(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークの基地送受信機システムにおいて、無線周波数（ＲＦ）ユニットにシリアルデータリンクを通じて転送するための信号サンプルであって、複数のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルの該信号サンプルをベースバンドプロセッサ内で発生することを含む、送信のための通信データを無線加入者に転送する方法であり、前記複数のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルが、複数の無線加入者に送信されるべき信号の複合体に対する信号サンプルからなる少なくとも一つの特定のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルを含み、各信号サンプルが、前記複数のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルのうちの１つに関連付けられ、各信号サンプルが、同相（Ｉ）サンプルと直交（Ｑ）サンプルを含み、無線周波数（ＲＦ）ユニットが、前記複数のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルの信号サンプルのシーケンスを複数のアップコンバートアンテナ搬送波チャンネルにアップコンバートして前記複数のアップコンバートアンテナ搬送波チャンネルからアップコンバート信号サンプルからなる単一のアップコンバートデジタル信号を形成するデジタルアップコンバータ（ＤＵＣ）と、該アップコンバートデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）とを含み、該ＲＦユニットが、アンテナに結合されて該複数のアップコンバートアンテナ搬送波チャンネルを表す該アナログ信号を送信する方法であって、
圧縮制御パラメータに従って、少なくとも一つの特定のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルを含む、各ベースバンドアンテナ搬送波チャンネルに対応する信号サンプルを圧縮し、各圧縮サンプルが圧縮Ｉサンプルと圧縮Ｑサンプルとを含む圧縮サンプルを形成する段階であって、前記特定のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルに対する前記圧縮サンプルが、前記複数の無線加入者に送信されるべき信号の複合体を表している段階と、
前記シリアルデータリンクを通じた転送に向けて前記圧縮サンプルをフォーマット設定する段階と、
前記シリアルデータリンクを通じて前記圧縮サンプルを前記ＲＦユニットに転送する段階と、
前記ＲＦユニットにおいて前記圧縮サンプルを受信する段階と、
解凍制御パラメータに従って前記圧縮サンプルを解凍し、各ベースバンドアンテナ搬送波チャンネルに対応する解凍信号サンプルを形成する段階と、
を含み、
各解凍サンプルは、解凍Ｉサンプルと解凍Ｑサンプルを含み、
前記少なくとも一つの特定のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルに対する前記解凍信号サンプルは、前記複数の無線加入者に送信されるべき信号の複合体を再構成し、
前記解凍信号サンプルは、アップコンバートデジタル信号を形成するためにＤＵＣに供給される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
アンテナに結合されてアナログ信号を送信する無線周波数（ＲＦ）ユニットと、シリアルデータリンクによって該ＲＦユニットに結合されていて、無線加入者へ送信するための通信データから導出された複数のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルに対する複数の信号サンプルを供給するベースバンドプロセッサとを含み、各信号サンプルが、前記複数のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルのうちの１つに関連付けられ、各信号サンプルが、同相（Ｉ）サンプルと直交（Ｑ）サンプルを含み、前記複数のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルが、複数の無線加入者に送信されるべき信号の複合体に対する信号サンプルからなる少なくとも一つの特定のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルを含み、該ＲＦユニットが、前記複数のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルの前記信号サンプルを複数のアップコンバートアンテナ搬送波チャンネルにアップコンバートして単一のアップコンバートデジタル信号を形成するデジタルアップコンバータ（ＤＵＣ）と、該アップコンバートデジタル信号を該複数のアップコンバートアンテナ搬送波チャンネルを表す該アナログ信号に変換するデジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）とを含む、無線通信ネットワークの基地送受信機システムにおいて、ベースバンドプロセッサからＲＦユニットへのデータ転送のための装置であって、
各々が、圧縮制御パラメータに従って対応するベースバンドアンテナ搬送波チャンネルの信号サンプルを圧縮して各圧縮サンプルが圧縮Ｉサンプルと圧縮Ｑサンプルとを含む圧縮サンプルを形成する、複数の圧縮器であって、前記複数の圧縮器の一つが前記少なくとも一つの特定のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルの信号サンプルを圧縮する、前記複数の圧縮器と、
前記複数の圧縮器に結合されて、データ転送プロトコルに従って前記圧縮サンプルをフォーマット設定するフォーマット設定器と、
を含み、
シリアルデータリンクが、前記圧縮サンプルをＲＦユニットに転送するために前記フォーマット設定器に結合され、
前記ＲＦユニットは、前記シリアルデータリンクに結合されて前記圧縮サンプルを受信し、
装置が、
前記ＲＦユニットにおける複数の解凍器、
を更に含み
各解凍器は、前記対応するベースバンドアンテナ搬送波チャンネルの圧縮サンプルを受信して解凍信号サンプルを形成し
各解凍信号サンプルは、解凍Ｉサンプルと解凍Ｑサンプルを含み、
前記少なくとも一つの特定のベースバンドアンテナ搬送波チャンネルに対する前記解凍信号サンプルは、前記複数の無線加入者に送信されるべき信号の複合体を再構成し、
前記解凍信号サンプルは、アップコンバートデジタル信号を形成するためにＤＵＣに供給される、
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信ネットワークの送受信機システムにおける信号の圧縮及び解凍に関し、より具体的には、基地局プロセッサと送受信機システムの１つ又はそれよりも多くの無線周波数（ＲＦ）ユニットとの間のシリアルデータリンクを通じた転送前にベースバンド信号サンプルを圧縮することに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信ネットワークにおける送受信機システムは、通信を行う加入者又は端末間、並びに外部ネットワークとの通信間で信号を誘導するための制御機能を実行する。一般的な作動は、ＲＦ信号を受信する段階、それらを信号データに変換する段階、信号データに対して様々な制御及び信号処理演算を実行する段階、信号データをＲＦ信号に変換する段階、及びＲＦ信号を無線加入者に送信する段階を含む。無線通信ネットワークにおける送受信機システムは、基地局及び分散アンテナシステム（ＤＡＳ）を含む。逆方向リンク又はアップリンクに対しては、端末が、送受信機システムによって受信されたＲＦ信号を送信する。順方向リンク又はダウンリンクに対しては、送受信機システムが、ＲＦ信号を無線ネットワーク内の加入者又は端末に送信する。基地局はまた、基地送受信機システム（ＢＴＳ）、セルサイト、アクセスポイント、「ノードＢ」又は他の術語で呼ぶこともできる。端末は、固定又は移動式とすることができ、かつセルラー電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルコンピュータ、又は無線モデムが装備されたあらゆるデバイスとすることができる。
【０００３】
本明細書に対しては、基地送受信機システム（ＢＴＳ）という用語は、基地局プロセッサ、及び基地局プロセッサと通信し、かつその制御下にあるＲＦユニットをあらゆるタイプ又は長さのデータ転送リンクを含めて指すことになる。これは、基地局プロセッサと併置されるか又はアンテナの近くのアンテナタワー上にあるＲＦユニットを有する従来の基地局を含む。ＤＡＳは、ＢＴＳの別の例であるが、ＲＦユニットは、基地局プロセッサから遠隔である。
【０００４】
無線通信ネットワークの基地送受信機システムは、拡大する加入者基地に対して新しいサービスを提供するのに必要とされる増大するデータ量を管理する必要がある。システム設計の課題は、進化する規格に対する柔軟性を保証すること、増大するデータ処理要件をサポートすること、及び全体のコストを低減することを含む。基地局に対するモジュール式設計手法は、これらの課題を満たす柔軟性を提供する。モジュール式基地局設計の構成要素は、基地局プロセッサ及びＲＦユニットを含み、これらは、銅ワイヤ又は光ファイバケーブルで構成されたシリアルデータリンクによって結合される。ＲＦユニットは、送信機、受信機、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、及びデジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）を含む。ワイヤ又は光ファイバのシリアルデータリンクは、ＲＦユニットと基地局プロセッサの間で抽出信号を転送する。抽出信号は、ＲＦを中心とするか又はデータリンクを通じて転送する前に中間周波数（ＩＦ）又はベースバンドに変換することができる。基地局プロセッサは、信号処理、制御、及び外部ネットワークとの通信のための機能を含む。
