ミキサ９１と、ＢＰＦ（Band Pass Filter）９２と、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）９３と、発振器９４とを含む。信号処理部８１は、同期処理部５１を含む。
【００３９】
信号処理部８１は、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２から受けたデジタル信号に対して信号処理を行い、無線送信部７１へ出力する。
【００４０】
信号処理部８１において、同期処理部５１は、本体装置１０２から受けたデジタル信号である受信データに基づいて、リモートラジオヘッド１０１が本体装置１０２と同期して動作するための基準タイミング信号を生成する。
【００４１】
無線送信部７１は、信号処理部８１から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を無線信号すなわちＲＦ（Radio Frequency）帯の信号に変換して無線端末装置３０１へ送信する。
【００４２】
無線受信部７２は、無線端末装置３０１から無線信号を受信してＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換し、変換したＩＦ信号をデジタル信号に変換して信号処理部８１へ出力する。
【００４３】
信号処理部８１は、無線受信部７２から受けたデジタル信号に対して種々の信号処理を行い、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２へ出力する。
【００４４】
より詳細には、デジタル／アナログ変換器８２は、信号処理部８１から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変調器８３へ出力する。
【００４５】
発振器８７は、局部発振信号を生成して変調器８３へ出力する。変調器８３は、デジタル／アナログ変換器８２から受けたベースバンドのアナログ信号と発振器８７から受けた局部発振信号とを乗算することにより、デジタル／アナログ変換器８２から受けたアナログ信号をたとえば直交変調して無線信号に変換し、ドライバアンプ８４へ出力する。
【００４６】
ドライバアンプ８４は、変調器８３から受けた無線信号を増幅し、パワーアンプ８５へ出力する。
【００４７】
パワーアンプ８５は、ドライバアンプ８４から受けた無線信号をさらに増幅する。パワーアンプ８５によって増幅された無線信号は、送受信切り替えスイッチ８６およびアンテナ１０３を介して無線端末装置３０１へ送信される。
【００４８】
受信アンプ８９は、たとえばＬＮＡ（Low Noise Amplifier）であり、アンテナ１０３および送受信切り替えスイッチ８６を介して無線端末装置３０１から無線信号を受信し、受信した無線信号を増幅して受信アンプ９０へ出力する。
【００４９】
受信アンプ９０は、たとえばＬＮＡであり、受信アンプ８９から受けた無線信号をさらに増幅してミキサ９１へ出力する。
【００５０】
発振器９４は、局部発振信号を生成してミキサ９１へ出力する。ミキサ９１は、受信アンプ９０から受けた無線信号と発振器９４から受けた局部発振信号とを乗算することにより、受信アンプ９０から受けた無線信号をＩＦ信号に変換し、バンドパスフィルタ９２へ出力する。
【００５１】
バンドパスフィルタ９２は、ミキサ９１から受けたＩＦ信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分を減衰させた信号をアナログ／デジタル変換器９３へ出力する。
【００５２】
アナログ／デジタル変換器９３は、バンドパスフィルタ９２から受けたＩＦ信号をデジタル信号に変換し、信号処理部８１へ出力する。
【００５３】
信号処理部８１は、アナログ／デジタル変換器９３から受けたＩＦ帯のデジタル信号をたとえば直交復調してベースバンドのデジタル信号に変換し、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２へ出力する。
【００５４】
送受信切り替えスイッチ８６は、信号処理部８１から受けた図示しない制御信号に基づいて、パワーアンプ８５から受けた無線信号をアンテナ１０３へ出力するか、アンテナ１０３から受けた無線信号を受信アンプ８９へ出力するかを切り替える。
【００５５】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおける同期処理部の構成を示す図である。
【００５６】
図３を参照して、同期処理部５１は、ＣＤＲ(Clock and Data Recovery)部１１と、ジッタ抑圧部１２と、発振器制御部１３とを含む。ＣＤＲ部１１は、リタイミング部２１と、タイミング信号生成部２２とを含む。ジッタ抑圧部１２は、位相比較器２３と、ループフィルタ２４と、ＶＣＸＯ（Voltage Controlled Crystal Oscillator）２５とを含む。発振器制御部１３は、スイッチ２６と、比較器２７，２８，２９と、ローパスフィルタ３０とを含む。
