JP2010141489A - 基準信号発振装置及び基準信号発振方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基準信号の周波数を容易かつすばやく校正し、無線基地局の安定動作を実現すること。
【解決手段】ＧＰＳユニット１４と、基準信号を発振し、電圧を印加することで前記基準信号の周波数が可変する発振源２２と、予め定められた測定時間における基準信号のパルス数を測定し、予め定められた基準パルス数からの測定したパルス数の誤差を示す周波数偏差ｔｆを測定する制御ユニット１１と、周波数偏差をなくすために発振源２２に印加される電圧値の指標を示す調整基準値を記憶するＲＡＭ１７と、周波数偏差ｔｆが閾値Ｂを超えた場合、調整基準値を用いて、基準信号の周波数を補正し、且つ、周波数偏差ｔｆが閾値Ｂを超えない場合、周波数偏差ｔｆをなくすような電圧値を基準信号発振部に印加することで前記基準信号の周波数を繰り返し補正する制御ユニット１１と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、基準信号発振装置及び基準信号発振方法に関する。

従来、無線移動局（ハンディ機、車載機等の無線通信端末）同士の無線通信や固定局（例えば、自宅でアンテナを立てて無線通信を行う固定端末）同士の無線通信を中継する無線機として無線基地局が知られている。無線基地局は、複数の固定無線局（レピータ）を備えて構成される。各レピータは、無線移動局間の無線通信を中継する。具体的には、各レピータは、基準信号発振器から基準信号を受信し、受信した基準信号に基づいて、無線の受信及び送信に関する処理を行う。

基準信号発振器は、水晶振動子等の発振に基づいて基準信号を発生する。基準信号を発生する際、経年劣化による基準信号の周波数の誤差を防ぐため、定期的に基準信号の（周波数の）校正が必要である。そこで、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号から得られる、ＵＴＣ（Coordinated Universal Time：協定世界時）に同期した１秒信号（以下、１ＰＰＳ（Pulse Per Second）という）に基づいて、発振源から発生される基準信号の校正を行う基準信号発振器が考えられている（例えば、特許文献１参照）。例えば、１ＰＰＳが受信できない場合には、温度から推測される誤差データを用いて基準信号の校正を行っていた。

また、レピータにおいて使用できる無線通信の周波数の精度は、使用する無線通信の周波数帯により規格で決められており、規格を満たさない精度での使用は法律上許されていない。レピータにおいて使用できる無線通信の周波数の精度は、発振源から発生される基準信号の周波数の精度に依存する。このため、規格で決められている周波数の精度を保つように、発振源から発生される基準信号の周波数に異常がないか否かを検出し、異常があった場合にのみ周波数の異常があったことを示す警報（アラーム）を発生する構成が知られている。
特開２００２−２１７７２２号公報

しかしながら、発振源から発生される基準信号の周波数に異常があった場合にのみアラームを発生する構成においては、基準信号の校正に時間を要していた。例えば、レピータにおいて使用する無線通信の周波数帯の精度が高い場合、基準信号の校正はパルス数の誤差を取得して校正するため、基準信号の再校正に時間を要していた。基準信号の再校正を行う間、無線基地局の運用を行うと、レピータにおいて使用できる無線通信の周波数の精度が悪い状態（無線基地局の動作が不安定な状態）で、無線基地局の運用をしなければならない。このような運用をすると、発振源から発振される周波数のずれが生じ、使用する無線通信の周波数帯の規格を満たさないこととなる可能性があった。

また、発振源から発生される基準信号の周波数に、無線通信の周波数帯の規格を満たさないレベルの異常があった場合、メンテナンス（校正）を行うために、基準信号発振器の動作を停止しなくてはならない。基準信号発振器は一度動作を停止すると再校正に時間がかかる（例えば、発振源にルビジウムを使用すると、再校正に数時間〜数十時間もの時間がかかってしまう）。このため、無線基地局の運用に支障をきたしていた。

また、上記特許文献１の技術の校正方法では、発振源には固体差があるため、発振源個々に校正データを用意しなくてはならない。さらに、発振源の経年劣化により、最初に校正した校正データがその後の校正にそのまま使えるとは限らないため、最初に校正した校正データの取り直しが必要な場合が出てくることが考えられ、ユーザは手間を要していた。
このため、基準信号の周波数を容易かつすばやく校正し、無線基地局の安定動作を実現する要請があった。