【０００５】
モジュール式設計のための２つの工業規格、すなわち、「オープン基地局アーキテクチャイニシアティブ（ＯＢＳＡＩ）」及び「共通公衆無線インタフェース（ＣＰＲＩ）」は、ＲＦモジュールと基地局プロセッサとの相互接続におけるアーキテクチャ、並びにシリアルデータリンクに対するデータ転送プロトコルを指定する。ＯＢＳＡＩ規格は、文献、すなわち、「ＯＢＳＡＩオープン基地局アーキテクチャイニシアティブＢＴＳシステム参照文献」、バージョン２．０、２００６年、及び「ＯＢＳＡＩオープン基地局アーキテクチャイニシアティブ基準点３仕様」、バージョン４．０、２００７年に説明されている。ＣＰＲＩ規格は、文献、すなわち、「ＣＰＲＩ仕様Ｖ３．０インタフェース仕様」、２００６年に説明されている。両方のアーキテクチャは、シリアルデータリンクを通じて多チャンネル信号データを送信／受信し、多重化ベースバンド信号データを転送する。モジュール式設計は、必ずしもＣＰＲＩ又はＯＢＳＡＩに準拠しなくてもよい。
【０００６】
ＯＢＳＡＩ規格は、ベースバンドモジュール及びＲＦモジュールと呼ぶ基地局プロセッサ間の通信のためのアーキテクチャ及びプロトコルを説明する。１つ又はそれよりも多くのベースバンドモジュール及び１つ又はそれよりも多くのＲＦモジュールに対する接続トポロジーは、メッシュ、中央集中合成器／分配器、及びブリッジモジュールを含む。ベースバンドモジュールとＲＦモジュールを接続するＯＢＳＡＩ準拠シリアルデータリンクを基準点３（ＲＰ３）インタフェースと呼ぶ。遠隔ＲＦユニット（ＲＲＵ）がベースバンドモジュールに接続されたシステムでは、シリアルデータリンクをＲＰ３−０１インタフェースと呼ぶ。ベースバンドモジュールとＲＲＵに対する接続トポロジーは、ポイントツーポイント、チェーン、リング、及びツリーアンドブランチを含む。ベースバンドモジュール／ＲＲＵ構成は、分散アンテナシステムをサポートする。
【０００７】
ＣＰＲＩ規格は、ベースバンド信号データを処理するための無線機器制御器（ＲＥＣ）、及びアンテナを通じた信号送信のためのＲＦ処理を実施する無線機器（ＲＥ）に関連する。ＲＥＣ及びＲＥは、基地局プロセッサ及びＲＦユニットそれぞれに対応する。ＣＰＲＩ規格は、物理的及びデータリンク層でのシリアルインタフェース及び作動を指定する。ＲＥＣとＲＥの間又は２つのＲＥの間のシリアルデータリンクは、方向毎に１つの送信線を有する双方向インタフェースである。ＲＥＣと１つ又はそれよりも多くのＲＥとの間の接続トポロジーは、ポイントツーポイント、多重ポイントツーポイント、チェーン、スター、ツリー、リング、及びこれらの組合せを含む。
【０００８】
分散アンテナシステム（ＤＡＳ）は、主アンテナ／ＲＦリソースからの信号データをＣａｔ５ケーブル、同軸ケーブル、又は光ファイバリンクを通じて接続された複数の遠隔アンテナに配分する。本質的に、ＤＡＳは、様々な無線サービスに接続することができ、次に、ＤＡＳが設置された区域を通してこれらの信号を再同報通信することができる。例えば、ＤＡＳは、建築物内のセル電話のカバレージを改善することができる。建築物の屋上の主送受信機とアンテナは、建築物内の複数の分散アンテナにケーブル又はファイバによって接続される。全てのＤＡＳは、遠隔無線ユニットへの配信に向けて内部にソース信号が組み合わされる「ヘッドエンド」を有する。ＤＡＳシステムは、高層建築物、トンネル、鉄道、及び空港のような限られた空間にカバレージを提供する。「個人通信産業協会（ＰＣＩＡ）のＤＡＳフォーラム」によって定められているように、ＤＡＳは、地理的区域又は構造物内の無線サービスを提供する搬送媒体を通じて共通ソースに接続された空間的に分離したアンテナノードのネットワークである。ＤＡＳアンテナ仰角は、一般的に、クラッタレベルか又はそれを下回り、ノード設置は小型である。デジタルシリアルデータリンクは、ヘッドエンド（基地局）を遠隔無線ユニット又はヘッドに接続する。
【０００９】
無線通信ネットワークにおける基地送受信機システムは、基地局プロセッサとＲＦモジュールの間でシリアルデータリンクを通じて大量の抽出信号データを転送する。進化する無線通信規格に準拠し、データ容量を増大し、かつより多くの加入者にサービスを提供する必要性は、シリアルデータリンクの数又は機能を高め、かつサポートするサブシステムのデータ処理機能を高めることを含む送受信機システムに対する費用負担の大きいハードウエアアップグレードを必要とする場合がある。これらの要件は、物理的サイズ制限、電力消費制限、及び地理的制約条件を含む送受信機システムに対する制約条件と対立する可能性がある。
【００１０】
従って、シリアルデータリンクの機能を高め、かつ基地局及び分散アンテナシステムに対する基地送受信機システムのリソースを節約することに対する必要性が存在する。シリアルデータリンクを通じた転送前のデータの圧縮は、既存のデータリンクの機能を高め、場合によっては既存のデータリンクをアップグレードする必要性を排除するか又は少なくとも先送りすることにより、プロバイダがこれらの必要性を満たすことを可能にする。計算的に効率的な圧縮及び解凍は、コンピュータリソースを節約する。ＯＢＳＡＩ規格及びＣＰＲＩ規格は、シリアルデータリンクを通じた転送前に信号サンプルを圧縮することを開示していない。従って、信号サンプルを圧縮することを可能にし、かつＢＴＳのデータ転送プロトコルとの適合性に向けて圧縮サンプルをフォーマット設定することに対する必要性も存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第７，００９，５３３号Ｂ１
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】「ＯＢＳＡＩオープン基地局アーキテクチャイニシアティブＢＴＳシステム参照文献」、バージョン２．０、２００６年
【非特許文献２】「ＯＢＳＡＩオープン基地局アーキテクチャイニシアティブ基準点３仕様」、バージョン４．０、２００７年
【非特許文献３】「ＣＰＲＩ仕様Ｖ３．０インタフェース仕様」、２００６年
【非特許文献４】個人通信産業協会（ＰＣＩＡ）のＤＡＳフォーラム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の実施形態は、上述の従来の問題を考慮して作成されたものである。本発明の目的は、無線通信ネットワークの基地送受信機システム内で基地局プロセッサをＲＦユニットに接続するシリアルデータリンクのデータ転送機能を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の目的を実現するために、本発明の一態様は、無線通信ネットワークの基地送受信機システムにおいて、シリアルデータリンクを通じて無線周波数（ＲＦ）ユニットからベースバンドプロセッサに信号データを転送する方法を提供し、ＲＦユニットは、アンテナに接続されてアナログ信号を受信し、アナログ信号は、複数のアンテナ−搬送波チャンネルを表し、ＲＦユニットは、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）と、デジタル信号を複数のベースバンドチャンネルにダウンコンバートするデジタルダウンコンバータ（ＤＤＣ）とを含み、各ベースバンドチャンネルは、アンテナ−搬送波チャンネルのうちの１つに対応し、かつ信号サンプルのシーケンスを有し、各信号サンプルは、同相（Ｉ）サンプルと直交（Ｑ）サンプルとを含み、ベースバンドプロセッサは、ＲＦユニットから受信した信号サンプルに対して信号処理演算を実行する。本方法は、圧縮制御パラメータに従ってＲＦユニットにおいて各ベースバンドチャンネルの信号サンプルを圧縮し、各圧縮サンプルが圧縮Ｉサンプルと圧縮Ｑサンプルとを含む圧縮サンプルを形成する段階と、シリアルデータリンクを通じた転送に向けて圧縮サンプルをフォーマット設定する段階と、シリアルデータリンクを通じて圧縮サンプルをＲＦユニットからベースバンドプロセッサに転送する段階と、ベースバンドプロセッサにおいて圧縮サンプルを受信する段階と、解凍制御パラメータに従って各ベースバンドチャンネルに対応する圧縮サンプルを解凍し、対応するベースバンドチャンネルの解凍信号サンプルを形成する段階とを含み、各解凍信号サンプルは、解凍Ｉサンプルと解凍Ｑサンプルを含み、ベースバンドプロセッサは、各ベースバンドチャンネルに対する解凍信号サンプルに対して信号処理演算を適用する。
上述の目的を実現する本発明の別の態様は、無線通信ネットワークの基地送受信機システムにおいて、各信号サンプルが複数のベースバンドチャンネルの１つに関連付けられた信号サンプルをベースバンドプロセッサから無線周波数（ＲＦ）ユニットにシリアルデータリンクを通じて転送する方法を提供し、各信号サンプルは、同相（Ｉ）サンプルと直交（Ｑ）サンプルを含み、ＲＦユニットは、各ベースバンドチャンネルの信号サンプルのシーケンスを複数のアンテナ−搬送波チャンネルのうちの対応する１つにアップコンバートして単一のアップコンバートデジタル信号を形成するデジタルアップコンバータ（ＤＵＣ）と、アップコンバートデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）とを含み、ＲＦユニットは、アンテナに結合されて、複数のアンテナ−搬送波チャンネルを表すアナログ信号を送信する。本方法は、圧縮制御パラメータに従ってベースバンドプロセッサにおいて各ベースバンドチャンネルに対応する信号サンプルを圧縮し、各圧縮サンプルが圧縮Ｉサンプルと圧縮Ｑサンプルとを含む圧縮サンプルを形成する段階と、シリアルデータリンクを通じた転送に向けて圧縮サンプルをフォーマット設定する段階と、圧縮サンプルをシリアルデータリンクを通じてベースバンドプロセッサからＲＦユニットに転送する段階と、ＲＦユニットにおいて圧縮サンプルを受信する段階と、解凍制御パラメータに従って圧縮サンプルを解凍し、各ベースバンドチャンネルに対応する解凍信号サンプルを形成する段階とを含み、各解凍サンプルは、解凍Ｉサンプルと解凍Ｑサンプルを含み、解凍信号サンプルは、アップコンバートデジタル信号を形成するためにＤＵＣに供給される。