【００５７】
ＣＤＲ部１１は、本体装置１０２から受信した受信データのリシェーピングを行なうとともに、当該受信データからタイミングを抽出する。具体的には、ＣＤＲ部１１は、本体装置１０２から受信したデジタル信号である受信データから再生タイミング信号を生成して出力する。
【００５８】
より詳細には、ＣＤＲ部１１において、タイミング信号生成部２２は、本体装置１０２から受信した受信データに基づいてたとえばクロックである再生タイミング信号を生成する。タイミング信号生成部２２は、たとえば、本体装置１０２から受信したデジタル信号の立ち上がりおよび立ち下がりを監視することにより、タイミングを抽出する。
【００５９】
また、リタイミング部２１は、ジッタ抑圧部１２によってジッタの抑圧された基準タイミング信号を用いて、本体装置１０２からの受信データをリタイミングすることにより、当該受信データをリシェーピングする。すなわち、リタイミング部２１は、ジッタ抑圧部１２によって生成された基準タイミング信号に応答して、受信データを保持するとともに出力する。
【００６０】
ジッタ抑圧部１２は、ＣＤＲ部１１によって抽出されたタイミングを基準に、ＶＣＸＯ２５を制御する。より詳細には、ジッタ抑圧部１２は、ＶＣＸＯ２５を含み、タイミング信号生成部２２によって生成された再生タイミング信号に基づいて制御電圧ＶＣ１を生成し、ＶＣＸＯ２５に供給する。これにより、ジッタ抑圧部１２は、再生タイミング信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ再生タイミング信号に同期する基準タイミング信号を生成する。
【００６１】
具体的には、ジッタ抑圧部１２は、ＰＬＬ回路を構成する。すなわち、ジッタ抑圧部１２において、位相比較器２３は、タイミング信号生成部２２から受けた再生タイミング信号の位相とＶＣＸＯ２５から受けた基準タイミング信号の位相とを比較し、比較結果を示す位相差信号を出力する。この位相差信号が、同期状態におけるＶＣＸＯ２５の制御電圧ＶＣ１に対応する。
【００６２】
ループフィルタ２４の時定数により、ＰＬＬ回路の追従性が設定される。具体的には、高調波などの高い周波数成分を持つノイズに対してはＰＬＬ回路が追従しないように、ループフィルタ２４の時定数が設定される。
【００６３】
ＶＣＸＯ２５は、発振信号を生成し、基準タイミング信号として出力する。ＶＣＸＯ２５は、発振器制御部１３から受けた制御電圧に応じて発振信号の周波数を変更する。ＶＣＸＯ２５から出力された発振信号は、リタイミング部２１、位相比較器２３およびリモートラジオヘッド１０１における各回路へ出力される。
【００６４】
また、発振器制御部１３は、タイミング信号生成部２２によって生成される再生タイミング信号の異常を検知し、異常を検知した場合には、制御電圧ＶＣ１の代わりに、制御範囲ＣＲＧ内の電圧である制御電圧ＶＣ２をＶＣＸＯ２５に供給する。
【００６５】
具体的には、発振器制御部１３において、比較器２７は、バッファとして機能し、ジッタ抑圧部１２におけるループフィルタ２４を通過した位相差信号をローパスフィルタ３０へ出力する。
【００６６】
ローパスフィルタ３０は、比較器２７から受けた位相差信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させた信号を出力する。
【００６７】
比較器２８は、ローパスフィルタ３０を通過した位相差信号と閾値電圧Ｖｔｈ１とを比較し、比較結果を示す信号をスイッチ２６へ出力する。
【００６８】
比較器２９は、ローパスフィルタ３０を通過した位相差信号と閾値電圧Ｖｔｈ２とを比較し、比較結果を示す信号をスイッチ２６へ出力する。
【００６９】
発振器制御部１３は、比較器２８による比較結果および比較器２９による比較結果に基づいて、再生タイミング信号の異常を検知する。
【００７０】
スイッチ２６は、比較器２８および比較器２９から受けた信号に基づいて、ループフィルタ２４を通過した位相差信号、閾値電圧Ｖｔｈ１および閾値電圧Ｖｔｈ２のいずれか１つを選択し、制御電圧としてＶＣＸＯ２５に供給する。すなわち、スイッチ２６は、比較器２８による比較結果および比較器２９による比較結果に基づいて、閾値電圧Ｖｔｈ１を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５へ出力するか、閾値電圧Ｖｔｈ２を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５へ出力するか、あるいは、タイミング信号生成部２２によって生成された制御電圧ＶＣ１をＶＣＸＯ２５へ出力するかを切り替える。
【００７１】
［動作］
次に、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置が異常処理を行なう際の動作について図面を用いて説明する。
