特許 6461041 同期信号生成システム、位相差演算装置、及び同期信号生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6461041

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】同期信号生成システム、位相差演算装置、及び同期信号生成装置

(51)【国際特許分類】

   H04L 7/00 20060101AFI20190121BHJP

   H04L 7/04 20060101ALI20190121BHJP

【ＦＩ】

   H04L7/00 930

   H04L7/04

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-97274(P2016-97274)

(22)【出願日】2016年5月13日

(65)【公開番号】特開2017-204832(P2017-204832A)

(43)【公開日】2017年11月16日

【審査請求日】2018年1月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000204424

【氏名又は名称】大井電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡嶋 亮輔

(72)【発明者】

【氏名】中川 宏司

【審査官】 川口 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１４６８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００４８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４２１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７３１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３４３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１３２０８９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ７／００

Ｈ０４Ｌ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信可能に接続された位相差演算装置と同期信号生成装置とを含む同期信号生成システムであって、
前記位相差演算装置は、
地上デジタル放送波から時間方向に並ぶ放送波タイミング信号列を抽出する第１放送波タイミング信号列抽出部と、
ＧＰＳ信号に基づいてＧＰＳタイミング信号を得るＧＰＳタイミング信号取得部と、
前記放送波タイミング信号列から選択された注目放送波タイミング信号と、前記ＧＰＳタイミング信号との位相差である第１位相差を演算する第１位相差演算部と、
前記第１位相差を示す位相差情報、及び、前記放送波タイミング信号列の中から注目放送波タイミング信号を特定するための識別情報を前記同期信号生成装置に送信する送信部と、
を備え、
前記同期信号生成装置は、
同期信号を生成する同期信号生成部と、
前記地上デジタル放送波から前記放送波タイミング信号列を抽出する第２放送波タイミング信号列抽出部と、
前記識別情報に基づいて、前記第２放送波タイミング信号列抽出部が抽出した前記放送波タイミング信号列の中から前記注目放送波タイミング信号を特定する放送波タイミング信号特定部と、
前記放送波タイミング信号特定部が特定した前記注目放送波タイミング信号と前記同期信号との位相差である第２位相差を演算する第２位相差演算部と、
前記位相差情報が示す前記第１位相差、及び、前記第２位相差に基づいて、前記同期信号の位相を前記ＧＰＳタイミング信号の位相に一致させる同期信号位相補正部と、
を備える、
ことを特徴とする同期信号生成システム。

【請求項2】

前記位相差演算装置は、
前記地上デジタル放送波を送信する送信所から前記位相差演算装置までの間における前記地上デジタル放送波の伝播遅延時間に基づいて、第１放送波タイミング信号列抽出部が抽出した放送波タイミング信号列の位相を補正する第１放送波タイミング信号列位相補正部と、
をさらに備え、
前記同期信号生成装置は、
前記送信所から前記同期信号生成装置までの間における前記地上デジタル放送波の伝播遅延時間に基づいて、第２放送波タイミング信号列抽出部が抽出した放送波タイミング信号列の位相を補正する第２放送波タイミング信号列位相補正部と、
をさらに備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載の同期信号生成システム。

【請求項3】

前記位相差演算装置と、前記同期信号生成装置は、特定小電力無線により無線通信可能に接続される、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の同期信号生成システム。

【請求項4】

同期信号を生成する同期信号生成装置と通信可能に接続された位相差演算装置であって、
地上デジタル放送波から時間方向に並ぶ放送波タイミング信号列を抽出する第１放送波タイミング信号列抽出部と、
ＧＰＳ信号に基づいてＧＰＳタイミング信号を得るＧＰＳタイミング信号取得部と、
前記放送波タイミング信号列から選択された注目放送波タイミング信号と、前記ＧＰＳタイミング信号との位相差である第１位相差を演算する第１位相差演算部と、
前記第１位相差を示す位相差情報、及び、前記放送波タイミング信号列の中から注目放送波タイミング信号を特定するための識別情報を前記同期信号生成装置に送信する送信部と、
を備えることを特徴とする位相差演算装置。

