(57)【要約】【課題】  複数の無線送受信ユニットを一括管理し、上り帯域の割当を動的に変更可能にする。【解決手段】  無線制御部１０は、光ファイバリンク３０を介してｎ個の無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎに接続する。各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎは、無線制御部１０に送信すべき上り信号があると、送信要求信号を無線制御部１０送信する。無線制御部１０は、送信要求信号に対して、光ファイバリンク３０の上り帯域以内で無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎの上り割当帯域を計算した上で、送信要求信号の要求元に送信を許可する。【選択図】  図１
2010239307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体端末と上位ネットワークとの間で無線信号を伝送する無線信号伝送システムであって、
それぞれ当該移動体端末と無線接続できる複数の無線送受信ユニットと、
当該上位ネットワークとの間で当該無線信号を送受信する無線制御部と、
当該複数の無線送受信ユニットと当該無線制御部とを接続する光ファイバリンク
とを有し、
当該各無線送受信ユニットは、当該無線制御部に送信すべき無線信号を受信すると、当該無線制御に送信要求を送信し、
当該無線制御部は、当該送信要求に対して、当該光ファイバリンクの上り帯域以内で当該複数の無線送受信ユニットの上り割当帯域を計算し、当該送信要求の要求元に送信を許可する
ことを特徴とする無線信号伝送システム。
【請求項２】
当該無線制御部は、
当該各無線送受信ユニットから当該上位ネットワークに向かう無線信号のトラヒック量を監視するトラヒック監視手段と、
当該トラヒック監視手段の監視結果に従い、当該各無線送受信ユニットから当該無線制御部への上り割当帯域を計算する帯域計算手段
とを具備することを特徴とする請求項１に記載の無線信号伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信に使用される無線信号を伝送する無線信号伝送システムに関し、より具体的には、複数の無線局への帯域割当を変更可能な無線信号伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線基地局を効率的に展開する手法として、無線基地局の無線制御部と電波を放射する無線部を、光ファイバリンクを介して接続する構成が知られ、有線網多重化装置を介して無線制御部に複数の無線部を接続し、複数の無線部を一つの無線制御部で一元管理する構成が知られている（特許文献１および２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５０７９５７号公報
【特許文献２】特開２００８−２８８７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来例では、無線制御部と無線部との間の帯域が固定されている。移動体通信では、移動端末と無線部との間の通信量は、時間とともに大きく変動する。通信量の少ない時間帯、例えば、夜間帯にも固定帯域で電波を放射し続けるのは、帯域の有効利用の観点で無駄である。
【０００５】
また、特許文献２に記載の構成では、無線基地局の設置スペースおよび移動体通信事業者のインフラ整備コストを軽減できるが、有線網多重化装置のオペレーションコストが負担になる。
【０００６】
本発明は、簡易な管理で無線制御部と複数の無線部のそれぞれとの間の帯域を柔軟に変更できる無線信号伝送システムを提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る無線信号伝送システムは、移動体端末と上位ネットワークとの間で無線信号を伝送する無線信号伝送システムであって、それぞれ当該移動体端末と無線接続できる複数の無線送受信ユニットと、当該上位ネットワークとの間で当該無線信号を送受信する無線制御部と、当該複数の無線送受信ユニットと当該無線制御部とを接続する光ファイバリンクとを有し、当該各無線送受信ユニットは、当該無線制御部に送信すべき無線信号を受信すると、当該無線制御に送信要求を送信し、当該無線制御部は、当該送信要求に対して、当該光ファイバリンクの上り帯域以内で当該複数の無線送受信ユニットの上り割当帯域を計算し、当該送信要求の要求元に送信を許可することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、複数の無線部の一元管理を可能とするのみならず、基地局の設置スペースおよびオペレーションコストの削減を実現できる。無線送受信ユニットへの動的な帯域割当が可能となり、帯域有効利用を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】ＣＰＲＩビットレートの選択例である。