【００７２】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る同期処理部における異常検出動作を示す図である。
【００７３】
図４を参照して、閾値電圧Ｖｔｈ２は、閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きい。また、閾値電圧Ｖｔｈ１および閾値電圧Ｖｔｈ２は、ＶＣＸＯ２５に供給される制御電圧がこの閾値電圧Ｖｔｈ１から閾値電圧Ｖｔｈ２の範囲内に収まっていれば、ジッタ抑圧部１２によって構成されるＰＬＬ回路が非同期状態とならないような値に設定される。すなわち、ＰＬＬ回路の正常範囲ＮＲＧとして、閾値電圧Ｖｔｈ１から閾値電圧Ｖｔｈ２の範囲が設定される。
【００７４】
発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１を測定し、制御電圧ＶＣ１が正常範囲ＮＲＧ外になった場合には、異常が発生したと判定する。
【００７５】
より詳細には、さらに図３を参照して、発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１が閾値電圧Ｖｔｈ１から閾値電圧Ｖｔｈ２の範囲に収まっている場合には、ジッタ抑圧部１２よって構成されるＰＬＬ回路が正常に動作しており、ＣＤＲ部１１から出力される再生タイミング信号は正常であると判断する。この場合、発振器制御部１３は、ループフィルタ２４を通過した位相差信号すなわち制御電圧ＶＣ１をＶＣＸＯ２５に供給する。
【００７６】
一方、発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１が閾値電圧Ｖｔｈ１から閾値電圧Ｖｔｈ２の範囲外になった場合には、ジッタ抑圧部１２よって構成されるＰＬＬ回路に異常が発生しており、ＣＤＲ部１１から出力される再生タイミング信号は異常であると判断する。
【００７７】
たとえば、発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１を測定し、制御電圧ＶＣ１が正常範囲ＮＲＧにおける最大値を超えた場合には、制御範囲ＣＲＧにおける最大値の電圧を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。また、発振器制御部１３は、制御電圧ＶＣ１が正常範囲ＮＲＧにおける最小値を下回った場合には、制御範囲ＣＲＧにおける最小値の電圧を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。
【００７８】
ここで、同期処理部５１では、制御範囲ＣＲＧおよび正常範囲ＮＲＧは一致する。すなわち、比較器２８は、ローパスフィルタ３０を通過した位相差信号と閾値電圧Ｖｔｈ１とを比較し、位相差信号が閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きい場合には論理ハイレベルの信号をスイッチ２６へ出力し、位相差信号が閾値電圧Ｖｔｈ１よりも小さい場合には論理ローレベルの信号をスイッチ２６へ出力する。
【００７９】
比較器２９は、ローパスフィルタ３０を通過した位相差信号と閾値電圧Ｖｔｈ２とを比較し、位相差信号が閾値電圧Ｖｔｈ２よりも小さい場合には論理ハイレベルの信号をスイッチ２６へ出力し、位相差信号が閾値電圧Ｖｔｈ２よりも大きい場合には論理ローレベルの信号をスイッチ２６へ出力する。
【００８０】
スイッチ２６は、比較器２８から論理ハイレベルの信号を受けており、かつ比較器２９から論理ハイレベルの信号を受けている場合には、ループフィルタ２４を通過した位相差信号すなわち制御電圧ＣＶ１をＶＣＸＯ２５に供給する。
【００８１】
また、スイッチ２６は、比較器２８から論理ローレベルの信号を受けており、かつ比較器２９から論理ハイレベルの信号を受けている場合には、閾値電圧Ｖｔｈ１を制御電圧ＣＶ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。
【００８２】
また、スイッチ２６は、比較器２８から論理ハイレベルの信号を受けており、かつ比較器２９から論理ローレベルの信号を受けている場合には、閾値電圧Ｖｔｈ２を制御電圧ＣＶ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。
【００８３】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る同期処理部における閾値電圧および制御電圧の関係の変形例を示す図である。
【００８４】
図５を参照して、上記の例では、制御範囲ＣＲＧおよび正常範囲ＮＲＧは一致する、すなわちＣＤＲ部１１から出力される再生タイミング信号を異常であると判断した場合にＶＣＸＯ２５へ供給する制御電圧を、正常および異常の判定境界に対応する閾値電圧Ｖｔｈ１または閾値電圧Ｖｔｈ２とする構成であるとしたが、これに限定するものではない。制御範囲ＣＲＧおよび正常範囲ＮＲＧの各々の少なくとも一部が重複していればよい。
