专利名称：同步信号生成装置及同步信号生成方法
技术领域：
本发明的实施例涉及向无线系统供给同步信号的同步信号生成装置及同步信号生成方法。
背景技术：
时分多路复用通信方式的无线系统，需要取得对上行的无线信号和下行的无线信号进行收发的定时的同步。上行的无线信号从终端向无线基站的无线部发送，下行的无线信号从无线基站的无线部向终端发送。当相邻的无线基站之间进行收发的定时发生偏差时，无线信号产生干扰。结果，通信质量降低，或者发生不能通信的状态。因此，作为无线系统整体能够共同参照、且精度高的时钟，使用来自定位卫星的基准信号。作为当前能够利用的定位卫星及其基准信号，作为一个例子而已知GPS (Global Positioning System 全球定位系统)所使用的GPS卫星和1脉冲/秒的信号。该1脉冲/秒的信号被称作秒信号。在利用来自定位卫星的基准信号时，必须要接收定位卫星发送的电波。但是，根据无线基站的设置场所，有时不能接收定位卫星发送的电波。该情况对于普及无线系统来说成为问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为，提供一种同步信号生成装置及同步信号生成方法，即使在不能接收定位卫星发送的电波的场所，也能够生成与定位卫星发送的基准信号同步的同步信号。实施例的同步信号生成装置具备控制装置，生成同步信号；和定位卫星信号接收机，经由能够双向传送信号的传送路径与上述控制装置连接。该同步信号生成装置的定位卫星信号接收机具备定位卫星信号接收部，接收定位卫星发送的信号，并输出基准信号；分离部，从传送路径的下行信号中分离延迟测定信号；复用部，对传送路径的上行信号多路复用与基准信号分离了的延迟测定信号；以及接口，与传送路径连接，经由传送路径将上行信号向控制装置发送，并从控制装置接收下行信号。此外，控制装置具备复用部，对下行信号多路复用延迟测定信号；接口，与传送路径连接，经由传送路径向定位卫星信号接收机发送下行信号，并从定位卫星信号接收机接收上行信号；分离部，从上行信号分离基准信号和延迟测定信号；延迟测定部，基于从发送延迟测定信号到接收延迟测定信号为止的时间，测定传送路径的延迟时间；第一相位修正部，基于延迟时间修正从上行信号分离的基准信号的相位，输出与基准信号同步的第一基准信号；以及驱动部，基于第一基准信号，输出与基准信号同步的第一同步信号。本实施例的同步信号生成方法为，用于同步信号生成装置，该同步信号生成装置具备控制装置，生成第一同步信号；和定位卫星信号接收机，经由能够双向传送信号的传送路径与控制装置连接。定位卫星信号接收机，接收定位卫星发送的信号并提取基准信号； 在传送路径的上行信号中多路复用基准信号；从传送路径的下行信号分离延迟测定信号， 并将分离的延迟测定信号多路复用到传送路径的上行信号中；然后，经由传送路径发送上行信号。并且，控制装置向传送路径的下行信号多路复用延迟测定信号；经由传送路径发送下行信号；从传送路径的上行信号分离基准信号及延迟测定信号；基于从发送延迟测定信号到接收延迟测定信号为止的时间，测定传送路径的延迟时间；基于延迟时间，修正基准信号的相位而生成第一基准信号；根据第一基准信号输出第一同步信号。根据上述结构的同步信号生成装置，能够得到一种同步信号生成装置和同步信号生成方法，即使在不能接收定位卫星发送的电波的场所，也能够生成与定位卫星的基准信号同步的同步信号。
图1是表示具备本实施例的同步信号生成装置的无线系统的图。图2是表示无线系统的其他结构例的图。图3是表示定位卫星信号接收机的结构的框图。图4是表示控制装置的结构的框图。图 5 是表示 ISDN(Integrated Services Digital Network 综合业务数字网)基本速率接口的加入者线路的信号形式的图。图6是表示秒信号的传送延迟的测定方法的图。图7是表示各位置上的秒信号的相位关系的图。图8是表示其他实施例的控制装置的结构的框图。
