(57)【要約】【課題】無線通信システム全体で、セル境界をなくし、かつ負荷を分散する。【解決手段】複数の端末と無線通信をする一つのアンテナを備える少なくとも一つの端末通信部と、データ信号を生成および解読する少なくとも一つのベースバンドモデムとを備え、前記一つ以上のアンテナによってセルが形成される無線通信システムであって、前記ベースバンドモデムは、前記無線通信に利用される無線周波数帯域を、二つ以上のサブバンドに分割し、前記分割された各サブバンドにおける固有の前記データ信号を生成および解読し、前記サブバンドにおける固有のデータ信号を、前記端末通信部に割り当て、前記端末通信部は、前記ベースバンドモデムによって生成されたサブバンドにおける固有のデータ信号を受信し、前記受信したサブバンドにおける固有のデータ信号によって、各々の前記サブバンドのセルを形成する。【選択図】図７
2010213007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末と無線通信をする一つのアンテナを備える少なくとも一つの端末通信部と、データ信号を生成および解読する少なくとも一つのベースバンドモデムとを備え、前記一つ以上のアンテナによってセルが形成される無線通信システムであって、
前記ベースバンドモデムは、
前記無線通信に利用される無線周波数帯域を、二つ以上のサブバンドに分割し、
前記分割された各サブバンドにおける固有の前記データ信号を生成および解読し、
前記サブバンドにおける固有のデータ信号を、前記端末通信部に割り当て、
前記端末通信部は、
前記ベースバンドモデムによって生成されたサブバンドにおける固有のデータ信号を受信し、
前記受信したサブバンドにおける固有のデータ信号によって、各々の前記サブバンドのセルを形成することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記ベースバンドモデムは、隣接する前記セルを形成する少なくとも一つの前記端末通信部に割り当てられる前記サブバンドにおける固有のデータ信号を、前記サブバンド間において共通するように割り当てることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記分割されたサブバンドは、制御用のデータ信号を送信するための第１のサブバンドと、前記第１のサブバンド以外の第２のサブバンドとを含み、
前記ベースバンドモデムは、前記第１のサブバンドにおける固有のデータ信号が各前記セルにおいて共通するように、前記サブバンドにおける固有のデータ信号を前記端末通信部に割り当てることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記ベースバンドモデムは、前記複数のサブバンドに共通の制御用のデータ信号が特定の時間に送信されるように、前記固有のデータ信号を前記端末通信部に割り当てることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記ベースバンドモデムは、前記無線通信システムの負荷の情報に基づいて、前記サブバンドのセルを形成する前記端末通信部の割り当てを決定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記ベースバンドモデムは、前記負荷情報を、前記端末通信部ごとに、または前記サブバンドのセルを形成する複数の前記端末通信部ごとに集計することを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記ベースバンドモデムは、前記負荷情報を、前記ベースバンドモデムごとに集計することを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記ベースバンドモデムと前記端末通信部とは、スイッチ部によって接続され、
前記スイッチ部は、
前記ベースバンドモデムの前記サブバンドにおける固有のデータ信号を受信し、
前記端末通信部へ前記固有のデータ信号を送信する経路を、前記サブバンドごとに割り当てることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記スイッチ部は、前記ベースバンドモデムが取得した負荷情報に従って、前記端末通信部へ前記固有のデータ信号を送信する経路を、前記サブバンドごとに割り当てることを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記スイッチ部は、
前記ベースバンドモデムまたは前記端末通信部から受信した一つのデータ信号をコピーし、
前記コピーされたデータ信号の各々を、複数のポートから出力することを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記複数のポートから出力されたデータ信号は、前記複数のポートごとに、破棄されることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記スイッチ部は、
前記ベースバンドモデムまたは前記端末通信部から受信したデータ信号を合成し、
前記合成されたデータ信号を一つのポートから出力することを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記スイッチ部は、前記端末通信部とデータ信号を送受信していないベースバンドモデムの電源を遮断することを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記スイッチ部は、少なくとも一つの前記端末通信部とデータ信号を送受信する経路が割り当てられるベースバンドモデムの電源を投入することを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
前記ベースバンドモデムと前記スイッチ部とは、制御部と接続され、
前記制御部は、
前記ベースバンドモデムによって処理されるデータ信号の送受信量と、前記ベースバンドモデムの処理能力とを取得し
前記取得した送受信量と前記取得した処理能力とを比較した結果、前記ベースバンドモデムの処理能力が不足すると判定された場合、前記送受信されるデータ信号の一部を、前記他のベースバンドモデムに割り当てることを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
前記ベースバンドモデムは、電源が遮断される場合、当該ベースバンドモデムによって処理されていたデータ信号の送受信を、他の前記ベースバンドモデムに引き継ぐことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信システム。
【請求項１７】
前記ベースバンドモデムは、電源が投入される場合、他の前記ベースバンドモデムによって処理されていたデータ信号の送受信を引き継ぐことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信システム。
【請求項１８】
サブバンドごとに前記データ信号を結合するマルチプレクサと、結合された前記データ信号をサブバンドごとに分離するデマルチプレクサをとを、前記端末通信部と前記スイッチ部との間に備えることを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１９】
前記スイッチ部と前記端末通信部との間は、少なくとも一本の有線ケーブルによって接続され、
前記スイッチ部は、ベースバンド帯のデジタル信号に変換された前記サブバンドにおける固有のデータ信号を、前記有線ケーブルによって伝送することを特徴とする請求項１８に記載の無線通信システム。
【請求項２０】
前記スイッチ部と前記端末通信部との間は、少なくとも一本の有線ケーブルによって接続され、
前記スイッチ部は、無線周波数のアナログ信号に変換された前記サブバンドにおける固有のデータ信号を、前記有線ケーブルによって伝送することを特徴とする請求項１８に記載の無線通信システム。
【請求項２１】
前記スイッチ部と前記端末通信部との間は、無線によって接続されることを特徴とする請求項１８に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関し、特に同一周波数で複数の基地局が端末と通信する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信における端末へのデータスループットを確保するためには、無線帯域の広帯域化が必須であり、広帯域化のためにマルチキャリア通信方法に関する研究開発および標準化が盛んに行われている。
【０００３】
無線通信の標準化団体である３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）において、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）と呼ばれる規格の標準化が進められている。
【０００４】
ＬＴＥは、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を採用している。ＯＦＤＭは、データ信号を周波数領域において生成するマルチキャリア通信方法であり、逆フーリエ変換によって時間領域のデータ信号に変換してから無線区間を介してデータ信号を伝送する方法である。ＬＴＥにおける受信側は、時間領域に変換されたデータ信号を、フーリエ変換によって周波数領域のデータ信号に戻した後に、チャネル変動の補償、復調、および復号を行う（例えば、非特許文献３参照）。
【０００５】
また、ＬＴＥは、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  Ｉｍｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ）と呼ばれる同一時間、および同一周波数において、データ信号を空間多重して伝送する通信方法も、採用している。ＭＩＭＯは、送信局と受信局とが複数本のアンテナを使用し、送信局と受信局との送受信アンテナ間で形成される伝搬路応答のランク数を上限としてデータを空間多重して伝送する方法である。ＭＩＭＯを用いた場合、空間多重して伝送した分だけ、端末のスループットが、理想的にはランク数倍向上する（例えば、非特許文献３参照）。
【０００６】
また、ＯＦＤＭと同様のマルチキャリア通信方法としては、標準化団体である３ＧＰＰ２で規格化されたＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）がある。この方法は、狭帯域のＣＤＭＡ信号を複数キャリアずつに束ね、見かけ上広帯域通信を実現する方法であり、Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  Ｒａｔｅ  ３として規格化されている（例えば、非特許文献５参照）。
【０００７】
同一周波数によって複数の基地局が端末と通信する無線通信システムにおいては、基地局間のセル間干渉が問題となり、また、基地局が形成するセルの境界に位置する端末の通信品質が劣化する問題がある。これらの問題に対して、複数基地局間で連携して前述のＭＩＭＯを用いて通信するＮｅｔｗｏｒｋ−ＭＩＭＯが盛んに議論されている（例えば、非特許文献６参照）。このＮｅｔｗｏｒｋ−ＭＩＭＯによれば、従来のセルラシステムにおいて問題となっていたセル間干渉が解消する。
【０００８】
Ｎｅｔｗｏｒｋ−ＭＩＭＯによる問題の解決手段は、任意の基地局と通信している端末にとって従来干渉信号であった他のセルの信号を、端末が所望する信号として扱うよう信号処理する。これによって、従来支配的な干渉であった信号の成分所望の信号の成分となるため、特にセル境界に位置する端末の通信品質が、大幅に改善する。ただし、基地局間で信号処理とデータフローとの連携が必要となる。
【０００９】
前述したＮｅｔｗｏｒｋ−ＭＩＭＯに向けて、基地局間の連携を容易にするため、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ世代向けのシステムとして標準化団体３ＧＰＰによってセルラシステムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。図３８に、非特許文献１に示されるセルラシステムの全体像を示す。
【００１０】
図３８は、従来技術のベースバンドモデムを１箇所に集約したセルラシステムを示す説明図である。
【００１１】
図３８に示すセルラシステムは、セル１０１−１、１０１−２、端末１０２−１〜１０２−６、ベースバンドモデム１０３−１、１０３−２、光ファイバ１０４−１、１０４−３、およびフロントエンド部１０５−１〜１０５−８を備える。なお、セル１０１−１、１０１−２をセル１０１、端末１０２−１〜１０２−６を端末１０２、ベースバンドモデム１０３−１、１０３−２をベースバンドモデム１０３、光ファイバ１０４−１、１０４−３を光ファイバ１０４、およびフロントエンド部１０５−１〜１０５−８をフロントエンド部１０５と表記する。
【００１２】
図３８に示すセルラシステムの特徴は、従来セル１０１に１対１で割り当てられていたベースバンドモデム１０３を、１箇所に集めている点である。１箇所に集めたことによって、従来離れた場所における通信が必要と考えられていた前述の連携を、同一ラック内の基板間通信またはチップ間通信によって実施できるようになるため、Ｎｅｔｗｏｒｋ−ＭＩＭＯに向けた基地局間の連携が容易になると考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−２２８２１３号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ＮＴＴ  ＤｏＣｏＭｏ，"Ｉｎｔｅｒ−ｃｅｌｌ  Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ"，３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ  ＷＧ１，Ｒ１−０８３０１９，２００８／８．
【非特許文献２】３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ，"Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ（Ｒｅｌｅａｓｅ  ８）"，３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１３  ｖｅｒ８．４．０，ｐｐ．３４−３５，２００８／９．
【非特許文献３】３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ，"Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ  ａｎｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（Ｒｅｌｅａｓｅ  ８）"，３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１１  ｖｅｒ８．４．０，ｐｐ．４１−７３，２００８／９．
【非特許文献４】ＣＰＲＩ，"Ｃｏｍｍｏｎ  Ｐｕｂｌｉｃ  Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＣＰＲＩ）  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ"，Ｖｅｒｓｉｏｎ  ４．０，２００８／６．
【非特許文献５】３ＧＰＰ２，"Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  ｃｄｍａ２０００  Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｒｅｌｅａｓｅ  Ａ"，３ＧＰＰ２  Ｃ．Ｓ０００２−Ａ，Ｖｅｒｓｉｏｎ  ６．０，ｐｐ．３−２２−３−３４，２００２／２
【非特許文献６】Ｌａｕｒｅｎｃｅ  Ｍａｉｌａｅｎｄｅｒ，"Ｉｎｄｏｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  ＭＩＭＯ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｇｕｌａｒｉｚｅｄ  Ｚｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ"，ＩＥＥＥ  ＩＳＳＳＴＡ  ２００８，ｐｐ．１２４−１２８，２００８／８．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、広帯域の無線通信システムにおいて通信品質の劣化の原因となるセル間干渉を低減することである。この目的を達するため、本発明は、無線通信帯域全体を複数のサブバンドに分割して、サブバンドごとにセルを構成するアンテナの組合せを変えることによって、各端末がセル境界とならないサブバンドを少なくとも一つ生成する。また、ベースバンドモデム１０３間の負荷を分散し、システム全体のベースバンドモデム１０３の数を減らすことによって、無線通信システム全体の消費電力を低減する。つまり、無線通信システム全体でセル間の境界をなくすことと、負荷分散によるシステム全体の消費電力を低減することとの両立が本発明の課題である。以下に課題を具体的に示す。
【００１６】
図３８に示すベースバンドモデム１０３と、アンテナを含めたフロントエンド部１０５とは、光ファイバ１０４を介して接続される。セル１０１は、ベースバンドモデム１０３による無線通信信号が送受信できるエリアとして形成される。各々の端末１０２は、最も強い電界強度によって無線通信可能ないずれかのベースバンドモデム１０３をサービングセルとして無線通信する。
【００１７】
図３８に示すセルラシステムにおいて、端末１０２−３は、二つのセルであるセル１０１−１およびセル１０１−２の境界に位置しており、どちらのセル１０１をサービングセルとしても、もう一方のセル１０１から端末１０２−３が所望する信号と同レベル、またはそれ以上のセル１０１間において干渉された信号を受信する。これによって、端末１０２−３の通信品質は、大幅に劣化する。このような通信品質の劣化を発生させないために、セル境界をなくすシステムを提供することが本発明の第１の目的である。