【００８５】
たとえば、ローパスフィルタ３０を通過した位相差信号が閾値電圧Ｖｔｈ１未満になると、発振器制御部１３は、閾値電圧Ｖｔｈ１より小さい制御電圧ＶＣ１をＶＣＸＯ２５に供給する。
【００８６】
一方、ローパスフィルタ３０を通過した位相差信号が閾値電圧Ｖｔｈ２以上になると、発振器制御部１３は、閾値電圧Ｖｔｈ２より大きい制御電圧ＶＣ２をＶＣＸＯ２５に供給する。
【００８７】
ところで、リモートラジオヘッドにおいて、光ファイバケーブルの断線などにより基地局本体からの信号を受信できなくなると、ＰＬＬ回路が非同期状態になってしまう。そうすると、ＰＬＬ回路の時定数によっては、同期状態への復帰に時間がかかり、通信への影響が大きくなる場合がある。
【００８８】
具体的には、無線通信装置２０１において、本体装置１０２は、リモートラジオヘッド１０１へクロック等の基準タイミング信号を送信しない。このため、リモートラジオヘッド１０１は、本体装置１０２から送信されるデータに基づいて基準タイミング信号を新たに生成し、この基準タイミング信号に基づいて動作する必要がある。
【００８９】
ここで、ＣＤＲ部１１によって生成された再生タイミング信号には不要なスプリアス成分すなわちジッタ成分も多く含まれているため、再生タイミング信号をそのまま無線送信部７１および無線受信部７２等におけるＰＬＬ回路の基準タイミング信号として利用することは困難である。
【００９０】
そこで、リモートラジオヘッド１０１では、ジッタ抑圧部１２は、再生タイミング信号に含まれる高調波成分など、比較的周波数が高い成分のノイズを低減し、位相雑音を改善する。
【００９１】
ここで、本体装置１０２から送信される光信号は、本体装置１０２における精度の高いタイミング信号によって生成されたものである。そして、当該光信号には、ゆらぎ成分が含まれる。
【００９２】
ジッタ抑圧部１２によって構成されるＰＬＬ回路は、本体装置１０２と同期をとるために、このゆらぎに追従する必要がある。このため、ジッタ抑圧部１２は、非常に低い周波数成分は除去せずに通過させ、高調波成分およびデジタル信号成分など比較的周波数の高い成分を除去する。したがって、ＰＬＬ回路におけるループフィルタ２４の時定数は大きい値が設定され、ＰＬＬ回路の応答速度は遅くなる。
【００９３】
ここで、光ファイバケーブルの遮断など、本体装置１０２からの光信号を受信できなくなってしまった場合には、ＣＤＲ部１１からの再生タイミング信号たとえば抽出クロックが不正確になり、その上、本体装置１０２との同期がとれなくなってしまう。そして、上記のようにジッタ抑圧部１２によって構成されるＰＬＬ回路の時定数が大きいことから、光ファイバケーブルの遮断状態が解消されても、早期に再生タイミング信号を生成し、正常な基準タイミング信号を生成することは困難である。
【００９４】
たとえば、ＰＬＬ回路が、同期状態への復帰に数１０ｍｓかかってしまう場合には、ＷｉＭＡＸシステムでは１フレームが５ｍｓであるため、同期状態への復帰に少なくとも数フレーム分の時間を要してしまい、通信への影響が大きくなる。
【００９５】
これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、タイミング信号生成部２２は、本体装置１０２から受信した受信データに基づいて再生タイミング信号を生成する。ジッタ抑圧部１２は、ＶＣＸＯ２５を含み、タイミング信号生成部２２によって生成された再生タイミング信号に基づいて制御電圧ＶＣ１を生成し、ＶＣＸＯ２５に供給する。これにより、ジッタ抑圧部１２は、再生タイミング信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ再生タイミング信号に同期する基準タイミング信号を生成する。そして、発振器制御部１３は、タイミング信号生成部２２によって生成される再生タイミング信号の異常を検知し、異常を検知した場合には、制御電圧ＶＣ１の代わりに、制御範囲ＣＲＧ内の電圧である制御電圧ＶＣ２をＶＣＸＯ２５に供給する。
【００９６】
すなわち、ジッタ抑圧部１２において生成される制御電圧ＶＣ１をモニタしておき、制御電圧ＶＣ１に対して上下に閾値電圧を設ける。そして、光ファイバケーブルの遮断などで本体装置１０２からのデジタル信号を受信できなくなった場合には、たとえば上記閾値電圧を制御電圧としてＶＣＸＯ２５に供給することにより、制御電圧をロックレンジすなわちＰＬＬ回路が追従できる範囲内に保持し、ロックレンジ外へ制御電圧が振り切れることを防ぐ。
【００９７】
これにより、光ファイバケーブルの遮断状態が解消されて本体装置１０２からのデジタル信号を受信できるようになってから、ＰＬＬ回路がロックして正常な基準タイミング信号を生成するまでの収束時間を大幅に短縮することができる。