具体实施例方式下面，参照附图对本实施例的同步信号生成装置及同步信号生成方法进行说明。 下面，对作为定位卫星使用GPS卫星、作为基准信号使用秒信号的例子进行说明。另外，在本发明中，作为基准信号能够使用秒信号以外的信号，并且作为定位卫星能够使用GPS卫星以外的定位卫星。作为GPS以外的卫星定位系统，已知GL0NASS(俄罗斯)、伽利略(欧洲)、北斗(中国)、导向W务；日本)及IRNSS(印度)。图1表示具备实施例1的同步信号生成装置的无线系统。无线系统100具备无线基站110和同步信号生成装置120。无线基站110具有无线部7a、7b、无线控制部8以及光纤9a、9b。无线部7a、7b和无线控制部8分离配置，并通过光纤9a、9b连接。同步信号生成装置120具有定位卫星信号接收机1 ；定位卫星信号接收天线2 ；控制定位卫星信号接收机1的控制装置4 ；以及传送路径3。传送路径3连接定位卫星信号接收机1和控制装置 4。参照符号20表示定位卫星。无线控制部8控制无线部7a、7b。无线控制部8基于由控制装置4供给的第一同步信号6，使无线部7a、7b同步。由此，无线部7a、7b与终端10a、10b之间，能够通过时分多路复用通信方式收发上行的无线信号和下行的无线信号。上行的无线信号从终端10a、10b 向无线部7a、7b发送，下行的无线信号从无线部7a、7b向终端10a、IOb发送。另外，无线部7a、7b和无线控制部8也可以构成为一体。通信运营商有时借用其他通信运营商的通信站建筑物130来设置无线控制部8。 在该情况下，站建筑物130是其他通信运营商的所有物。因此，有时即使能够在站建筑物 130的屋顶设置定位卫星信号 接收机1，也不能铺设将来自定位卫星信号接收机1的基准信号、即秒信号传送到控制装置4的传送路径3。在这种情况下，不能够利用来自GPS卫星20 的信号。但是，由于站建筑物130是加入者线路的集线场所，所以铺设有向屋外的各种场所的电话线。在本实施例中，作为传送路径3利用加入者线路，从设置在任意建筑物的屋外的定位卫星信号接收机1向控制装置4供给基准信号。另外，有时定位卫星信号接收机1 和控制装置4相隔数公里设置。图2表示2个站建筑物130a、130b相邻、且2个无线基站相邻的结构。设置在第一站建筑物130a中的控制装置4-1和设置在第二站建筑物130a中的控制装置4_2，分别与通信网络NW连接。与通信网络NW同步的第二同步信号5被输入到控制装置4-1、4-2。当传送路径3-1的长度和传送路径3-2的长度不同时，传送路径3-1的延迟时间和传送路径 3-2的延迟时间不同。在该情况下，在相邻的无线部7a-l、7b-l和无线部7a_2、7b_2之间收发的定时发生偏差，有可能产生干扰。因此，在本实施例中，消除传送路径3-1、3-2的延迟时间，向无线控制部8-1、8-2提供与GPS的基准信号同步的第一同步信号6-1、6-2。传送路径3是能够双向传送信号的传送路径。在实施例1中，作为传送路径3，作为一个例子而使用 ISDN(Integrated Services Digital Network)基本速率接口。ISDN基本速率接口具有64kbps的2个B信道和16kbps的1个D信道。2个B信道是Bl信道和 B2信道。另外，传送路径3不限于ISDN基本速率接口。传送路径3具备从控制装置4朝向定位卫星信号接收机1的下行的至少1个信道和从定位卫星信号接收机1朝向控制装置4 的上行的至少2个信道即可。图3是表示定位卫星信号接收机1的结构的框图。定位卫星信号接收机1具备定位卫星信号接收部11、复用分离部12以及DSU (Digital Service Unit 数字业务单元)部 13。定位卫星信号接收天线2接收从GPS卫星20发送的信号。定位卫星信号接收部 11从由定位卫星信号接收天线2接收的信号中提取作为基准信号的1脉冲/秒的秒信号， 并输出基准信号。DSU部13是与传送路径3连接的接口，在与控制装置4之间收发信号。 DSU部13接收从控制装置4传送的下行信号的帧。复用分离部12从下行信号的帧中分离 Bl信道、从B2信道以及D信道，并进一步从B2信道中分离延迟测定用信号。并且，如后所述，复用分离部12在向控制装置4传送的上行信号的帧的Bl信道中多路复用基准信号，并且在B2信道中多路复用分离出的延迟测定用信号。并且，DSU部13将来自复用分离部12 的上行信号的帧向控制装置4传送。图4是表示控制装置4的结构的框图。控制装置4具备0⑶(Official Channel Unit 局内信道单元)部41、复用分离部42、延迟测定部43、第一相位修正部44、PLL电路 45、相位比较部46、第二相位修正部47以及驱动部48。