上述の目的を実現する本発明の別の態様は、アンテナに結合されて複数のアンテ搬送波チャンネルを表すアナログ信号を受信する無線周波数（ＲＦ）ユニットと、シリアルデータリンクによってＲＦユニットに結合されたベースバンドプロセッサとを含み、ＲＦユニットが、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）と、デジタル信号を複数のベースバンドチャンネルにダウンコンバートするデジタルダウンコンバータ（ＤＤＣ）とを含み、各ベースバンドチャンネルが、アンテナ−搬送波チャンネルのうちの１つに対応し、かつ信号サンプルのシーケンスを有し、各信号サンプルが、同相（Ｉ）サンプルと直交（Ｑ）サンプルを含み、ベースバンドプロセッサが、ＲＦユニットから受信した信号サンプルに対して信号処理演算を実行する無線通信ネットワークの基地送受信機システムにおいて、シリアルデータリンクを通じたＲＦユニットからベースバンドプロセッサへのデータ転送のための装置を提供する。装置は、各圧縮器が、ＤＤＣから出力された対応するベースバンドチャンネルの信号サンプルを受信するように結合され、圧縮制御パラメータに従って、各圧縮サンプルが圧縮Ｉサンプルと圧縮Ｑサンプルとを含む圧縮サンプルを生成するＲＦユニットにおける複数の圧縮器と、複数の圧縮器に結合され、データ転送プロトコルに従って圧縮サンプルをフォーマット設定するフォーマット設定器とを含み、シリアルデータリンクが、圧縮サンプルをベースバンドプロセッサに転送するためにフォーマット設定器に結合され、ベースバンドプロセッサが、シリアルデータリンクに結合されて圧縮サンプルを受信し、装置は、各解凍器が、対応するベースバンドチャンネルの圧縮サンプルを受信して、解凍制御パラメータに従って解凍信号サンプルを形成するベースバンドプロセッサ内に統合された複数の解凍器を更に含み、各解凍信号サンプルは、解凍Ｉサンプルと解凍Ｑサンプルを含み、ベースバンドプロセッサは、各ベースバンドチャンネルに対する解凍信号サンプルに対して信号処理演算を実行する。
【００１５】
上述の目的を実現する本発明の別の態様は、アンテナに結合されてアナログ信号を送信する無線周波数（ＲＦ）ユニットと、シリアルデータリンクによってＲＦユニットに結合されて、各々が複数のベースバンドチャンネルのうちの１つに関連付けられた複数の信号サンプルをＲＦユニットに供給するベースバンドプロセッサとを含み、各信号サンプルは、同相（Ｉ）サンプルと直交（Ｑ）サンプルを含み、ＲＦユニットは、各ベースバンドチャンネルの信号サンプルのシーケンスを複数のアンテナ−搬送波チャンネルのうちの対応する１つにアップコンバートして単一のアップコンバートデジタル信号を形成するデジタルアップコンバータ（ＤＵＣ）と、アップコンバートデジタル信号を複数のアンテナ−搬送波チャンネルを表すアナログ信号に変換するデジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）とを含む無線通信ネットワークの基地送受信機システムにおいて、ベースバンドプロセッサからＲＦユニットへのデータ転送のための装置を提供する。装置は、各圧縮器が、圧縮制御パラメータに従って対応するベースバンドチャンネルの信号サンプルを圧縮し、各圧縮サンプルが圧縮Ｉサンプルと圧縮Ｑサンプルとを含む圧縮サンプルを形成するベースバンドプロセッサ内に統合された複数の圧縮器と、複数の圧縮器に結合されて、データ転送プロトコルに従って圧縮サンプルをフォーマット設定するフォーマット設定器とを含み、シリアルデータリンクが、圧縮サンプルをＲＦユニットに転送するためにフォーマット設定器に結合され、ＲＦユニットが、シリアルデータリンクに結合されて圧縮サンプルを受信し、装置は、各解凍器が、対応するベースバンドチャンネルの圧縮サンプルを受信して解凍信号サンプルを形成するＲＦユニットにおける複数の解凍器を更に含み、各解凍信号サンプルは、解凍Ｉサンプルと解凍Ｑサンプルを含み、解凍信号サンプルは、アップコンバートデジタル信号を形成するためにＤＵＣに供給される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１ａ】圧縮及び解凍を組み込む一般的な基地局アーキテクチャのブロック図である。
【図１ｂ】圧縮及び解凍を含む分散アンテナシステム（ＤＡＳ）の例のブロック図である。
【図２ａ】ＯＢＳＡＩ規格を規範とした基地局における圧縮及び解凍のブロック図である。
【図２ｂ】遠隔ＲＦユニットを有するＯＢＳＡＩ準拠のＢＴＳにおける圧縮及び解凍のブロック図である。
【図２ｃ】従来技術によりＯＢＳＡＩ規格がサポートする無線変調フォーマットの表である。
【図３ａ】ＣＰＲＩ規格を規範とする基地局における圧縮及び解凍のブロック図である。
【図３ｂ】ＲＥＣ３２０並びに複数の無線機器３１０ａ及び３１０ｂがデータ転送リンク３４０ａ及び３４０ｂを通じてチェーン配列に接続された無線基地局システム３００の図である。
【図４】シリアルデータリンクを通じた転送前に複数の信号チャンネルが圧縮かつ多重化される圧縮及び解凍のブロック図である。
【図５】圧縮データパケットをＲＰ３メッセージのペイロード部分にマップする例の図である。
【図６】圧縮データパケットを「イーサネットＭＡＣ」フレーム及び次にＲＰ３メッセージにマップする例の図である。
【図７】圧縮データを「イーサネット」ペイロードにマップする３つの数値例を示す表である。
【図８】ＣＰＲＩプロトコルに従って転送に向けて圧縮データパケットをマップする例を示す図である。
【図９ａ】ベースバンドユニットにおける圧縮器のブロック図である。
【図９ｂ】ＲＦユニットにおける圧縮器のブロック図である。
【図１０ａ】ＲＦユニットにおける解凍器のブロック図である。
【図１０ｂ】ベースバンドユニットにおける解凍器のブロック図である。
【図１１】異なる中心周波数を有する信号サンプルを圧縮するための代替案の基礎を成す原理を示す例を与える図である。
【図１２】中心周波数の信号サンプルに基づく圧縮アルゴリズムのブロック図である。
【図１３】中心周波数に基づいて修正サンプルを生成する作動を示す図である。
【図１４】図１１の例に対する信号サンプルｘ（ｉ）とｘ（ｉ−ｊ）の和又は差を与える図である。
【図１５】解凍器によって実施される作動のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、圧縮及び解凍が、本発明により如何に基地送受信機システム内に組み込まれるかに対して説明する。アーキテクチャ例は、一般的な基地局、ＯＢＳＡＩ基地局、又はＣＰＲＩ基地局と、分散アンテナシステムとにおける圧縮及び解凍を含む。その後、送受信機システムによって処理される信号サンプルに適用される圧縮及び解凍のための好ましい方法を説明する。
【００１８】
図１ａは、本発明による圧縮及び解凍を組み込む一般的な基地局アーキテクチャのブロック図である。ＢＴＳアーキテクチャは、１つ又はそれよりも多くのシリアルデータリンク１４０によってＲＦユニット１５０に接続された基地局プロセッサ１００を含む。この一般的なアーキテクチャは、ＧＳＭ／ＥＤＧＥ、ＣＤＭＡに基づく変調フォーマット、ＷｉＭａｘのようなＯＦＤＭに基づく変調フォーマット、及び進化する可能性がある他の信号変調フォーマットを含む無線通信ネットワークによって採用されるあらゆる空中インタフェース規格に対して用いることができる。遠隔ＲＦユニット１５０は、アンテナタワー上のアンテナ１５５の近くに設置することができる。ＲＦユニット１５０は、送信、受信、ダイバーシティ、又はビーム形成に向けて複数のアンテナに接続することができる。シリアルデータリンク１４０は、光ファイバ、同軸ケーブル、又はＲＪ−４５ツイストペアによって実施することができる。基地局プロセッサ１００は、信号処理機能を実行してＲＦユニット１５０による送信に向けてデータを準備するか又はＲＦユニット１５０によって受信された信号サンプルからデータを復元する。機能のタイプは、シンボル変調／復調、チャンネル符号化／復号、ＣＤＭＡに対する拡散／拡散解除、送信／受信におけるダイバーシティ処理、干渉相殺、均等化、時間及び周波数同期、アップコンバート／ダウンコンバート、多重化／逆多重化、及び外部ネットワーク（図示せず）への／からのデータ搬送を含む。
【００１９】
送信経路又はダウンリンクに対しては、基地局プロセッサ１００が信号処理機能を実行し、以前に受信した無線信号又は外部ネットワークから受信した無線信号から抽出した通信データを変調してデジタル信号を生成する。信号処理機能は、変調フォーマットに依存し、シンボル変調、チャンネル符号化、ＣＤＭＡに対する拡散、送信におけるダイバーシティ処理、時間及び周波数同期、アップコンバート、多重化、及びＯＦＤＭに対する逆離散フーリエ変換を含むことができる。デジタル信号は、システム設計に依存して０Ｈｚの中心周波数、中間周波数（ＩＦ）、又は無線周波数（ＲＦ）を有することができる。圧縮器１２０は、シリアルデータリンク１４０を通じたＲＦユニット１５０への転送前にデジタル信号のサンプルを圧縮する。ＲＦユニット１５０では、デジタルからアナログへの変換の前に、解凍器１２５が、圧縮サンプルを解凍してデジタル信号を再構成する。デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）１６０は、再構成されたデジタル信号をアナログ信号に変換する。送信機１８２は、適切な無線周波数へのアップコンバート、ＲＦフィルタリング、及び増幅を含むアンテナ１５５による送信に向けたアナログ信号の準備を行う。