【００９８】
また、再生タイミング信号の異常発生時に、本体装置１０２からの信号に依存せず、基準タイミング信号によって動作を継続することができる。たとえば、異常であることを他の装置に通知する動作を行なうことができる。
【００９９】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、光ファイバケーブルの遮断状態等、リモートラジオヘッド１０１の外部における異常状態に限らず、ＣＤＲ部１１の誤動作等、リモートラジオヘッド１０１の内部において異常が発生した場合にも、通常状態への迅速な復帰が可能である。
【０１００】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１を測定し、制御電圧ＶＣ１が正常範囲ＮＲＧ外になった場合には、異常が発生したと判定する。
【０１０１】
このように、ジッタ抑圧部１２において生成される制御電圧を測定する構成により、再生タイミング信号の異常を簡易な構成で検知することができる。
【０１０２】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１を測定し、制御電圧ＶＣ１が正常範囲ＮＲＧにおける最大値を超えた場合には、制御範囲ＣＲＧにおける最大値の電圧を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。また、発振器制御部１３は、制御電圧ＶＣ１が正常範囲ＮＲＧにおける最小値を下回った場合には、制御範囲ＣＲＧにおける最小値の電圧を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。
【０１０３】
このように、異常検出時たとえばＰＬＬ回路の同期外れ検出時の制御電圧に近いレベルの電圧を、異常状態においてＶＣＸＯ２５に供給する制御電圧として選択する構成により、制御電圧の切り替え時にＰＬＬ回路におけるコンデンサを大幅に放電したり蓄電したりする必要がなくなり、ＰＬＬ回路の動作を安定させることができる。
【０１０４】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、制御範囲ＣＲＧおよび正常範囲ＮＲＧは一致する。
【０１０５】
このような構成により、２つの電圧によって各範囲を規定することができるため、回路構成の簡易化を図ることができる。
【０１０６】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、発振器制御部１３において、比較器２８は、制御電圧ＶＣ１と閾値電圧Ｖｔｈ１とを比較する。比較器２９は、閾値電圧Ｖｔｈ１と異なる閾値電圧Ｖｔｈ２と制御電圧ＶＣ１とを比較する。そして、発振器制御部１３は、比較器２８による比較結果および比較器２９による比較結果に基づいて、再生タイミング信号の異常を検知する。
【０１０７】
このように、発振器制御部１３として、比較器によって構成されるアナログ回路を用いることにより、異常検出および制御電圧の切り替えを迅速に行なうことができる。
【０１０８】
また、発振器制御部１３として、Ａ／ＤコンバータおよびＤ／Ａコンバータ等によって構成されるデジタル回路を用いる場合には、再生タイミング信号の異常時でも動作可能とするために、基準タイミング信号に依存しない自走クロックを出力可能な回路が必要になる。これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、比較器によって構成されるアナログ回路を用いることにより、このような発振回路が不要となり、構成の簡易化を図ることができる。
【０１０９】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、スイッチ２６は、比較器２８による比較結果および比較器２９による比較結果に基づいて、閾値電圧Ｖｔｈ１を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５へ出力するか、閾値電圧Ｖｔｈ２を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５へ出力するか、あるいは、タイミング信号生成部２２によって生成された制御電圧ＶＣ１をＶＣＸＯ２５へ出力するかを切り替える。
【０１１０】
このように、発振器制御部１３において、スイッチを用いて各電圧を選択する構成により、簡易な構成で制御電圧の切り替えを行なうことができる。
【０１１１】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、リタイミング部２１は、ジッタ抑圧部１２によって生成された基準タイミング信号に応答して、受信データを保持するとともに出力する。
【０１１２】
このように、ジッタの抑圧された基準タイミング信号を用いて本体装置１０２からの受信データをリタイミングすることにより、リモートラジオヘッド１０１における受信特性を良好にすることができる。