【図３】本実施例の送信要求に対する処理のフローチャートである。
【図４】トラヒック情報例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。移動体通信の無線基地局が、各地に設置される。その無線基地局は、無線制御部１０と、光ファイバリンク３０を介して無線制御部１０に接続するｎ個の無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎからなる。光ファイバリンク３０は、無線制御部１０に接続する光ファイバ３２と、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎに接続する分岐光ファイバ３４−１〜３４−ｎと、光ファイバ３２から分岐光ファイバ３４−１〜３４−ｎに下り光信号を分波し、分岐光ファイバ３４−１〜３４−ｎからの上り光信号を合波して光ファイバ３２に供給する光スプリッタ３６からなる。各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎには、無線信号を搬送する電波を送受信するアンテナ６０−１〜６０−ｎが接続する。
【００１２】
本実施例では、無線制御部１０と無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎとの間の接続インタフェースとして、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）を使用する。勿論、本発明は、ＣＰＲＩに制限されない。図２は、ＣＰＲＩのビットレートオプションを示す。光ファイバ３２上での下り帯域を１０Ｇｂｐｓとすると、４台の無線送受信ユニットを収用した場合で、各無線送受信ユニットに最大２４５７．６ＭｂｐｓのＣＰＲＩビットレートを割り当てることができる。
【００１３】
無線制御部１０と無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎとの間の無線信号の基本的な伝送動作を簡単に説明する。なお、本実施例の無線信号は、移動体端末との間の通信に使用される音声データ、テキストデータ、画像データ、メールデータ等であり、通信相手先を識別する識別情報をヘッダ等に付加されている。
【００１４】
上位ネットワークから移動体端末に向けた無線信号は、無線制御部１０から全無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎにブロードキャストされる。無線制御部１０のフレーム化部１２Ａは、上位ネットワークからの、移動体端末に向けた無線信号を光伝送用データ形式、例えば、フレームフォーマット等に変換する。本実施例では、ＣＰＲＩフレームを使用する。フレーム化部１２Ａで生成された各フレームを順次、下りバッファ１４Ａに格納される。ＣＰＲＩフレームは、先頭に同期コードを具備する。
【００１５】
光送信器１６Ａは、下りバッファ１４Ａの記憶データを読み出し、シリアルデータ化し、光信号（下り光信号）に変換して、光合分波器１８に供給する。光ファイバリンク３０では、上り光信号と下り光信号にそれぞれ異なる波長の光キャリアを使用する。光合分波器１８は波長分割多重（ＷＤＭ）光カプラからなり、光送信器１６Ａからの下り光信号を光ファイバリンク３０の光ファイバ３２に出力する。
【００１６】
送信／帯域制御装置２０は、光ファイバリンク３０に接続する各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎによる上り信号送信タイミングと、帯域の割当を管理制御する。送信／帯域制御装置２０は、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎを制御するための制御信号を下りバッファ１４Ａに書き込むことができる。下りバッファ１４Ａに書き込まれた制御信号は、先に説明した無線信号のフレームの合間に又は先行して光送信器１６Ａに読み出され、下り光信号に変換され、光合分波器１８から光ファイバ３２に出力される。この制御信号は、例えば、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎに対して上り送信に割り当てる割当帯域情報と、送信を許可するタイムスロット情報を含む。無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎが上り送信に使用するタイムスロットを互いに異ならせることで、光ファイバリンク３０を複数の無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎで共用できる。