【請求項5】

地上デジタル放送波から抽出された時間方向に並ぶ放送波タイミング信号列から選択された注目放送波タイミング信号と、ＧＰＳ信号に基づいて得られたＧＰＳタイミング信号との位相差である第１位相差を演算する位相差演算装置と通信可能に接続された同期信号生成装置であって、
同期信号を生成する同期信号生成部と、
前記地上デジタル放送波から前記放送波タイミング信号列を抽出する第２放送波タイミング信号列抽出部と、
前記位相差演算装置から受信した、前記注目放送波タイミング信号を特定するための識別情報に基づいて、前記第２放送波タイミング信号列抽出部が抽出した前記放送波タイミング信号列の中から前記注目放送波タイミング信号を特定する放送波タイミング信号特定部と、
前記放送波タイミング信号特定部が特定した前記注目放送波タイミング信号と前記同期信号との位相差である第２位相差を演算する第２位相差演算部と、
前記位相差演算装置から受信した位相差情報によって示される前記第１位相差、及び、前記第２位相差に基づいて、前記同期信号の位相を前記ＧＰＳタイミング信号の位相に一致させる同期信号位相補正部と、
を備えることを特徴とする同期信号生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、同期信号生成システム、位相差演算装置、及び同期信号生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、通信可能に接続された複数の装置からなるネットワークシステムが用いられている。ネットワークシステムにおいては、複数の装置間において時刻同期が必要となる。例えば、時分割多重方式（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）を用いて装置間で通信を行う場合は、好適に通信を行うために装置間における時刻同期が必要となる。また、例えば複数のセンサが通信可能に接続されたセンサネットワークにおいては、複数のセンサの制御や同時計測を行うために、各センサ（装置）間における時刻同期が必要となる。

【0003】

時刻同期の方法としては種々の方法が知られている。そのうちの１つの方法として、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号に基づいた時刻同期方法が利用されている。ＧＰＳ信号に基づいて、１ＰＰＳ（Pulse Per Second）信号と呼ばれる１秒間隔のタイミング信号を取得することができる。１ＰＰＳ信号は、そのタイミングが非常に高精度である。したがって、１ＰＰＳ信号を利用して時刻同期を行うことで、ネットワークシステム内の各装置間において高精度に時刻同期を行うことができる。

【0004】

例えば、特許文献１には、ＧＰＳ信号を受信可能な同期信号生成装置が、ＧＰＳ信号に含まれるタイミング信号に基づいて、ネットワークシステム内の各装置間における時刻同期を取るための同期信号を生成することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１４６８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述のように、同期信号生成装置が、１ＰＰＳ信号に基づいて同期信号を生成することで、ネットワークシステム内の各装置において時刻同期を高精度に取ることができる。しかしながら、同期信号生成装置がＧＰＳ信号を受信できない場合、例えば、同期信号生成装置が屋内に設置された場合、あるいは同期信号生成装置自体がＧＰＳ信号を受信する機能を有していない場合には、当該同期信号生成装置は、ＧＰＳ信号（１ＰＰＳ信号）に基づいた同期信号を生成することができないという問題があった。

【0007】

本発明の目的は、同期信号生成装置がＧＰＳ信号を受信することができない場合であっても、同期信号生成装置において、ＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳタイミング信号に位相が一致した同期信号を生成可能とすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、通信可能に接続された位相差演算装置と同期信号生成装置とを含む同期信号生成システムであって、前記位相差演算装置は、地上デジタル放送波から時間方向に並ぶ放送波タイミング信号列を抽出する第１放送波タイミング信号列抽出部と、ＧＰＳ信号に基づいてＧＰＳタイミング信号を得るＧＰＳタイミング信号取得部と、前記放送波タイミング信号列から選択された注目放送波タイミング信号と、前記ＧＰＳタイミング信号との位相差である第１位相差を演算する第１位相差演算部と、前記第１位相差を示す位相差情報、及び、前記放送波タイミング信号列の中から注目放送波タイミング信号を特定するための識別情報を前記同期信号生成装置に送信する送信部と、を備え、前記同期信号生成装置は、同期信号を生成する同期信号生成部と、前記地上デジタル放送波から前記放送波タイミング信号列を抽出する第２放送波タイミング信号列抽出部と、前記識別情報に基づいて、前記第２放送波タイミング信号列抽出部が抽出した前記放送波タイミング信号列の中から前記注目放送波タイミング信号を特定する放送波タイミング信号特定部と、前記放送波タイミング信号特定部が特定した前記注目放送波タイミング信号と前記同期信号との位相差である第２位相差を演算する第２位相差演算部と、前記位相差情報が示す前記第１位相差、及び、前記第２位相差に基づいて、前記同期信号の位相を前記ＧＰＳタイミング信号の位相に一致させる同期信号位相補正部と、を備える、ことを特徴とする。