【００１８】
従来技術として、ベースバンドモデム１０３間の負荷を分散する無線通信システムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。図３９に、特許文献１に開示された無線通信システムを示す。
【００１９】
図３９は、従来技術のベースバンドモデム１０３間の負荷を分散する無線通信システムを示す説明図である。
【００２０】
図３９に示す無線通信システムの特徴は、ベースバンドモデム１０３とフロントエンド部１０５との間に無線部スイッチ１０６、および基地局間スイッチ１０７が備わる点である。無線部スイッチ１０６は、セル１０１内のベースバンドモデム１０３とフロントエンド部１０５との間の信号を伝送する経路を切り替える。基地局間スイッチ１０７は、複数のセル１０１に跨って信号を伝送する経路を切り替える。
【００２１】
無線部スイッチ１０６、および基地局間スイッチ１０７は、端末１０２のトラフィック分布に従って、信号を伝送する経路を切り替える。無線通信システム全体の総トラフィック量は、無線通信システム全体において無線通信システムのサービスを受ける端末１０２の数に比例するものであり、セル１０１の数に比例するものではない。従って、端末の分布に従ってベースバンドモデム１０３にかかる負荷を分散させることによって、一つのセル１０１に対するベースバンドモデム１０３の最大トラフィック処理量（平均トラフィック処理量に対するマージン）を低減し、またはベースバンドモデム１０３の数の低減を図ることができる。これによって、無線通信システム全体のベースバンドモデム１０３の規模を低減することができ、ベースバンドモデム１０３全体が消費する電力を低減することができる。
【００２２】
しかしながら、前述した従来技術においては無線通信システム全体でセル境界をなくすことと、負荷分散によるシステム全体の消費電力低減との両立を実現することはできない。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、複数の端末と無線通信をする一つのアンテナを備える少なくとも一つの端末通信部と、データ信号を生成および解読する少なくとも一つのベースバンドモデムとを備え、前記一つ以上のアンテナによってセルが形成される無線通信システムであって、前記ベースバンドモデムは、前記無線通信に利用される無線周波数帯域を、二つ以上のサブバンドに分割し、前記分割された各サブバンドにおける固有の前記データ信号を生成および解読し、前記サブバンドにおける固有のデータ信号を、前記端末通信部に割り当て、前記端末通信部は、前記ベースバンドモデムによって生成されたサブバンドにおける固有のデータ信号を受信し、前記受信したサブバンドにおける固有のデータ信号によって、各々の前記サブバンドのセルを形成する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の一実施形態によると、無線通信システム全体で、セル境界をなくし、かつ負荷を分散する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態のネットワークシステム構成を示す説明図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態のサブバンドごとにセルの形状が変化する効果を示す説明図である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態のサブバンドごとにセルの形状が変化する効果を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のアンカーサブバンドとその他のサブバンドとを示す説明図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施形態のアンカーサブバンドにおけるセルの構成を示す説明図である。
【図４Ｂ】本発明の第１の実施形態のその他サブバンドにおけるセルの構成を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のネットワーク装置構成を示す説明図である。
【図６Ａ】本発明の第１の実施形態のモデム−ＲＲＵ間スイッチを示す説明図である。
【図６Ｂ】本発明の第１の実施形態のモデム−ＲＲＵ間スイッチをサブバンド間で共有して物理的に一つにまとめた場合のタイミングチャートを示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のネットワーク装置構成を詳細に示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態のＯＦＤＭシステムにおけるモデム−ＲＲＵ間スイッチとフロントエンド部との間の接続を示すブロック図である。
【図９Ａ】本発明の第１の実施形態のアンカーサブバンドまたはアンカーシンボルにおけるフロントエンド部とセルとの対応関係を示す説明図である。
【図９Ｂ】本発明の第１の実施形態のアンカーサブバンドまたはアンカーシンボルにおけるフロントエンド部とセルとの対応関係を示す説明図である。
【図９Ｃ】本発明の第１の実施形態のその他の第１のサブバンドにおけるフロントエンド部とセルとの対応関係を示す説明図である。
【図９Ｄ】本発明の第１の実施形態のその他の第１のサブバンドにおけるフロントエンド部とセルとの対応関係を示す説明図である。
【図１０Ａ】本発明の第１の実施形態の制御部に含まれるトラフィック情報を示す説明図である。
【図１０Ｂ】本発明の第１の実施形態の制御部に含まれるベースバンドモデムとフロントエンド部が構成するセルとの対応と、ベースバンドモデムの動作状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムごとにトラフィック情報を集計する処理を示す説明図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の制御部によるセルとベースバンドモデムとの割当て処理を示すフローチャートである。
【図１３Ａ】本発明の第１の実施形態の図１２に示す処理の前におけるベースバンドモデムとフロントエンド部とセルとの関係を示す説明図である。
【図１３Ｂ】本発明の第１の実施形態の図１２に示す処理の後におけるベースバンドモデムとフロントエンド部とセルとの関係を示す説明図である。
【図１４Ａ】本発明の第１の実施形態の図１３Ａの状態に対応するモデム−ＲＲＵ間スイッチによるスイッチ制御の状態を示す説明図である。
【図１４Ｂ】本発明の第１の実施形態の図１３Ｂの状態に対応するモデム−ＲＲＵ間スイッチによるスイッチ制御の状態を示す説明図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態の制御部によるセルとベースバンドモデムとの割当て処理を示すフローチャートである。
【図１６Ａ】本発明の第１の実施形態の図１５に示す処理の前におけるベースバンドモデムとフロントエンド部とセルとの関係を示す説明図である。
【図１６Ｂ】本発明の第１の実施形態の図１５に示す処理の後におけるベースバンドモデムとフロントエンド部とセルとの関係を示す説明図である。
【図１７Ａ】本発明の第１の実施形態の図１６Ａの状態に対応するモデム−ＲＲＵ間スイッチによるスイッチ制御の状態を示す説明図である。
【図１７Ｂ】本発明の第１の実施形態の図１６Ｂの状態に対応するモデム−ＲＲＵ間スイッチによるスイッチ制御の状態を示す説明図である。
【図１８Ａ】本発明の第１の実施形態のアンカーサブバンドまたはアンカーシンボルにおけるベースバンドモデム１０３とセル１０１との関係を示す説明図である。
【図１８Ｂ】本発明の第１の実施形態のその他の第１のサブバンドにおけるベースバンドモデム１０３とセル１０１との関係を示す説明図である。
【図１８Ｃ】本発明の第１の実施形態の同じベースバンドモデムによって形成されるセルが隣接する場合のフロントエンド部を示す説明図である。
【図１９Ａ】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムの起動を示すフローチャートである。
【図１９Ｂ】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムの停止を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムの状態遷移を示す説明図である。
【図２１Ａ】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムがｉｎａｃｔｉｖｅからａｃｔｉｖｅに状態遷移する際のｉｎａｃｔｉｖｅ状態におけるモデム−ＲＲＵ間スイッチの接続を示す説明図である。
【図２１Ｂ】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムがｉｎａｃｔｉｖｅからａｃｔｉｖｅに状態遷移する際のａｃｔｉｖａｔｉｎｇ状態におけるモデム−ＲＲＵ間スイッチの接続を示す説明図である。
【図２１Ｃ】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムがｉｎａｃｔｉｖｅからａｃｔｉｖｅに状態遷移する際のａｃｔｉｖｅ状態におけるモデム−ＲＲＵ間スイッチの接続を示す説明図である。
【図２２Ａ】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムがａｃｔｉｖｅからｉｎａｃｔｉｖｅに状態遷移する際のａｃｔｉｖｅ状態におけるモデム−ＲＲＵ間スイッチの接続を示す説明図である。
【図２２Ｂ】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムがａｃｔｉｖｅからｉｎａｃｔｉｖｅに状態遷移する際のｉｎａｃｔｉｖａｔｉｎｇ状態におけるモデム−ＲＲＵ間スイッチの接続を示す説明図である。
【図２２Ｃ】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムがａｃｔｉｖｅからｉｎａｃｔｉｖｅに状態遷移する際のｉｎａｃｔｉｖｅ状態におけるモデム−ＲＲＵ間スイッチの接続を示す説明図である。
【図２３Ａ】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムの起動の詳細な処理を示すフローチャートである。
【図２３Ｂ】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムの停止の詳細な処理を示すフローチャートである。
【図２４Ａ】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムの起動の処理を示すシーケンス図である。
【図２４Ｂ】本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムの停止の処理を示すシーケンス図である。
【図２５】本発明の第１の実施形態の無線通信システム全体でベースバンドモデムの消費電力を低減するためのネットワーク装置構成を示すブロック図である。
【図２６Ａ】本発明の第１の実施形態のデータマスク処理部を示すブロック図である。
【図２６Ｂ】本発明の第１の実施形態のデータマスク処理を実施するためのヘッダ付加を示す説明図である。
【図２７】本発明の第１の実施形態のセル固有信号生成部を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第１の実施形態のシステム全体でベースバンドモデムの消費電力を低減するためのネットワーク装置構成の詳細を示す説明図である。
【図２９】本発明の第２の実施形態のネットワークシステム構成を示す説明図である。
【図３０】本発明の第２の実施形態のネットワーク装置構成を示す説明図である。
【図３１】本発明の第３の実施形態のネットワーク装置構成を示す説明図である。
【図３２】本発明の第４の実施形態のモデム−ＲＲＵ間スイッチを示す説明図である。
【図３３】本発明の第５の実施形態のモデム−ＲＲＵ間スイッチを示す説明図である。
【図３４】本発明の第６の実施形態のＯＦＤＭシステムにおけるモデム−ＲＲＵ間スイッチとフロントエンド部との間の接続を示すブロック図である。
【図３５】本発明の第７の実施形態の一般的なマルチキャリアシステムにおけるモデム−ＲＲＵ間スイッチとフロントエンド部との間の接続を示すブロック図である。
【図３６】本発明の第８の実施形態のモデム−ＲＲＵ間スイッチとフロントエンド部との間を無線によって接続する構成を示すブロック図である。
【図３７】本発明の第９の実施形態のモデム−ＲＲＵ間スイッチとフロントエンド部との間を無線によって接続する構成を示すブロック図である。
【図３８】従来技術のベースバンドモデムを１箇所に集約したセルラシステムを示す説明図である。
【図３９】従来技術のベースバンドモデム間の負荷を分散する無線通信システムを示す説明図である。
【図４０】本発明の第１の実施形態のアンカーシンボルとその他のシンボルにおけるサブバンドとを示す説明図である。
【図４１】本発明の第１の実施形態のアンカーシンボルにおけるセルの構成を示す説明図である。
【図４２】本発明の第１の実施形態のアンカーシンボル以外のサブバンドにおけるセルの構成を示す説明図である。
【図４３】本発明の第１の実施形態のアンカーシンボルを用いる場合のモデム−ＲＲＵ間スイッチのタイミングチャートを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施形態のネットワークシステム構成を示す説明図である。
【００２７】
図１に示すセル１０１−１、１０１−２、端末１０２−１〜１０２−６、ベースバンドモデム１０３−１、１０３−２、光ファイバ１０４−１、１０４−３、およびフロントエンド部１０５−１〜１０５−８は、図３８または図３９と同じである。図１に示すネットワークシステムは、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８、ＤＦＴ処理部１０９、および制御部１１０を備える。
【００２８】
図１に示すベースバンドモデム１０３は、複数のアンテナに割り当てられる各々の入出力ポートを持ち、ネットワークシステムに一つまたは複数配置される。ベースバンドモデム１０３は、ベースバンドモデム１０３とモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８（ＲＲＵ：Ｒｅｍｏｔｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｕｎｉｔ）との間でサブバンドごとのベースバンド信号を通信し、また、コアネットワークとの間でデータビット系列を通信する。また、ベースバンドモデム１０３は、制御部１１０にモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を切り替えるためのトラフィック情報を送信する。ベースバンドモデム１０３は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの論理回路によって実装される。また、ベースバンドモデム１０３は、必要とする処理能力によってＤＳＰまたはＣＰＵなどのプロセッサによっても実装される。
【００２９】
制御部１１０は、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８をサブバンドごとに制御する機能を持つ。具体的には、制御部１１０は、ベースバンドモデム１０３からトラフィック情報を受信し、受信したトラフィック情報に従ってモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８をサブバンドごとに制御する。制御部１１０は、ＡＳＩＣもしくはＦＰＧＡなどの論理回路、またはＤＳＰもしくはＣＰＵなどのプロセッサによって実装される。なお、制御部１１０は、制御アルゴリズムの更新が容易なＤＳＰなどのプロセッサによって実装されるのが望ましい。
【００３０】
モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、ベースバンドモデム１０３の各アンテナに割り当てられる入出力ポート（アンテナポート）と、フロントエンド部１０５との間の信号を伝送するルートを、サブバンドごとに切り替える機能を持ち、論理回路、光スイッチ、またはロータリースイッチなどの機械的なスイッチによって実装される。なお、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、複数のアンテナポートおよびフロントエンド部１０５への信号の分配および結合が加減算によって容易に可能であり、また、配線の自由度が高い論理回路によって実装されるのが望ましい。
【００３１】
ＤＦＴ処理部１０９は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を使用する無線通信システムにおけるフーリエ変換および逆フーリエ変換の機能を持つ。ＤＦＴ処理部１０９は、フロントエンド部１０５ごとにフーリエ変換および逆フーリエ変換をする。
【００３２】
ＤＦＴ処理部１０９から端末１０２に向けて通信する下り通信の場合、ＤＦＴ処理部１０９は、各々のサブバンドを割り当てられた複数のモデム−ＲＲＵスイッチ１０８からの入力信号を併せて、ＯＦＤＭシンボルごとの周波数領域の信号を生成し、逆フーリエ変換によって時間領域の下り送信信号を生成する。端末１０２からＤＦＴ処理部１０９に向けて通信する上り通信の場合、ＤＦＴ処理部１０９は、時間領域の上り受信信号をフーリエ変換し、周波数領域の信号をサブバンドごとに別々のモデム−ＲＲＵスイッチ１０８に送信する。このフーリエ変換および逆フーリエ変換は、ＯＦＤＭ信号処理において特にリアルタイム処理が必要な部分であるため、ＤＦＴ処理部１０９は、論理回路によって実装されるのが望ましい。
【００３３】