【０１１３】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置は、ＷｉＭＡＸ規格に従う無線信号を送受信する。
【０１１４】
このように、ＴＤＤ方式のＷｉＭＡＸにおいて本発明を適用することにより、フレーム構成でデータをやり取りするＴＤＤ方式における時間的制約の厳しい状況下で、本発明の有用性を活かすことができる。
【０１１５】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、発振器制御部１３は、異常状態における制御電圧ＶＣ２として、固定電圧である閾値電圧Ｖｔｈ１または閾値電圧Ｖｔｈ２を選択する構成であるとしたが、これに限定するものではない。異常状態における制御電圧ＶＣ２は、固定電圧である必要はなく、所定範囲内で変動する電圧であってもよい。
【０１１６】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置では、発振器制御部１３は、ジッタ抑圧部１２において生成される制御電圧ＶＣ１を測定することにより、再生タイミング信号の異常を検出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。発振器制御部１３は、再生タイミング信号または基準タイミング信号の状態に応じて変化する何らかの値を監視することにより、再生タイミング信号の異常を検出する構成であればよい。
【０１１７】
たとえば、発振器制御部１３は、基準タイミング信号の周波数を監視し、これに基づいて再生タイミング信号の異常を検出する構成であってもよい。具体的には、ＶＣＸＯ２５とは別の自走可能な発振器を設け、当該発振器の発振周波数と基準タイミング信号の周波数とを比較することにより、再生タイミング信号の異常を検出する。
【０１１８】
また、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置は、リモートラジオヘッドを備えた無線基地局装置であるとしたが、これに限定するものではなく、対象装置からの信号に基づいて対象装置と同期をとる装置であればどのような装置であってもよい。
【０１１９】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【０１２０】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る無線通信装置と比べて発振器制御部の構成を変更した無線通信装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る無線通信装置と同様である。
【０１２１】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおける同期処理部の構成を示す図である。
【０１２２】
図６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るリモートラジオヘッドは、同期処理部５１の代わりに同期処理部５２を備える。同期処理部５２は、ＣＤＲ部１１と、ジッタ抑圧部１２と、発振器制御部１４とを含む。発振器制御部１４は、スイッチ３１と、比較器３２と、ローパスフィルタ３３と、Ａ／Ｄコンバータ３４と、判定部３５と、Ｄ／Ａコンバータ３６とを含む。
【０１２３】
発振器制御部１４において、比較器３２は、バッファとして機能し、ジッタ抑圧部１２におけるループフィルタ２４を通過した位相差信号をローパスフィルタ３３へ出力する。
【０１２４】
ローパスフィルタ３３は、比較器３２から受けた位相差信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させた信号を出力する。
【０１２５】
Ａ／Ｄコンバータ３４は、ローパスフィルタ３３を通過したアナログ信号である位相差信号をデジタル信号に変換し、判定部３５へ出力する。
【０１２６】
判定部３５は、Ａ／Ｄコンバータ３４から受けたデジタル信号に基づいて、再生タイミング信号の異常を検出し、異常状態における制御電圧ＶＣ２の生成、およびスイッチ３１の制御を行なう。
【０１２７】
Ｄ／Ａコンバータ３６は、判定部３５から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、スイッチ３１へ出力する。
【０１２８】
スイッチ３１は、判定部３５から受けた制御信号に基づいて、ループフィルタ２４を通過した位相差信号、およびＤ／Ａコンバータ３６から受けた信号のいずれかを選択し、制御電圧としてＶＣＸＯ２５に供給する。
【０１２９】