【００２０】
受信経路又はアップリンクに対しては、ＲＦユニット１５０にあるアンテナ１５５が、１つ又はそれよりも多くの無線送信元又は加入者からの変調通信データを表すＲＦアナログ信号を受信する。受信信号の周波数帯域は、複数の無線加入者から送信された信号の複合体とすることができる。空中インタフェースプロトコルによっては、異なる加入者信号をある一定の周波数チャンネルに割り当てることができ、又は複数の加入者を特定の周波数帯域に割り当てることができる。ＣＤＭＡ空中インタフェースプロトコルの場合には、複数の加入者信号が、特定の周波数帯域に割り当てられ、各加入者信号は、固有の拡散コードを用いて帯域にわたって拡散される。受信機１８０は、ＲＦアナログ信号に対して、ＲＦフィルタリング、増幅、及び受信信号の中心周波数をシステム設計に依存してＲＦからＩＦ又は０Ｈｚにシフトさせるダウンコンバートを含むアナログ作動を実施する。アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１７０は、受信アナログ信号をデジタル信号に変換し、システム設計に基づいて実数値を有するか又は代替的に同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）とを有する信号サンプルを生成する。ＡＤＣ１７０から出力されるデジタル信号のバンド幅全体に対して圧縮器１３０が適用される。圧縮器１３０は、シリアルデータリンク１４０を通じた送信の前にデジタル信号サンプルを圧縮する。基地局プロセッサ１００では、解凍器１３５が、圧縮サンプルを解凍してデジタル信号を再構成し、その後、通常信号処理を実施して解凍デジタル信号から通信データを復元する。処理演算は、シンボルの復調、チャンネル復号、拡散解除（ＣＤＭＡ変調フォーマットに対して）、ダイバーシティ処理、干渉相殺、均等化、時間及び周波数同期、ダウンコンバート、逆多重化、離散フーリエ変換（ＯＦＤＭ変調フォーマットに対して）、及び解凍信号サンプルから導出されたデータの外部ネットワークへの搬送を含むことができる。
【００２１】
基地局プロセッサ１００及びＲＦユニット１５０は、当業技術では他の名称で参照される場合があり、特許請求の範囲に記載する本発明の範囲を限定するものではない。
【００２２】
図１ｂは、分散アンテナシステム（ＤＡＳ）例のブロック図である。基地局プロセッサ１００は、複数の遠隔ＲＦユニット１５０及びこれらに関連付けられたアンテナ１５５に接続される。ＤＡＳは、一般的に、基地局プロセッサ１００から数十メートルから数百メートルの位置に設けられた複数の遠隔ＲＦユニット１５０を有することができる。基地局プロセッサ１００は、併置されたＲＦを一般的に有する図１ａに示しているＢＴＳのような主送受信機システムの一部である。主送受信機は、例えば、建築物の屋上に設置することができる。各遠隔ＲＦユニット１５０は、圧縮器１３０、解凍器１２５、ＡＤＣ１７０、ＤＡＣ１６０、送信機１８２、及び受信機１８０を含むが、簡略化のために、これらの構成要素を１つの遠隔ＲＦユニット１５０内にのみ示している。この例では、基地局プロセッサ１００は、ハブ１４６を通じて遠隔ＲＦユニット１５０に接続される。次に、ハブ１４６は、データリンク１４２を通じて別のハブ１４８に接続されか、又はリンク１４４を通じて複数の遠隔ＲＦユニット１５０に接続される。これらのデータリンク１４０、１４２、及び１４４は、システム設計に依存して等しい特性を有することができ、又は異なるとすることができる。送信経路に対しては、基地局プロセッサ１００は、圧縮器１２０を適用して信号サンプルを圧縮する。圧縮サンプルは、データリンク１４０を通じてハブ１４６に転送され、データリンク１４２を通じて別のハブ１４８に転送され、データリンク１４４を通じて複数の遠隔ＲＦユニット１５０に転送される。圧縮データは、ハブ１４６及び１４８を通過する時に圧縮されたままに留めることができる。各遠隔ＲＦユニット１５０では、解凍器１２５が、デジタルからアナログへの変換１６０の前に信号を解凍する。送信機１８２は、アンテナ１５５を通じた送信に向けて得られるアナログ信号を処理する。各遠隔ＲＦユニット１５０における受信経路に対しては、各アンテナ１５５が、アナログ信号を受信機１８０に供給する。ＡＤＣ１７０は、受信アナログ信号をデジタル信号に変換する。圧縮器１３０は、適切なデータリンク１４０、１４２、又は１４４、並びにハブ１４８及び１４６を通じた基地局プロセッサ１００への転送前にデジタル信号を圧縮する。解凍器１３５は、基地局プロセッサ１００による従来の信号処理の前に圧縮信号サンプルを解凍して受信デジタル信号を再構成する。分散アンテナシステムは、図１ａに関して上述したように、データリンク１４０、１４２、及び１４４を通じてＩＦ又はＲＦのデジタル信号を転送することができ、又は以下に更に説明するようにデジタルベースバンド信号を転送することができる。
【００２３】
圧縮器１２０／１３０は、圧縮サンプルをシリアルデータリンクのデータ転送プロトコルと適合性を有するフォーマットを有する圧縮データパケット内にパックする。圧縮器１２０／１３０は、圧縮データパケットの一部又は全てにヘッダ部分を追加する。代替的に、ヘッダは、データ転送プロトコルに向けて利用可能な場合には、オーバーヘッドビット内に符号化することができる。ヘッダ部分は、定められた長さを有し、解凍器１２５／１３５のための同期及び制御情報を含む。圧縮器１２０／１３０は、あらゆる順序で圧縮サンプルをパックすることができるが、解凍器１２５／１３５は、解凍サンプルをＢＴＳが期待するデータ表現フォーマットに準拠するように順序変更及びフォーマット設定することになる。シリアルデータリンクは、専有データ転送プロトコル又は「イーサネット」のような標準プロトコルを有することができる。圧縮データパケットサイズは、データ転送プロトコルを受け入れるように設定される。例えば、「イーサネットＭＡＣ」フレームでの転送では、図６及び図７に関して以下に説明するように、圧縮データパケットをペイロード部分の中に収まるようにサイズを判断することができる。解凍器１２５／１３５は、「イーサネットＭＡＣ」フレームを受信し、ペイロード部分から圧縮データパケットを抽出する。解凍器１２５／１３５は、信号サンプルのシーケンスを解凍して再構成するためにヘッダから同期及び制御情報を抽出する。
【００２４】
図２ａは、ＯＢＳＡＩ規格を規範とした基地局における圧縮及び解凍のブロック図である。ＯＢＳＡＩ規格は、ベースバンドＩ信号サンプル及びベースバンドＱ信号サンプルの処理及び転送を指定する。基地局２００は、１つ又はそれよりも多くのＲＰ３シリアルデータリンク２４０を通じて接続されたベースバンドモジュール２１０とＲＦモジュール２５０とを含む。複数のＲＦモジュール２５０と通信しているベースバンドモジュール２１０を存在させることができる。ＯＢＳＡＩアーキテクチャは、図２ｃの表１に列記する構成を有する固定又は移動式のアクセスに向けてＧＳＭ／ＥＤＧＥ、ＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、及びＷｉＭａｘに対する空中インタフェース規格をサポートする。ＯＢＳＡＩ規格は、汎用モジュールを組み込むことによって他の無線ネットワーク構成又は信号変調フォーマットを受け入れることができる。ベースバンドモジュール２１０は、ベースバンド信号データに対して信号処理機能を実行する。信号処理機能は、空中インタフェース規格又は他の変調フォーマットに適するシンボル変調／復調、チャンネル符号化／復号、拡散／拡散解除、送信／受信におけるダイバーシティ処理、干渉相殺、均等化、時間及び周波数同期、逆／順方向離散フーリエ変換、及び外部ネットワーク（図示せず）への／からのデータ搬送を含むことができる。ＲＦモジュール２５０は、送信機能のみ、受信機能のみ、又は送信及び受信の両方の機能を含むことができる。ＯＢＳＡＩのＲＦモジュール機能は、ＡＤＣ／ＤＡＣ、アップ／ダウンコンバート、搬送波選択、アンテナインタフェース、Ｔｘ／ＲｘのＲＦフィルタリング、ＲＦ合成、ダイバーシティＴｘ／Ｒｘ、及び空中インタフェースという機能を含む。シリアルデータリンク２４０に対するオプションは、光ファイバケーブル、銅ケーブル、又は無線送信を含む。ＲＰ３バスプロトコルは、データ転送のためのデータフォーマット及びライン符号化を定める。ベースバンドモジュール２１０とＲＦモジュール２５０の両方が、ＲＰ３バスプロトコルに従った転送に向けて圧縮データをフォーマット設定する。
【００２５】
送信経路又はダウンリンクに対しては、ベースバンドモジュール２１０が、変調フォーマットに適する通信データに対して様々な機能を実行してベースバンド信号サンプル２４１を生成する。これらの機能は、ＯＢＳＡＩ対応信号変調フォーマット又は他の信号変調フォーマットに適するシンボル変調、チャンネル符号化、拡散、送信ダイバーシティ処理、及び逆離散フーリエ変換を含むことができる。圧縮器１２０は、シリアルデータリンク２４０を通じたＲＦモジュール２５０への転送前に信号サンプル２４１を圧縮する。ＲＦモジュール２５０では、解凍器１２５が、ＲＦ送信のための通常処理の前に圧縮サンプルを解凍して解凍信号サンプル２４２を形成する。
【００２６】
受信経路又はアップリンクに対しては、アンテナ１５５が、変調通信データを表すアナログＲＦ信号を加入者から受信する。ベースバンドデジタル信号サンプル２４３を形成するＲＦモジュール２５０の作動に対しては、図４に関連して以下により詳細に説明する。圧縮器１３０は、シリアルデータリンク２４０を通じたベースバンドモジュール２１０への転送前にデジタル信号サンプル２４３を圧縮する。ベースバンドモジュール２１０では、解凍器１３５が、圧縮サンプルを解凍して解凍信号サンプル２４４を形成する。次に、ベースバンドモジュール２１０は、変調フォーマットに適する信号処理を解凍信号サンプルに適用する。信号処理機能は、空中インタフェース規格又は他の変調フォーマットに適するシンボル復調、チャンネル復号、拡散解除、受信ダイバーシティ処理、干渉相殺、均等化、時間及び周波数同期、順方向離散フーリエ変換を含むことができる。図２ａは、ポイントツーポイント配列を示しているが、メッシュトポロジー、ブリッジ接続、及び合成器／分配器接続を含む他の接続配列が可能である。