ＤＦＴ処理部１０９とフロントエンド部１０５との間は、光ファイバ１０４によって接続される。光ファイバ１０４の両端には、光変復調器と光／電気変換器とが備わる。光ファイバ１０４は、ベースバンドデジタル信号、または無線周波数帯アナログ信号を伝送する。
【００３４】
光ファイバ１０４の終端には、フロントエンド部１０５が接続される。フロントエンド部１０５は、無線信号を送受信する機能を持つが、光ファイバ１０４によって伝送される信号の種類によって構成が異なる。本実施形態のフロントエンド部１０５は、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）と、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）と、ベースバンド信号を無線周波数帯に引き上げるためのアップコンバータおよび逆変換となるダウンコンバータと、増幅器であるパワーアンプおよびローノイズアンプと、上り無線信号および下り無線信号においてアンテナを共用するためのフィルタを有するデュプレクサと、アンテナとを備える。
【００３５】
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の第１の実施形態のサブバンドごとにセル１０１の形状が変化する効果を示す説明図である。
【００３６】
サブバンドのセル１０１の形状は、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８によって接続を切り替えられることによって、変化する。
【００３７】
図２Ａに示すサブバンド＃１において、左右４個ずつのフロントエンド部１０５によって各々セル１０１−１およびセル１０１−２が形成される。サブバンド＃１において、端末１０２は、セル１０１−１およびセル１０１−２の境界に位置する。
【００３８】
図２Ｂに示すサブバンド＃２は、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８が図２Ａに示す接続と異なる接続をすることによって、中央４個のフロントエンド部１０５によって構成されるセル１０１−１と、両端２個ずつの合計４個のフロントエンド部１０５によって構成されるセル１０１−２とを形成する。
【００３９】
モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８が接続を切り替えることによって、図２Ａのサブバンド＃１においてはセル１０１の境界（以降、セル境界と表記）に位置していた端末１０２は、図２Ｂのサブバンド＃２においてセル中央に位置する。端末１０２は、自身にとって最も通信容量を確保できるサブバンドを選択し、基地局との通信チャネルを確保するため、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を基地局にフィードバックする（例えば、非特許文献２参照）。ＣＱＩをフィードバックすることによって、端末１０２は、端末１０２がセル境界に位置することとなるサブバンドではなく、端末１０２がセル境界に位置しないサブバンドを選択する。すなわち、無線通信プロトコルに影響を与えることなくセル境界をなくし、セル１０１間の干渉を低減することができる。
【００４０】
前述のように、サブバンドごとにセル１０１の形状を変化させる無線通信システムを用いる場合、従来の無線通信システムにはなかった新たな課題が生じる。新たな課題とは、全サブバンドのセルを形成し、制御するための同期信号およびセル内の共通制御信号をどのように生成し、送受信するかである。
【００４１】
新たな課題への最も単純な解決方法は、サブバンドごとに同期信号および共通制御信号を伝送することである。しかし、サブバンドごとに同期信号および共通制御信号を伝送した場合、サブバンドの数に比例して、同期信号および共通制御信号のオーバヘッドが増大するため、システムにおけるデータを伝送する効率が低下する。
【００４２】
従って本実施形態において、無線周波数帯域は、セル共通の同期信号および共通制御信号を伝送するためのアンカーサブバンドとそれ以外のサブバンドとに分割される。そして、本実施形態のアンカーサブバンドのセルは、その他のサブバンドのセルと一部重なる。すなわち、アンカーサブバンドと各その他のサブバンドとは、一部フロントエンド部１０５を共用する。これによって、本実施形態の全サブバンドは、アンカーサブバンドによって伝送された同期信号および共通制御信号を用いて、セル１０１を形成することが可能となる。
【００４３】
図３は、本発明の第１の実施形態のアンカーサブバンドとその他のサブバンドとを示す説明図である。
【００４４】
図３に示す全サブバンド（本実施形態においては、五つのサブバンドに分割）のうち、サブバンド＃３は、アンカーサブバンドと定められる。サブバンド＃３は、同期信号および共通制御信号を伝送する。サブバンド＃１、２、４、５は、それぞれアンカーサブバンドであるサブバンド＃３と、一部フロントエンド部１０５を共用する。
【００４５】
なお、同期信号および共通制御信号の伝送方法は、アンカーサブバンドによって伝送されてもよいし、アンカーシンボルを用いて伝送されてもよい。
【００４６】
図４０は、本発明の第１の実施形態のアンカーシンボルとその他のシンボルにおけるサブバンドとを示す説明図である。
【００４７】
図３に示すサブバンドは、ある特定のサブバンドをアンカーサブバンドとした。一方、図４０に示すサブバンドは、ある特定の時間シンボル（ＯＦＤＭシンボル）をアンカーシンボルとし、アンカーシンボルによって、全サブバンドに跨って同期信号および共通制御信号が伝送される。
【００４８】
図４Ａおよび図４Ｂは、アンカーサブバンドとその他サブバンドとにおけるセル１０１の構成を示す。
【００４９】
なお、図４Ａおよび図４Ｂには、セル１０１とフロントエンド部１０５と端末１０２とを記載しており、その他装置の表記は省略する。
【００５０】
図４Ａは、本発明の第１の実施形態のアンカーサブバンドにおけるセル１０１の構成を示す説明図である。
【００５１】
図４Ａおよび図４Ｂに示すセル１０１とフロンドエンド部１０５との対応の識別するため、中心のセル１０１を形成するフロントエンド部１０５は、黒く塗りつぶして表記される。以下において、セル１０１のうち、中心に位置するセル１０１を中心セル、中心セルの上側に位置するセル１０１を上側セルと表記する。
【００５２】
同じ同期信号および共通制御信号が、セル１０１内のフロントエンド部１０５から同時に送信される。図４Ａに、中心セル１０１のフロントエンド部１０５のうち少なくとも一つのフロントエンド部１０５からの同期信号および共通制御信号が最も強く受信できる端末１０２が五つ表記される。このアンカーサブバンドにおいて、五つの端末１０２のうち中央の端末のみがセル境界ではない位置であり、残りの四つの端末がセル境界に位置する。以下において、五つの端末１０２は、図４Ａに示す配置に基づいて、それぞれ上側端末、左側端末、中心端末、右側端末、および下側端末と表記する。
【００５３】
図４Ｂは、本発明の第１の実施形態のその他サブバンドにおけるセル１０１の構成を示す説明図である。
【００５４】
図４Ｂにおけるセル１０１は、図４Ａにおける全てのセル１０１を、図４Ａに示すセル１０１と比較して、下側にオフセットさせた結果である。中心セルも下側にオフセットされている。五つの端末１０２のうち下側端末は、中心セルの中心に位置し、代わりに図４Ａに示すアンカーサブバンドにおいて中心セルの中心に位置していた中心端末は、セル境界に位置する。これによって、中心端末と下側端末とは、少なくとも一つのサブバンドにおいてセル境界に位置しない。
【００５５】
また、五つの端末１０２のうち上側端末もセル境界に位置していないが、中心セルの中心ではなく上側セルの中心となる。上側端末は、上側セルと中心であるため、上側端末がアンカーサブバンドにおける中心セルに同期して、中心セルをサービングセルとしている場合、中心セルの全てのフロントエンド部１０５からの距離が遠くなるため、当該サブバンドにおける上側端末の通信品質は低くなる。この上側端末の通信品質を改善するためには、図４Ａに示す全てのセル１０１を上側にオフセットさせたサブバンドを別途生成する必要がある。
【００５６】
右側端末および左側端末についても同様に、全てのセル１０１を右側および左側にオフセットさせることが必要である。
【００５７】
図４１および図４２は、アンカーシンボルと、アンカーシンボル以外のあるサブバンドにおけるセル１０１の構成を示す。
【００５８】
図４１は、本発明の第１の実施形態のアンカーシンボルにおけるセル１０１の構成を示す説明図である。
【００５９】
図４１に示すセル１０１の構成において、フロントエンド部１０５は２８個配置され、各々のセル１０１は、四つのフロントエンド部１０５によって形成される。各々のセル１０１は、端末１０２が最も強く受信できる信号の送信元となるフロントエンド部１０５が属する四つのフロントエン部１０５の組によって、形成されるエリアである。図４１に示す各々のセル１０１は、セル＃１〜セル＃７によって示される。
【００６０】
本実施形態のセル１０１の形状を、六角形と仮定する。一つのセル１０１を形成する一組のフロントエンド部１０５は、１台のベースバンドモデム１０３に接続される。同期信号および共通制御信号は、各々のベースバンドモデム１０３によって独立して生成され、ベースバンドモデム１０３に接続する全てのフロントエンド部１０５によって同一の同期信号および共通制御信号が送信される。
【００６１】
六角形のセル１０１内に存在する端末１０２は、セル１０１を形成するフロントエンド部１０５から送信される同期信号および共通制御信号を最も強く受信できる。このため、端末１０２は、フロントエンド部１０５に接続されるベースバンドモデム１０３の管理下に置かれたとみなすことができる。従って、端末１０２へのデータ信号およびデータ信号に関する参照信号も、ベースバンドモデム１０３によって生成される。ただし、セル１０１を形成するフロントエンド部１０５の組合せは、各々のサブバンドによって異なる。
【００６２】
図４２は、本発明の第１の実施形態のアンカーシンボル以外のサブバンドにおけるセル１０１の構成を示す説明図である。
【００６３】
図４２に示すセル１０１の構成は、データ信号等を送信するためのサブバンドおよび時間シンボル（ＯＦＤＭシンボル）におけるセル１０１の構成の一例を示す。
【００６４】
図４１に示す同期信号および共通制御信号を送信するためのセル１０１を、全体的に下側にオフセットさせたオフセットセル１１９を、データ信号およびデータ信号に関する参照信号を送信するために生成する。
【００６５】
図４２に示す実線は、オフセットセル１１９を示し、破線は、同期信号および共通制御信号を送信するためのセル１０１を示す。また、図４２に示すオフセットセル１１９における各々のセル１０１に、対応する図４１に示すセル＃１〜セル＃７を表記した。
【００６６】
図４２に示すオフセットセル１１９は、システム全体に存在する複数のサブバンドのうち一部のサブバンドによって形成される。他のサブバンドのオフセットセル１１９は、セル１０１のオフセット方向を上や左などに変えて生成する。
【００６７】
図４１に示す同期信号および共通制御信号を生成するセル＃１は、図４２に示すセル１２１である。セル１２１に存在する端末１０２は、黒に塗りつぶされたフロントエンド部１０５（図４１においてセル＃１を形成するフロントエンド部１０５）から同期信号および共通制御信号を送信するベースバンドモデム１０３の管理下にある。
【００６８】
ただし、図４２に示すオフセットセル１１９において、ベースバンドモデム１０３は、図４１に示すセル１０１に接続されるフロントエンド部１０５とは異なるフロントエンド部１０５に接続される。つまり、ベースバンドモデム１０３に接続されるフロントエンド部１０５は、図４２に示すオフセットセル１１９のセル＃１を形成するフロントエンド部１０５であり、具体的には黒く塗りつぶされた２つのフロントエンド部１０５と、その下に記載された白く塗りつぶされた２つのフロントエンド部１０５である。
【００６９】
図４２に示すセル１０１の構成の結果、図４２に示すセル１０１及びオフセットセル１１９を形成するサブバンドおよび時間シンボルにおいて、セル１２１の下側の境界１２０に位置する端末１０２の通信品質が改善される。
【００７０】
境界１２０に位置する端末１０２の通信品質が改善される理由の一つは、境界１２０に位置する端末１０２の周囲の全てのフロントエンド部１０５は、端末１０２が所望する信号を端末１０２に送信するためである。また、理由の二つ目は、端末１０２に干渉信号を送信するフロントエンド部１０５は遠くに位置するため、境界１２０に位置する端末１０２の信号電力対干渉信号電力比ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ）が改善するためである。
【００７１】
一方、セル１２１の上側に位置する端末１０２は、オフセットセル１１９におけるセル＃１を形成するフロントエンド部１０５を管理するベースバンドモデム１０３との通信が極めて困難となる。つまり、セル１２１の上側に位置する端末１０２の周囲の全てのフロントエンド部１０５は、セル１２１の上側に位置する端末１０２に対し干渉信号を送信するためである。
【００７２】
セル１２１の上側に位置する端末１０２への干渉信号の送信元は、オフセットセル１１９におけるセル＃７を形成するフロントエンド部１０５を管理するベースバンドモデム１０３である。セル１２１の上側に位置する端末１０２にとって、オフセットセル１１９におけるセル＃１を形成するフロントエンド部１０５を管理するベースバンドモデム１０３は、遠くに位置する。セル１２１の上側に位置する端末１０２が、セル＃１を形成するベースバンドモデム１０３とデータ通信する場合は、オフセットセル１１９をセル１０１に対して全体的に上側にシフトさせるサブバンドを新たに生成する必要がある。
【００７３】
なお、図４２に示すセル＃３、＃４、＃５は、セル１０１に対してオフセットセル１１９を下側にオフセットさせたため、上側に折り返す。
【００７４】
図５は、本発明の第１の実施形態のネットワーク装置構成を示す説明図である。
【００７５】
ベースバンドモデム１０３は、複数のアンテナポートを備え（図５において、アンテナポートは４本）、アンテナポートによって、ベースバンドモデム１０３とモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８との間でベースバンドデジタル信号を送受信する。また、ベースバンドモデム１０３は、ＩＰパケット化したデータ信号を、ゲートウェイ１１３と送受信する。ベースバンドモデム１０３は、ＩＰパケットとベースバンドデジタル信号とを変換する。
【００７６】
ベースバンドモデム１０３は、サブバンドごとに別々のモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とデータ通信する。このため、ベースバンドモデム１０３とモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８との間のサブバンドごとのスイッチングが別途必要となり、スイッチングを制御する装置が、後述の制御部１１０である。
【００７７】
ゲートウェイ１１３は、無線通信システムにおけるネットワークの終端装置であり、コアネットワークとの間でプロトコル変換をする。
【００７８】
制御部１１０は、一つまたは複数のベースバンドモデム１０３から端末のトラフィック分布の情報を受信し、受信したトラフィック分布の情報に従ってモデム−ＲＲＵ間スイッチをサブバンドごとに制御する機能を持つ。トラフィック分布の情報の受信方法、およびスイッチングを制御する情報の生成方法については、後述する。
【００７９】
モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、ベースバンドモデム１０３の各アンテナポートと各フロントエンド部１０５との間の信号を伝送するルートを、サブバンドごとに切り替える機能を持つ。また、複数のフロントエンド部１０５に対して同じベースバンド信号をコピーし、また、複数のフロントエンド部１０５からのベースバンド信号を結合する。なお、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、サブバンドごとに物理的に分割されていても、物理的には一つ一つの装置に実装され論理的に時分割されてもよい。
【００８０】
ＤＦＴ処理部１０９は、ＯＦＤＭを使用する無線通信システムにおけるフーリエ変換および逆フーリエ変換の機能を持つ。ＤＦＴ処理部１０９は、フロントエンド部１０５ごとにフーリエ変換および逆フーリエ変換する。下り通信の場合は、ＤＦＴ処理部１０９は、各々のサブバンドを割り当てられた複数のモデム−ＲＲＵスイッチ１０８からの入力信号を併せて、ＯＦＤＭシンボルごとの周波数領域の信号を生成し、逆フーリエ変換によって時間領域の下り送信信号を生成する。上り通信の場合は、ＤＦＴ処理部１０９は、時間領域の上り受信信号をフーリエ変換し、生成された周波数領域の信号をサブバンドごとに別々のモデム−ＲＲＵスイッチ１０８に送信する。
【００８１】
フロントエンド部１０５は、無線信号を送受信する機能を持ち、無線通信のためのアンテナを備える。フロントエンド部１０５は、光ファイバ１０４によって伝送される信号の種類によって構成が異なる。本実施形態のフロントエンド部１０５は、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、ベースバンド信号を無線周波数帯に引き上げるためのアップコンバータ、逆変換となるダウンコンバータ、増幅器であるパワーアンプとローノイズアンプ、上り無線信号と下り無線信号とにおいてアンテナを共用するためのフィルタを有するデュプレクサ、およびアンテナによって構成される。
【００８２】
図６Ａは、本発明の第１の実施形態のモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を示す説明図である。
【００８３】