【００１７】
無線制御部１０から光ファイバリンク３０の光ファイバ３２に出力された下り光信号は、光スプリッタ３６によりｎ分割され、各分岐光ファイバ３４−１〜３４−ｎを伝搬して光送受信ユニット４０−１〜４０−ｎに入力する。各光送受信ユニット４０−１〜４０−ｎは、後述するように、対応する分岐光ファイバ３４−１〜３４−ｎからの下り光信号を電気信号に変換し、無線信号をアンテナ６０−１〜６０−ｎから電波放出する。光送受信ユニット４０−１を例にその動作を説明する。
【００１８】
光合分波器４２は、光合分波器２４と同様のＷＤＭ光カプラからなり、分岐光ファイバ３４−１からの下り光信号を光受信器４４Ａに供給する。光受信器４４Ａは、光合分波器４２からの下り光信号を電気信号に変換し、２値弁別し、パラレル化して、下りバッファ４６Ａに格納する。
【００１９】
デフレーム化部４８Ａは、フレーム部１２Ａとは逆の処理をする装置であり、下りバッファ４６Ａに格納されるＣＰＲＩフレームを順次、読み出し、各ＣＰＲＩフレームから無線信号を抽出し、必要により電波放出のためのデータ構造に変換する。ＲＦ信号処理装置５０は、デフレーム化部４８Ａから出力される無線信号を、送信先の移動体端末を特定する符号を付加した状態でＣＤＭＡ又はＯＦＤＭ等の規定の変調方式に変換し、アンテナ６０−１を駆動する。これにより、無線信号が所定帯域の電波信号として放出される。
【００２０】
アンテナ６０−１はまた、付近の移動体端末からの電波信号を検知し、電気信号であるデジタル無線信号に変換して、フレーム化部４８Ｂに供給する。フレーム部４８Ｂは、ＲＦ信号処理装置５０からの受信無線信号を、光ファイバリンク３０の伝送用にＣＰＲＩフレームに収用する。ＣＰＲＩフレームには、同期信号と監視制御信号が付加される。フレーム化部４８Ｂで生成されたＣＰＲＩフレームは、順次、上りバッファ４６Ｂに格納される。ＣＰＲＩフレームは、伝送帯域によってフレームサイズが異なるため、割当帯域に見合うフレームサイズへの調整が必要である。フレーム制御部５２は、下りバッファ４６Ａに格納された割当帯域情報に従い、フレーム化部４８Ｂを制御してＣＰＲＩフレームのフレームサイズを調整する。
【００２１】
送信制御装置５４は、無線制御部１０により送信を許可されたタイミングで、上りバッファ４６Ｂの記憶データを光送信器４４Ｂに読み出す。光送信器４４Ｂは、上りバッファ４６Ｂからのデータをシリアル化及び光信号（上り光信号）に変換し、その上り光信号を光合分波器４２に出力する。
【００２２】
本実施例では、送信制御装置５４は、下りバッファ４６Ｂに送信すべき上り無線信号が格納される都度、光送信器４２Ａに送信許可を要求する上り光信号を生成させ、これに対して無線制御部１０から指定されたタイムスロット情報に基づき、送信許可されたタイムスロットに上り光信号が配置されるように上りバッファ４６Ｂからのデータ読み出しを制御する。上り無線信号の送信が、無線制御部１０からの送信許可を受けるまで遅延することになるが、必要な都度、送信許可を得るようにすることで、例えば、割当帯域を越える無線電波信号をアンテナ６０−１で受信した場合でも、割当帯域を一時的に増大させ、破綻を避けることが可能になる。
【００２３】
光合分波器４２は、光送信器４４Ｂからの上り光信号を光ファイバリンク３０の分岐光ファイバ３４−１に出力する。この上り光信号は、光ファイバリンク３０の分岐光ファイバ３４−１、光スプリッタ３６及び光ファイバ３２を伝搬して、無線制御部１０の光合分波器１８に入射する。
【００２４】
無線制御部１０の光合分波器１８は、光ファイバ３２からの上り光信号を光受信器１６Ｂに供給する。光受信器１６Ｂは、光合分波器１８からの上り光信号を電気信号に変換し、２値弁別し、パラレル化して、上りバッファ１４Ｂに格納する。
【００２５】
デフレーム化部１２Ｂはフレーム部４８Ｂとは逆の処理をする装置であり、上りバッファ１４Ｂに格納されるＣＰＲＩフレームを順次、読み出し、各ＣＰＲＩフレームから上り無線信号を抽出する。抽出された無線信号は、上位ネットワークを介して、他の移動体端末、メールサーバ又はインターネット上の各種サーバに転送される。
【００２６】
なお、上りバッファ１４Ｂに格納された各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎからの制御信号（この例では、送信要求信号）は、送信／帯域制御装置２０に供給される。