【００２７】
図２ｂは、遠隔ＲＦユニットを有するＯＢＳＡＩ準拠のＢＴＳにおける圧縮及び解凍のブロック図である。この例では、基地局２００は、２つの遠隔ＲＦユニット（ＲＲＵ）２６０−１及び２６０−２に接続される。シリアルデータリンク２５０−１及び２５０−２は、ＯＢＳＡＩ仕様によって定められるＲＰ３−０１シリアルデータリンクプロトコルに準拠する。ＲＰ３−０１プロトコルは、長い物理リンクを通じてデータを搬送するのに適する物理層技術を受け入れるようにＲＰ３プロトコルを拡張する。別々のモジュールとして実施されるか又はＢＴＳ２００又はＲＲＵ２６０と統合されるローカルコンバータ（ＬＣ）は、データをＲＰ３−０１データフォーマットにマップする。ＲＰ３−０１プロトコルは、ＩＥＥＥ８０２．３−２００２規格に従った「イーサネットＭＡＣ」フレーム用いる。ＲＲＵ２６０−１と２６０−２との間であるか又はＢＴＳ２００とＲＲＵ２６０−１との間であるかに関わらず、ＲＰ３−０１ノード間にポイントツーポイント「イーサネット」転送が適用される。ＲＲＵ２６０−１は、データフレームがＲＲＵ２６０−１において費やされるか、又はＲＲＵ２６０−２に転送されるかを判断する「イーサネット」スイッチを含む。送信経路に対しては、ベースバンドモジュール２１０は、ＲＰ３−０１プロトコルに従ったデータリンク２５０−１を通じた転送前にペイロード信号データを圧縮する。ＲＲＵ２６０−１が宛先ノードである場合には、ＲＲＵ２６０−１は、アンテナ２５５−１からのＲＦ送信のための処理の前に圧縮データを解凍する。ＲＲＵ２６０−２が宛先ノードの場合には、ＲＲＵ２６０−１は、圧縮ペイロードデータを有するデータフレームをリンク２５０−２を通じてＲＲＵ２６０−２に渡す。ＲＲＵ２６０−２は、アンテナ２５５−２からの送信に向けて圧縮ペイロードデータを解凍する。受信経路に対しては、ＲＲＵ２６０−１及び２６０−２が、それぞれの受信信号サンプルを圧縮し、ＲＰ３−０１プロトコルに従った転送に向けて信号データを圧縮する。ベースバンドモジュール２１０は、通常ベースバンド作動の前に、ＲＲＵ２６０−１及び２６０−２から受信した圧縮信号データを解凍する。ＲＲＵ２６０−１は、ＲＲＵ２６０−２から受信したデータフレームをペイロードデータを解凍することなしにＢＴＳ２００に渡す。
【００２８】
図３ａは、ＣＰＲＩ規格を規範とする基地局における圧縮及び解凍のブロック図である。ＣＰＲＩ規格は、ＵＴＲＡ／ＦＤＤ規格（汎用地上無線アクセス／周波数分割二重化、ＷＣＤＭＡ変調フォーマットを用いる）及びＷｉＭａｘ規格（ＩＥＥＥ８０２．１６−２００４及びＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５）をサポートするが、他の空中インタフェース変調フォーマットに対しても用いることができる。ＣＰＲＩモデルでは、無線基地局システム３００は、無線機器制御器（ＲＥＣ）３２０及び無線機器（ＲＥ）３１０を含む。これらの２つの構成要素は、ワイヤ媒体又は光ファイバ媒体を用いた双方向リンクを含むシリアルデータリンク３４０を通じて接続される。ＲＥＣ３２０は、チャンネル符号化／復号、インタリービング、拡散／拡散解除（ＵＴＲＡ／ＦＤＤ）、及び逆／順方向離散フーリエ変換（ＷｉＭａｘ）を含む信号処理機能をベースバンド信号サンプルに対して実施する。ＲＥ機能は、ＡＤＣ／ＤＡＣ、アップ／ダウンコンバート、搬送波多重化／逆多重化、Ｔｘ／Ｒｘ増幅、及びＲＦフィルタリングを含む空中インタフェースに向けた信号サンプルの準備、又は受信アナログ信号からの信号サンプルの生成を行う。ＲＥ３１０は、１つ又はそれよりも多くのアンテナ１５５に接続される。ＣＰＲＩ規格は、アンテナ毎に１〜４つの搬送波を有するＲＥ毎に１つ、２つ、又は６つのアンテナを示している。
【００２９】
ＲＥＣ３２０からの送信経路又はダウンリンクに対しては、圧縮器１２０が、シリアルデータリンク３４０を通じたＲＥ３１０への転送前に信号サンプル３４１ａを圧縮する。ＲＥ３１０では、解凍器１２５が、圧縮信号データを解凍して解凍信号サンプル３４２ａを生成する。解凍信号サンプル３４２ａは、アンテナ１５５を通じた送信に向けて更に処理される。受信経路又はアップリンクに対しては、ＲＥ３１０が、アンテナ１５５によって受信された信号を処理してベースバンドデジタル信号サンプル３４３ａを形成する。圧縮器１３０は、シリアルデータリンク３４０を通じた転送前にサンプルを圧縮する。ＲＥＣ３２０では、解凍器１３５が、受信圧縮サンプルを解凍して解凍サンプル２４４ａを形成する。ＲＥＣ３２０は、解凍サンプル２４４ａに対して通常処理機能を実行する。ＲＥ３１０及びＲＥＣ３２０の機能に対しては、図４に関連して以下に更に説明する。図３ａは、ＲＥＣ３２０とＲＥ３１０の間のポイントツーポイントリンクを示している。他のトポロジーは、ＲＥＣ３２０とＲＥ３１０の間の複数のポイントツーポイントリンク、及び１つのＲＥＣ３２０と１つよりも多くのＲＥ３１０の間の複数のポイントツーポイントリンクを含む。図３ｂは、ＲＥＣ３２０、並びに複数の無線機器３１０ａ及び３１０ｂがデータ転送リンク３４０ａ及び３４０ｂを通じてチェーン配列で接続された無線基地局システム３００を示している。ＲＥが互いに接続する他のトポロジーは、ツリー、リング、及びスターを含む。
【００３０】
図４は、シリアルデータリンクを通じた転送前に複数の信号チャンネルが圧縮かつ多重化される圧縮及び解凍のブロック図である。ＯＢＳＡＩとＣＰＲＩの両方の送受信機が、各独立したアンテナ−搬送波又は複数のアンテナ−搬送波において信号サンプルの複数の周波数チャンネルを送受信する。この例では、４つのアンテナ−搬送波を表す信号サンプルの４つのチャンネルが存在する。信号サンプルは、ベースバンドＩサンプル及びベースバンドＱサンプルを含む。送信経路に対しては、ベースバンドユニット１１０内の各圧縮器１２０ｉが、ベースバンドＩ、Ｑ信号サンプルのストリームを独立して圧縮し、対応する圧縮サンプルのストリームを形成する。マルチプレクサ４２０は、規格に従ったシリアルデータリンク４３０を通じた転送に向けて、圧縮サンプルを単一のシリアルデータストリームに多重化する。ＲＦユニット１５０では、デマルチプレクサ４４０が、シリアルデータストリームを逆多重化し、規格に従って圧縮サンプルの４つのストリームを復元する。各解凍器１２５ｉは、圧縮サンプルの１つのストリームを解凍して対応するベースバンドＩ、Ｑ信号サンプルを再構成する。デジタルアップコンバータ（ＤＵＣ）４６１は、解凍信号サンプルの各ストリームをそれぞれの搬送波周波数にアップコンバートしてチャンネル送信信号を形成する。各アップコンバートデジタル信号は、得られるチャンネル送信信号の特定のチャンネルを占有する。ＤＡＣ４６０は、チャンネル送信信号をアナログ信号に変換する。送信機４８０は、アンテナ１５５による送信に向けてアナログ信号を適切なＲＦ周波数に変換する。受信経路に対しては、受信機４８２がＲＦ信号を受信し、ＡＤＣ４７０が受信信号をデジタル化して、送信経路に対して説明したチャンネル送信信号データを表すデジタル信号を生成する。デジタルダウンコンバータ（ＤＤＣ）４７１は、各チャンネルをダウンコンバートして、各チャンネルに対して１つの対応するベースバンドＩ、Ｑ信号サンプルのストリームを形成する。圧縮器１３０ｉは、その入力信号サンプルを圧縮して圧縮サンプルを形成する。マルチプレクサ４２１は、圧縮器から出力された圧縮サンプルのストリームを多重化してＯＢＳＡＩ規格又はＣＰＲＩ規格に従うシリアルデータストリームを形成する。シリアルデータストリームは、シリアルデータリンク４３０を通じてベースバンドユニット１１０に転送される。デマルチプレクサ４４１は、シリアルデータを逆多重化して４つの圧縮サンプルストリームを復元する。各解凍器１３５ｉは、ベースバンドプロセッサ４１０による通常作動の前に対応するＩ、Ｑ信号サンプルを再構成する。
【００３１】
圧縮器１２０ｉ及び１３０ｉは、圧縮サンプルをＯＢＳＡＩ、ＣＰＲＩ、又は他のプロトコルと適合性を有する圧縮データパケットに編成する。圧縮データパケットは、圧縮Ｉサンプル及び圧縮Ｑサンプルを表している。圧縮サンプルの順序は、連続的な交互配置の圧縮Ｉサンプル及び圧縮Ｑサンプル、すなわち、（Ｉ1Ｑ1Ｉ2Ｑ2．．．ＩNＱN）とすることができる。代替的に、圧縮Ｉサンプル及び圧縮Ｑサンプルの順序は、圧縮Ｉサンプルブロック、それに続く圧縮Ｑサンプル、すなわち、（Ｉ1Ｉ2．．．ＩNＱ1Ｑ2．．．ＱN）を有することができる。圧縮器１２０ｉ／１３０ｉは、ＢＬＯＣＫ＿ＳＩＺＥの長さを有する連続する入力信号サンプルのブロックに対して作動を行う。圧縮器１２０ｉ／１３０ｉは、ＢＬＯＣＫ＿ＳＩＺＥの連続するサンプルを圧縮し、圧縮データパケットを形成する。
【００３２】
有用なＢＬＯＣＫ＿ＳＩＺＥは、１９２であるが、他のブロックサイズを用いることもできる。１９２個のサンプルというブロックサイズは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）における二重バッファ入力ブロックを可能にする。ＯＢＳＡＩ仕様及びＣＰＲＩ仕様のより厳しい待ち時間要件を満たすために、４から８個のサンプルのようなより小さいブロックサイズを実施することができる。待ち時間仕様を満たすために、サンプルにおけるブロックサイズは、許容可能待ち時間期間の半分よりも短いか又はそれに等しい時間に及ぶ必要がある。この場合、待ち時間の半分が圧縮のために費やされ、他方の半分が解凍のために消費されると仮定している。例えば、ＣＰＲＩは、５μ秒の許容可能待ち時間期間を指定する。３．８４ＭＨｚのチップレートにおいてチップ毎に１つのサンプルを有するＵＴＲＡ−ＦＤＤ信号フォーマットに対しては、５μ秒の許容可能待ち時間は、約１９個のサンプル間隔に及ぶ。４個のサンプルのブロックサイズは、８個のサンプル間隔の待ち時間期間を有することになり、この待ち時間期間は、ＣＰＲＩにおける許容可能待ち時間時間の範囲に十分に収まる。