図６Ａに示すモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、論理回路によって実装される。
【００８４】
モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、最初に入力ポートからの入力信号をそれぞれ出力ポート数分コピーし、出力ポートに入力信号を分配後、分配後の入力信号にビットマスク処理をする。モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、入力信号を通過させる場合は、入力信号に全ビット１のＡＮＤマスク、入力信号を通さない場合は、入力信号に全ビット０のＡＮＤマスクをする。出力ポートごとにマスク処理をした後、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、マスク処理をされた入力信号を全入力ポート分加算し、加算した信号を出力する。
【００８５】
モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、上り通信と下り通信とにおいて個別に備えられる。モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、下り通信の場合、図６Ａに示す通り、入力ポートがベースバンドモデム１０３の各アンテナポート出力と接続され、出力ポートが各フロントエンド部１０５と接続される。また、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、上り通信の場合、入力ポートが各フロントエンド部１０５と接続され、出力ポートがベースバンドモデム１０３の各アンテナポート出力と接続される。
【００８６】
図６Ｂは、本発明の第１の実施形態のモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８をサブバンド間で共有して物理的に一つにまとめた場合のタイミングチャートを示す説明図である。
【００８７】
モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、入力ポートから、ＯＦＤＭシンボル長、または一般的なマルチキャリアシステムにおいてはサブフレーム長の信号を送信する時間間隔内で、異なるサブバンドの信号が順番に入力される。モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の入力側において、スイッチ切替えのためのパルスが挿入されることが望ましい。制御部１１０は、予め制御部１１０内に備わるレジスタにスイッチ切替え情報であるマスクパタンを記録しておき、スイッチ切替えパルスをモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の入力側に挿入し、スイッチ切替えパルスのタイミングに従ってマスクを切り替える。モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８に入力された信号は、マスク処理の後、加算処理後に加算処理分の遅延を受けて出力ポートから信号が出力される。
【００８８】
図４３は、本発明の第１の実施形態のアンカーシンボルを用いる場合のモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８のタイミングチャートを示す説明図である。
【００８９】
図６Ｂに示すタイムチャートと異なり、アンカーシンボルを用いる場合のタイミングチャートは、アンカーシンボルには全サブバンドに跨ってモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を固定し、アンカーシンボル以外の時間シンボルには図６Ｂと同様にサブバンド毎にモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を切り替える。
【００９０】
図７は、本発明の第１の実施形態のネットワーク装置構成を詳細に示す説明図である。
【００９１】
ベースバンドモデム１０３は、下り送信データを一時記録する送信バッファ２０１と、コードワードごとに符号化および変調を行う符号化変調部２０２と、符号化変調部２０２からの出力である一次変調シンボルを、同じ時間および周波数によって空間多重するレイヤごとの信号に整列させるレイヤマッピング２０３と、レイヤごとの送信信号を構成要素とする送信信号ベクトルにプレコーディング行列を作用させるプレコーダ２０４と、上り受信データに含まれる受信側において既知の参照信号から無線伝搬路の応答を推定するチャネル推定部２０５と、レイヤマッピング２０３の逆処理でありレイヤごとの受信信号をコードワード単位に整列させるレイヤデマッピング２０６と、チャネル推定結果から生成される送信シンボル候補と受信信号の受信点とのユークリッド距離から尤度推定を行い、尤度比を元に送信信号の復号を行う復調復号部２０７と、復調復号部２０７の出力を一時的に蓄積する受信バッファ２０８とを備える。送信バッファ２０１と受信バッファ２０８とは、ゲートウェイ１１３とのデータ通信におけるバッファの機能も持つ。
【００９２】
下り通信のプレコーダ２０４からの出力信号は、アンテナポートごとの出力であり、それぞれモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８へ別の入力ポートから入力される。図７に示す第１の実施形態においては、サブバンドごとにモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を備えられているが、図６Ｂに示すように複数のサブバンド間で一つのモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を共用する場合、上り下りそれぞれ一つのモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を用意すればよい。
【００９３】
上り通信のチャネル推定部２０５への入力信号は、それぞれモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８からの別の出力ポートから出力される。上り通信におけるモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８への入力は、フロントエンド部１０５からの受信信号である。チャネル推定部２０５は、複数のサブバンド分の受信信号が入力される。これら複数のサブバンド分の受信信号は、一旦チャネル推定部２０５内のバッファに蓄えられ、サブバンドごとに順次処理される。または、サブバンドごとにチャネル推定回路を備えられ、全サブバンド分の受信信号を一斉に処理されてもよい。
【００９４】
モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８のフロントエンド部１０５側には、複数のサブバンドの信号を下り通信においては結合、上り通信においては分離するための機能を持つ、ＤＦＴ処理部１０９または後述するマルチキャリア結合分離部１１１が備わる。ＤＦＴ処理部１０９または後述するマルチキャリア結合分離部１１１とフロントエンド部１０５との間は光ファイバ１０４によって接続される。また、光ファイバ１０４の両端には、光変復調器および電気／光変換器が備わる。上り通信用および下り通信用において各々光ファイバ１０４を備えてもよいし、上り下り共用の光ファイバ１０４を備えても良い。
【００９５】
図８は、本発明の第１の実施形態のＯＦＤＭシステムを前提としたモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との間の接続を示すブロック図である。
【００９６】
図８に示す構成は、ベースバンドデジタル信号を、光ファイバ１０４を介して伝送するための構成である。この伝送の方法は、ＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｐｕｂｌｉｃ  Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼ばれる通信規格に基づく（例えば、非特許文献４参照）。
【００９７】
図８に示す構成は、下り通信用モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８−１、上り通信用モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８−２、ＩＦＦＴ処理部１０９−１、ＦＦＴ処理部１０９−２、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）３０１、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）３０４、アップコンバータ３０２、ダウンコンバータ３０５、パワーアンプ３０３、ローノイズアンプ３０６、デュプレクサ３０７、およびアンテナ３０８を備える。
【００９８】
モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、下り通信および上り通信ごとに、下り通信用モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８−１および上り通信用モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８−２が備えられる。下り通信用モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８−１は、それぞれＤＦＴ処理部１０９の下り通信部であるＩＦＦＴ処理部１０９−１と接続される。上り通信用モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８−２は、ＤＦＴ処理部１０９の上り通信部であるＦＦＴ処理部１０９−２と接続される。
【００９９】
ＩＦＦＴ処理部１０９−１は、複数の下り通信用モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８−１から入力信号を受信し、受信した信号を逆フーリエ変換し、ＤＡＣ３０１に送信する。ＦＦＴ処理部１０９−２は、ＡＤＣ３０４から受信した入力信号をフーリエ変換し、複数の上り通信用モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８−２に、サブバンドごとに出力する。
【０１００】
ＩＦＦＴ処理部１０９−１およびＦＦＴ処理部１０９−２と、ＤＡＣ３０１およびＡＤＣ３０４との間は、光ファイバ１０４によって接続される。また、光ファイバ１０４の両端は、図示しない光変復調器と電気／光変換器とを備える。
【０１０１】
図８において、光ファイバ１０４よりも右側がフロントエンド部１０５である。
【０１０２】
ＤＡＣ３０１の出力先には、ベースバンド帯−無線周波数帯の変換を行うアップコンバータ３０２が備わり、アップコンバータ３０２の出力先には、下り方向の無線周波数帯に変換された信号を増幅するためのパワーアンプ３０３が備わる。また、ＡＤＣ３０４への入力元には、無線周波数帯−ベースバンド帯の変換を行うダウンコンバータ３０５が備わり、ダウンコンバータ３０５への入力元には、上り無線周波数帯信号を増幅するためのローノイズアンプ３０６が備わる。
【０１０３】
パワーアンプ３０３およびローノイズアンプ３０６とアンテナ３０８との間には、上り信号と下り信号においてアンテナを共用するためのバンドパスフィルタを持つデュプレクサ３０７が備わる。
【０１０４】
次に、図１７から図２８を用いて、無線通信システム全体のベースバンドモデム１０３の負荷分散によって、無線通信システム全体でベースバンドモデムの消費電力を低減する構成を示す。
【０１０５】
図９Ａおよび図９Ｂは、本発明の第１の実施形態のアンカーサブバンドまたはアンカーシンボルにおけるフロントエンド部１０５とセル１０１との対応を示す説明図である。
【０１０６】
図９Ａは、フロントエンド部１０５とセル１０１との対応を示す。図９Ｂは、図９Ａのうち、セル１０１のみを抽出した図である。図９Ｂに示すセル１０１の番号、すなわち、セル＃１〜＃９は、それぞれのセル１０１を一意に示す番号である。
【０１０７】
図９Ｃおよび図９Ｄは、本発明の第１の実施形態のその他の第１のサブバンドにおけるフロントエンド部１０５とセル１０１との対応関係を示す説明図である。
【０１０８】
図９Ｃおよび図９Ｄに示すセル１０１は、図９Ａおよび図９Ｂに示すセル１０１をフロントエンド部１０５と比較して上側にセル１０１全体をオフセットさせたセル１０１である。このため、図９Ｃおよび図９Ｄに示すセル＃１、セル＃２、およびセル＃３は、フロントエンド部１０５全体のうち、上端のフロントエンド部１０５と下端のフロントエンド部１０５とによって生成される。モデム−ＲＲＵ間スイッチは、図９Ａ〜図９Ｄに示すセル１０５とフロントエンド部１０５との対応になるよう、フロントエンド部１０５によるセルの生成を制御する。
【０１０９】
図１０Ａは、本発明の第１の実施形態の制御部１１０に含まれるトラフィック情報を示す説明図である。
【０１１０】
図１０Ａに示す説明図は、アンカーサブバンドまたはアンカーシンボルにおける各セル１０１がどのベースバンドモデム１０３に接続されているかを示す。また、制御部１１０は、各セル１０１に含まれるフロントエンド部１０５と端末１０２との間で無線信号が最も強く送受信できる端末１０２の数と、各セル１０１において伝送されたデータの総量とを単位時間ごとに集計し、図１０Ａに示す説明図に表記する。図１０Ａに示す下り通信データ量および上り通信データ量は、Ｇｂｉｔ／ｈｏｕｒが単位であるが、セル１０１間でデータ通信量が比較できればいずれの単位でもよい。
【０１１１】
図１０Ｂは、本発明の第１の実施形態の制御部１１０に含まれるベースバンドモデム１０３とフロントエンド部１０５が構成するセル１０１との対応と、ベースバンドモデム１０３の動作状態を示す説明図である。
【０１１２】
図１０Ｂに示すベースバンドモデム１０３の動作状態は、ベースバンドモデム１０３が動作している場合は"状態"列に"Ａｃｔｉｖｅ"、ベースバンドモデム１０３が"停止している場合は"状態"列に"Ｉｎａｃｔｉｖｅ"を表記する。ベースバンドモデム１０３ごとの端末１０２数およびデータ量を含むトラフィック情報を集計する場合、制御部１１０は、図１０Ｂのセル番号に相当する図１０Ａのトラフィック情報を集計することによって取得する。
【０１１３】
図１１は、本発明の第１の実施形態のベースバンドモデム１０３ごとにトラフィック情報を集計する処理を示すフローチャートである。
【０１１４】
最初に、制御部１１０は、ベースバンドモデム１０３にトラフィック情報の集計を開始するよう指示する（Ｓ１００１）。なお、トラフィック情報を集計する時間は、あらかじめ定められ、Ｓ１００１において制御部１１０からベースバンドモデム１０３に指示されてもよいし、管理者によってベースバンドモデム１０３にあらかじめ設定されていてもよい。本実施形態において、トラフィック情報を集計する時間は、１時間とする。
【０１１５】
ベースバンドモデム１０３は、制御部１１０からの指示を受けると、自らのメモリに記憶していた上りおよび下りのデータ通信量を０に初期化する（Ｓ１００２）。また、ベースバンドモデム１０３は、あらかじめメモリに記憶していたセル１０１ごとに所属する端末１０２を示す端末ＩＤの配列（メモリ）を、現時点、すなわちＳ１００１の指示を受けた時点の端末１０２のＩＤの配列に初期化する（Ｓ１００３）。また、ベースバンドモデム１０３は、あらかじめ定められた時間のトラフィック情報を集計するために、マルチキャリアシステムにおけるサブフレーム等の、データ送信間隔ごとにカウントアップするカウンタを０に初期化する（Ｓ１００４）。なお、ベースバンドモデム１０３は、データ送信間隔ごとにカウントアップするカウンタを、あらかじめ含む。
【０１１６】
ベースバンドモデム１０３は、以降の処理を、マルチキャリアシステムにおけるサブフレーム等のデータ送信間隔ごとに、あらかじめ定められたトラフィック情報を集計する時間に達するまで、繰り返す。
【０１１７】
ベースバンドモデム１０３は、データ送信間隔ごとに、Ｓ１００３において初期化したセル１０１ごとに所属する端末１０２を示す端末ＩＤの配列に、Ｓ１００３の時点においては含まれていない新規端末からの接続があるか否かを判定し、新規端末からの接続がある場合Ｓ１００６へ、新規端末からの接続がない場合Ｓ１００７へ進む（Ｓ１００５）。
【０１１８】
Ｓ１００５において、新規端末からの接続があると判定された場合、ベースバンドモデム１０３は、Ｓ１００５において判定された新規に接続された端末のＩＤを、端末ＩＤの配列に追加する（Ｓ１００６）。次に、ベースバンドモデム１０３は、端末ＩＤの配列に含まれる端末１０２に、下り通信において送信した送信データのビット数、および、端末ＩＤの配列に含まれる端末１０２から上り通信において受信した受信データのビット数をそれぞれ累算する（Ｓ１００７）。
【０１１９】
ベースバンドモデム１０３は、Ｓ１００４において初期化したカウンタがしきい値（例えば、データ送信間隔が１ｍｓであり、トラフィック情報を集計する時間が１時間である場合、カウンタのしきい値は３６０００００）以上となったか否かを判定する（Ｓ１００８）。Ｓ１００８において、カウンタの値がしきい値を超えていると判定された場合は、トラフィック情報を集計する時間が経過したため、ベースバンドモデム１０３はＳ１０１０に進む。また、Ｓ１００８において、カウンタの値がしきい値以下であると判定された場合は、ベースバンドモデム１０３はＳ１００９に進む。
【０１２０】
Ｓ１００９において、ベースバンドモデムは、カウンタに１を加え、Ｓ１００５へ戻る。
【０１２１】
Ｓ１０１０において、ベースバンドモデム１０３は、端末ＩＤの配列に格納されている端末ＩＤの数を端末１０２の数として算出し、算出された端末１０２の数と、Ｓ１００７において累算された上り／下りデータ通信量とを制御部１１０へ通知する。制御部１１０は、ベースバンドモデム１０３から送信された端末１０２の数と、上り／下りデータ通信量とを、集計したトラフィック情報として、受信する。