【0009】

望ましくは、前記位相差演算装置は、前記地上デジタル放送波を送信する送信所から前記位相差演算装置までの間における前記地上デジタル放送波の伝播遅延時間に基づいて、第１放送波タイミング信号列抽出部が抽出した放送波タイミング信号列の位相を補正する第１放送波タイミング信号列位相補正部と、をさらに備え、前記同期信号生成装置は、前記送信所から前記同期信号生成装置までの間における前記地上デジタル放送波の伝播遅延時間に基づいて、第２放送波タイミング信号列抽出部が抽出した放送波タイミング信号列の位相を補正する第２放送波タイミング信号列位相補正部と、をさらに備える、ことを特徴とする。

【0010】

望ましくは、前記位相差演算装置と、前記同期信号生成装置は、特定小電力無線により無線通信可能に接続される、ことを特徴とする。

【0011】

また、本発明は、同期信号を生成する同期信号生成装置と通信可能に接続された位相差演算装置であって、地上デジタル放送波から時間方向に並ぶ放送波タイミング信号列を抽出する第１放送波タイミング信号列抽出部と、ＧＰＳ信号に基づいてＧＰＳタイミング信号を得るＧＰＳタイミング信号取得部と、前記放送波タイミング信号列から選択された注目放送波タイミング信号と、前記ＧＰＳタイミング信号との位相差である第１位相差を演算する第１位相差演算部と、前記第１位相差を示す位相差情報、及び、前記放送波タイミング信号列の中から注目放送波タイミング信号を特定するための識別情報を前記同期信号生成装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする。

【0012】

また、本発明は、地上デジタル放送波から抽出された時間方向に並ぶ放送波タイミング信号列から選択された注目放送波タイミング信号と、ＧＰＳ信号に基づいて得られたＧＰＳタイミング信号との位相差である第１位相差を演算する位相差演算装置と通信可能に接続された同期信号生成装置であって、同期信号を生成する同期信号生成部と、前記地上デジタル放送波から前記放送波タイミング信号列を抽出する第２放送波タイミング信号列抽出部と、前記位相差演算装置から受信した、前記注目放送波タイミング信号を特定するための識別情報に基づいて、前記第２放送波タイミング信号列抽出部が抽出した前記放送波タイミング信号列の中から前記注目放送波タイミング信号を特定する放送波タイミング信号特定部と、前記放送波タイミング信号特定部が特定した前記注目放送波タイミング信号と前記同期信号との位相差である第２位相差を演算する第２位相差演算部と、前記位相差演算装置から受信した位相差情報によって示される前記第１位相差、及び、前記第２位相差に基づいて、前記同期信号の位相を前記ＧＰＳタイミング信号の位相に一致させる同期信号位相補正部と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、同期信号生成装置がＧＰＳ信号を受信することができない場合であっても、同期信号生成装置において、ＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳタイミング信号に位相が一致した同期信号を生成可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態に係る同期信号生成システムの構成概略図である。

【図2】本実施形態に係る基地局の構成概略図である。

【図3】基地局が受信したＰＣＲ信号と１ＰＰＳ信号の例を示す概念図である。

【図4】本実施形態に係る端末の構成概略図である。

【図5】端末が生成した同期信号の位相が補正される様子の例を示す概念図である。

【図6】本実施形態に係る同期信号生成システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜同期信号生成システムの構成概略＞
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る同期信号生成システム１０の構成概略図である。同期信号生成システム１０は、位相差演算装置としての基地局１２と、同期信号生成装置としての端末１４、及び、端末１４から同期信号が供給される１又は複数のネットワーク機器１６を含んで構成される。