本発明の課題は、基準信号の周波数を容易かつすばやく校正し、無線基地局の安定動作を実現することである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の基準信号発振装置は、
ＧＰＳ信号を受信してＵＴＣに同期した時間信号を取得するＧＰＳ信号受信部と、
基準信号を発振し、電圧を印加することで前記基準信号の周波数が可変する基準信号発振部と、
前記ＧＰＳ信号受信部により取得された前記時間信号に基づいて、予め定められた測定時間における前記基準信号のパルス数を測定し、予め定められた基準パルス数からの前記測定したパルス数の誤差を示す周波数偏差を測定する測定部と、
前記周波数偏差をなくすために前記基準信号発振部に印加される電圧値の指標を示す調整基準値を記憶する記憶部と、
前記測定部により測定された周波数偏差と前記基準信号発振部が安定動作する範囲の境界レベルに対応する前記周波数偏差の第１の閾値とを比較し、前記周波数偏差が前記第１の閾値を超えた場合、前記記憶部に記憶された前記調整基準値を用いて前記基準信号の周波数を補正し、且つ、前記周波数偏差が前記第１の閾値を超えない場合、繰り返し前記測定部により測定された周波数偏差をなくすような電圧値を基準信号発振部に印加することで前記基準信号の周波数を繰り返し補正する制御部と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基準信号発振装置において、
前記制御部は、
前記測定部により測定された周波数偏差が、無線通信の規格により規定されている周波数精度の境界レベルに対応する前記周波数偏差の第２の閾値を超えず、且つ、前記第１の閾値を超えた場合に、前記調整基準値を用いて、前記周波数偏差をなくすように前記基準信号の周波数を補正し、前記周波数偏差が前記第２の閾値を超えた場合、前記基準信号発振部の動作を停止させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の基準信号発振装置において、
前記制御部は、
前記ＧＰＳ信号受信部を介して前記ＧＰＳ信号を受信できているか否かを判別し、前記ＧＰＳ信号を受信できていないと判別した場合、ＧＰＳ信号の受信異常と判断し、前記基準信号発振部をフリーラン動作させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基準信号発振装置において、
前記制御部は、
前記測定部により測定された周波数偏差が、前記第１の閾値以上かつ前記第２の閾値以下である前記周波数偏差の第３の閾値を超え、且つ、前記第２の閾値を超えていない場合、前記ＧＰＳ信号受信部を介して前記ＧＰＳ信号を受信できているか否かを判別することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の基準信号発振装置において、
前記制御部は、
前記測定部により測定された周波数偏差が、前記第３の閾値を超えず、且つ、前記第１の閾値を超えた場合に、前記調整基準値を用いて、前記周波数偏差をなくすように前記基準信号の周波数を補正することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の基準信号発振装置において、
操作入力を受け付ける操作部を備え、
前記制御部は、
前記操作部を介して前記測定時間を受け付けた場合、当該受け付けられた測定時間で前記基準信号の周波数を補正することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の基準信号発振装置において、
前記制御部は、
前記周波数偏差が前記第１の閾値を超え、且つ、前記第２の閾値を超えないときに、前記操作部を介して前記測定時間の操作入力を受け付けた場合、前記測定部により測定された周波数偏差をなくすように前記基準信号の周波数を補正することを特徴とする。

請求項８に記載の発明の基準信号発振方法は、
ＧＰＳ信号受信部が、ＧＰＳ信号を受信してＵＴＣに同期した時間信号を取得するＧＰＳ信号受信工程と、
基準信号発振部が、基準信号を発振し、電圧を印加することで前記基準信号の周波数が可変する基準信号発振工程と、
測定部が、前記ＧＰＳ信号受信工程により取得された時間信号に基づいて、予め定められた測定時間における前記基準信号のパルス数を測定し、予め定められた基準パルス数からの前記測定したパルス数の誤差を示す周波数偏差を測定する測定工程と、
記憶部が、前記周波数偏差をなくすために前記基準信号発振部に印加される電圧値の指標を示す調整基準値を記憶する記憶工程と、
制御部が、前記測定工程により測定された周波数偏差と前記基準信号発振部が安定動作する範囲の境界レベルに対応する前記周波数偏差の第１の閾値とを比較し、前記周波数偏差が前記第１の閾値を超えた場合、前記記憶工程により記憶された前記調整基準値を用いて、前記基準信号の周波数を補正し、且つ、前記周波数偏差が前記第１の閾値を超えない場合、繰り返し前記測定部により測定された周波数偏差をなくすような電圧値を基準信号発振部に印加することで前記基準信号の周波数を繰り返し補正する制御工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、基準信号の周波数を容易かつすばやく校正し、無線基地局の安定動作を実現することができる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

図１〜図８を参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。先ず、図１を参照して本実施の形態に係る無線基地局１の装置構成を説明する。図１に、本実施の形態の無線基地局１の外観構成を示す。図２に、無線基地局１に搭載される基準信号発振装置としての基準信号発振器１０，レピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄと、無線アンテナ３０ａとの構成を示す。

図１に示す無線基地局１は、所定の周波数帯の無線通信を用いて、無線移動局（ハンディ機、車載機等の無線通信端末）同士の無線通信や固定局（例えば、自宅でアンテナを立てて無線通信を行う固定端末）同士の無線通信を同時に複数中継する装置である。この複数中継する無線通信では、全て同じ周波数帯が使用される。

次に、無線基地局１の構成を説明する。図２に示すように、無線基地局１は、基準信号発振器１０，レピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄと、無線アンテナ３０ａと、を備えて構成される。

基準信号発振器１０は、無線移動局（図示略）間の所定の周波数帯の無線通信を中継する無線通信中継機能と、無線通信の送信ユニット及び受信ユニットの処理に用いられる基準信号を発振して出力（発生）する基準信号発振機能と、を有する。

また、基準信号発振器１０は、レピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄと有線通信接続され、発生した基準信号をレピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄに送信する。

基準信号発振器１０及びレピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、移動無線局とは異なり、送信と受信とを同時に行うことができる。基準信号発振器１０及びレピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、一般的に、移動無線局よりも送信出力が大きく、また受信能力も優れており、移動無線局同士の中継局として使われる。また、無線通信の周波数帯により、基準信号の周波数の精度が決められている。

レピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、それぞれ、無線移動局（図示略）間の所定の周波数帯の無線通信を中継する無線通信中継機能を有する。また、レピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、それぞれ、無線通信中継において、基準信号発振器１０から受信した基準信号に基づいて、無線信号の送信及び受信に関する処理を行う。また、レピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、固定で設置されることを想定された無線機であり、それぞれ、移動無線局間の１対１の無線通信を中継する。なお、無線基地局内の基準信号発振器１０及びレピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄの台数は、図示された台数に限定されるものではない。

無線アンテナ３０ａは、送信側の移動無線局から送信される所定の周波数帯の無線電波を受信し、また送信する信号に基づいて受信側の移動無線局へ所定の周波数帯の無線電波を送信する。

次いで、基準信号発振器１０の内部構成を説明する。図３に、基準信号発振器１０の内部構成を示す。

図３に示すように、基準信号発振器１０は、測定部、制御部としての制御ユニット１１、受信ユニット１２、送信ユニット１３、ＧＰＳ信号受信部としてのＧＰＳユニット１４、操作ユニット１５、Ｉ／Ｆ（インタフェース）１６、記憶部としてのＲＡＭ（Random Access Memory）１７、基準信号ユニット１８等を備えて構成される。また、無線アンテナ３０ａは、受信アンテナ３１ａ、送信アンテナ３２ａ、ＧＰＳアンテナ３３ａを含んで構成される。

制御ユニット１１は、基準信号発振器１０の各ユニットを制御するユニットである。制御ユニット１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備え、基準信号発振器１０の各ユニットを制御するユニットである。制御ユニット１１において、ＲＯＭに記憶されたプログラムがＲＡＭ１７に展開され、ＲＡＭ１７に展開されたプログラムとＣＰＵとの協働で各種処理が実行される。

制御ユニット１１は、基準信号ユニット１８に基準信号を発生させ、通信接続端子１８ａを介してレピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄに送信させる。また、制御ユニット１１は、受信アンテナ３１ａにより受信された信号を受信ユニット１２に復調させ、その復調信号の補正及び増幅後に、その復調信号を送信ユニット１３に変調させ、送信アンテナ３２ａに送信させることにより、無線信号の中継を行う。また、制御ユニット１１は、Ｉ／Ｆ１６を介して、レピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄと、動作状況情報の送受信を行い、互いの動作状況を共有する。

受信アンテナ３１ａは、送信側の移動無線局から所定の周波数帯の無線電波を受信し、その受信した信号を受信ユニット１２に出力する。受信ユニット１２は、制御ユニット１１の制御により、受信アンテナ３１ａから入力された受信信号を復調して出力する復調処理等の処理を行う。また、受信ユニット１２は、基準信号ユニット１８から入力される基準信号を用いて、前記処理を行う。また、受信ユニット１２から出力された復調信号は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）（図示略）等により補正及び増幅された後、送信ユニット１３に入力される。

送信ユニット１３は、制御ユニット１１の制御により、ＤＳＰ等から入力された復調信号を変調して送信アンテナ３２ａに出力する変調等の処理を行う。また、送信ユニット１３は、基準信号ユニット１８から入力される基準信号を用いて、前記処理を行う。送信アンテナ３２ａは、送信ユニット１３から入力された変調信号に基づいて、所定の周波数帯
の無線電波を受信側の移動無線局に送信する。

実際には、受信ユニット１２、送信ユニット１３において、基準信号ユニット１８から入力される一定周波数の電気信号である基準信号が、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）（図示略）等により異なる周波数の内部基準信号に変換され、その内部基準信号が、受信ユニット１２、送信ユニット１３に入力され、受信ユニット１２、送信ユニット１３の処理が実行される。

ＧＰＳアンテナ３３ａは、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信してＧＰＳユニット１４に出力する。ＧＰＳユニット１４は、制御ユニット１１の制御により、ＧＰＳアンテナ３３ａから入力されるＧＰＳ信号に基づいて、ＵＴＣに同期した１秒信号である１ＰＰＳを取得して制御ユニット１１に出力する。

操作ユニット１５は、操作パネルを有し、ユーザからの操作パネルへの操作入力を受け付けて操作情報として制御ユニット１１に出力する。具体的には、操作ユニット１５は、ユーザから、基準信号のパルス数を測定するための測定時間の操作入力を受け付ける。

Ｉ／Ｆ１６は、基準信号発振器１０と、調整基準値の解析を行う外部装置（図示略）との通信を仲介する回路である。

ＲＡＭ１７は、実行される各種プログラムやこれら各種プログラムに係るデータ等を格納するワークエリアを有する。具体的には、ＲＡＭ１７には調整基準値及び調整データが記憶される。調整基準値は、基準信号の周波数を調整（校正）するために発振源２２に入力（印加）される電圧値である。調整データは、周波数偏差ｔｆをなくすように発振源２２に印加される電圧値のデータである。調整基準値は、調整データの平均値により求められる。周波数偏差ｔｆは、予め定められた測定時間における予め定められた基準パルス数（正確なパルス数）からの測定されたパルス数の誤差に該当する。

通信接続端子１８ａは、基準信号ユニット１８に接続されるとともに、ケーブルを介してレピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄに接続される。

次いで、基準信号ユニット１８の内部構成を説明する。図４に、基準信号ユニット１８の内部構成を示す。

図４に示すように、基準信号ユニット１８は、ＤＡＣ（ＤＡ（Digital to Analog）コ
ンバータ）２１、基準信号発振部としての発振源２２を備えて構成される。