OOT部41提供ISDN基本接口的加入者线路接口功能。OOT部41是与传送路径3 连接的接口，在与定位卫星信号接收部1之间收发信号。复用分离部42对ISDN基本速率接口的各信道进行多路复用，并分离各信道。复用分离部42从上行信号的帧的Bl信道中取出基准信号，向端子B输出。此外，复用分离部42在下行信号的帧的B2信道中多路复用延迟测定用信号，并从上行信号的帧的B2信道中分离延迟测定用信号。延迟测定部43对从延迟测定用信号被输入到端子C开始到延迟测定用信号返回到端子D为止的时间进行测定。所测定的时间的一半时间为电路及传送路径3的延迟时间。测定延迟时间的方法将后述。第一相位修正部44基于延迟时间来修正相位，以便对于从端子B输出的基准信号消除电路及传送路径3的传送延迟，并将修正了相位的基准信号即与基准信号同步后的第一基准信号输出到端子E。PLL (Phase-Locked Loop:锁相环)电路45基于与通信网络NW同步后的第二同步信号5，生成1脉冲/秒的第二基准信号，并从端子G输出第二基准信号。第二同步信号5 是与GPS卫星供给的基准信号相比不受日食的影响的信号，例如是SkHz或64kHz的时钟信号。由PLL电路45生成并从端子G输出的第二基准信号，被输入到第二相位修正部47。从第二相位修正部47的端子F的输出，被分支而输入到相位比较部46，并与来自第一相位修正部44的第一基准信号进行相位比较。基于两个信号的相位差的信号从相位比较部46输入到第二相位修正部47，第二相位修正部调节第二基准信号的相位，以使两个信号的相位差消失。结果，第二相位修正部47从端子F输出与来自GPS卫星的基准信号同步的信号。 来自第二相位修正部47的输出信号经由驱动部48，作为第一同步信号6向无线控制部8输出。如此，能够得到与来自GPS卫星的基准信号同步的第一同步信号6，并且第一同步信号 6被向无线控制部8送出。接着，对实施例1的传送延迟测定动作进行说明。图5表示ISDN基本速率接口的加入者线路的信号形式。参照符号140表示下行信号的帧。上行信号的帧也是与下行信号的帧140相同的结构。各时隙具有8比特的Bl信道、8比特的B2信道以及2比特的D信道。使用上行信号的帧的Bl信道来传送基准信号。 此外，在延迟测定时，使用上行信号的帧的B2信道及下行信号的帧的B2信道。图6表示传送延迟的测定方法。图6表示在卫星信号接收机1的复用分离部12 的端子C'、D'以及控制装置4的复用分离部42的端子C、D上的信号的定时。在开始延迟测定的时刻，延迟测定部43将控制装置4的复用分离部42的向下行信号的帧的B2信道中输入数据的端子C设为逻辑值1。逻辑值1的信号经由传送路径3，从控制装置4向定位卫星信号接收机1送出。在定位卫星信号接收机1的内部，输出下行信号的帧的B2信道的数据的端子C'与向上行信号的帧的B2信道中输入数据的端子D'相连接。因此，在端子 C'出现的逻辑值1的信号被直接输入到端子D'。通过复用分离部12而返回的逻辑值1 的信号，经由传送路径3在复用分离部42的输出上行信号的帧的B2信道的数据的端子D 上出现。从复用分离部42的端子C由0向1变化到端子D由0向1变化为止需要时间2t。 该时间的二分之一为定位卫星信号接收机1和控制装置4之间的路径的延迟时间t。因此，在控制装置4内减去了延迟时间t的基准信号，被消除了传送路径3等的延迟时间，变得与在控制装置4的设置场所接收的GPS的基准信号相等。图7表示各端子A、B上的基准信号的相位、端子E上的第一基准信号的相位以及端子F及G上的第二基准信号的相位之间的关系。从定位卫星信号接收机1的复用分离部 12的端子A到控制装置4的复用分离部42的端子B为止，产生延迟时间t。从端子E输出由第一相位修正部44修正了延迟时间t的第一基准信号。由此，即使在定位卫星信号接收机1被设置到从无线基站110离开的位置上的情况下，无线基站110也能够生成与来自GPS 卫星的基准信号即秒信号同步的信号，能够将来自GPS卫星20的基准信号用作为定时源。在图7所示的例子中，PPL电路45的输出端子G上的第二基准信号的相位比端子 A上的基准信号的相位超前。但是，通过第二相位修正部47，输出端子F上的第二基准信号与复用分离部12的入力端子A上的基准信号同步。