【0016】

基地局１２は、地上デジタルアンテナ２０を備えており、送信所から送信される地上デジタル放送波を受信することができる。また、基地局１２はＧＰＳアンテナ２２を備えており、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信することができる。さらに、基地局１２は端末１４との通信手段を有している。本実施形態では、当該通信手段として特定小電力無線が用いられており、基地局１２は特定小電力無線アンテナ２４を備えている。なお、基地局１２と端末１４との間の通信は、特定小電力無線に限られるものではない。基地局１２としては、地上デジタル放送波及びＧＰＳ信号が受信可能であり、後述の位相差演算処理が実行可能であり、当該位相差演算処理により得られたデータを端末１４に送信できる限りにおいていかなる装置であってもよい。

【0017】

端末１４は、基地局１２同様、地上デジタルアンテナ２６を備えており、送信所から送信される地上デジタル放送波を受信することができる。また、端末１４は、基地局１２との通信手段を有している。上述の通り本実施形態では当該通信手段として特定小電力無線が用いられているため、当該通信手段として端末１４は特定小電力無線アンテナ２８を備えている。端末１４は、ＧＰＳアンテナを備えておらず、あるいはＧＰＳアンテナを備えていたとしても屋内に設置されるなどしてＧＰＳ信号が受信できなくなっている。端末１４としては、地上デジタル放送波が受信可能であり、基地局１２からデータを受信可能であり、後述の同期信号生成処理が実行可能である限りにおいていかなる装置であってもよい。

【0018】

ネットワーク機器１６は、例えばルータあるいは無線子機などであり、端末１４において生成された同期信号が供給されるものである。

【0019】

＜基地局の構成概略＞
図２には、基地局１２の構成概略図が示されている。以下、図２を参照して、基地局１２の構成概略について説明する。

【0020】

放送波受信部４０は、地上デジタルアンテナ２０が受信した地上デジタル放送波を処理する。具体的には、地上デジタル放送波の復調処理、あるいは誤り訂正処理などを行う。また、放送波受信部４０は、地上デジタル放送波の復調処理により得られたＴＳ（トランスポートストリーム）パケットに含まれるアダプテーションフィールドに収められている放送波タイミング信号としてのＰＣＲ（Program Clock Reference）信号を抽出する。

【0021】

ＰＣＲ信号は、１つの番組の基準となる時刻情報である。放送波受信部４０が地上デジタル放送波を順次復調することで、時間方向に並ぶＰＣＲ信号列が取得される。つまり、放送波受信部４０は、第１放送波タイミング信号列抽出部としても機能する。規定により、各ＰＣＲ信号の時間間隔は１００ミリ秒以下であることが定められている。本実施形態では、ＰＣＲ信号列に含まれる各ＰＣＲ信号間の時間間隔は１００ミリ秒であるとする。

【0022】

また、各ＰＣＲ信号には、各ＰＣＲ信号を識別するための識別情報としてのカウンタ値が付されている。

【0023】

送信所において地上デジタル放送波が送信されてから、地上デジタルアンテナ２０で当該放送波を受信するまでの間に遅延時間が生じる場合がある。したがって、放送波受信部４０は、送信所から基地局１２までの地上デジタル放送波の伝播遅延時間に応じて、抽出したＰＣＲ信号の位相（タイミング）を補正するようにしてもよい。つまり、放送波受信部４０は、第１放送波タイミング信号列位相補正部としても機能する。後述するように、ＰＣＲ信号の位相を補正することで、基地局１２と端末１４における各ＰＣＲ信号列の位相ずれを低減させることができる。

【0024】

送信所から基地局１２までの地上デジタル放送波の伝播遅延時間の演算方法は既知の様々な方法を採用することができる。例えば、当該伝播遅延時間は、一般的に、送信所から基地局１２（地上デジタルアンテナ２０）までの距離に応じたものとなるため、送信所から基地局１２までの距離に対する伝播遅延時間を予め演算しておき、基地局１２に与えておくようにしてもよい。

【0025】

放送波受信部４０は、抽出したＰＣＲ信号列を後述の位相差演算部４６へ出力する。また、放送波受信部４０は、地上デジタル放送波から得られたクロック情報をクロック同期部４２に出力する。当該クロック情報は、上述のＰＣＲ信号でもよいが、それに限られない。例えば、地上デジタル放送波の復調処理により得られるクロック情報であってもよい。