【００２７】
このようにして、無線信号及び制御信号が、無線制御部１０から無線送受信ユニット４０−１〜４０−Ｎに伝送され、また、その逆方向に伝送される。
【００２８】
無線制御部１０による無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎからの送信要求信号の処理を説明する。この送信要求信号は、要求元となる無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎを識別する情報と、送信したいトラフィック量又はデータ量の情報を含む。送信／帯域制御装置２０は、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎからの送信要求信号に応じて、送信許否を決定する。図３は、その動作フローチャートを示す。
【００２９】
送信／帯域制御装置２０は、何れかの無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎ，例えば、無線送受信ユニット４０−ｉからの送信要求信号を受信すると（Ｓ１）、要求されたトラフィック量から、図２に示す４つのＣＰＲＩビットレートのうちのどれを適用すべきかを帯域計算装置２４に決定させる（Ｓ２）。例えば、要求されたトラフィック量に対して４つのＣＰＲＩビットレートとの絶対値差を算出するなどして、４つのＣＰＲＩビットレートの中で最も近い値を探索する。
【００３０】
帯域計算装置２４は、トラヒック監視装置２２の監視結果を参照して、全無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎへの上り割当帯域の合計ビットレートを計算する（Ｓ３）。そして、合計ビットレートが予め決められた割当帯域以内に収まるかどうかを判定する（Ｓ４）。
【００３１】
合計ビットレートが割当帯域を超える場合（Ｓ４）、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎに対する割当帯域を再計算する（Ｓ５）。再計算する方法として、例えば、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎに割り当てたＣＰＲＩビットレートと実際のトラヒック量の差が大きいものから、ＣＰＲＩビットレートを一段下げる。
【００３２】
再度、合計ビットレートが割当帯域以内かどうかを調べる（Ｓ４）。合計ビットレートが割当帯域以内になるまで、ステップＳ５，Ｓ３を繰り返す。なお、ステップＳ５を２回目以降、実行するときには、一度、ＣＰＲＩビットレートを下げた無線送受信ユニットに対しては、他の全ての無線送受信ユニットのＣＰＲＩビットレートを下げるまでは、ＣＰＲＩビットレートを再度下げることをしない。
【００３３】
合計ビットレートが割当帯域以内に収ったら（Ｓ４）、要求元に送信に使用するタイムスロット情報を送信する（Ｓ６）。そして、ステップＳ１に戻り、次の送信要求を待機する。
【００３４】
各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎから無線制御部１０に向けた上り送信の割当帯域を決定する方法を説明する。トラヒック監視装置２２は、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎから無線制御部１０に向けた上り送信のトラヒックをモニタしており、トラヒック量の時間変化を過去一定時間内で保持する。帯域計算装置２４は、送信／帯域制御装置２０からの帯域計算指示に従い、トラヒック監視装置２２が保持するトラヒック量情報を参照して、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎに割り当てる帯域を計算する。また、割当帯域の計算は、１０分とか１時間等の一定時間間隔、又は、時間帯毎の所定時間間隔で実行するように、予め帯域計算装置２４又は送信／帯域制御装置２０にプログラムしておいてもよい。
【００３５】
帯域計算装置２４による帯域計算の一例を説明する。トラヒック監視装置２２は、各無線送受信ユニット４０−1〜４０−ｎ（又はアンテナ６０−１〜６０−ｎ）からの上りトラフィックの一日の変動を定量的に計測し、過去の一定時間分を内蔵記憶装置（トラヒック記憶装置）に保持する。図４は、トラヒック監視装置２２の保持するトラフィック情報の一例を示す。
【００３６】
帯域計算装置２４は、送信／帯域制御装置２０からの無線送受信ユニット４０１〜４０ｎを指定しない帯域計算指示を受けると、トラヒック監視装置２２が保持するトラフィック情報を参照して、過去の一定時間の実績トラヒック量の平均値に基づき、光ファイバ３２の帯域を各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎに比例配分する。