【０１２２】
前述の図１１に示す処理によって、単位時間ごと（例えば、１時間ごと）にベースバンドモデム１０３に接続された端末１０２の数、およびベースバンドモデム１０３における上り／下りデータ通信量がベースバンドモデム１０３によって集計され、制御部１１０に通知される。その結果、制御部１１０は、トラフィック情報に基づく後述するモデム−ＲＲＵ間スイッチの制御が可能となる。
【０１２３】
また、前述の図１１に示す処理は、ベースバンドモデムごとではなくフロントエンド部ごとに集計してもよい。フロントエンド部１０５ごとに集計する場合、Ｓ１００２とＳ１００３とにおいて初期化される上り／下りデータ通信量と端末ＩＤの配列、Ｓ１００６において追加される端末ＩＤの配列、Ｓ１００７において累算される上り／下りデータ通信量を、ベースバンドモデム１０３がフロントエンド部ごとに持つ。
【０１２４】
図１２は、本発明の第１の実施形態の制御部１１０によるセル１０１とベースバンドモデム１０３との割り当て処理を示すフローチャートである。
【０１２５】
なお、図１２に示す説明図におけるセル１０１は、一つまたは複数のフロントエンド部１０５を含む。
【０１２６】
なお、図１２に示す処理は、指標として端末１０２の数を用いたが、指標としてデータ通信量を用いる場合も同じフローチャートを用いる。後述の処理において、端末１０２の数をデータ通信量によって置き換えることが可能である。
【０１２７】
まず、制御部１１０は、全てのベースバンドモデム１０３が接続する端末１０２の数の合計（図１０Ａにおける端末１０２の数の合計）を算出する（Ｓ１１０１）。制御部１１０は、Ｓ１１０１において得た結果を、あらかじめ取得された、各ベースバンドモデム１０３において処理する適正な端末１０２の数（例えば各ベースバンドモデムの処理能力限界が２５０端末として、マージンを考慮して２００端末とする。）によって除算して小数点以下を切り上げる。この除算によって、制御部１１０は、無線通信システム全体で必要とするベースバンドモデム１０３の数を計算する（Ｓ１１０２）。
【０１２８】
制御部１１０は、表１８Ｂに示す"状態"列が"Ａｃｔｉｖｅ"であるベースバンドモデム１０３（以下、Ａｃｔｉｖｅモデムと表記）の数と、Ｓ１１０２において算出された無線通信システム全体で必要とするベースバンドモデム１０３の数（以降、適正ベースバンドモデムと表記）とを比較し、Ａｃｔｉｖｅモデムの数よりも適正ベースバンドモデムの数が多い場合は、Ａｃｔｉｖｅモデムの数を増やすためＳ１１０４へ、Ａｃｔｉｖｅモデムの数よりも適正ベースバンドモデムの数が少ない場合はＡｃｔｉｖｅモデムの数を減らすためＳ１１０７へ、Ａｃｔｉｖｅモデムの数と適正ベースバンドモデムの数とが等しい場合は図１２に示す処理を終了する（Ｓ１１０３）。
【０１２９】
Ｓ１１０３の結果、Ａｃｔｉｖｅモデムの数よりも適正ベースバンドモデムの数が多い場合、制御部１１０は、Ａｃｔｉｖｅモデムを追加できるか否かを判定するため、図１０Ｂに示す情報を参照し、"Ｉｎａｃｔｉｖｅ"であるベースバンドモデム１０３（以下、Ｉｎａｃｔｉｖｅモデムと表記）があるか否かを判定する（Ｓ１１０４）。
【０１３０】
Ｓ１１０４の結果、図１０Ｂに示す情報にＩｎａｃｔｉｖｅモデムがない場合、制御部１１０は、Ａｃｔｉｖｅモデムを増やすことができないため図１２に示す処理を終了する。
【０１３１】
Ｓ１１０４の結果、図１０Ｂに示す情報にＩｎａｃｔｉｖｅモデムがある場合、制御部１１０は、Ａｃｔｉｖｅモデムのうち接続される端末１０２が最も多いＡｃｔｉｖｅモデムが、形成するセル１０１のうちの一部のセル１０１を、Ｉｎａｃｔｉｖｅモデムに割り当てる（Ｓ１１０５）。Ｓ１１０５の結果、セル１０１を割り当てられたＩｎａｃｔｉｖｅモデムの状態は、Ａｃｔｉｖｅに遷移されるため、制御部１１０は、Ｓ１１０２において算出したＡｃｔｉｖｅモデムの数に１を加えてＳ１１０３へ戻る（Ｓ１１０６）。
【０１３２】
Ｓ１１０３の結果、Ａｃｔｉｖｅモデムの数よりも適正ベースバンドモデムの数が少ない場合、制御部１１０は、Ａｃｔｉｖｅモデムの数を減らすため、二つのＡｃｔｉｖｅモデムを結合した場合に予想される端末１０２の数の合計を算出し、端末１０２の数の合計が最も小さいＡｃｔｉｖｅモデムの組合せを抽出する。以下、抽出されたＡｃｔｉｖｅモデムの組合せのうち、一つをＡｃｔｉｖｅモデムＡ、もう一方をＡｃｔｉｖｅモデムＢと表記する。制御部１１０は、ＡｃｔｉｖｅモデムＢをＡｃｔｉｖｅモデムＡに統合する（Ｓ１１０７）。
【０１３３】
統合されたＡｃｔｉｖｅモデムＢの状態はＩｎａｃｔｉｖｅに遷移するため、制御部１１０は、Ｓ１１０２において算出したＡｃｔｉｖｅモデム数から１を減ずる（Ｓ１１０８）。
【０１３４】
なお、制御部１１０は、図１２に示す処理においてベースバンドモデム１０３の状態が遷移する場合、図１０Ｂに示す情報を更新する。
【０１３５】
図１２に示す処理の具体的な結果を、図１３Ａおよび図１３Ｂに示す。
【０１３６】
図１３Ａは、本発明の第１の実施形態の図１２に示す処理の前におけるベースバンドモデム１０３とフロントエンド部１０５とセル１０１との関係を示す説明図である。
【０１３７】
図１３Ｂは、本発明の第１の実施形態の図１２に示す処理の後におけるベースバンドモデム１０３とフロントエンド部１０５とセル１０１との関係を示す説明図である。
【０１３８】
図１３Ａに示す説明図は、図１０Ｂに示す説明図と同じである。図１２に示すＳ１１０２において用いられるしきい値を２００とする場合、図１０Ａに示すベースバンドモデム１０３の状態に基づいて、適正ベースバンドモデムの数は、４と算出される。算出された適正ベースバンドモデムの数によって、Ｓ１１０３において、制御部１１０は、Ａｃｔｉｖｅモデムの数よりも適正ベースバンドモデムの数が少ないと判定し、Ｓ１１０７に進む。
【０１３９】
Ｓ１１０７において、制御部１１０は、図１３Ａに示す矢印の組合せのように、ベースバンドモデム１０３を統合する。Ｓ１１０７において統合された結果を、図１３Ｂに示す。
【０１４０】
図１３Ｂに示す結果には、一つのベースバンドモデム１０３に一つまたは複数のセル１０１が割り当てられる場合と、図１２に示す処理の前に状態が"Ａｃｔｉｖｅ"であったベースバンドモデム１０３が"Ｉｎａｃｔｉｖｅ"となる場合とがある。図１３Ｂに示す端末１０２の数は、図１０Ａに示すセル１０１と端末１０２の数との対応に基づいて算出された、ベースバンドモデム１０３に接続される端末１０２の数である。図１３Ｂに示すベースバンドモデム＃１に接続される端末１０２の数は、２４０であり、Ｓ１１０２において用いたしきい値２００よりも上回る。端末１０２の数図１２に示す処理は、ベースバンドモデム１０３の数のみを適正な値にするため、端末１０２の数を適正な値にしない。従って、別途ベースバンドモデム１０３ごとに、ベースバンドモデム１０３に接続される端末１０２の数を適正な値にする処理を、図１５において後述する。
【０１４１】
図１４Ａは、本発明の第１の実施形態の図１３Ａの状態に対応するモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８によるスイッチ制御の状態を示す説明図である。
【０１４２】
図１４Ｂは、本発明の第１の実施形態の図１３Ｂの状態に対応するモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８によるスイッチ制御の状態を示す説明図である。
【０１４３】
図１４Ａに示す○印は、対応するベースバンドモデム１０３とセル１０１とが接続されていることを示し、×印は、対応するベースバンドモデム１０３とセル１０１とが接続されていないことを示す。なお、図６Ａに示すモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を用いる場合、図１４Ａに示す○印は、全ビット１のＡＮＤマスクを用い、×印は、全ビット０のＡＮＤマスクを用いることを示す。制御部１１０は、図１４Ａに示すスイッチ制御の状態に対し、図１２に示す処理を行うことによって、図１４Ｂのようにベースバンドモデム１０３とセル１０１とを割り当てる。図１２に示す処理の結果、変更されたベースバンドモデム１０３とセル１０１との対応は、背景が変更された部分が示す対応である。例えば、ベースバンドモデム＃１は、セル＃１、＃３、＃４、および＃６に並列的に接続され、下り信号を送信する際これらセル＃１、＃３、＃４、および＃６に同一信号を送信し、上り信号を送信する際これらセル＃１、＃３、＃４、および＃６において受信された端末１０２からの信号を全て重畳して受信する。
【０１４４】
従って図１４Ｂの結果のようにベースバンドモデム１０３とセル１０１とを対応させた場合、上り通信において端末に周波数帯域などの通信リソースを割り当てる際、セル＃１、＃３、＃４、および＃６に所属する端末１０２に同じ通信リソースを割り当てると、端末１０２が送信する上りデータ信号が相互に干渉する。この上りデータ信号が相互に干渉することを防ぐためには、セル＃１、＃３、＃４、および＃６をひとつの大きなセル１０１とみなし、大きなセル１０１に所属する端末１０２すべてに通信リソースを割り当てる必要がある。
【０１４５】
下り通信においては、これらセル＃１、＃３、＃４、および＃６が一つの大きなセル１０１になり、その中のセル１０１のいずれかに所属する端末１０２に送信するデータ信号は、これらセル＃１、＃３、＃４、および＃６の大きなセルによって同報される。
【０１４６】
ただし、たとえばセル＃６に所属する端末１０２にとっては、セル＃１に所属する端末宛の下り信号は不要であり、セル＃６周辺のセル１０１（セル＃３、＃５、＃９）に不要な干渉を及ぼす結果になる。このため、セル＃１、＃３、＃４、＃６各々に対し不要な信号の放射を抑えるためのマスク処理を実現する必要がある。セル＃１、＃３、＃４、＃６各々に対し不要な信号の放射を抑えるためのマスク処理は、図２６Ａにおいて後述する。
【０１４７】
図１５は、本発明の第１の実施形態の制御部１１０によるセル１０１とベースバンドモデム１０３との割当て処理を示すフローチャートである。
【０１４８】
図１５に示す処理は、図１２に示す処理に後続し、セル１０１と、セル１０１に含まれる一つまたは複数のフロントエンド部１０５と、ベースバンドモデム１０３との割当て処理である。なお、図１５に示す処理は、指標として端末１０２の数を用いたが、指標としてデータ通信量を用いる場合も、同じフローチャートを用いる。端末１０２の数は、後述の処理において、データ通信量によって置き換えられることが可能である。
【０１４９】
まず、制御部１１０は、接続される端末１０２の数がしきい値（図１５においても図１２と同じ、しきい値は２００とする）よりも多いベースバンドモデム１０３が存在するか否かを判定する。接続される端末１０２の数がしきい値よりも多いベースバンドモデム１０３が存在しない場合、ベースバンドモデム１０３に接続される端末１０２の数は適切であるため、制御部１１０は、図１５に示す処理を終了する。また、接続される端末１０２の数がしきい値よりも多いベースバンドモデム１０３が存在する場合、ベースバンドモデム１０３に接続される端末１０２の数は適切ではないため、制御部１１０は、Ｓ１２０２へ進む（Ｓ１２０１）。
【０１５０】
次に、制御部１１０は、接続される端末１０２の数がしきい値よりも多いベースバンドモデム１０３の端末１０２の数を減らすため、すなわち、ベースバンドモデム１０３の負荷を他のベースバンドモデム１０３に分割するため、Ｉｎａｃｔｉｖｅモデムが存在するか否かを判定する。Ｉｎａｃｔｉｖｅモデムが存在しない場合、端末１０２を分割する先のベースバンドモデム１０３が存在しないため、制御部１１０は、図１５に示す処理を終了する。Ｉｎａｃｔｉｖｅモデムが存在する場合、端末１０２を分割する先のベースバンドモデム１０３が存在するため、制御部１１０はＳ１２０３へ進む（Ｓ１２０２）。
【０１５１】
Ｓ１２０２において、Ｉｎａｃｔｉｖｅモデムが存在する場合、制御部１１０は、Ｓ１２０１において、接続される端末１０２の数がしきい値を超えたベースバンドモデム１０３の端末１０２を、Ｉｎａｃｔｉｖｅモデムのうち一つに、分割する（Ｓ１２０３）。
【０１５２】
制御部１１０は、端末１０２を分割されたＩｎａｃｔｉｖｅモデムの状態を、Ａｃｔｉｖｅに遷移させ、Ａｃｔｉｖｅモデム数に１を加算する（Ｓ１２０４）。
【０１５３】
前述の図１５に示す処理の結果を、図１６Ａと図１６Ｂとに示す。
【０１５４】
図１６Ａは、本発明の第１の実施形態の図１５に示す処理の前におけるベースバンドモデム１０３とフロントエンド部１０５とセル１０１との関係を示す説明図である。
【０１５５】
図１６Ｂは、本発明の第１の実施形態の図１５に示す処理の後におけるベースバンドモデム１０３とフロントエンド部１０５とセル１０１との関係を示す説明図である。
【０１５６】
図１６Ａは、図１３Ｂと同じである。図１６Ａの状態を図１５における初期状態とし、図１５に示すしきい値を２００とする場合、Ｓ１２０１における制御部１１０による判定によって、接続される端末１０２の数がしきい値を超えるベースバンドモデム１０３は、ベースバンドモデム＃１であると判定される。
【０１５７】
続いて、Ｓ１２０２の判定において、制御部１１０は、図１６Ａに示すＩｎａｃｔｉｖｅモデムのベースバンドモデム３を選択する。Ｓ１２０２において、Ｉｎａｃｔｉｖｅモデムは複数あるが、制御部１１０は、任意のＩｎａｃｔｉｖｅモデムを選択してよい。
【０１５８】
制御部１１０は、Ｓ１２０３の処理によって、ベースバンドモデム１が管理していたセル＃１、＃３、＃４、および＃６のうちセル＃４およびセル＃６の二つのセル１０１を、ベースバンドモデム３に分割する。なお、Ｓ１２０３において、ベースバンドモデム３に分割されるセル１０１は、ランダムに選択されてよい。また、Ｓ１２０３において制御部１１０は、図１０Ａのようにセル１０１ごとに端末１０２の数が管理されている場合は、ベースバンドモデム１とベースバンドモデム３とによってセル１０１を分割した場合に、接続される端末１０２の数の各々の差が最小になるように、セル１０１を分割してもよい。
【０１５９】
Ｓ１２０３において、制御部１１０によってセル１０１を分割された後のベースバンドモデム１０３とセル１０１の関係を、図１６Ｂに示す。
【０１６０】
なお、制御部１１０が、セル１０１（を構成する一つまたは複数のフロントエンド部）ごとに端末１０２の数を管理するためには、セル１０１固有の信号を送信する仕組みと、当該セルに対する端末からのアクセス信号を解析する仕組みとが必要である。この仕組みは、後述する。
【０１６１】
図１７Ａは、本発明の第１の実施形態の図１６Ａの状態に対応するモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の制御の状態を示す説明図である。
【０１６２】
図１７Ｂは、本発明の第１の実施形態の図１６Ｂの状態に対応するモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の制御の状態を示す説明図である。
【０１６３】
図１７Ａおよび図１７Ｂに示す○および×は、図１４Ａおよび図１４Ｂに示す○および×と同じ意味である。
【０１６４】
図１７Ａに示す説明図が、ベースバンドモデム＃１とセル＃４およびセル＃６とが接続されており、ベースバンドモデム＃３とセル＃４およびセル＃６とが接続されていないことを示すのに対し、図１７Ｂに示す説明図は、ベースバンドモデム＃１とセル＃４およびセル＃６とは接続されておらず、ベースバンドモデム＃１とセル＃４およびセル＃６とが接続されていることを示す。
【０１６５】
図１８Ａは、本発明の第１の実施形態のアンカーサブバンドまたはアンカーシンボルにおけるベースバンドモデム１０３とセル１０１との関係を示す説明図である。
【０１６６】
図１８Ｂは、本発明の第１の実施形態のその他の第１のサブバンドにおけるベースバンドモデム１０３とセル１０１との関係を示す説明図である。
【０１６７】
図１８Ａおよび図１８Ｂは、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の切り替えを下り通信において入力を１、出力をＮとし、上り通信において入力をＮ、出力を１とした場合の、ベースバンドモデムとセルとの関係を示す。図１８Ａおよび図１８Ｂに示す説明図は、セル１０１に対応するベースバンドモデム１０３ごとに異なる背景によって表記される。図１８Ａおよび図１８Ｂに示す説明図は、図１７Ｂに示すモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の制御の状態に基づく。
【０１６８】
モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８が、制御部１１０から図１４Ａに示す関係を送信されることによって、図１４Ａに示す関係のようにベースバンドモデム１０３とセル１０１とを割り当てた場合、無線通信システムは、九つのセル１０１を九つのベースバンドモデム１０３によって形成する必要がある。これに対し、図１８Ａに示すベースバンドモデム１０３とセル１０１との関係を用いた場合、無線通信システムは、九つのセル１０１を五つのベースバンドモデム１０３によって形成するため、４つ分のベースバンドモデム１０３の消費電力を低減することができる。また、図１８Ａに示す関係を用いた場合、無線通信システムは、地理的に離れた複数のセル１０１が同じベースバンドモデム１０３をシェアすることもでき、トラフィック分布に従って柔軟にセル１０１を構成できる。
【０１６９】
図１８Ｂに示すベースバンドモデム１０３とセル１０１との関係は、図１８Ａに示すセル１０１と比較して全セル１０１が上側にオフセットされており、上端のセル１０１が下端に割り当てられている。図１８Ｂに示す関係において、下端中央は、同じベースバンドモデム１０３のセル１０１が隣接する。図１８Ｂに示す下端中央を拡大した図を、図１８Ｃに示す。
【０１７０】
図１８Ｃは、本発明の第１の実施形態の同じベースバンドモデム１０３によって形成されるセル１０１が隣接する場合のフロントエンド部を示す説明図である。