【0026】

クロック同期部４２は、放送波受信部４０からのクロック情報に基づいて動作クロックを生成し、位相差演算部４６へ出力する。

【0027】

ＧＰＳ受信部４４は、ＧＰＳアンテナ２２が受信したＧＰＳ信号を処理する。具体的には、ＧＰＳ信号に基づいて、ＧＰＳタイミング情報としての１ＰＰＳ信号を取得する処理を行う。１ＰＰＳ信号としては、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報を抽出して、それをそのまま利用してもよいし、当該時刻情報に基づいてＧＰＳ受信部４４が生成した信号であってもよい。以上のように、ＧＰＳ受信部４４は、ＧＰＳタイミング信号取得部としても機能する。ＧＰＳ受信部４４は、取得した１ＰＰＳ信号を位相差演算部４６へ出力する。

【0028】

図３には、ＰＣＲ信号と１ＰＰＳ信号の位相を示す図が示されている。図３において、横軸が時間軸を表す。図３において、各ＰＣＲ信号に付されたカウンタ値が示されている。例えば、図３における最初のＰＣＲ信号に付されたＰＣＲ（２）の記載は、当該ＰＣＲ信号のカウンタ値が２であることを示す。図３においては、簡単のためにカウンタ値が１つずつインクリメントされているが、実際には各ＰＣＲに付されたカウンタ値は不連続な値となっている。ただし、その場合であってもカウンタ値によりＰＣＲ信号が一意に識別可能となっている。

【0029】

上述のように、本実施形態においてＰＣＲ信号間の時間間隔は１００ミリ秒であり、１ＰＰＳ信号間の時間間隔は１秒となっている。したがって、ＰＣＲ信号は１ＰＰＳ信号に対して１０倍の頻度で生じることになっている。ここで、地上デジタル放送波とＧＰＳ信号との間において同期が取られていないから、ＰＣＲ信号列と１ＰＰＳ信号も同期していない。そのため、ＰＣＲ信号列と１ＰＰＳ信号との間には位相差が存在する。

【0030】

第１位相差演算部としての位相差演算部４６は、ＧＰＳ受信部４４からの１ＰＰＳ信号と、放送波受信部４０からのＰＣＲ信号列から選択された注目ＰＣＲ信号（ＰＣＲ（ｎ_Ｒ））との位相差である第１位相差を演算する。本実施形態では、位相差演算部４６は、１ＰＰＳ信号と、１ＰＰＳ信号を検出した後に最初に検出したＰＣＲ信号（これが注目ＰＣＲ信号となる）までの位相差を演算する。図３の例では、１ＰＰＳ信号は、ＰＣＲ（２）とＰＣＲ（３）の間で検出されているから、位相差演算部４６は、１ＰＰＳ信号とＰＣＲ（３）までの間の第１位相差ΔＴを演算する。なお、第１位相差ΔＴは、基地局１２が有している内部タイマなどの時刻計測手段を用いて演算される。また、注目ＰＣＲ信号としては、１ＰＰＳ信号直後のＰＣＲ信号に代えて、他のＰＣＲ信号が選択されてもよい。

【0031】

さらに、位相差演算部４６は、第１位相差ΔＴを演算すると共に、注目ＰＣＲ信号に付された注目カウンタ値ｎ_Ｒを取得する。図３の例では、注目カウンタ値ｎ_Ｒとして「３」を取得する。

【0032】

図２に戻り、位相差演算部４６は、第１位相差ΔＴを示す位相差情報、及び取得した注目カウンタ値ｎ_Ｒを示すカウンタ値情報をＲＦ送信部４８へ出力する。

【0033】

送信部としてのＲＦ送信部４８は、位相差演算部４６からの位相差情報及びカウンタ値情報を特定小電力無線による送信に適した信号にアップコンバートする処理を行う。変換されたこれらの情報は特定小電力無線アンテナ２４から端末１４へ向けて送信される。なお、これらの情報は、端末１４においてうまく受信できなかった（パケットロスした）場合に備え、１ＰＰＳ信号周期の１／２以下の周期で送信する。