より詳細には、判定部３５は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１が閾値電圧Ｖｔｈ１から閾値電圧Ｖｔｈ２の範囲に収まっている場合には、ジッタ抑圧部１２よって構成されるＰＬＬ回路が正常に動作しており、ＣＤＲ部１１から出力される再生タイミング信号は正常であると判断する。この場合、判定部３５は、スイッチ３１を制御して、ループフィルタ２４を通過した位相差信号すなわち制御電圧ＶＣ１をＶＣＸＯ２５に供給する。
【０１３０】
一方、判定部３５は、ジッタ抑圧部１２において生成された制御電圧ＶＣ１が閾値電圧Ｖｔｈ１から閾値電圧Ｖｔｈ２の範囲外になった場合には、ジッタ抑圧部１２よって構成されるＰＬＬ回路に異常が発生しており、ＣＤＲ部１１から出力される再生タイミング信号は異常であると判断する。この場合、判定部３５は、スイッチ３１を制御して、Ｄ／Ａコンバータ３６から出力される信号を制御電圧ＶＣ２としてＶＣＸＯ２５に供給する。
【０１３１】
本発明の第２の実施の形態に係る無線通信装置では、発振器制御部１４として、Ａ／ＤコンバータおよびＤ／Ａコンバータ等によって構成されるデジタル回路を用いる構成により、異常判定基準、および異常状態における制御電圧をより柔軟に設定することが可能となる。
【０１３２】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る無線通信装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１３３】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３４】
１１ ＣＤＲ部
１２ ジッタ抑圧部
１３ 発振器制御部
１４ 発振器制御部
２１ リタイミング部
２２ タイミング信号生成部
２３ 位相比較器
２４ ループフィルタ
２５ ＶＣＸＯ
２６ スイッチ
２７，２８，２９ 比較器
３０ ローパスフィルタ
３１ スイッチ
３２ 比較器
３３ ローパスフィルタ
３４ Ａ／Ｄコンバータ
３５ 判定部
３６ Ｄ／Ａコンバータ
５１ 同期処理部
５２ 同期処理部
７１ 無線送信部
７２ 無線受信部
８１ 信号処理部
８２ デジタル／アナログ変換器
８３ 変調器
８４ ドライバアンプ
８５ パワーアンプ
８６ 送受信切り替えスイッチ
８７ 発振器
８９，９０ 受信アンプ
９１ ミキサ
９２ ＢＰＦ
９３ アナログ／デジタル変換器
９４ 発振器
１０１ リモートラジオヘッド
１０２ 本体装置
２０１ 無線通信装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象装置から受信した受信データに基づいて再生タイミング信号を生成するためのタイミング信号生成部と、
電圧制御発振器を含み、前記タイミング信号生成部によって生成された前記再生タイミング信号に基づいて第１の制御電圧を生成し、前記電圧制御発振器に前記第１の制御電圧を供給することにより、前記再生タイミング信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ前記再生タイミング信号に同期する基準タイミング信号を生成するためのジッタ抑圧部と、
前記タイミング信号生成部によって生成される前記再生タイミング信号の異常を検知し、異常を検知した場合には、前記第１の制御電圧の代わりに、第１の所定範囲内の電圧である第２の制御電圧を前記電圧制御発振器に供給するための発振器制御部とを備える、無線通信装置。
【請求項２】
前記発振器制御部は、前記第１の制御電圧を測定し、前記第１の制御電圧が第２の所定範囲外になった場合には、異常が発生したと判定する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記発振器制御部は、前記第１の制御電圧を測定し、前記第１の制御電圧が前記第２の所定範囲における最大値を超えた場合には、前記第１の所定範囲における最大値の電圧を前記第２の制御電圧として前記電圧制御発振器に供給し、前記第１の制御電圧が前記第２の所定範囲における最小値を下回った場合には、前記第１の所定範囲における最小値の電圧を前記第２の制御電圧として前記電圧制御発振器に供給する、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第１の所定範囲および前記第２の所定範囲は一致する、請求項２または請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記発振器制御部は、
前記第１の制御電圧と第１の閾値電圧とを比較するための第１の比較器と、
前記第１の閾値電圧と異なる第２の閾値電圧と前記第１の制御電圧とを比較するための第２の比較器とを含み、
前記第１の比較器による比較結果および前記第２の比較器による比較結果に基づいて、前記再生タイミング信号の異常を検知する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記発振器制御部は、さらに、