ＤＡＣ２１は、入力されるデジタルの電圧信号をアナログの電圧信号に変換して出力する回路であり、制御ユニット１１の制御により、出力する電圧信号のボリュームが調整される。ＤＡＣ２１から出力された電圧は、発振源２２の周波数調整端子（図示略）に入力される。

発振源２２は、ルビジウム、水晶振動子等を有し、一定周波数（例えば、１０ＭＨｚ）の基準信号を発生して通信接続端子１８ａに出力する。また、発振源２２は、周波数調整端子（図示略）を備え、当該周波数調整端子がＤＡＣ２１の出力端に接続される。発振源２２は、周波数調整端子に入力される電圧値に応じて、出力する基準信号の周波数が調整（可変）される。

図４に示すように、基準信号ユニット１８において、制御ユニット１１により、ＧＰＳユニット１４から入力される１ＰＰＳと、基準信号ユニット１８の発振源２２から入力される基準信号と、に基づいて、ＤＡＣ２１に入力される電圧値が調整されて基準信号の周波数が一定に調整される。これに対し、基準信号発振器１０においては、制御ユニット１１により、基準信号ユニット１８のＤＡＣ２１に入力される電圧値が調整されて基準信号の周波数が一定に調整される。

次に、基準信号発振器１０の動作を説明する。図５に基準信号発振器１０により実行される校正処理の流れを示す。校正処理は、周波数偏差ｔｆを測定し、測定した周波数偏差ｔｆをなくすように基準信号の周波数を校正する処理である。

例えば、操作ユニット１５を介して、基準信号ユニット１８の電源が投入（電源ＯＮ）された後、校正処理の実行指示が操作ユニット１５に入力されたこと等をトリガとして、制御ユニット１１により、校正処理が実行される。

予め、前回電源ＯＦＦ時（今回電源ＯＮされた直前の電源ＯＦＦ時）において用いられた調整データ及び調整基準値がＲＡＭ１７に記憶されているものとする。

先ず、前回電源ＯＦＦ時において用いられた調整基準値（前回電源ＯＦＦ時の調整基準値）がＲＡＭ１７から読込まれる（ステップＳ１）。読込まれた調整基準値は、後述するステップＳ１６において用いられる。

ステップＳ１の実行後、ＧＰＳ信号の受信待機状態（ＧＰＳ受信待ち状態）となる（ステップＳ２）。そして、ＧＰＳ信号が一定時間受信不可であるか否か、又はＧＰＳユニット故障か否かが判別される（ステップＳ３）。ＧＰＳ信号が一定時間受信不可であるか否かの判別は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信できない時間（ｔｉｍｅ）が、予め設定されている時間（ｓｅｔ＿ｔｉｍｅ）を超えているか否か（ｔｉｍｅ＞ｓｅｔ＿ｔｉｍｅ）が判別される。ここで、ＧＰＳ信号を受信したか否かの判別は、ＧＰＳユニット１４により出力されるＧＰＳ衛星の補足情報（ＧＰＳ衛星を何個補足しているかについての情報）に基づいて判別される。具体的には、ＧＰＳ衛星の補足情報が、ＧＰＳ衛星を４個以上補足できている旨の情報である場合は、ＧＰＳ信号を受信したと判別される。一方、ＧＰＳ衛星の補足情報が、ＧＰＳ衛星を３個以下しか補足できていない旨の情報である場合は、ＧＰＳ信号を受信していないと判別される。したがって、ステップＳ３では、ＧＰＳ衛星の補足情報が、ＧＰＳ衛星を３個以下しか補足できていない旨の情報であり、当該情報を受信している時間（ｔｉｍｅ）が予め設定されている時間（ｓｅｔ＿ｔｉｍｅ）を越えているか否かが判別される。
また、ステップＳ３では、ＧＰＳユニット１４が故障か否かについても判別される。具体的には、ＧＰＳユニット１４から出力される１ＰＰＳ信号の信号レベルによりＧＰＳユニット１４が故障しているか否かが判別される。例えば、信号レベルが所定のレベルよりも大きいレベル又は小さすぎるレベルの場合は、ＧＰＳユニット１４が故障していると判別される。

ステップＳ３において、ＧＰＳ信号が一定時間受信不可であると判別された場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、フリーランモードとなり、ＲＡＭ１７に記憶されていた調整基準値及び調整データがリセットされ、ＦＬＡＧ＝０にセットされる。（ステップＳ４）。フリーランモードとは、１ＰＰＳに基づく基準信号の補正を行わずに、発振源２２の水晶振動子等により発振される周波数に基づいて、発振源２２を動作させるモードのことをいう。また、ＦＬＡＧは、校正が終了した場合にセットされる（すなわち、ＦＬＡＧ＝１にセットされる）フラグである。