【００３３】
圧縮器１２０ｉ／１３０ｉは、ヘッダ部分を圧縮データパケットの一部又は全てに追加することができる。ヘッダ部分は、定められた長さ、例えば、１６ビットを有する。代替的に、ヘッダ情報は、ＯＢＳＡＩメッセージフォーマット又はＣＰＲＩメッセージフォーマットのオーバーヘッドフィールドに配置することができる。ＯＢＳＡＩに対する代替案では、ヘッダ情報は、ＯＢＳＡＩメッセージのＴＹＰＥフィールドの未使用コードを用いて符号化することができる。ＣＰＲＩに対する代替案では、ヘッダ情報は、基本フレームのスタッフィングビット内に符号化することができる。圧縮器１２０ｉ／１３０ｉは、ＯＢＳＡＩメッセージフォーマット又はＣＰＲＩメッセージフォーマットのペイロード部分に圧縮データパケットを与える。解凍器１２５ｉ／１３５ｉは、ＯＢＳＡＩメッセージ又はＣＰＲＩメッセージを受信し、ペイロード部分から圧縮データパケットを抽出する。解凍器１２５ｉ／１３５ｉは、ヘッダを用いて解凍に向けて制御パラメータを抽出し、圧縮データパケットの同期を設定する。解凍器１２５ｉ／１３５ｉは、ＯＢＳＡＩ、ＣＰＲＩ、又は他のプロトコルによって指定されたＩサンプル及びＱサンプルの順序、バイト順序、及びデータフォーマットでＩ、Ｑ信号サンプルのシーケンスを再構成する。ＯＢＳＡＩ又はＣＰＲＩによって用いられる制御メッセージは圧縮されない。
【００３４】
ＯＢＳＡＩ規格のＲＰ３及びＲＰ３−０１バスプロトコルは、圧縮データパケットの転送に対して有用な特徴を含む。ＯＢＳＡＩアプリケーション層メッセージフォーマットは、アドレス／タイプ／タイムスタンプに割り当てられた３バイト、及びペイロードに割り当てられた１６バイト又は１２８ビットを含む１９バイト又は１５２ビットの固定サイズを有する。タイプフィールドは、Ｗ−ＣＤＭＡ／ＦＤＤ、Ｗ−ＣＤＭＡ／ＴＤＤ、８０２．１６、ＬＴＥ、及び「イーサネット」を含む。圧縮データパケットは、ペイロード部分に適合するように１２８ビット長に設定することができる。ＯＢＳＡＩ物理層は、データリンクを通じた転送前に、ペイロードを含むメッセージの各バイトに対して８ｂ１０ｂ符号化を適用する。ＲＰ３プロトコルは、６５，５３６個までのメッセージ及び２０個までの不使用バイトを含むメッセージ群、整数倍数×６５，５３６個までの連続するメッセージ群を含むフレームを定め、ここで整数倍数は、１、２、又は４である。整数倍数は、単位ビットのフレーム長をシリアルデータリンクの７６８Ｍｂｐｓ（ｉ＝１）、１５３６Ｍｂｐｓ（ｉ＝２）、及び３０７２Ｍｂｐｓ（ｉ＝４）のデータ転送速度に関連付ける。フレームに対する期間は、１０ｍ秒に固定される。図５は、圧縮データパケットをＲＰ３メッセージ５２０のペイロード部分５２２にマップする例を示している。タイプフィールド５２４は、信号サンプルのデータタイプ、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ／ＦＤＤを示している。搬送層において経路指定を行う上でアドレス５２６が用いられる。搬送層機能は、システム構成及び経路指定要件に従ってＲＰ３メッセージ５２０を他のＲＰ３メッセージ（図示せず）と多重化するメッセージマルチプレクサ５２８を含む。データリンク層では、メッセージ群フォーマット設定器５３０が、複数のメッセージをメッセージスロットに割り当て、制御データ及び不使用バイトを追加してメッセージ群を形成する。物理層では、８ｂ１０ｂ符号器５４０が、各バイトを１０ビットに符号化して、シリアルデータリンクを通じた転送のためのビットストリームの一部分を形成する。図４を参照すると、ＯＢＳＡＩシステムでは、マルチプレクサ４２０及び４２１が、圧縮器１２０ｉ及び１３０ｉの各群からの圧縮データパケット５１０に対して図５及び図６に関連して説明する機能を実行する。ＯＢＳＡＩシステムでは、デマルチプレクサ４４０及び４４１が、８ｂ１０ｂ復号、メッセージ逆多重化、及びＲＰ３メッセージ５２０からのペイロードデータの抽出を含む逆演算を実行して、圧縮データパケット５１０を取得する。図６の例では、「イーサネットＭＡＣ」フレーム５５０からのペイロードデータが、ＲＰ３パケット６３０−１から６３０−ｎからのペイロードデータによって再編成される。圧縮データパケット５１０は、「イーサネットＭＡＣ」フレーム５５０のペイロードデータから得られる。これらの逆演算に対しては、上記に参照したＯＢＳＡＩ規格文献に説明されている。対応する圧縮データパケットは、解凍器１２５ｉ及び１３５ｉに入力される。
【００３５】
例えば、１０ｍ秒のＯＢＳＡＩフレームは、Ｗ−ＣＤＭＡ信号において３８，４００個のチップを収容する。７６８Ｍｂｐｓ、１５３６Ｍｂｐｓ、及び３０７２Ｍｂｐｓのデータレート及び８ｂ１０ｂ符号化では、１０ｍ秒間に転送されるユーザデータは、６．１４４Ｍｂｉｔ、１２．２８８Ｍｂｉｔ、及び２４．５７６Ｍｂｉｔを有する。各アンテナ−搬送波は、３．８４ＭＨｚ*３２ビット*１．２５＝１５３．６Ｍｂｐｓのリンクバンド幅を用いる。従って、７６８Ｍｂｐｓのリンクは、４つのアンテナ−搬送波（１６ビットのＩ、１６ビットのＱ）を保持することができる。２：１の圧縮比では、７６８Ｍｂｐｓリンクは、８つのアンテナ−搬送波を伝達することになる。
【００３６】
ＯＢＳＡＩは、「イーサネット」データタイプをサポートするので、圧縮データパケットを「イーサネット」フレームにマップすることができ、次に、「イーサネット」フレームは、ＲＰ３メッセージにマップされる。複数のＲＲＵに接続されたＢＴＳに対しては、ＲＰ３−０１プロトコルが、「イーサネットＭＡＣ」フレームを連続するＲＰ３メッセージ、並びに制御データにマップすることを指定する。「イーサネットＭＡＣ」フレームのサイズは、６４バイトと１５１８バイトの間であり、１４バイトがヘッダのためのものであり、ペイロードのサイズは、４６バイトと１５００バイトの間である。図６は、圧縮データパケットを「イーサネットＭＡＣ」フレームにマップし、次に、ＲＰ３メッセージにマップする例を示している。アプリケーション層では、圧縮データパケット５１０が、「イーサネットＭＡＣ」フレーム５５０のペイロード部分にマップされる。次に、「イーサネットＭＡＣ」フレーム５５０の内容は、いくつかのＲＰ３メッセージ６３０−１から６３０−ｎのペイロード部分にマップされる。搬送層における多重化機能、データリンク層におけるメッセージ群の形成、及び物理層における８ｂ１０ｂ符号化は、図５に関連して上述したように進行する。「イーサネットＭＡＣ」フレームへの圧縮データの便利なマッピングでは、圧縮データにおけるＢＬＯＣＫ＿ＳＩＺＥは、４のあらゆる倍数とすることができる。図７にある表は、圧縮データの「イーサネット」ペイロードへのマップにおける３つの数値例を提供している。サンプル毎のビットは、各Ｉサンプル及び各Ｑサンプルに割り当てられたビット数を示している。仮定したＢＬＯＣＫ＿ＳＩＺＥ及び得られる「イーサネットＭＡＣ」フレーム毎のペイロードバイト数が列記されている。サンプル（Ｉ又はＱ）毎に１２ビット及び１４ビットを有する未圧縮サンプルでは、７５０というペイロード毎のサンプル値は、ビットパッキングがないことを仮定している。圧縮データに対するＢＬＯＣＫ＿ＳＩＺＥは、望ましい「イーサネット」ペイロードサイズを得るようにユーザが選択することができる。
【００３７】
ＯＢＳＡＩ規格は、ＲＰ３メッセージにおけるカスタムデータもサポートする。タイプ値０１１１１〜１１１１１は割り当てられないので、ユーザは、タイプ値のうちの１つをペイロード部分内に圧縮データを含むカスタムメッセージに割り当てることができる。図５を参照すると、タイプフィールド５２４には、カスタムメッセージに対応するタイプ値を割り当てることができる。ユーザは、メッセージ群毎のメッセージ数（Ｍ＿ＭＧ）、フレーム毎のメッセージ群の最小数（Ｎ＿ＭＧ）、及びメッセージ群毎の不使用コード数（Ｋ＿ＭＧ）を含むカスタムメッセージを含むメッセージ群に対して付加的なパラメータを指定することができる。
【００３８】
ＣＰＲＩは、１０ｍ秒の継続時間を有する基本フレームを定める。基本フレームは１６個のワードを含み、１個のワードは制御データを含み、ＩＱデータブロックと呼ぶ残りの１５個のワードは、ベースバンドＩ、Ｑ信号サンプルを含む。ビットを単位とするワード長は、リンクのデータ転送速度に依存する。ビットにおけるＩＱデータブロックサイズは、ワード長の１５倍に等しく、従って、基本フレームの機能は、データ転送速度に依存する。指定されるデータ転送速度は、６１４．４Ｍｂｐｓ、１２２８．８Ｍｂｐｓ、２４５７．６Ｍｂｐｓ、及び３０７２．０Ｍｂｐｓであり、それぞれのワード長は、８、１６、３２、及び４０ビットである。ＣＰＲＩ規格は、信号サンプルに対してダウンリンク（サンプル毎に８ビットから２０ビット）とアップリンク（サンプル毎に４ビットから２０ビット）とで異なるサンプル幅を可能にする。サンプル幅は、サンプル毎のビット数である。各Ｉ、Ｑ信号サンプルは、このサンプル幅を有する１つのＩサンプル及び同じサンプル幅を有する１つのＱサンプルから成る。サンプル幅は、アプリケーション層で決められる。サンプル幅の柔軟性は、圧縮サンプルを収容するのに有益である。ＣＰＲＩプロトコルは、信号データをＡｘＣ容器と呼ぶパケットに編成する。各ＡｘＣ容器は、１つのアンテナ−搬送波（ＡｘＣ）に対応するＩサンプル及びＱサンプルを含む。ＡｘＣは、１つの独立したアンテナ要素の１つの搬送波を通じて供給又は受信されるデータに対応する。ＡｘＣ容器は、１つのＵＭＴＳチップの持続時間にわたってＩ、Ｑサンプルを保持する。ＷｉＭａｘでは、ＡｘＣ容器は、Ｉ、Ｑサンプル及び場合によっては付加的なスタッフィングビットを保持する。いくつかの異なるＡｘＣからのＡｘＣ容器は、合わせて多重化されてＡｘＣ容器群を形成する。ＡｘＣ容器群は、基本フレームのＩ、Ｑデータブロックにマップされる。