【０１７１】
ベースバンドモデム＃２の４つのアンテナポートが、図１８Ｃに示すようにフロントエンド部１０５に接続されている場合、下側４つのフロントエンド部１０５の間に存在するセル１０１の境界は、セル１０１が同じであるため、境界の場所に位置する端末にとってはセル境界ではない。すなわち、同じベースバンドモデム１０３が接続されたセルを隣接させた場合、隣接されたセルの境界をなくすことができる。
【０１７２】
図１９Ａは、本発明の第１の実施形態のベースバンドモデム１０３の起動を示すフローチャートである。
【０１７３】
図１９Ａに示すフローチャートは、制御部１１０によって管理されるベースバンドモデム１０３の状態が、図１２や図１５の動作フローに従い、ＩｎａｃｔｉｖｅからＡｃｔｉｖｅに遷移する場合におけるベースバンドモデム１０３の起動の処理を示す。
【０１７４】
まず、制御部１１０は、図１２または図１５に示す処理によって、新たにセル１０１または端末１０２を割り当てられ、状態をＡｃｔｉｖｅにするように指示されたベースバンドモデム１０３が発生すると、Ａｃｔｉｖｅとなるベースバンドモデム１０３の状態を、Ａｃｔｉｖｅにしている状態であることを示す"Ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ"に遷移させる（Ｓ１３０１）。制御部１１０は、状態をＡｃｔｉｖａｔｉｎｇに遷移されたベースバンドモデム１０３と電源との間のスイッチをＯＮに切り替える（Ｓ１３０２）。
【０１７５】
その後、制御部１１０は、ベースバンドモデム１０３の起動処理（プロセッサや論理回路へのプログラム読み込み、初期化）を待ち（Ｓ１３０３）、起動処理をしたベースバンドモデム１０３からの起動処理終了通知を受信し（Ｓ１３０４）、その後、起動処理終了通知を送信したベースバンドモデム１０３の状態をＡｃｔｉｖｅへ遷移させる（Ｓ１３０５）。
【０１７６】
図１９Ｂは、本発明の第１の実施形態のベースバンドモデム１０３の停止を示すフローチャートである。
【０１７７】
図１９Ｂに示すフローチャートは、制御部１１０によって管理されるベースバンドモデム１０３の状態が、図１２や図１５の動作フローに従い、ＡｃｔｉｖｅからＩｎａｃｔｉｖｅに遷移する場合におけるベースバンドモデム１０３の停止の処理を示す。
【０１７８】
まず、制御部１１０は、図１２または図１５に示す処理によって、セル１０１または端末１０２をすべて切断され、状態をＩｎａｃｔｉｖｅにするように指示されたベースバンドモデム１０３が発生すると、Ｉｎａｃｔｉｖｅとなるベースバンドモデム１０３の状態を、Ｉｎａｃｔｉｖｅにしている状態であることを示す"Ｉｎａｃｔｉｖａｔｉｎｇ"に遷移させる（Ｓ１４０１）。
【０１７９】
制御部１１０は、状態をＩｎａｃｔｉｖａｔｉｎｇにされたベースバンドモデム１０３における新規通信を停止させ、既存通信の終了を待つ（Ｓ１４０２）。状態をＩｎａｃｔｉｖａｔｉｎｇにされたベースバンドモデムは、既存通信の終了を制御部１１０へ通知する（Ｓ１４０３）。制御部１１０は、既存通信が終了したベースバンドモデム１０３と電源との間のスイッチをＯＦＦに切り替える（Ｓ１４０４）。
【０１８０】
その後、制御部１１０は、電源との間のスイッチをＯＦＦに切り替えられたベースバンドモデム１０３の状態をＩｎａｃｔｉｖｅへ遷移させる（Ｓ１４０５）。
【０１８１】
図２０は、本発明の第１の実施形態のベースバンドモデム１０３の状態遷移を示す説明図である。
【０１８２】
図２０は、図１８Ａおよび図１８Ｂにおいて示した状態遷移を示す。
【０１８３】
図２１Ａ〜図２１Ｃは、本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムがｉｎａｃｔｉｖｅからａｃｔｉｖｅに状態遷移する際のｉｎａｃｔｉｖｅ状態におけるモデム−ＲＲＵ間スイッチの接続を示す説明図である。
【０１８４】
図２１Ａ〜図２１Ｃは、図１９Ａに処理によって、ベースバンドモデム＃２の状態をｉｎａｃｔｉｖｅからａｃｔｉｖｅに遷移させる場合を示す。
【０１８５】
図２１Ａは、ベースバンドモデム＃２の状態がｉｎａｃｔｉｖｅであるときのモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の接続を示す。図２１Ａに示すベースバンドモデム＃１は、セル＃１を形成する一つまたは複数のフロントエンド部と、セル＃２を形成する一つまたは複数のフロントエンド部１０５との両方に接続される。制御部１１０は、ベースバンドモデム＃２の電源を投入し、起動完了通知を受信した後に、図２１Ｂに進む。
【０１８６】
図２１Ｂは、制御部１１０がベースバンドモデム＃２の状態をｉｎａｃｔｉｖｅからａｃｔｉｖａｔｉｎｇに遷移させた場合のモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の接続を示す。ベースバンドモデム＃２の起動完了通知を受信した後、一時的に、セル＃２を形成する一つまたは複数のフロントエンド部１０５は、ベースバンドモデム＃１とベースバンドモデム＃２との双方に接続される。セル＃２に所属する端末１０２のデータ通信のうち、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８が接続を切り替える前からの継続データ通信（例えば、再送中のデータ通信）は、ベースバンドモデム＃１によって処理される。
【０１８７】
また、ベースバンドモデム＃１にバッファリングされていた、セル＃２に所属する端末１０２に送信する、リソース割り当てが未完のデータ通信は、制御部１１０を介して、または制御部１１０からの指示によってベースバンドモデム１０３間の通信によってベースバンドモデム＃２に転送される。ゲートウェイ１１３から来る新規データ通信も、ベースバンドモデム＃２に転送される。
【０１８８】
ベースバンドモデム＃１において、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８が接続を切り替える前からの継続データの通信が完了した後、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、図２１Ｃに示す接続に切り替える。制御部１１０は、図２１Ｃに示す接続に切り替えられた後、ベースバンドモデム＃２の状態をＡｃｔｉｖｅとする。
【０１８９】
図２２Ａ〜図２２Ｃは、ベースバンドモデムがａｃｔｉｖｅからｉｎａｃｔｉｖｅに状態遷移する際のａｃｔｉｖｅ状態におけるモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の接続を示す説明図である。
【０１９０】
図２２Ａ〜図２２Ｃは、図１９Ｂに示す処理によって、ベースバンドモデム＃２の状態をａｃｔｉｖｅからｉｎａｃｔｉｖｅに遷移させる場合を示す。
【０１９１】
図２２Ａは、ベースバンドモデム＃２の状態がａｃｔｉｖｅであるときのモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の接続を示す。図２２Ａに示すベースバンドモデム＃１は、セル＃１を形成する一つまたは複数のフロントエンド部１０５に接続され、図２２Ａに示すベースバンドモデム＃２は、セル＃２を形成する一つまたは複数のフロントエンド部１０５に接続される。
【０１９２】
図２２Ｂは、制御部１１０がベースバンドモデム＃２の状態をａｃｔｉｖｅからｉｎａｃｔｉｖａｔｉｎｇに遷移させた場合の、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の接続を示す。制御部１１０によってベースバンドモデム＃２の状態がａｃｔｉｖｅからｉｎａｃｔｉｖａｔｉｎｇに遷移された後、一時的に、セル＃２を形成する一つまたは複数のフロントエンド部は、ベースバンドモデム＃１とベースバンドモデム＃２との双方に接続される。セル＃２に所属する端末１０２のデータ通信のうち、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８によって接続を切り替えられる前からの継続データ通信（例えば、再送中のデータ通信）はベースバンドモデム＃２によって処理される。
【０１９３】
また、ベースバンドモデム＃２にバッファリングされていた、セル＃２に所属する端末１０２に送信する、リソース割り当てが未完のデータ通信は、制御部１１０を介して、または制御部１１０からの指示によってベースバンドモデム１０３間の通信によってベースバンドモデム＃１に転送される。ゲートウェイ１１３側から来る新規データ通信もベースバンドモデム＃１に転送される。
【０１９４】
ベースバンドモデム＃２において、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８が接続を切り替える前からの継続データの通信が完了した後、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、図２２Ｃに示す接続に切り替える。制御部１１０は、ベースバンドモデム＃２の状態をＩｎａｃｔｉｖｅとし、ベースバンドモデム＃２の電源を遮断する。
【０１９５】
図２３Ａは、本発明の第１の実施形態のベースバンドモデム１０３の起動の詳細な処理を示すフローチャートである。
【０１９６】
図２３Ａは、図１９Ａの処理フローに、図２１Ａ〜図２１Ｃに示すモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８による処理フローを追加した処理フローである。
【０１９７】
まず、制御部１１０は、状態をＡｃｔｉｖｅに遷移させるベースバンドモデム１０３の電源のスイッチをＯＮに切り替え（Ｓ１４０１）、状態をＡｃｔｉｖｅに遷移されたベースバンドモデム１０３は、起動処理を実施する（Ｓ１４０２）。起動処理の完了後に起動したベースバンドモデム１０３から制御部１１０へ起動完了を通知する（Ｓ１４０３）。
【０１９８】
制御部１１０は、起動完了の通知を受け、ベースバンドモデム１０３の状態をＡｃｔｉｖａｔｉｎｇに遷移させる（Ｓ１４０４）。制御部１１０は、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８に指示を送ることによって、状態がＡｃｔｉｖａｔｉｎｇとなったベースバンドモデム１０３と、そのベースバンドモデム１０３に処理を分割する他のベースバンドモデム１０３とを、同じセル１０１を形成するフロントエンド部に接続する（Ｓ１４０５）。
【０１９９】
処理を分割する他のベースバンドモデムは、既存のデータ通信の完了を待ち（Ｓ１４０６）、既存のデータ通信が完了した旨の通知を制御部１１０に送る（Ｓ１４０７）。既存のデータ通信が完了した旨の通知を受け、制御部は、Ｓ１４０５において同じセルを形成するフロントエンド部に接続したベースバンドモデム１０３のうち、Ｓ１４０７において既存のデータ通信が完了した他のベースバンドモデム１０３側の接続を遮断する（Ｓ１４０８）。最後に、制御部１１０は、ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ状態であったベースバンドモデムの状態を、Ａｃｔｉｖｅに遷移させる。
【０２００】
図２３Ｂは、本発明の第１の実施形態のベースバンドモデム１０３の停止の詳細な処理を示すフローチャートである。
【０２０１】
図２３Ｂは、図１９Ｂの処理フローに、図２２Ａ〜図２２Ｃに示すモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８による処理フローを追加した処理フローである。
【０２０２】
まず、制御部１１０は、停止させるベースバンドモデム１０３の状態をｉｎａｃｔｉｖａｔｉｎｇに遷移させ（Ｓ１５０１）、停止させるベースバンドモデム１０３と、停止させるベースバンドモデム１０３から処理を引き継ぐ他のベースバンドモデム１０３とを同じセルを形成するフロントエンド部１０５に接続する（Ｓ１５０２）。制御部１１０は、停止させるベースバンドモデム１０３の既存のデータ通信の完了を待つ（Ｓ１５０３）。停止するベースバンドモデム１０３は、既存のデータ通信が完了した旨の通知を制御部１１０に送る（Ｓ１５０４）。この通知を受け、制御部は、Ｓ１５０２において同じセル１０１を形成するフロントエンド部１０５に接続した複数ベースバンドモデム１０３のうち、Ｓ１５０４において既存のデータ通信が完了したベースバンドモデム１０３側の接続を遮断する（Ｓ１５０５）。その後、制御部１１０は、フロントエンド部１０５との接続を遮断されたベースバンドモデム１０３の電源スイッチをＯＦＦとし（Ｓ１５０６）、当該ベースバンドモデムの状態をｉｎａｃｔｉｖｅに遷移させる。
【０２０３】
図２４Ａは、本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムの起動の処理を示すシーケンス図である。
【０２０４】
制御部１１０は、電源を投入し、状態をａｃｔｉｖｅにするベースバンドモデム＃２の電源ＯＮを、ベースバンドモデム＃２に指示し、ベースバンドモデム＃２の電源投入、起動処理を待つ。起動処理完了後、ベースバンドモデム＃２は、制御部１１０に対し起動完了通知を送る。制御部１１０は、起動完了通知を受けると、ベースバンドモデム＃２の状態をＡｃｔｉｖａｔｉｎｇに遷移させる。これに伴い、制御部１１０は、ベースバンドモデム＃１が管理していたセル１０１のうち、ベースバンドモデム＃２に処理を引き継ぐセル１０１のフロントエンド部１０５（特定フロントエンド部）に対するモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の接続を、ベースバンドモデム＃１とベースバンドモデム＃２との両方に接続するようモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８に指示する。併せて、制御部１１０は、ベースバンドモデム＃１に、ベースバンドモデム＃２に引き継ぐセル１０１に関するデータ信号の処理の、新規通信を停止する指示を送る。その後、ベースバンドモデム＃１は、データ通信が継続中（例えば、再送中）の既存のデータ通信を完了させ、完了後に制御部１１０に既存のデータ通信が完了した旨の通知を送る。制御部１１０は、既存のデータ通信が完了した旨の通知を受けると、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８に、ベースバンドモデム＃１とベースバンドモデム＃２との両方に接続していたスイッチのうち、ベースバンドモデム＃１側のスイッチを遮断するように指示する。その後、制御部１１０は、ベースバンドモデム＃２の状態をＡｃｔｉｖｅに遷移させる。
【０２０５】
図２４Ｂは、本発明の第１の実施形態のベースバンドモデムの停止の処理を示すシーケンス図である。
【０２０６】
制御部１１０は、電源を遮断し、状態をｉｎａｃｔｉｖｅ化するベースバンドモデム＃２の状態をｉｎａｃｔｉｖａｔｉｎｇに遷移させ、ベースバンドモデム＃２に接続していた全てのセル１０１のフロントエンド部１０５（特定フロントエンド部）に対するモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の接続を、ベースバンドモデム＃１とベースバンドモデム＃２との両方に接続するようモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８に指示する。併せて、制御部１１０は、ベースバンドモデム＃２に、新規通信を停止する指示を送り、ベースバンドモデム＃２は、データ通信が継続中（例えば、再送中）の既存のデータ通信を完了させ、完了後に制御部１１０に既存のデータ通信が完了した旨の通知を送る。制御部１１０は既存のデータ通信が完了した旨の通知を受けると、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８に、ベースバンドモデム＃１とベースバンドモデム＃２との両方に接続していたスイッチのうち、ベースバンドモデム＃２側のスイッチを遮断するように指示する。その後、制御部１１０は、ベースバンドモデム＃２の状態をｉｎａｃｔｉｖｅに遷移させる。
【０２０７】
図２５は、本発明の第１の実施形態のシステム全体でベースバンドモデムの消費電力を低減するためのネットワーク装置構成を示すブロック図である。
【０２０８】
図５に示すネットワーク装置構成に、ベースバンドモデム１０３間でデータを振り分けるルータ１１６、電源１１７、電源１１７と各ベースバンドモデム１０３との間に各ベースバンドモデムへの電源供給のＯＮ／ＯＦＦを制御するための電源スイッチ１１８、下り通信において干渉の不要な放射を防ぐためのデータマスク処理部１１５、および、一つまたは複数のフロントエンド部１０５によって形成されるセル１０１ごとの固有信号を挿入するためのセル固有信号挿入部１１４が追加された。
【０２０９】
ルータ１１６は、制御部１１０からの指示を受け、端末１０２ごとのデータ通信をベースバンドモデム１０３に振り分ける。制御部１１０は、ベースバンドモデム１０３ごとに接続されるセル１０１、およびセル１０１に所属する端末１０２の情報を参照して、端末１０２ごとにベースバンドモデム１０３を割り当てる。
【０２１０】
電源スイッチ１１８は、制御部１１０から、図２３Ａおよび図２３Ｂに示す処理に従ってＯＮ／ＯＦＦを指示される。
【０２１１】
データマスク処理部１１５は、下り通信用のモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の後段に位置し、干渉の不要な放射を防ぐためのデータマスク処理、すなわちデータ破棄をする。
【０２１２】
図２６Ａは、本発明の第１の実施形態のデータマスク処理部１１５を示すブロック図である。
【０２１３】
データマスク処理部１１５は、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８から送信されたデータ信号を、そのまま出力するか、または、０を出力し、受信したデータ信号を破棄するかの切替えをする。データマスク処理部１１５において、データ信号をそのまま送信する必要がないセル１０１へのデータ信号を破棄するため、データマスク処理部１１５は、あらかじめ制御部１１０から、受信した出力をそのまま出力する必要があるセル１０２のＩＤの情報を受信し、判定条件バッファに格納し、判定条件バッファに基づいてスイッチ制御をする。