ステップＳ３において、ＧＰＳ信号が一定時間受信不可でないと判別された場合（ステップＳ３；ＮＯ）、周波数調整が行われる（ステップＳ５）。例えば、正確な基準信号の周波数が１０ＭＨｚであり、ユーザによる操作ユニット１５の操作により測定時間が１秒と定められたとする。この場合、測定時間が秒単位の測定時間（測定時間［Ｓ］）に変換され、測定時間［Ｓ］が１ＰＰＳ単位でカウントされ（すなわち、１ＰＰＳ×１［Ｓ］がカウントされ）、１ＰＰＳ×１［Ｓ］の間に、発振源２２から発生される基準信号のパルス数がカウントされる。このとき、正確なパルス数（正確な基準信号の１秒当りのパルス数（＝周波数［Ｈｚ］：１０×１０^６×測定時間１［Ｓ］）からの、カウントしたパルス数（測定時間１［Ｓ］内において発振源２２から発しされたパルス数）の誤差（周波数偏差ｔｆ）が測定される。そして、制御ユニット１１によりその誤差をなくすような制御信号が出力される。そして、ＤＡＣ２１により制御ユニット１１から入力された制御信号に対応した電圧値が発振源２２の調整電圧端子に入力され、発振源２２から出力される基準信号の周波数が補正（調整）される。
このとき、一定時間経過しても基準信号の周波数の校正が行われない場合は、エラーを出力（アラームを発生）させる。

ステップＳ５の実行後、出力レベルが異常であるか否かが判別される（ステップＳ６）。出力レベルとは、発振源２２から出力される基準信号のレベルのことをいう。具体的には、本ステップでは、出力レベル（ｏｕｔ＿ｌｅｖｅｌ）が許容最小レベル（ｏｕｔ＿ｍｉｎ）よりも小さいか（ｏｕｔ＿ｌｅｖｅｌ＜ｏｕｔ＿ｍｉｎ）、又は出力レベル（ｏｕｔ＿ｌｅｖｅｌ）が許容最大レベル（ｏｕｔ＿ｍａｘ）を超えているか（ｏｕｔ＿ｌｅｖｅｌ＞ｏｕｔ＿ｍａｘ）否かが判別される。

ステップＳ６において、出力レベルが異常であると判別された場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）、発振源２２の動作が停止（出力が停止）され、調整データがリセットされる（ステップＳ７）。ステップＳ７の終了後、校正処理は終了される。

ステップＳ６において、出力レベルが異常でないと判別された場合（ステップＳ６；ＮＯ）、１ＰＰＳ出力レベルが異常であるか否かが判別される（ステップＳ８）。１ＰＰＳ出力レベルとは、１ＰＰＳ当りのＧＰＳ信号のレベルである。具体的には、本ステップでは、１ＰＰＳ出力レベル（１ＰＰＳ＿ｌｅｖｅｌ）が１ＰＰＳ出力レベルの許容最小レベル（ｍｉｎ）よりも小さいか（１ＰＰＳ＿ｌｅｖｅ＜ｍｉｎ）、又は１ＰＰＳレベル（１ＰＰＳ＿ｌｅｖｅｌ）が１ＰＰＳレベルの許容最大レベル（ｍａｘ）を超えているか（１ＰＰＳ＿ｌｅｖｅ＞ｍａｘ）否かが判別される。

ステップＳ８において、１ＰＰＳ出力レベルが異常であると判別された場合（ステップＳ８；ＹＥＳ）、ステップＳ４に移行される。ステップＳ８において、１ＰＰＳ出力レベルが異常でないと判別された場合（ステップＳ８；ＮＯ）、校正調査が行われ、校正が終了した場合、ＦＬＡＧ＝１に設定される（ステップＳ９）。校正調査とは、校正（基準信号の周波数の補正）が終了したか否かを判断することをいう。校正終了の判断は閾値Ｂ以内に入ったかどうかで判断する。
具体的には、校正調査において、電源がＯＮされた後の最初の校正時は、ＦＬＡＧ＝０に設定されている。ＦＬＡＧ＝0であることを検出すると、周波数偏差が閾値Ｂ以内に入ったか否かを判別する。閾値Ｂ以上であれば校正は終了していないと判断される。また、閾値Ｂ以内であれば校正は終了したと判断される。校正が終了したと判断されると、ＦＬＡＧ＝１に設定される。ＦＬＡＧ＝１に設定された後は、校正調査は行わない。

ステップＳ９の実行後、周波数偏差ｔｆ＞許容誤差であるか否かが判別される（ステップＳ１０）。具体的には、ステップＳ５において測定された周波数偏差ｔｆが許容誤差を超えているか否かが判別される。第２の閾値としての許容誤差は、無線通信の周波数帯において規格により規定されている周波数精度の境界レベルを示す。周波数偏差ｔｆが許容誤差を超える場合、規格により決められている周波数精度を満たさないことを示す。
また、本ステップにおいて、ＦＬＡＧ＝０の場合（電源ＯＮ後の最初の校正時）は、強制的に周波数偏差ｔｆは許容誤差を超えない（ステップＳ１０；ＮＯ）と判別される。

ステップＳ１０において、周波数偏差ｔｆ＞許容誤差であると判別された場合（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、ステップＳ７に移行される。ステップＳ１０において、周波数偏差ｔｆ＞許容誤差でないと判別された場合（ステップＳ１０；ＮＯ）、周波数偏差ｔｆ＞閾値Ａであるか否かが判別される（ステップＳ１１）。第３の閾値としての閾値Ａは、閾値Ｂ以上許容偏差値以下の値に設定される。周波数偏差ｔｆが閾値Ａを越え、且つ、許容誤差を超えない場合、規格内の周波数精度は満たしているが、通常の運用では起こらない周波数精度となることを示す。
また、本ステップにおいて、ＦＬＡＧ＝０の場合（電源ＯＮ後の最初の校正時）は、強制的に周波数偏差ｔｆは許容誤差を超えない（ステップＳ１１；ＮＯ）と判別される。