根据实施例1的同步信号生成装置及同步信号生成方法，即使在不能接收从定位卫星发送的电波的场所，也能够生成与来自定位卫星的基准信号同步的同步信号。因此，根据实施例1的同步信号生成装置及同步信号生成方法，能够稳定地确保无线基站之间的同步状态，能够构筑通信质量稳定的无线系统。此外，根据实施例1的同步信号生成装置及同步信号生成方法，无线基站的设置场所不一定需要选择能够见到定位卫星的场所，而设置场所不被限制。此外，实施例1的同步信号生成装置，根据与通信网络NW同步的第二同步信号5， 重新制作与来自定位卫星的基准信号同步的同步信号。因此，即使在由于定位卫星的故障等而不能接收从定位卫星发送的电波的情况下，同步信号生成装置也能够生成同步信号。 另外，在不能接收来自定位卫星电波的情况下，端子E的信号消失，因此使相位比较部46的动作暂时停止。另外，在设置了定位卫星信号接收机1和控制装置4时，就决定了定位卫星信号接收机1和控制装置4之间的传送路径3的长度。因此，传送路径3的延迟时间只测定1次即可，不需要常时测定传送路径3的延迟时间。因此，基于测定了 1次的延迟时间，第一相位修正部44修正基准信号的相位即可。另外，如果始终或者定期地测定传送路径3的延迟时间，则即使在持有通信站建筑物的通信运营商将定位卫星信号接收机1和控制装置4之间的传送路径3、即加入者线路变更为其他路径的情况下，也能够测定新的传送路径的延迟时间。因此，第一相位修正部 44能够正确地修正基准信号的相位，能够输出与定位卫星的基准信号同步后的第一基准信号。实施例1的同步信号生成装置，以第一基准信号为基准，根据与通信网络NW同步的第二同步信号5，重新制作与基准信号同步的同步信号。但是，同步信号生成装置也可以不具备实施例1所具备的PLL电路45、第二相位修正部47以及相位比较部46。下面，对实施例2的同步信号生成装置进行说明。实施例2的控制装置的结构与实施例1不同。实施例2的其他结构与实施例1相同。因此，图8表示实施例2的控制装置4A的框图。另外，对于与实施例1相同的部位赋予与实施例1相同的符号，并省略详细说明。如图8所示，第一相位修正部44基于经由传送路径3从定位卫星信号接收机1接收的基准信号和由延迟判断部43进行了判断的延迟时间，输出修正了相位的基准信号。即，第一相位修正部44输出修正了相位的基准信号即第一基准信号，驱动部48基于第一基准信号输出第一同步信号6。并且，该第一同步信号6 向无线控制部8送出。实施例2的同步信号生成装置及同步信号生成方法，也与实施例1同样，即使在不能接收从定位卫星发送的电波的场所，也能够生成与来自定位卫星基准信号同步的同步信号。因此，根据实施例2的同步信号生成装置及同步信号生成方法，能够稳定地保持无线基站之间的同步状态，能够构筑通信质量稳定的无线系统。此外，根据实施例2的同步信号生成装置及同步信号生成方法，无线基站的设置场所不一定需要选择能够见到定位卫星的场所，而设置场所不被限制。在上述的实施例中，对作为定位卫星使用GPS卫星、并且作为基准信号使用秒信号的例子进行了说明。但是，如上所述，在本发明中，作为定位卫星能够使用GPS卫星以外的定位卫星，并且作为基准信号能够使用秒信号以外的信号。根据以上所述的至少一个实施例的同步信号生成装置及同步信号生成方法，即使在不能接收定位卫星信号的场所，也能够生成与定位卫星的基准信号同步的同步信号。以上对本发明的实施例及变形例进行了说明，但是这些实施例及变形例仅作为例子，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式也能够通过其他各种方式来实施，在不脱离发明的宗旨的范围内，能够进行各种省略、置换和变更。这些实施例及其变形包含于发明的范围和宗旨，包含于与权利要求的范围中所记载的发明均等的范围内。
权利要求