【０２１４】
ベースバンドモデム１０３は、データマスク処理部１１５によるデータ信号の切替えを有効にするため、図２６Ｂに示すデータ信号を生成する。
【０２１５】
図２６Ｂは、本発明の第１の実施形態のデータマスク処理を実施するためのヘッダ付加を示す説明図である。
【０２１６】
ベースバンドモデム１０３は、宛先となるセル１０１のＩＤの情報を含んだヘッダをデータ信号に付加し、付加されたヘッダが判定条件バッファに格納されているセル１０１のＩＤと一致した場合、データ信号をそのまま出力し、一致しない場合、０を出力する。
【０２１７】
図２７は、本発明の第１の実施形態のセル固有信号生成部１１４を示すブロック図である。
【０２１８】
セル固有信号生成部１１４は、データマスク処理部１１５の出力と、セル固有信号生成手段出力との間でスイッチを切り替える。セル固有信号生成手段は、セル１０１に固有の信号を生成する手段であり、プロトコルによって規定された方法によって共通制御信号および同期信号を生成し、プロトコルによって規定されたリソースに共通制御信号および同期信号を割り当てるリソースマッピングの役割を持つ。
【０２１９】
図２８は、本発明の第1の実施形態のシステム全体でベースバンドモデム１０３の消費電力を低減するためのネットワーク装置構成の詳細を示す説明図である。
【０２２０】
図２８のネットワーク装置構成は、図７に示すネットワーク装置構成に、ヘッダ挿入部２１０と、アクセス信号解析部２０９と、データマスク部１１５およびセル固有信号挿入部１１４とを追加した。データマスク部１１５と、セル固有信号挿入部１１４に関しては、図２５に示すデータマスク部１１５およびセル固有信号挿入部１１４と同じである。
【０２２１】
ヘッダ挿入部２１０は、図２８Ｂに示す、データ信号にヘッダを付加する機能を持つ。ヘッダ挿入部２１０は、送信バッファ２０１から特定の端末１０２宛のデータ信号を符号化変調部２０２に入力する際、端末１０２が所属するセル１０１のＩＤをヘッダに付加する。
【０２２２】
アクセス信号解析部２０９は、端末１０２から送信されるアクセス信号を解析し、アクセス信号を送信した端末１０２が接続を要求しているセル１０１を識別する。端末１０２が送信するアクセス信号は、特定の低い相互相関のアクセス信号系列（例えばＰＮ系列やＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列）のサイクリックシフト量をセル１０１ごとに変えて含んでいる。アクセス信号解析部２０９は、そのサイクリックシフト量を特定することによって端末１０２とセル１０１との関係を明らかにする。ベースバンドモデム１０３は、複数のセル１０１と接続する場合があるため、その場合はサイクリックシフト量を、接続するセル１０１の数だけ変化させながらもっともそれらしいサイクリックシフト量を特定する。もっともそれらしいとは、端末１０２から受信したアクセス信号と、サイクリックシフト量を変えた既知のアクセス信号系列との相互相関を、例えばマッチドフィルタによって計算した結果、もっとも高い相互相関が得られるということである。
【０２２３】
以降に記載する実施形態は、本発明の第１の実施形態において用いたネットワーク構成とは異なるネットワーク構成を用いる。
【０２２４】
図２９は、本発明の第２の実施形態のネットワークシステム構成を示す説明図である。
【０２２５】
第１の実施形態がＯＦＤＭ無線通信システムを用いていたのに対し、図２９に示す第２の実施形態は、一般的なマルチキャリア無線通信システムを用いる。第１の実施形態の構成との違いは、光ファイバ１０４の両端である。マルチキャリア無線通信システムにおける各キャリアの信号に、それぞれ個別に光ファイバを割り当てる場合、無線通信システムは、光ファイバごとに光変復調器と光／電気変換器とを備えることによって実装できる。しかし、各キャリアごとに光ファイバを割り当てると、光ファイバを敷設するコストが増大するため、複数のキャリアの信号は１本の光ファイバによって伝送されるのが望ましい。そのため、第２の実施形態の無線通信システムは、光ファイバ１０４の両端に、複数のキャリアの信号を結合し、また、分離するためのマルチキャリア結合分離部１１１、およびマルチキャリア結合分離部１１２を備える。マルチキャリア結合分離部１１１は、下りマルチプレクサおよび上りデマルチプレクサを備える。また、マルチキャリア結合分離部１１２は、上りマルチプレクサ１１２および下りデマルチプレクサを備える。複数のキャリアの信号を多重化する方法は、時分割多重、周波数分割多重および波長多重などである。
【０２２６】
図３０は、本発明の第２の実施形態のネットワーク装置構成を示す説明図である。
【０２２７】
図５に示す第１の実施形態のネットワーク装置構成との違いは、ＤＦＴ処理部１０９の代わりに、光ファイバ１０４の両端に、複数のキャリアの信号を結合し、また、分離するためのマルチキャリア結合分離部１１１、およびマルチキャリア結合分離部１１２を備える点である。マルチキャリア結合分離部１１１は、下りマルチプレクサおよび上りデマルチプレクサを備える。また、マルチキャリア結合分離部１１２は、上りマルチプレクサ１１２および下りデマルチプレクサを備える。複数のキャリアの信号を多重化する方法は、時分割多重、周波数分割多重および波長多重などである。
【０２２８】
図３１は、本発明の第３の実施形態のネットワーク装置構成を示す説明図である。
【０２２９】
光ファイバ１０４の終端は、図５に示す第１の実施形態においてはＤＦＴ処理部１０９であり、図３０に示す第２の実施形態においてはマルチキャリア結合分離部１１１である。
【０２３０】
第３の実施形態のネットワーク装置構成は、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の制御単位であるサブバンドの信号処理を、各ベースバンドモデム１０３が複数のアンテナポートに一括して行う。第３の実施形態によれば、ベースバンドモデム１０３とモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８との間のサブバンドごとのスイッチングが不要になり、これに伴い同区間の配置配線が容易になる。
【０２３１】
図３２は、本発明の第４の実施形態のモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を示す説明図である。
【０２３２】
図３２に示すモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、３Ｄ−ＭＥＭＳ（３Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ−Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）光スイッチによって実装される。
【０２３３】
入力ポート側のミラーは、全ての出力側ミラーに入力信号を反射できるように並べられ、例えば高さ方向に並べられてもよい。出力ポート側のミラーは、どの入力ポート側ミラーから反射された信号においても当該出力ポートに出力できるように並べられ、例えば平面方向に並べられてもよい。制御部１１０は、サブバンドごとにミラーの向きを制御する。
【０２３４】
モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の入力側には電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）、出力側には光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）を備える。ただし、本発明の無線通信システムが、一般のマルチキャリア無線通信システムのようにＤＦＴ処理を必要とするシステムではない場合、フロントエンド部１０５側（下り通信においては出力、上り通信においては入力）は光信号でよいため、下り出力側のＯ／Ｅ変換、および上り入力側のＥ／Ｏ変換は不要となる。併せて、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８側の光ファイバ１０４終端の下りＥ／Ｏ変換と上りＯ／Ｅ変換は不要となる。
【０２３５】
図３３は、本発明の第５の実施形態のモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を示す説明図である。
【０２３６】
図３３に示すモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、ロータリースイッチによって実装される。ロータリースイッチは、手動によって切り替えられるため、小規模な無線通信システムにおいてセル１０１の構成を固定して運用する場合に適用される。図３３に示すモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、入力ポートごとにロータリースイッチを備え、出力ポートごとに全入力ポートのロータリースイッチ出力を合成して出力する。サブバンドごとにモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を備え、各々のスイッチ設定を変えることによって実装できる。
【０２３７】
図３４は、本発明の第６の実施形態のＯＦＤＭシステムを前提としたモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との間の接続を示すブロック図である。
【０２３８】
図３４は、無線周波数帯のアナログ信号を光ファイバ１０４によって伝送する構成である。図３４に示す構成は、一般にＲｏＦ（Ｒａｄｉｏ  ｏｎ  Ｆｉｂｅｒ）と呼ばれる。
【０２３９】
図３４に示す構成の特徴は、図８に示すアップコンバータ３０２およびダウンコンバータ３０５までを、モデム−ＲＲＵ間スイッチ側に備え、光ファイバ１０４を図３４に示す位置に備えることによって、フロントエンド部１０５を簡易に実装できる点である。ただし、アナログ信号を光ファイバによって伝送すると、光ファイバ内での群遅延によって信号のＥＶＭ（エラーベクトル振幅）が増大し、信号のＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）の上限が下がるため、アナログ信号を高速に伝送することは難しい。また、ＥＶＭは、光ファイバ１０４において信号が伝送される距離が伸びるほど増大する。
【０２４０】
このような特徴から、図３４に示す構成は光ファイバの配線長が短い屋内（例えばビルや地下など）にフロントエンド部１０５を大量に配置する場合に適する。なお、図８の構成は、ベースバンドデジタル信号の伝送であるためＥＶＭ劣化は少なく、光ファイバ１０４において信号を長距離にかつ高速に伝送することができる。従って、図８に示す構成は、屋外にフロントエンド部１０５を備えるセルラシステムに適する。
【０２４１】
図３５は、本発明の第７の実施形態の一般的なマルチキャリアシステムにおけるモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との間の接続を示すブロック図である。
【０２４２】
図３５に示す構成は、二つのキャリアを用いる場合の構成であり、３キャリア以上を用いる場合のマルチキャリアシステムも、図３５に示す構成と同様の構成によって実装される。また、図３５に示す構成は、図８に示す構成が基本であるが、図３４に示す構成を基本とする場合、マルチキャリア結合分離部１１１、１１２は、下り通信においてはアップコンバータ３０２とパワーアンプ３０３との間、上り通信においてはローノイズアンプ３０６とダウンコンバータ３０５との間にそれぞれ備えられ、サブバンドごとのＤＡＣ３０１およびＡＤＣ３０４は、サブバンドごとのモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８と直接接続される。
【０２４３】
図３５に示す構成の特徴は、複数サブバンド分の信号を１本の光ファイバ１０４によって伝送するために、光ファイバ１０４の両端にマルチキャリア結合分離部１１１、１１２が備わる点である。フロントエンド部１０５内では、サブバンドごとのアナログ信号を各々処理する。また、アップコンバータ３０２とダウンコンバータ３０５とは、通信をサブバンドごとに異なる無線周波数によって送信するため、必ずサブバンドごとに別々に備えられ、並列に処理をする。
【０２４４】
なお、アップコンバータ３０２およびダウンコンバータ３０５以外の装置は、サブバンド間で共用化してもよい。ＤＡＣ３０１およびＡＤＣ３０４は、サンプリングレートがサブバンド間で異なるため共用化は難しいが、パワーアンプ３０３およびローノイズアンプ３０６は、各アンプが性能を保証できる周波数帯範囲に複数のサブバンドが収まっていればサブバンド間で共用化できる。パワーアンプ３０３およびローノイズアンプ３０６をサブバンド間で共用化する場合、パワーアンプ３０３の入力元にマルチプレクサを追加する。
【０２４５】
図３６は、本発明の第８の実施形態のモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との間を無線によって接続する場合の構成を示すブロック図である。
【０２４６】
図３６に示すフロントエンド部１０５は、信号を増幅して中継するリピータの機能を持つ。
【０２４７】
図３６の上半分に示すモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、ＩＦＦＴ処理部１０９−１、ＦＦＴ処理部１０９−２、ＤＡＣ３０１、ＡＤＣ３０４、アップコンバータ３０２、ダウンコンバータ３０５、パワーアンプ３０３、ローノイズアンプ３０６、デュプレクサ３０７、アンテナ３０８−１を追加される。モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、アンテナ３０８−１によって、図３６の下半分に示すフロントエンド部１０５と無線によって通信する。
【０２４８】
フロントエンド部１０５は、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８と無線通信するためのアンテナ３０８−２と、アンテナ３０８−２を上り通信と下り通信とにおいて共用するためのデュプレクサ３０７−２とを持つ。
【０２４９】
フロントエンド部１０５は、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８から下り信号を受信すると、受信した下り信号、すなわち下り方向の無線周波数帯に変換された信号をローノイズアンプ３０６−２によって増幅し、増幅された下り信号を、ダウンコンバータ３０５−２によってベースバンド帯に戻す。次に、ベースバンド帯に戻された下り信号は、下り信号を端末１０２と無線通信する周波数帯に変換するためのアップコンバータ３０２−２、および同無線信号を増幅するパワーアンプ３０３−２を介し、端末側のデュプレクサ３０７−３とアンテナ３０８−３とを経て端末１０２に送信される。
【０２５０】
端末１０２から送信された上り方向の無線周波数帯の信号は、アンテナ３０８−３およびデュプレクサ３０８−３を介して受信される。受信された上り信号は、ローノイズアンプ３０６−３によって増幅され、端末１０２においてアップコンバートされた上り信号をベースバンド帯に戻すためのダウンコンバータ３０５−３を伝送される。上り信号は、次にモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８と無線通信する周波数帯に変換するためのアップコンバータ３０２−３、同無線信号を増幅するパワーアンプ３０３−３を介して、デュプレクサ３０７−２、アンテナ３０８−２を経てアンテナ３０８−１に送信される。
【０２５１】
図３６に示す構成において、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との間の無線周波数帯、およびフロントエンド部と端末との間の無線周波数帯は、同じ周波数帯域であっても、別の周波数帯域であっても良い。
【０２５２】
図３６に示す構成によれば、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との間の光ファイバ１０４を敷設するコストを低減することができる。しかし、図３６に示す構成は、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５とに備える無線信号を送受信するための装置の追加によって、多くのコストが必要となり、また、無線周波数帯域を新たに必要とするため、既存の無線周波数帯域を逼迫させる。
【０２５３】
図３７は、本発明の第９の実施形態のモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との間を無線によって接続する構成を示すブロック図である。
【０２５４】
図３７に示すフロントエンド部１０５は、ベースバンドモデム１０３の機能であるエンコーダとデコーダを追加され、再生中継（伝送によって雑音が加わった信号を、伝送する前の信号に戻す機能）をするリピータの機能を持つ。図３７に示すフロントエンド部１０５と通信するモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８は、図３６の上半分に示すモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８およびモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８に追加された構成と同じであるため、図３７において省略する。
【０２５５】