【００３９】
図８は、ＣＰＲＩプロトコルに従って転送に向けて圧縮データパケットをマップする例を示している。同じアンテナ−搬送波からの各圧縮データパケット５１０は、ＡｘＣ容器６１０にマップされる。連続するＡｘＣ容器ＡＣ０−１及びＡＣ０−２は、第１のアンテナ−搬送波ＡｘＣ＃０に対応する。各ＡｘＣ容器６１１は、第２のＡｘＣであるＡｘＣ＃１からの圧縮データパケットを保持する。マルチプレクサ６２０は、２つのアンテナ−搬送波からのＡｘＣ容器を多重化してＡｘＣ容器群６２５を形成する。基本フレームフォーマット設定器６３０は、いくつかのＡｘＣ容器群をＩＱデータブロックで有し、制御ワードを追加する基本フレームを形成する。８ｂ１０ｂ符号器５４０は、８ｂ１０ｂコードを基本フレーム内のデータの各バイトに適用する。図４を参照すると、ＣＰＲＩシステムでは、マルチプレクサ４２０及び４２１が、圧縮器１２０ｉ及び１３０ｉの各群から出力される圧縮データパケット５１０に対して図８に関連して説明した機能を実行する。デマルチプレクサ４４０及び４４１は、８ｂ１０ｂ復号、ＡｘＣ容器群からのＡｘＣ容器の逆多重化、及びＡｘＣ容器からの圧縮データパケット５１０の抽出を含む逆演算を実行する。ＣＰＲＩ規格は、ＲＥ毎に４個と２４個の間のＡｘＣをサポートする。ＣＰＲＩ規格は、ＵＴＲＡ／ＦＤＤアップリンクに向けて２倍から４倍だけ受信アナログ信号を過剰抽出することも指定する。過剰抽出信号の圧縮は、信号の冗長性を低減する。圧縮は、ＲＥＣとＲＥの間のより少ない媒体接続（ケーブル）の使用を可能にすることができ、物理接続コストを低減し、既存のＣＰＲＩリンクが付加的なＡｘＣをサポートすることを可能にする。
【００４０】
シリアルデータ転送リンク４３０は、いくつかのタイプのケーブル又は無線送信を用いて実施することができる。遠距離では、単一モード又はマルチモードの光ファイバケーブルを用いることができ、それに対して短いリンクに対しては、ＣＡＴ５／６、他のツイストペアケーブル、又は同軸を用いることができる。デジタルデータストリームとして送信される複数のＲＦ帯域を光ファイバリンク上で時間多重化することができる。
【００４１】
ベースバンド信号が過剰抽出される時に、圧縮は、冗長性を低減し、データ転送効率を改善する。シンボル又はチップ毎のサンプル数が１よりも大きい場合は過剰抽出が示されている。過剰抽出比は、シンボルレート又はチップレートに対するサンプルレートの比である。過剰抽出比が１よりも大きい時には、信号は過剰抽出される。例えば、ＣＰＲＩ規格は、ＵＴＲＡ／ＦＤＤアップリンクに向けてチップ毎に２個又は４個のサンプルという過剰抽出比での受信アナログ信号のサンプリングを指定する。別の例では、ＯＢＳＡＩ規格は、チップ毎に２個のサンプルという過剰抽出比でのアップリンクＷＣＤＭＡ信号の過剰抽出を指定する。
【００４２】
多くの場合に、システム品質指標を維持しながら、信号サンプルに対して非可逆圧縮を適用することができる。可逆圧縮では、解凍信号サンプルは、元の信号サンプルに等しい。非可逆圧縮では、解凍信号サンプルは、元の信号サンプルの近似である。一般的に、システム品質指標は、複合エラーベクトルマグニチュード（ｃＥＶＭ）、ピークコード領域エラー（ＰＣＤＥ）、スペクトル放出マスク（ＳＥＭ）、隣接チャンネル漏れ比（ＡＬＣＲ）、ビットエラーレート（ＢＥＲ）、及びブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）を含む。信号サンプルの過剰抽出及び／又はサンプル幅は、信号品質に対するシステム要件を満たすのに必要なものよりも大きくすることができる。非可逆圧縮は、信号品質の重要な指標を維持しながらデータ転送機能のより大きな低下をもたらすことができる。
【００４３】
２００６年３月７日付けの「帯域制限信号の適応圧縮及び解凍」という名称の本出願人所有の米国特許第７，００９，５３３号Ｂ１（’５３３特許）において、本発明者は、ある一定の帯域制限信号の圧縮及び解凍のためのアルゴリズムを説明している。ここで説明される圧縮法は、本出願に対するアルゴリズムをＢＴＳの様々な構成からの信号サンプルに適応させる。適用される圧縮法は、中心周波数、サンプルレート、及び信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を含む信号サンプルの特性に依存する。
【００４４】
シリアルデータリンクを通じた転送に向けてベースバンド信号サンプルを生成するためのシステムは、ＯＢＳＡＩ又はＣＰＲＩと適合性を有するもの及び信号サンプルが０Ｈｚを中心とする一般的なＢＴＳの構成を含む。ベースバンド信号サンプルに適用される圧縮法は、ブロック浮動小数点符号化、及び信号サンプルの１次又は高次の導関数の計算に続くブロック浮動小数点符号化を含む。ハフマン又は他のタイプの符号化をブロック浮動小数点符号化の代替とすることができる。チップ又はシンボル毎に１つのサンプルでサンプリングされる信号サンプルでは、好ましい方法は、信号サンプルのブロック浮動小数点符号化である。例えば、ベースバンドモジュールからＲＦユニットへのダウンリンクにおけるＯＢＳＡＩ互換Ｗ−ＣＤＭＡ信号サンプルは、チップ毎に１つのサンプルを有する。ブロック浮動小数点符号化は、Ｉサンプルに対して、かつそれとは独立してＱサンプルに適用され、圧縮サンプルが形成される。
【００４５】
好ましいブロック浮動小数点符号化は、各々がＮ＿ｇｒｏｕｐ個のサンプルから成る群に分割されたＢＬＯＣＫ＿ＳＩＺＥのサンプルに対して以下の段階を有する。
Ｓがサンプル毎の元のビット数である場合に、第１のサンプル群に対して、
１）最大マグニチュードのｌｏｇ2を計算することなどにより、最大マグニチュードを有するサンプルに関する指数（底２）を判断する。この指数は、この群内の符号化サンプル毎のビット数又はｎ＿ｅｘｐ（０）を示している。
２）Ｓビットを用いて第１の群の指数ｎ＿ｅｘｐ（０）を絶対符号化する。
３）サンプル毎にｎ＿ｅｘｐ（０）ビットを用いてＮ＿ｇｒｏｕｐ個のサンプルを符号化する。
Ｎ＿ｇｒｏｕｐ個のサンプルから成るｉ番目の群に対して、
４）ｉ番目の群内の符号化サンプル毎のビット数又はｎ＿ｅｘｐ（ｉ）を示す、最大マグニチュードを有するサンプルに関するｉ番目の指数（底２）を判断する。
５）ｎ＿ｅｘｐ（ｉ−１）からｎ＿ｅｘｐ（ｉ）を減算することによってｉ番目の指数を差分符号化し、符号化サンプルのｉ番目の群における第１のトークンを判断する。
６）サンプル毎にｎ＿ｅｘｐ（ｉ）ビットを用いてＮ＿ｇｒｏｕｐ個のサンプルから成るｉ番目の群を符号化する。
【００４６】
ＢＬＯＣＫ＿ＳＩＺＥのサンプル内の第１のサンプル群では、指数ｎ＿ｅｘｐ（０）が絶対符号化される。例えば、Ｓがサンプル毎の元のビット数である場合に、指数ｎ＿ｅｘｐ（０）を以下の通りに符号化することができる。
ａ．０：ｎ＿ｅｘｐ（０）＝０（全ての４つのサンプル値はゼロである）
ｂ．１：ｎ＿ｅｘｐ（０）＝２（サンプル毎に２ビット）
ｃ．２：ｎ＿ｅｘｐ（０）＝３（サンプル毎に３ビット）
ｄ．その他、Ｓ−１まで：ｎ＿ｅｘｐ（０）＝Ｓ（サンプル毎にＳビット）
【００４７】
ｉ番目の群では、指数ｎ＿ｅｘｐ（ｉ）は、接頭コードを用いて差分符号化され、いかなるコードワードも別のコードワードの接頭辞ではない。好ましい差分符号化は以下の通りである。
１．差を計算する：ｅ＿ｄｉｆｆ＝ｎ＿ｅｘｐ（ｉ）−ｎ＿ｅｘｐ（ｉ−１）
２．ｅ＿ｄｉｆｆを以下の通りに符号化する。
ａ．０：ｅ＿ｄｉｆｆ＝ｅ（ｉ）−ｅ（ｉ−ｌ）
ｂ．１０１：ｅ＿ｄｉｆｆ＝＋ｌ
ｃ．１１０：ｅ＿ｄｉｆｆ＝−ｌ
ｄ．１００１：ｅ＿ｄｉｆｆ＝＋２
ｅ．１１１０：ｅ＿ｄｉｆｆ＝−２
ｆ．その他
【００４８】
ベースバンド信号サンプルに対する別の圧縮代替案は、差分の計算に続く符号化である。信号サンプルの１次又は高次の差分の計算は、元の信号サンプルよりも小さいマグニチュードを有する差分サンプルを生成することができる。差分サンプルの符号化は、サンプル自体を符号化するよりも高い圧縮を生成することができる。各ＢＬＯＣＫ＿ＳＩＺＥ個のサンプルにおいて連続するサンプルの差分の計算には、上述のように差分サンプルのブロック浮動小数点符号化が続く。代替的に、ハフマン符号化又は他の符号化を差分サンプルに適用することができる。
【００４９】
圧縮はまた、信号サンプルの振幅を低減することも含むことができる。この圧縮は、非可逆圧縮の一形態である。信号サンプルを減衰係数だけ減衰させることは、有効サンプル幅を低減する。減衰信号サンプルは、ブロック浮動小数点又は他の符号化によって符号化することができる。代替的に、符号化の前に、減衰された信号サンプルの１次又は高次の差分を計算することができる。解凍では、元のサンプル幅を復元するように減衰の逆算によって解凍サンプルの振幅を増大させることができる。
【００５０】
ＢＴＳに対するシステム品質要件を満たす無線通信信号に最適な圧縮は、予め判断することができる。圧縮代替案は、可逆圧縮及び非可逆圧縮を含むことができる。圧縮及び解凍の作動を構成するのに、変調タイプ、サンプルレート（又は過剰抽出比）、バンド幅、及びサンプル幅に基づく制御パラメータを用いることができる。ＢＴＳが提供する様々なタイプの信号に対する制御パラメータは、試験によって判断することができる。次に、変調タイプに基づいて制御パラメータを設定することができる。例えば、ＯＢＳＡＩ規格では、ＲＰ３メッセージ内のタイプフィールドは、信号タイプ又は変調タイプを示している。ＯＢＳＡＩ規格は、変調タイプに基づいてサンプルレート及びサンプル幅を指定するので、圧縮／解凍コントローラは、圧縮器／解凍器に対する対応する制御パラメータを選択するのにタイプ情報を用いることができる。ユーザは、可逆モード又は非可逆モードを選択することができる。例えば、信号サンプルの振幅を低減するための減衰パラメータの選択は、非可逆圧縮をもたらすことになる。また、ユーザは、圧縮サンプルのビットレートが一定である固定レート非可逆モードを選択ことができる。