【００３７】
ＣＰＲＩでは、図２に示すように、転送ビットレートを複数の候補から選択することになっている。この場合には、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎについて計算された平均トラヒック量を、図２に示す帯域Ｂ１〜Ｂ４と対比して、絶対値の差が最も小さくなるような帯域を割当帯域として決定する。もちろん、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎへの割当帯域の合計は、光ファイバ３２の上り伝送レート以内に収まるようにする。
【００３８】
又は、光ファイバ３２の帯域を各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎの実績トラヒック量の平均値に基づき比例配分した後に、図２に示す帯域Ｂ１〜Ｂ４のうちで比例配分値よりも低い帯域を割当帯域とし、余り部分を瞬時的な上りトラヒックに対する予備帯域としてもよい。
【００３９】
帯域計算装置２４は、決定した割当帯域を送信／帯域制御装置２０に通知する。送信／帯域制御装置２０は、帯域計算装置２４からの割当帯域情報を、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎからの上り送信要求の処理のために記憶する。
【００４０】
帯域計算装置２４は、送信／帯域制御装置２０は、無線送受信ユニット４０１〜４０ｎの何れか１つを指定した帯域計算を帯域計算装置２４に指示することができる。これの帯域計算指示は、特定の無線送受信ユニット４０−ｉがこれから上り送信しようとする上りトラヒック予定量の情報を含む。
【００４１】
この帯域計算指示に対して、帯域計算装置２４は、指定された無線送受信ユニット４０−ｉについては、上りトラヒック予定量と過去の実績トラヒック量の平均値を採用し、指定された無線送受信ユニット４０−ｉ以外の無線送受信ユニットについては、過去の実績トラヒック量の平均値を参照する。そして、これらの平均値に基づき、光ファイバ３２の帯域を各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎに比例配分する。ＣＰＲＩで規定される帯域に合致させる場合には、先に説明したのと同様の方法で、ＣＰＲＩで規定される何れかの帯域に合致させればよい。
【００４２】
このような帯域割当計算により、瞬時的又は突発的に上りトラヒックが急増する無線送受信ユニットに対しても、適切な上り帯域を割り当てることが可能になる。
【００４３】
このように、本実施例では、無線送受信ユニットから無線制御部への上り帯域を、トラヒック量の変動に応じて動的に調整するので、光ファイバリンク３０の帯域を有効利用できる。帯域の有効利用を実現する無線基地局システムを提供できる。
【００４４】
なお、無線制御部１０が、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎから無線制御部１０への上り送信のタイミングを、予め、帯域割当の設定又は変更の都度、指定するようにしてもよい。その場合には、各無線送受信ユニット４０−１〜４０−ｎは、通常の上り送信に対しては送信要求を無線制御部１０に送信せず、上りトラヒック量の急増に対して、割当帯域の再計算を送信／帯域制御装置２０に要求する。そして、送信／帯域制御装置２０はこの要求に従い、帯域計算装置２４に割当帯域を再計算させる。
【００４５】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１０：無線制御部
１２Ａ：フレーム化部
１２Ｂ：デフレーム化部
１４Ａ：下りバッファ
１４Ｂ：上りバッファ
１６Ａ：光送信器
１６Ｂ：光受信器
１８：光合分波器
２０：送信／帯域制御装置
２２：トラヒック監視装置
２４：帯域計算装置
３０：光ファイバリンク
３２：光ファイバ
３４−１〜３４−ｎ：分岐光ファイバ
３６：光スプリッタ
４０−１〜４０−ｎ：無線送受信ユニット
４２：光合分波器
４４Ａ：光受信器
４４Ｂ：光送信器
４６Ａ：下りバッファ
４６Ｂ：上りバッファ
４８Ａ：デフレーム化部
４８Ｂ：フレーム化部
５０：ＲＦ信号処理装置
５２：フレーム制御装置
５４：送信制御装置
６０−１〜６０−ｎ：アンテナ
【図１】
2010239307.tif 000003
【図２】
2010239307.tif 000004
【図３】
2010239307.tif 000005
【図４】
2010239307.tif 000006