フロントエンド部１０５は、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８から受信した下り信号を、ローノイズアンプ３０６−２によって増幅し、ダウンコンバータ３０５−２によってダウンコンバートした後、アナログデジタル変換器３０４−２によってベースバンドデジタル信号に変換する。その後、フロントエンド部１０５は、チャネル推定および復号を行うデコーダ３０９−１によって、下り信号を復号する。フロントエンド部１０５は、復号した下り信号を再生中継するため、エンコーダ３１０−１において符号化変調からＩＦＦＴまでの処理を下り信号に行う。フロントエンド部１０５は、エンコーダ３１０−１からの出力を、デジタルアナログ変換器３０１−２によってベースバンドアナログ信号へ変換し、アップコンバータ３０２−２によって無線周波数帯アナログ信号へ変換し、パワーアンプ３０３−２によって増幅する。増幅された信号は、デュプレクサ３０７−３とアンテナ３０８−３とを経て端末１０２に無線伝送される。端末１０２からの上り信号は、下り信号に行われた処理の逆の処理をされ、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８に送信される。
【０２５６】
本発明の第１の実施形態によれば、図１に示すネットワークシステム構成の通り、ベースバンドモデム１０３とフロントエンド部１０５との間のスイッチをサブバンドごとに切替え可能なモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とすることによって、本発明の課題を解決できる。
【０２５７】
具体的には、図２Ａに示すように、従来技術と同様にモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を設定するサブバンドと、図２Ａとは異なるセル形状を図２Ｂに示すセル１０１の形状のようにサブバンドごとに形成することによって、端末１０２は、図２Ａのサブバンドにおいてはセル境界に位置するが、図２Ｂのサブバンドにおいてはセル境界ではない場所（図２Ｂの例ではセル中央）に位置することになり、セル境界をなくすという課題を解決できる。
【０２５８】
また、このモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を端末１０２のトラフィック分布に従って切り替えることによって、ベースバンドモデム１０３間の負荷を分散でき、無線通信システム全体の消費電力を低減する。
【０２５９】
サブバンドごとに切替え可能なモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を導入することによって、無線通信システム全体でセル１０１の境界をなくすことと、負荷分散によるシステム全体の消費電力低減とを両立することができる。
【０２６０】
また、本発明の第１の実施形態によれば、サブバンドごとにセル１０１を形成するフロントエンド部１０５またはその組合せを個別に選択できることであり、サブバンドごとのセル１０１の形状が変化させることができ、あるサブバンドではセル境界に位置した端末が他のサブバンドではセル境界でない場所に位置することになるため、各端末の通信品質が向上する。
【０２６１】
また、サブバンド間または時間シンボル間で少なくとも一つのフロントエンド部１０５を共用することによって、共用のフロントエンド部１０５が、サブバンド間において共通の制御信号および同期信号を、サブバンドごとに送信することができ、サブバンド間の煩雑な制御信号や同期信号の管理、運用が不要となる。
【０２６２】
また、アンカーサブバンドまたはアンカーシンボルの位置をシステムの既定とし、アンカーサブバンドまたはアンカーシンボルによってサブバンド間共通の制御信号および同期信号を送信することができる。また、端末１０２は、アンカーサブバンドまたはアンカーシンボルの位置を既定値としてあらかじめ設定されているため、制御信号および同期信号の把握が容易となる。
【０２６３】
また、信号処理の負荷に従ってフロントエンド部１０５またはその組合せを選択することによって、負荷が軽いフロントエンド部１０５またはその組合せを複数選択し、複数のフロントエンド部１０５またはその組み合わせによって同じデータ信号を同報することができる。その結果、データ信号処理を実施する装置の数、または該装置の稼動数に比例する消費電力を減らすことができる。
【０２６４】
また、フロントエンド部１０５またはその組合せごとに負荷情報を収集でき、これに基づいて、必要に従って複数のフロントエンド部１０５またはその組合せによって同じデータ信号を同報することができる。その結果、同じデータ信号を同報する数に比例してベースバンドモデム１０３の数、またはベースバンドモデム１０３の稼動数を減らすことができ、消費電力が低減される。
【０２６５】
また、ベースバンドモデム１０３ごとに負荷情報を収集でき、負荷が重いベースバンドモデム１０３には少ないフロントエンド部１０５またはその組合せを割当て、負荷が軽いベースバンドモデム１０３には多くのフロントエンド部１０５またはその組合せを割り当てることによって、ベースバンドモデム１０３間の負荷を分散できる。その結果、ベースバンドモデム１０３の数、またはベースバンドモデム１０３の稼動数に比例する消費電力を減らすことができる。
【０２６６】
また、ベースバンドモデム１０３とフロントエンド部１０５との間にモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を導入し、かつモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８がサブバンドごとに個別に制御されることによって、端末１０２にとって、セル１０１の境界を少なくとも一つのサブバンドにおいてなくすことによって通信品質が向上する。
【０２６７】
また、負荷情報に基づいてモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８を切り替えることによって、消費電力が低減される。
【０２６８】
また、ベースバンドモデム１０３からの送信信号を、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８によって複数のフロントエンド部１０５へ出力することによって、ベースバンドモデム１０３が接続するセルおよびサービスエリアを広げることができる。その結果、全てのサービスエリアをカバーするのに必要なベースバンドモデム１０３の数を減らすことができ、消費電力が低減される。
【０２６９】
また、複数の出力ポートに対してコピーして出力された信号に対し、出力ポートごとに個別にデータ信号の一部、つまり出力ポートに接続されるフロントエンド部１０５と通信できない端末１０２宛のデータ信号を破棄することによって、フロントエンド部１０５の周囲のフロントエンド部１０５から送信されるデータ信号に対する不要な干渉を減らす。
【０２７０】
また、複数フロントエンド部１０５によって受信された受信信号を、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８によって合成して一つのベースバンドモデム１０３に入力することによって、ベースバンドモデム１０３がカバーするサービスエリアを広げることができる。その結果、消費電力が低減される。
【０２７１】
また、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の切替えによってフロントエンド部１０５と接続されなくなるベースバンドモデム１０３は、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８によって通信路が遮断された状態となる。通信路が遮断されたベースバンドモデム１０３は、電源が遮断されてもシステムが止まることは無い。そのため、ベースバンドモデム１０３の電源を遮断することによって消費電力が低減される。
【０２７２】
また、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８の切替えによってフロントエンド部１０５と接続を開始するのに合わせて、ベースバンドモデム１０３の電源を投入する。これによって、システム全体の信号処理の負荷状況が飽和してきた時に、電源を遮断していたベースバンドモデム１０３の電源を投入することによって、システム全体の信号処理許容量が増加し、システム全体および端末当りのスループット増加を向上することができる。
【０２７３】
また、ベースバンドモデム１０３の処理能力と実際の処理量を考慮して適正なベースバンドモデム１０３の数を計算し、計算結果と、計算をした時点における動作中のベースバンドモデム１０３の数との比較結果に基づき、ベースバンドモデム１０３の状態を遷移させることによって、トラフィック状況に従ってベースバンドモデム１０３の稼動数を適正化させ、例えばベースバンドモデム１０３稼動数がトラフィック状況に対して多すぎてベースバンドモデム１０３の無駄な電力消費が発生すること、ならびにベースバンドモデム１０３稼動数がトラフィック状況に対して少なすぎてベースバンドモデム１０３あたりが処理する端末１０２の数が多くなり、端末１０２当りのスループットが低下することを防ぐ。
【０２７４】
また、動作中から停止中に遷移するベースバンドモデム１０３の処理を、別の動作中のベースバンドモデム１０３に引き継ぐことによって、稼動するベースバンドモデム１０３の数の低減による消費電力低減効果を、端末の通信相手となるベースバンドモデム１０３の変更によるベースバンドモデム１０３−端末１０２間の通信を遮断することなく実現できる。
【０２７５】
また、停止中から動作中に遷移するベースバンドモデム１０３に、別の動作中のベースバンドモデム１０３から処理を引き継ぐことによって、ベースバンドモデム１０３−端末間１０２の通信を遮断することなく、稼動するベースバンドモデム１０３の数を増加させることができる。その結果、各ベースバンドモデム１０３が処理する端末１０２の数が減少し、端末１０２当りのスループットが向上する。
【０２７６】
第２の実施形態によれば、サブバンド毎個別に制御できるモデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との間の区間で、複数サブバンドの信号を束ねるマルチプレクサと、束ねられた信号をサブバンドごとに解くデマルチプレクサとのうち、少なくともどちらかを具備し、区間の信号伝送を複数サブバンド分束ねて実施することによって、複数サブバンド各々に独立の通信路を確保する必要がなくなるため、区間における通信路構築のためのコストを下げることができる。
【０２７７】
第７の実施形態によれば、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との間の区間を有線ケーブルによって接続し、ベースバンド帯デジタル信号の複数サブバンド分を束ねた信号を伝送することによって、ケーブルにおける群遅延によるＥＶＭ劣化を抑えることができ、長距離のケーブル配線が可能となる。その結果、より多くのフロントエンド部１０５をベースバンドモデム１０３に集約することができ、統計多重効果によってベースバンドモデム１０３の数、またはその稼動数減少による消費電力低減の効果を高めることができる。
【０２７８】
第６の実施形態によれば、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との間の区間を有線ケーブルによって接続し、無線周波数帯のアナログ信号の複数サブバンド分を束ねた信号を伝送することによって、フロントエンド部１０５側の装置構成を簡素化できるため、フロントエンド部１０５の設置コストを低減できる。
【０２７９】
第８の実施形態によれば、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との間の区間を無線通信によって伝送し、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との双方に、区間で無線通信を実施するための無線通信手段を別途具備することによって、モデム−ＲＲＵ間スイッチ１０８とフロントエンド部１０５との間のケーブル配線が不要となる。
【産業上の利用可能性】
【０２８０】
無線通信システムにおいて大きな問題となっていたセル間の干渉を、少なくとも一つのサブバンドにおいてセル境界をなくすことによって解消する。その結果、無線通信システムのサービスエリア内における端末間のサービス格差が解消できる。また、セル間干渉によってボトルネックとなっていた端末の通信品質を改善することによって、当該端末への過剰なリソース割当が発生しなくなることによって、無線通信システム全体の周波数利用効率が改善すると見込む。
【０２８１】
また、制御部が負荷分散を制御することによってベースバンドモデムにおいて消費する電力を低減できるため、環境にやさしい無線通信システムを提供できる。
【符号の説明】
【０２８２】
１０１  セル
１０２  端末
１０３  ベースバンドモデム
１０４  光ファイバ
１０５  フロントエンド部
１０６  無線部スイッチ
１０７  基地局間スイッチ
１０８  モデム−ＲＲＵ間スイッチ
１０９  ＤＦＴ処理部
１１０  制御部
１１１  マルチキャリア結合分離部
１１２  マルチキャリア結合分離部
１１３  ゲートウェイ
１１４  セル固有信号挿入部
１１５  データマスク処理部
１１６  ルータ
１１７  電源
１１８  電源スイッチ
１１９  オフセットセル
１２０  境界
１２１  セル
２０１  送信バッファ
２０２  符号化変調部
２０３  レイヤーマップ
２０４  プレコーダ
２０５  チャネル推定部
２０６  レイヤーデマップ
２０７  復調復号部
２０８  受信バッファ
２０９  アクセス信号解析部
２１０  ヘッダ挿入部
３０１  デジタルアナログ変換器
３０２  アップコンバータ
３０３  パワーアンプ
３０４  アナログデジタル変換器
３０５  ダウンコンバータ
３０６  ローノイズアンプ
３０７  デュプレクサ
３０８  アンテナ
３０９  デコーダ
３１０  エンコーダ
【図３】
2010213007.tif 000003
【図５】
2010213007.tif 000004
【図６Ａ】
2010213007.tif 000005
【図６Ｂ】
2010213007.tif 000006
【図７】
2010213007.tif 000007
【図８】
2010213007.tif 000008
【図９Ａ】
2010213007.tif 000009
【図９Ｂ】
2010213007.tif 000010
【図９Ｃ】
2010213007.tif 000011
【図９Ｄ】
2010213007.tif 000012
【図１０Ａ】
2010213007.tif 000013
【図１０Ｂ】
2010213007.tif 000014
【図１１】
2010213007.tif 000015
【図１２】
2010213007.tif 000016
【図１３Ａ】
2010213007.tif 000017
【図１３Ｂ】
2010213007.tif 000018
【図１４Ａ】
2010213007.tif 000019
【図１４Ｂ】
2010213007.tif 000020
【図１５】
2010213007.tif 000021
【図１６Ａ】
2010213007.tif 000022
【図１６Ｂ】
2010213007.tif 000023
【図１７Ａ】
2010213007.tif 000024
【図１７Ｂ】
2010213007.tif 000025
【図１９Ａ】
2010213007.tif 000026
【図１９Ｂ】
2010213007.tif 000027
【図２０】
2010213007.tif 000028
【図２１Ａ】
2010213007.tif 000029
【図２１Ｂ】
2010213007.tif 000030
【図２１Ｃ】
2010213007.tif 000031
【図２２Ａ】
2010213007.tif 000032
【図２２Ｂ】
2010213007.tif 000033
【図２２Ｃ】
2010213007.tif 000034
【図２３Ａ】
2010213007.tif 000035
【図２３Ｂ】
2010213007.tif 000036
【図２４Ａ】
2010213007.tif 000037
【図２４Ｂ】
2010213007.tif 000038
【図２５】
2010213007.tif 000039
【図２６Ａ】
2010213007.tif 000040
【図２６Ｂ】
2010213007.tif 000041
【図２７】
2010213007.tif 000042
【図２８】
2010213007.tif 000043
【図３０】
2010213007.tif 000044
【図３１】
2010213007.tif 000045
【図３２】
2010213007.tif 000046
【図３３】
2010213007.tif 000047
【図３４】
2010213007.tif 000048
【図３５】
2010213007.tif 000049
【図４０】
2010213007.tif 000050
【図４１】
2010213007.tif 000051
【図４２】
2010213007.tif 000052
【図４３】
2010213007.tif 000053
【図１】
2010213007.tif 000054
【図２Ａ】
2010213007.tif 000055
【図２Ｂ】
2010213007.tif 000056
【図４Ａ】
2010213007.tif 000057
【図４Ｂ】
2010213007.tif 000058
【図１８Ａ】
2010213007.tif 000059
【図１８Ｂ】
2010213007.tif 000060
【図１８Ｃ】
2010213007.tif 000061
【図２９】
2010213007.tif 000062
【図３６】
2010213007.tif 000063
【図３７】
2010213007.tif 000064
【図３８】
2010213007.tif 000065
【図３９】
2010213007.tif 000066