ステップＳ１１において、周波数偏差ｔｆ＞閾値Ａであると判別された場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、ＧＰＳから受信されたＧＰＳ信号が確認され、受信ＯＫか否かが判別される（ステップＳ１２）。具体的には、本ステップでは、ステップＳ３と同様の処理が行われる。

ステップＳ１２において、受信ＯＫでないと判別された場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、フリーランモードとなり、ＲＡＭ１７に記憶されていた調整基準値及び調整データがリセットされる（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の実行後、ステップＳ６に移行される。

ステップＳ１２において、受信ＯＫであると判別された場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、動作モード切り替えスイッチがＯＮ又はＯＦＦであるかが判別される（ステップＳ１４）。動作モード切り替えスイッチは、基準信号の周波数を校正（補正）する際に、自動的に補正を行うのか手動で補正を行うのかを選択するためのスイッチである。

ステップＳ１４において、動作モード切り替えスイッチがＯＮである場合（ステップＳ１４；ＯＮ）、手動補正が行われる（ステップＳ１５）。手動補正とは、ユーザが操作ユニット１５を介して基準信号の周波数の補正を行うための測定時間を調整することをいう。測定時間を短くすることにより、補正時間の短縮を図ることができる。また、本ステップにおいて、ユーザが操作ユニット１５を介して測定時間を短くした場合、測定時間を短くすると周波数精度が落ちるため、補正後に変更前の測定時間に戻す必要がある。

ステップＳ１５の実行後、周波数調整が行われる（ステップＳ１５Ａ）。本ステップの周波数調整は、ステップＳ５と同様の処理が行われる。但し、ステップＳ５では、測定時間を１秒であるとして説明したが、本ステップでは、ステップＳ１５において手動補正された測定時間に基づいて周波数調整が行われる。ステップＳ１５Ａの実行後、ステップＳ１１に移行される。

ステップＳ１４において、動作モード切り替えスイッチがＯＦＦの場合（ステップＳ１４；ＯＦＦ）、調整基準値を用いて周波数調整が行われる（ステップＳ１６）。具体的には、ステップＳ１においてＲＡＭ１７から読込まれた調整基準値、又は後述する調整データ保存処理においてＲＡＭ１７に記憶された調整基準値を用いて基準信号の周波数の補正が行われる。したがって、本ステップでは、ステップＳ５の処理（１ＰＰＳを基準にした発振源２２から発生される基準信号のパルス数のカウント）は行われずに、調整基準値が発振源２２に印加されることにより周波数調整が行われる。ステップＳ１６の実行後、ステップＳ１１に移行される。

ここで、図８を参照して、調整基準値を用いて基準信号の周波数の補正を行った場合と、調整基準値を用いずに基準信号の周波数の補正を行った場合との比較について説明する。図８に示す縦軸は、周波数偏差ｔｆを示す。収束値は、周波数偏差ｔｆが０の場合に該当する。図８に示す横軸は時間を示す。波形は周波数偏差ｔｆの波形を示す。図中の矢印は、周波数偏差ｔｆが閾値Ａと閾値Ｂとの範囲内であったときから、調整基準値を用いて基準信号の周波数の補正を行ったときの周波数偏差ｔｆの波形カーブに沿った矢印である。また、図中の破線は、調整基準値を用いずに基準信号の周波数の補正を行ったときの波形カーブを示す。図８に示すように、調整基準値を用いて補正を行った場合の方が、調整基準値を用いずに補正を行った場合よりも、早く収束値に近づく。すなわち、調整基準値を用いて基準信号の周波数の補正を行った場合の方が調整基準値を用いず補正を行った場合よりも、１ＰＰＳを基準にした発振源２２から発生される基準信号のパルス数のカウントを行わないため、すばやく基準信号の周波数の補正が可能となる。

ステップＳ１１において、周波数偏差ｔｆ＞閾値Ａでないと判別された場合（ステップＳ１１；ＮＯ）、周波数偏差ｔｆ＞閾値Ｂであるか否かが判別される（ステップＳ１７）。第１の閾値としての閾値Ｂは、発振源が安定動作する範囲の境界レベルを示す。具体的な値は、実験により周波数偏差を測定し、安定値から、少し余裕を見た値に設定する。周波数偏差ｔｆが閾値Ｂを超えると、基準信号の周波数の補正が必要であることを示す。
また、本ステップにおいて、ＦＬＡＧ＝０の場合（電源ＯＮ後の最初の校正時）は、強制的に周波数偏差ｔｆ＞許容誤差でない（ステップＳ１７；ＮＯ）と判別される。

ステップＳ１７において、周波数偏差ｔｆ＞閾値Ｂであると判別された場合（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、ステップＳ１４に移行される。ステップＳ１７において、周波数偏差ｔｆ＞閾値Ｂでないと判別された場合（ステップＳ１７；ＮＯ）、調整データ保存処理が実行される（ステップＳ１８）。また、ＦＬＡＧ＝０の場合（電源ＯＮ後の最初の校正時）は、本ステップは実行されずにステップＳ５に移行される。