1.一种同步信号生成装置，具备控制装置，生成同步信号；和定位卫星信号接收机， 经由能够双向传送信号的传送路径与上述控制装置连接，其特征在于，上述定位卫星信号接收机具备定位卫星信号接收部，接收定位卫星发送的信号，并输出基准信号； 分离部，从上述传送路径的下行信号中分离延迟测定信号；复用部，对上述传送路径的上行信号多路复用与上述基准信号分离的上述延迟测定信号；以及接口，与上述传送路径连接，经由上述传送路径将上述上行信号向上述控制装置发送， 并从上述控制装置接收上述下行信号， 上述控制装置具备复用部，对上述下行信号多路复用上述延迟测定信号；接口，与上述传送路径连接，经由上述传送路径将上述下行信号向上述定位卫星信号接收机发送，并从上述定位卫星信号接收机接收上述上行信号；分离部，从上述上行信号中分离上述基准信号和上述延迟测定信号； 延迟测定部，基于从发送上述延迟测定信号到接收上述延迟测定信号为止的时间，测定上述传送路径的延迟时间；第一相位修正部，基于上述延迟时间修正从上述上行信号中分离的上述基准信号的相位，输出与上述基准信号同步的第一基准信号；以及驱动部，基于上述第一基准信号，输出与上述基准信号同步的第一同步信号。
2.根据权利要求1所述的同步信号生成装置，其特征在于，上述控制装置还具备电路部，该电路部基于从上述第一相位修正部输出的上述第一基准信号，根据从通信网络供给的第二同步信号输出与上述基准信号同步的上述第一同步信号。
3.根据权利要求1所述的同步信号生成装置，其特征在于， 上述控制装置还具有PLL电路，基于从通信网络供给的第二同步信号生成第二基准信号； 第二相位修正部，与上述PLL电路连接；以及相位比较部，将第二相位修正部的输出信号与从上述第一相位修正部输出的上述第一基准信号进行相位比较，上述控制装置，基于上述相位比较部的输出信号控制上述第二相位修正部，使第二相位修正部的输出信号与上述第一基准信号同步。
4.根据权利要求1所述的同步信号生成装置，其特征在于，上述定位卫星信号接收机的分離部具有输出所分离的上述延迟测定信号的端子， 上述定位卫星接收机的复用部具有输入所分离的上述延迟测定信号的端子， 输出上述延迟测定信号的端子和输入上述延迟测定信号的端子相连接。
5.根据权利要求1所述的同步信号生成装置，其特征在于， 上述传送路径为加入者线路。
6.根据权利要求5所述的同步信号生成装置，其特征在于，上述传送路径具有从上述控制装置朝向上述定位卫星信号接收机的下行信号的1个信道，和从上述定位卫星信号接收机朝向上述控制装置的上行信号的2个信道。
7.一种同步信号生成方法，用于同步信号生成装置，该同步信号生成装置具备控制装置，生成第一同步信号；和定位卫星信号接收机，经由能够双向传送信号的传送路径与上述控制装置连接，该同步信号生成方法的特征在于，上述定位卫星信号接收机，接收从定位卫星发送的信号，并提取基准信号，在上述传送路径的上行信号中多路复用上述基准信号，从上述传送路径的下行信号分离延迟测定信号，并将所分离的上述延迟测定信号多路复用到上述传送路径的上行信号中，经由上述传送路径发送上述上行信号； 上述控制装置，在上述传送路径的上述下行信号中多路复用上述延迟测定信号， 经由上述传送路径发送上述下行信号，从上述传送路径的上述上行信号中分离上述基准信号及上述延迟测定信号， 基于从发送上述延迟测定信号到接收上述延迟测定信号为止的时间，测定上述传送路径的延迟时间，基于上述延迟时间修正上述基准信号的相位而生成第一基准信号， 基于上述第一基准信号输出第一同步信号。
8.根据权利要求7所述的同步信号生成方法，其特征在于，上述控制装置还基于上述第一基准信号，根据从通信网络供给的第二同步信号，生成与上述基准信号同步的上述第一同步信号。
9.根据权利要求1所述的同步信号生成装置，其特征在于， 上述定位卫星为全球定位系统卫星。
10.根据权利要求1所述的同步信号生成装置，其特征在于， 上述基准信号为1脉冲/秒的信号。
全文摘要
本发明提供同步信号生成装置及同步信号生成方法，即使在不能接收定位卫星发送的电波的场所，也能够生成与定位卫星发送的基准信号同步的同步信号。同步信号生成装置测定定位卫星信号接收机(1)和控制装置(4)之间的传送路径的延迟时间。定位卫星信号接收机1经由传送路径将从定位卫星信号提取的基准信号向控制装置(4)传送。控制装置(4)将经由传送路径传送的基准信号的相位修正与传送路径的延迟时间，而生成与定位卫星信号接收机接收的基准信号同步的同步信号。
文档编号H04B7/185GK102291231SQ20111003397
公开日2011年12月21日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年6月16日
发明者白川雅一, 铃木宗之 申请人:株式会社东芝