前記第１の比較器による比較結果および前記第２の比較器による比較結果に基づいて、前記第１の閾値電圧を前記第２の制御電圧として前記電圧制御発振器へ出力するか、前記第２の閾値電圧を前記第２の制御電圧として前記電圧制御発振器へ出力するか、あるいは、前記第１の制御電圧を前記電圧制御発振器へ出力するかを切り替えるためのスイッチを含む、請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記無線通信装置は、さらに、
前記ジッタ抑圧部によって生成された前記基準タイミング信号に応答して、前記受信データを保持するとともに出力するためのリタイミング部を備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記無線通信装置は、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）規格に従う無線信号を送受信する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１】
対象装置から受信した受信データに基づいて再生タイミング信号を生成するためのタイミング信号生成部と、
電圧制御発振器を含み、前記タイミング信号生成部によって生成された前記再生タイミング信号に基づいて第１の制御電圧を生成し、前記電圧制御発振器に前記第１の制御電圧を供給することにより、前記再生タイミング信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ前記再生タイミング信号に同期する基準タイミング信号を生成するためのジッタ抑圧部と、
前記タイミング信号生成部によって生成される前記再生タイミング信号の異常を検知し、異常を検知した場合には、前記第１の制御電圧の代わりに、第１の所定範囲内の電圧である第２の制御電圧を前記電圧制御発振器に供給するための発振器制御部とを備える、無線通信装置。
【請求項２】
前記発振器制御部は、前記第１の制御電圧を測定し、前記第１の制御電圧が第２の所定範囲外になった場合には、異常が発生したと判定する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記発振器制御部は、前記第１の制御電圧を測定し、前記第１の制御電圧が前記第２の所定範囲における最大値を超えた場合には、前記第１の所定範囲における最大値の電圧を前記第２の制御電圧として前記電圧制御発振器に供給し、前記第１の制御電圧が前記第２の所定範囲における最小値を下回った場合には、前記第１の所定範囲における最小値の電圧を前記第２の制御電圧として前記電圧制御発振器に供給する、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第１の所定範囲および前記第２の所定範囲は一致する、請求項２または請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記発振器制御部は、
前記第１の制御電圧と第１の閾値電圧とを比較するための第１の比較器と、
前記第１の閾値電圧と異なる第２の閾値電圧と前記第１の制御電圧とを比較するための第２の比較器とを含み、
前記第１の比較器による比較結果および前記第２の比較器による比較結果に基づいて、前記再生タイミング信号の異常を検知する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記発振器制御部は、さらに、
前記第１の比較器による比較結果および前記第２の比較器による比較結果に基づいて、前記第１の閾値電圧を前記第２の制御電圧として前記電圧制御発振器へ出力するか、前記第２の閾値電圧を前記第２の制御電圧として前記電圧制御発振器へ出力するか、あるいは、前記第１の制御電圧を前記電圧制御発振器へ出力するかを切り替えるためのスイッチを含む、請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記無線通信装置は、さらに、
前記ジッタ抑圧部によって生成された前記基準タイミング信号に応答して、前記受信データを保持するとともに出力するためのリタイミング部を備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記無線通信装置は、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）規格に従う無線信号を送受信する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１４２７５６（Ｐ２０１２−１４２７５６Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９３４８３（Ｐ２０１０−２９３４８３）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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