【0034】

＜端末の構成概略＞
図４には、端末１４の構成概略図が示されている。以下、図４を参照して、端末１４の構成概略について説明する。

【0035】

放送波受信部６０は、基地局１２の放送波受信部４０同様、地上デジタルアンテナ２６が受信した地上デジタル放送波を処理する。また、放送波受信部６０は、地上デジタル放送波からＰＣＲ信号を抽出する。放送波受信部６０が地上デジタル放送波を順次復調することで、時間方向に並ぶＰＣＲ信号列が取得される。このように、放送波受信部６０は、第２放送波タイミング信号列抽出部としても機能する。

【0036】

なお、ＰＣＲ信号は、放送局毎に異なる場合があるため、基地局１２と端末１４においては、同一放送エリア及び同一放送チャネルの地上デジタル放送波を受信するものとする。

【0037】

基地局１２の放送波受信部４０同様、放送波受信部６０は、送信所から端末１４までの地上デジタル放送波の伝播遅延時間に応じて、抽出したＰＣＲ信号の位相（タイミング）を補正するようにしてもよい。つまり、放送波受信部６０は、第２放送波タイミング信号列位相補正部としても機能する。

【0038】

放送波受信部６０は、抽出したＰＣＲ信号列を後述の位相差演算部６８に出力する。また、放送波受信部６０は、地上デジタル放送波から得られたクロック情報をクロック同期部６２へ出力する。

【0039】

クロック同期部６２は、放送波受信部６０からのクロック情報に基づいて動作クロックを生成し、位相差演算部６８及び後述の同期信号生成部６４へ出力する。

【0040】

同期信号生成部６４は、複数のネットワーク機器１６、あるいは端末１４とネットワーク機器１６との間において同期を取るための同期信号を生成する。本実施形態では、同期信号生成部６４は、同期信号としてパルス状の波形を生成する。生成された同期信号は、位相差演算部６８へフィードバックされる。同期信号生成部６４は、フィードバックされた同期信号に対する位相差演算部６８及び位相比較部７０による処理（後述）により得られた補正情報に基づいて、同期信号の位相を補正する処理も行う。つまり、同期信号生成部６４は、同期信号位相補正部としても機能する。位相が補正された同期信号がネットワーク機器１６へ出力される。

【0041】

ＲＦ受信部６６は、特定小電力無線アンテナ２８が受信した、基地局１２からの位相差情報、及びカウンタ値情報をダウンコンバートする処理を行う。変換されたこれらの情報は位相比較部７０へ出力される。

【0042】

第２位相差演算部としての位相差演算部６８は、同期信号生成部６４からの同期信号と、放送波受信部６０からのＰＣＲ信号列に含まれる各ＰＣＲ信号との間の複数の位相差（位相差列）を演算する。詳しくは、位相差演算部６８は、ＰＣＲ信号を受信する度に、同期信号と、受信したＰＣＲ信号との位相差を演算する。なお、当該位相差は、端末１４が有している内部タイマなどの時刻計測手段を用いて演算される。さらに、位相差演算部６８は、位相差の演算の対象となったＰＣＲ信号に付されていたカウンタ値を取得し、当該カウンタ値を演算した位相差に関連付ける。

【0043】

図５には、ＰＣＲ信号と同期信号の位相を示す図が示されている。図５において、横軸が時間軸を表す。位相差演算部６８は、ＰＣＲ（２）を受信すると、同期信号とＰＣＲ（２）との位相差であるΔｔ（２）を演算する。Δｔ（２）にはカウンタ値「２」が関連付けられる。また、位相差演算部６８は、ＰＣＲ（３）を受信すると、同期信号とＰＣＲ（３）との位相差であるΔｔ（３）を演算する。Δｔ（３）にはカウンタ値「３」が関連付けられる。以下同様に、ＰＣＲ信号を受信する度に位相差が演算され、その結果位相差列が生成される。当該位相差列には、同期信号と注目ＰＣＲ信号ＰＣＲ（ｎ_Ｒ）（本実施形態ではＰＣＲ（３））との間の位相差である第２位相差Δｔ（ｎ_Ｒ）（本実施形態ではΔｔ（３））が含まれる。生成された位相差列は、位相比較部７０へ出力される。