ここで、ステップＳ１８で実行される調整データ保存処理について説明する。先ず、調整データがＲＡＭ１７に保存される（ステップＳ２１）。

そして、ＦＬＡＧ＝１であるか否かが判別される（ステップＳ２２）。ＦＬＡＧ＝１でないと判別された場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、調整保存データ処理は終了され、ステップＳ５に移行される。ＦＬＡＧ＝１であると判別された場合（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、Ｆｌａｇ＝１となった計時時間（ｔｉｍｍｅｒ）と、予め定められたＦｌａｇ＝１の時間（ｆｌａｇ ｔｉｍｅ）とが参照され、ｔｉｍｍｅｒ＝ｆｌａｇ ｔｉｍｅであるかが判別される（ステップＳ２３）。

ステップＳ２３において、ｔｉｍｍｅｒ＝ｆｌａｇ ｔｉｍｅでないと判別された場合（ステップＳ２３；ＮＯ）、ステップＳ５に移行される。ステップＳ２３において、ｔｉｍｍｅｒ＝ｆｌａｇ ｔｉｍｅであると判別された場合（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、調整データの平均値により、調整基準値が生成される（ステップＳ２４）。そして、調整基準値がＲＡＭ１７に保存される（ステップＳ２５）。このとき、前回電源ＯＦＦ時において用いられた調整基準値がＲＡＭ１７に記憶されていたときは、本ステップで生成された調整基準値が更新記憶される。ステップＳ２５の実行後、調整データ保存処理は終了され、ステップＳ５に移行される。すなわち、周波数偏差ｔｆが閾値Ｂを超えない場合は、ステップＳ５の処理が実行されることとなる。

以上、本実施の形態によれば、周波数偏差ｔｆが閾値Ｂを超えた場合、調整基準値を用いて、周波数偏差ｔｆをなくすように基準信号の周波数を補正する。このため、調整基準値を用いて基準信号の周波数を補正するので、基準信号の周波数を容易かつすばやく校正できる。また、基準信号を校正することにより、発振源が安定動作を実現でき、発振源が安定動作することにより、無線基地局の安定動作を実現できる。したがって、基準信号の周波数を容易且つすばやく校正し、無線基地局の安定動作を実現することができる。

また、周波数偏差ｔｆが許容誤差を超えず、且つ、閾値Ｂを超えた場合に、調整基準値を用いて、周波数偏差ｔｆをなくすように基準信号の周波数を補正し、周波数偏差ｔｆが許容誤差を超えた場合、発振源２２の動作を停止させる。このため、閾値Ｂ及び許容誤差に基づいて、対応方法を変えることができるので、状況に応じた処理を実現することができる。

また、ＧＰＳ信号を受信できていないと判別した場合、ＧＰＳ信号の受信異常と判断し、発振源２２をフリーラン動作させる。このため、ＧＰＳ信号の受信異常である場合であっても、発振源２２の動作を止めることなく運用が可能となる。

また、周波数偏差ｔｆが（閾値Ａ）を超え、且つ、許容誤差を超えていない場合、ＧＰＳ信号を受信できているか否かを判別する。このため、周波数偏差ｔｆが閾値Ａから許容誤差の範囲の場合は、通常の運用では起こらない値と考えられるため、ＧＰＳが受信できているか否かを判別することで、ＧＰＳの受信異常であるか否かを判別できる。また、閾値Ａに基づいて、対応方法を変えることができるので、状況に応じた処理を実現することができる。

また、周波数偏差ｔｆが、閾値Ａを超えず、且つ、閾値Ｂを超えた場合に、調整基準値を用いて、周波数偏差をなくすように基準信号の周波数を補正する。このため、周波数偏差が閾値Ａを超えず、且つ、閾値Ｂを超えた場合であっても、調整基準値を用いて基準信号の周波数を補正するので、基準信号の周波数を容易かつすばやく校正できる。

また、操作ユニット１５を介して受け付けられた測定時間で基準信号の周波数を補正する。このため、ユーザは、測定時間を短くしたい場合、操作ユニット１５を介して任意の測定時間を入力することにより、補正の時間短縮を図ることができる。

また、周波数偏差ｔｆが閾値Ｂを超え、且つ、許容誤差をこえないときに、操作ユニット１５を介して測定時間の操作入力（手動補正）を受け付けた場合、周波数偏差ｔｆをなくすように基準信号の周波数を補正することができる。

なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る基準信号発振器の一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では、図５の校正処理のステップＳ１において、ＲＡＭ１７から調整基準値を読み出して取得することとしたがこれに限定されるものではない。例えば、調整基準値は、外部装置から取得することとしてもよい。具体的には、外部装置に調整データが送信されていた場合、今回電源ＯＮ時に、外部装置において解析された調整基準値をＩ／Ｆ１６を介して取得することとしてもよい。

その他、上記実施の形態における無線基地局、基準信号発振器の細部構成及び詳細動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明に係る実施の形態の無線基地局の外観構成を示す図である。 無線通信の周波数帯変更前の無線基地局に搭載されるレピータを示す図である。 基準信号発振器の内部構成を示すブロック図である。 基準信号ユニットの内部構成を示すブロック図である。 基準信号発振器により実行される校正処理を示すフローチャートである。 基準信号発振器により実行される校正処理を示すフローチャートである。 基準信号発振器により実行される調整データ保存処理を示すフローチャートである。 調整基準値を用いて基準信号の周波数の補正を行った場合と、調整基準値を用いずに基準信号の周波数の補正を行った場合とを比較した図である。