【0044】

位相比較部７０は、基地局１２から送信された、注目カウンタ値ｎ_Ｒを示すカウンタ値情報に基づいて、位相差演算部６８からの位相差列のうち、注目ＰＣＲ信号と同期信号との位相差である第２位相差Δｔ（ｎ_Ｒ）を特定する。本実施形態では、注目ＰＣＲ信号はＰＣＲ（３）であるため、第２位相差としてΔｔ（３）が特定される。

【0045】

さらに、位相比較部７０は、特定された第２位相差Δｔ（ｎ_Ｒ）と、ＲＦ受信部６６からの位相差情報が示す、１ＰＰＳ信号と注目ＰＣＲ信号との位相差である第１位相差ΔＴとの差分Δｔ（ｎ_Ｒ）−ΔＴを演算する。本実施形態では、Δｔ（３）−ΔＴが演算される。当該差分を示す補正情報は、同期信号生成部６４へ出力される。

【0046】

同期信号位相補正部としての同期信号生成部６４は、第１位相差ΔＴ及び第２位相差Δｔ（ｎ_Ｒ）に基づいて、同期信号の位相を補正する。具体的には、位相比較部７０からの補正情報に基づいて、同期信号の位相を上記差分Δｔ（ｎ_Ｒ）−ΔＴだけずらす補正を行う。本実施形態では、図５に示される通り、同期信号の位相をΔｔ（３）−ΔＴだけ遅らせる補正を行う。もし、Δｔ（ｎ_Ｒ）−ΔＴが負の値になるならば、同期信号の位相を｜Δｔ（ｎ_Ｒ）−ΔＴ｜だけ早める補正を行えばよい。

【0047】

当該補正前においては、同期信号と注目ＰＣＲ信号との位相差がΔｔ（ｎ_Ｒ）であったが、当該補正により、同期信号と注目ＰＣＲ信号との位相差はΔｔ（ｎ_Ｒ）−（Δｔ（ｎ_Ｒ）−ΔＴ）、つまりΔＴとなる。これは、注目ＰＣＲ信号と１ＰＰＳ信号との位相差に一致する。したがって、補正後の同期信号の位相は１ＰＰＳ信号と一致したことになる。なお、本明細書における「一致」との用語は、位相が完全に同一であるのみならず、多少の誤差範囲をも含む概念である。

【0048】

同期信号生成部６４において、上述したような、同期信号の生成、同期信号の位相補正処理、補正後の同期信号のネットワーク機器１６への出力処理が繰り返される。これにより、ネットワーク機器１６に対して、１ＰＰＳ信号相当の同期信号列が出力される。

【0049】

＜実施形態の効果＞
以上説明した通り、本実施形態に係る同期信号生成システム１０によれば、同期信号生成装置である端末１４がＧＰＳ信号を受信できない場合であっても、端末１４から１ＰＰＳ信号相当の同期信号を出力することができる。これにより、従来であれば端末１４から１ＰＰＳ信号を出力するためには、ＧＰＳ信号を端末１４に受信させるためのＧＰＳケーブル配線工事などが必要であったところ、そのような工事を行う必要がなくなる。

【0050】

また、同期信号生成システム１０においては、基地局１２からは、位相差情報と共にカウンタ値情報が端末１４に送信される。そして、端末１４において、カウンタ値情報に基づいて、予め演算しておいた位相差列の中から注目ＰＣＲ信号と同期信号との位相差である第２位相差Δｔ（ｎ_Ｒ）を特定し、第１位相差ΔＴと第２位相差Δｔ（ｎ_Ｒ）に基づいて同期信号の補正量が決定されている。このような方法を取ることにより、基地局１２と端末１４間の通信における通信遅延を考慮する必要がない。つまり、基地局１２と端末１４間の通信には高速な通信は要求されない。したがって、基地局１２と端末１４間の通信においては、通信速度よりも、その他の特性、特に通信距離を重視した方式（例えば特定小電力無線）を採用することができる。また、１つの基地局１２に対して複数の端末１４を通信可能に接続した場合であっても、各端末１４において好適に同期信号を生成することができると共に、各端末１４間においても好適に同期を取ることができる。

【0051】

＜処理の流れ＞
以下、図６に示すフローチャートに従って、同期信号生成システムの処理の流れを説明する。

【0052】

まず、基地局１２の処理の流れについて説明する。ステップＳ１０において、放送波受信部４０は、地上デジタルアンテナ２０が受信した地上デジタル放送波からＰＣＲ信号を抽出する。ＰＣＲ信号の抽出処理を順次行うことで、ＰＣＲ信号列が抽出される。

【0053】

ステップＳ１２において、ＧＰＳ受信部４４は、ＧＰＳアンテナ２２が受信したＧＰＳ信号に基づいて、１ＰＰＳ信号を取得する。

【0054】

ステップＳ１４において、位相差演算部４６は、１ＰＰＳ信号と注目ＰＣＲ信号間の位相差である第１位相差ΔＴを演算する。上述のとおり、本実施形態においては、注目ＣＰＲ信号は、１ＰＰＳ信号の検出後最初に検出されたＰＣＲ信号である。

【0055】

ステップＳ１６において、ＲＦ送信部４８は、第１位相差ΔＴを示す位相差情報、及び注目ＰＣＲ信号のカウンタ値である注目カウンタ値ｎ_Ｒを示すカウンタ値情報を特定小電力無線アンテナ２４から端末１４へ送信する。

【0056】

次に、端末１４の処理の流れについて説明する。以下のステップＳ２０からＳ２６は、基地局１２におけるステップＳ１０からＳ１６までの処理と並行して行われるものである。

【0057】

ステップＳ２０において、同期信号生成部６４は、パルス状の波形である同期信号を生成する。

【0058】

ステップＳ２２において、放送波受信部６０は、地上デジタルアンテナ２６が受信した地上デジタル放送波からＰＣＲ信号を抽出する。

【0059】

ステップＳ２４において、位相差演算部６８は、同期信号と、ステップＳ２２で抽出したＰＣＲ信号との位相差を演算する。

【0060】

ステップＳ２６において、位相比較部７０は、基地局１２から位相差情報及びカウンタ値情報を受信したか否かを判定する。これらの情報を未だ受信していない場合は、ステップＳ２２に戻る。つまり、これらの情報を受信するまでの間、位相差演算部６８は、地上デジタル放送波から抽出されたＰＣＲ信号と同期信号との位相差を演算し続ける。これにより、位相差列Δｔ（ｎ）が生成される。

【0061】

ステップＳ２６において、基地局１２から位相差情報及びカウンタ値情報を受信したと判定した場合、ステップＳ２８に進む。

【0062】

ステップＳ２８において、位相比較部７０は、カウンタ値情報に基づいて、位相差列Δｔ（ｎ）の中から、注目ＰＣＲ信号と同期信号との位相差である第２位相差Δｔ（ｎ_Ｒ）を特定する。さらに、位相比較部７０は、位相差情報に基づいて、第２位相差Δｔ（ｎ_Ｒ）と第１位相差ΔＴとの差分Δｔ（ｎ_Ｒ）−ΔＴを演算する。

【0063】

ステップＳ３０において、同期信号生成部６４は、ステップＳ２８で演算された差分Δｔ（ｎ_Ｒ）−ΔＴの分だけ、同期信号の位相を遅らせる補正を行う。なお、上述のように、Δｔ（ｎ_Ｒ）−ΔＴが負の値になる場合は、同期信号の位相を｜Δｔ（ｎ_Ｒ）−ΔＴ｜だけ早める補正を行う。補正後の同期信号は、ネットワーク機器１６へ出力される。

【0064】

上述の処理を繰り返すことにより、端末１４から１ＰＰＳ信号相当の同期信号列がネットワーク機器１６へ出力される。

【0065】

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0066】

１０ 同期信号生成システム、１２ 基地局、１４ 端末、１６ ネットワーク機器、２０，２６ 地上波デジタルアンテナ、２２ ＧＰＳアンテナ、２４，２８ 特定小電力無線アンテナ、４０，６０ 放送波受信部、４２，６２ クロック同期部、４４ ＧＰＳ受信部、４６，６８ 位相差演算部、４８ ＲＦ送信部、６４ 同期信号生成部、６６ ＲＦ受信部、７０ 位相比較部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】