符号の説明

１ 無線基地局
１０ 基準信号発振器
１１ 制御ユニット
１２ 受信ユニット
１３ 送信ユニット
１４ ＧＰＳユニット
１５ 操作ユニット
１６ Ｉ／Ｆ
１７ ＲＡＭ
１８ 基準信号ユニット
１８ａ 通信接続端子
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ レピータ
２１ ＤＡＣ
２２ 発振源
３０ａ 無線アンテナ
３１ａ 受信アンテナ
３２ａ 送信アンテナ
３３ａ ＧＰＳアンテナ

Claims (8)

1. ＧＰＳ信号を受信してＵＴＣに同期した時間信号を取得するＧＰＳ信号受信部と、
   基準信号を発振し、電圧を印加することで前記基準信号の周波数が可変する基準信号発振部と、
   前記ＧＰＳ信号受信部により取得された前記時間信号に基づいて、予め定められた測定時間における前記基準信号のパルス数を測定し、予め定められた基準パルス数からの前記測定したパルス数の誤差を示す周波数偏差を測定する測定部と、
   前記周波数偏差をなくすために前記基準信号発振部に印加される電圧値の指標を示す調整基準値を記憶する記憶部と、
   前記測定部により測定された周波数偏差と前記基準信号発振部が安定動作する範囲の境界レベルに対応する前記周波数偏差の第１の閾値とを比較し、前記周波数偏差が前記第１の閾値を超えた場合、前記記憶部に記憶された前記調整基準値を用いて前記基準信号の周波数を補正し、且つ、前記周波数偏差が前記第１の閾値を超えない場合、繰り返し前記測定部により測定された周波数偏差をなくすような電圧値を基準信号発振部に印加することで前記基準信号の周波数を繰り返し補正する制御部と、
   を備えることを特徴とする基準信号発振装置。
2. 前記制御部は、
   前記測定部により測定された周波数偏差が、無線通信の規格により規定されている周波数精度の境界レベルに対応する前記周波数偏差の第２の閾値を超えず、且つ、前記第１の閾値を超えた場合に、前記調整基準値を用いて、前記周波数偏差をなくすように前記基準信号の周波数を補正し、前記周波数偏差が前記第２の閾値を超えた場合、前記基準信号発振部の動作を停止させることを特徴とする請求項１に記載の基準信号発振装置。
3. 前記制御部は、
   前記ＧＰＳ信号受信部を介して前記ＧＰＳ信号を受信できているか否かを判別し、前記ＧＰＳ信号を受信できていないと判別した場合、ＧＰＳ信号の受信異常と判断し、前記基準信号発振部をフリーラン動作させることを特徴とする請求項１又は２に記載の基準信号発振装置。
4. 前記制御部は、
   前記測定部により測定された周波数偏差が、前記第１の閾値以上かつ前記第２の閾値以下である前記周波数偏差の第３の閾値を超え、且つ、前記第２の閾値を超えていない場合、前記ＧＰＳ信号受信部を介して前記ＧＰＳ信号を受信できているか否かを判別することを特徴とする請求項３に記載の基準信号発振装置。
5. 前記制御部は、
   前記測定部により測定された周波数偏差が、前記第３の閾値を超えず、且つ、前記第１の閾値を超えた場合に、前記調整基準値を用いて、前記周波数偏差をなくすように前記基準信号の周波数を補正することを特徴とする請求項４に記載の基準信号発振装置。
6. 操作入力を受け付ける操作部を備え、
   前記制御部は、
   前記操作部を介して前記測定時間を受け付けた場合、当該受け付けられた測定時間で前記基準信号の周波数を補正することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の基準信号発振装置。
7. 前記制御部は、
   前記周波数偏差が前記第１の閾値を超え、且つ、前記第２の閾値を超えないときに、前記操作部を介して前記測定時間の操作入力を受け付けた場合、前記測定部により測定された周波数偏差をなくすように前記基準信号の周波数を補正することを特徴とする請求項６に記載の基準信号発振装置。
8. ＧＰＳ信号受信部が、ＧＰＳ信号を受信してＵＴＣに同期した時間信号を取得するＧＰＳ信号受信工程と、
   基準信号発振部が、基準信号を発振し、電圧を印加することで前記基準信号の周波数が可変する基準信号発振工程と、
   測定部が、前記ＧＰＳ信号受信工程により取得された時間信号に基づいて、予め定められた測定時間における前記基準信号のパルス数を測定し、予め定められた基準パルス数からの前記測定したパルス数の誤差を示す周波数偏差を測定する測定工程と、
   記憶部が、前記周波数偏差をなくすために前記基準信号発振部に印加される電圧値の指標を示す調整基準値を記憶する記憶工程と、
   制御部が、前記測定工程により測定された周波数偏差と前記基準信号発振部が安定動作する範囲の境界レベルに対応する前記周波数偏差の第１の閾値とを比較し、前記周波数偏差が前記第１の閾値を超えた場合、前記記憶工程により記憶された前記調整基準値を用いて、前記基準信号の周波数を補正し、且つ、前記周波数偏差が前記第１の閾値を超えない場合、繰り返し前記測定部により測定された周波数偏差をなくすような電圧値を基準信号発振部に印加することで前記基準信号の周波数を繰り返し補正する制御工程と、
   を含むことを特徴とする基準信号発振方法。

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