【００５１】
図９ａ及び図９ｂは、図４の圧縮器１２０ｉ及び１３０ｉのブロック図を示している。圧縮器１２０ｉは、ベースバンドプロセッサ４１０から入力を受信し、圧縮器１３０ｉは、ＤＤＣ４７１から入力を受信する。圧縮器１２０ｉ／１３０ｉは、それぞれの差分演算器１２２／１３２及び符号器１２４／１３４に対して制御パラメータを与えるそれぞれの圧縮コントローラ１２６／１３６を含む。基地局プロセッサ及びＲＦユニットにおけるアプリケーション層は、これらのタイプの無線信号に対する空中インタフェースアプリケーションを含む。例えば、ＯＢＳＡＩ規格では、アプリケーション層は、信号タイプ又は変調タイプを判断し、これらをＲＰ３メッセージのタイプフィールドにおいて符号化する。本発明の圧縮作動は、アプリケーション層の従来の作動に追加され、従って、変調タイプに関する情報は、圧縮コントローラ１２６／１３６に対して利用可能である。圧縮コントローラ１２６／１３６は、変調タイプ情報を用いて、それぞれの差分演算器１２２／１３２及び符号器１２４／１３４に対する制御パラメータを判断する。差分演算器１２２／１３２に対する制御パラメータは、１次、２次、又は高次の差分を選択することができ、又は差分演算を省略することができる。符号器１２４／１３４に対する制御パラメータは、ビット数Ｓ、群サイズ、及びＢＬＯＣＫ＿ＳＩＺＥのようなブロック浮動小数点符号化におけるパラメータを示すことができる。
【００５２】
図１０ａ及び図１０ｂは、図４の解凍器１２５ｉ及び１３５ｉのブロック図である。復号器１２７／１３７は、符号器１２４／１３４の作動を逆に実行し、復号サンプルを形成する。例えば、復号器１２７／１３７は、ブロック浮動小数点復号、ハフマン復号、又は他の復号を実施する。積分演算器１２９／１３９は、復号された差分サンプルを加算し、圧縮において実行された１次又は高次の差分化を逆に実行する。圧縮において差分化が実行されなかった場合には、積分演算器１２９／１３９は省略されることになる。解凍コントローラ１２３／１３３は、それぞれの復号器１２７／１２９及び積分演算器１２９／１３９に制御パラメータを供給する。解凍コントローラ１２３／１３３は、制御パラメータを判断する上で圧縮データパケットのヘッダから制御データを抽出することができる。解凍コントローラ１２３／１３３は、適切な解凍構成を判断する上で変調タイプ情報を用いることができる。変調タイプ情報は、ヘッダ内に含めることができる。ＯＢＳＡＩでは、変調タイプは、ＲＰ３メッセージのタイプフィールドから判断することができる。
【００５３】
上述の圧縮及び解凍は、非ゼロ中心周波数を有する信号サンプルに適用することができる。例えば、一般的なＢＴＳなアーキテクチャのための図１ａ及び図１ｂの圧縮器１２０／１３０及び解凍器１２５／１３５は、ＩＦ又はＲＦを中心とする信号サンプルに対して、上述のようにブロック浮動小数点符号化又は差分化に続く符号化を適用することができる。圧縮は、上述のように信号サンプルを減衰させることを含むことができる。しかし、以下に説明する代替圧縮アルゴリズムは、非ゼロ中心周波数を有する信号サンプルに対してより良好な圧縮を提供することができる。サンプルレートは、ｆsによって表され、サンプル間隔は、サンプルレートの逆数１／ｆsである。信号サンプルは、ＲＦを中心とするか又は周波数のブロック又は帯域内でＩＦに変換された複数の信号データチャンネルを表すことができる。圧縮器１２０／１３０及び解凍器１２５／１３５は、周波数ブロックを単位として処理する。
【００５４】
図１１は、異なる中心周波数を有する信号サンプルを圧縮するための代替案の基礎を成す原理を示す例を提供している。図１１で「バンド１」とラベル付けした行に対応するベースバンド信号の例で始めると、中心周波数は、ほぼＤＣ（０Ｈｚ）であり、連続するサンプル間の位相増加は、１０度よりも小さい。第１の位相ベクトル図７１０は、連続するサンプルの間の位相変化が小さいので、連続するサンプルの差分のマグニチュードが、サンプル自体のマグニチュードに比較して比較的小さくなることを示している。第１のシーケンス例７１２は、バンド１のベースバンド信号のサンプルに対応する。連続するサンプル間の差分は、サンプルのマグニチュードに対して小さいので、１次又は高次の差分の計算又は差分符号化は、元のサンプルよりも小さいデータ幅を有する差分サンプルを生成する。ベースバンド（バンド１）の例では、差分符号化手法を用いた圧縮は有効である。これは、ベースバンド信号サンプルに対する図９ａ及び図９ｂに関連して説明した圧縮手法に対応する。
【００５５】
図１１はまた、中心周波数がＤＣを超えるが、ナイキスト周波数ｆs／２よりも小さい抽出信号の例も提供している。バンド２では、中心周波数は、ほぼｆs／６であり、連続するサンプル間の位相増加は、約６０度である。第２の位相ベクトル図７２０は、サンプル対（７２０−０，７２０−３）、（７２０−１，７２０−４）、及び（７２０−２，７２０−５）によって例示しているように、１８０度又は３つのサンプル間隔だけ分離されたサンプル対が、類似のマグニチュードを有するが反対の極性を有することを示している。対にあるサンプルの一方を反転する（又は（−１）倍する）ことは、対にある他方のサンプルの近似推定を可能にする。第２のシーケンス例７２２もまた、３つのサンプル間隔だけ分離されたサンプルが類似のマグニチュード及び反対の符号を有することを示している。例えば、サンプル７２２−０の値は、３２７６７であり、サンプル７２２−３の値は、−３２７５６である。バンド２では、３つのサンプル間隔だけ分離されたサンプル対に対する作動は、より小さいデータ幅を有する修正サンプルを生成する。対にあるサンプルを互いに加算する作動は、より効率的に符号化することができる小さいデータ幅を有する修正サンプルを生成する。
【００５６】
図１１のバンド３の例では、中心周波数は、ほぼｆs／４であり、連続するサンプル間の位相増加は、約９０度である。第３の位相ベクトル図７３０は、１８０度又は２つのサンプル間隔だけ分離されたサンプルが、類似のマグニチュード及び反対の極性を有することを示している。第３のシーケンス例７３２もまた、１つおきのサンプルが類似のマグニチュード及び反対の極性を有することを示している。バンド３では、１つ置きのサンプルの互いの加算は、元のサンプルよりも効率的に符号化することができるより小さいデータ幅を有する修正サンプルが生成することになる。
【００５７】
図１１のバンド４の例では、中心周波数は、ほぼｆs／３であり、連続するサンプル間の位相増加は、約１２０度である。第４の位相ベクトル図７４０は、３６０度又は３つのサンプル間隔だけ分離されたサンプルが類似のマグニチュードを有することになることを示している。第４のシーケンス例７４２は、２つ置きのサンプルが類似のマグニチュードを有することを示している。この場合、３つのサンプル間隔だけ分離されたサンプル間に差分を形成することは、元のサンプルよりも効率的に符号化することができるより小さいデータ幅を有する修正サンプルを与えることになる。
【００５８】
図１１のバンド５の例では、中心周波数は、ｆs／２であり、連続するサンプル間の位相増加は、約１８０度である。第５の位相ベクトル図７５０は、１８０度又は１つのサンプル間隔だけ分離されたサンプルが、類似のマグニチュードであるが反対の極性を有することになることを示している。第５のシーケンス例７５２は、類似のマグニチュード及び反対の極性を有する連続するサンプルを示している。この場合、２つの連続するサンプルを加算することは、元のサンプルよりも効率的に符号化することができるより小さいデータ幅を有する修正サンプルを形成することになる。
【００５９】
図１１に対する上述の例は、中心周波数に対するサンプルレートの比によっては、１つ、２つ、又は３つのサンプル間隔だけ分離された信号サンプルに対して加算（又は反転に続く減算）又は減算（又は反転に続く加算）のような作動を実行することによってマグニチュードの低減を提供することができることを示している。次に、得られる修正サンプルは符号化されて、圧縮サンプルが形成される。サンプルレートに対する中心周波数の比によっては、類似の作動を４つ又はそれよりも多くのサンプル間隔だけ分離されたサンプルに適用することができ、元の信号サンプルよりも小さいデータ幅を有する修正されたサンプルが生成される。
【００６０】
図１２は、信号サンプルの中心周波数に基づく圧縮アルゴリズムのブロック図である。ＡＤＣ１７０又は基地局プロセッサ１００は、Ｉ信号サンプル及びＱ信号サンプルをそれぞれの圧縮器１２０又は１３０に供給する。順序変更デマルチプレクサ８１０は、選択されたサンプルが、圧縮制御パラメータ８５２に従って適切な個数のサンプル間隔によって分離されてデマルチプレクサ出力８１２を形成するように信号サンプルを選択する。算術演算器８３０は、圧縮制御パラメータ８５６に従ってデマルチプレクサ出力サンプル８１２の対に対して加算及び減算の作動を実行し、修正サンプル８３２を形成する。算術演算器８３０は、デマルチプレクサ出力サンプル８１２に対してより高次の差分化を実施するように構成することができる。符号器８４０は、修正サンプル８３２を符号化して圧縮信号サンプルを形成する。符号器８４０は、ブロック浮動小数点符号化、ハフマン符号化、又は他の符号化を適用する。圧縮信号サンプルは、シリアルデータリンク１４０を通じた転送に向けてパックされ、フォーマット設定される。
【００６１】
圧縮コントローラ８６０は、信号サンプルの中心周波数に対するサンプルレートの比に基づいて、圧縮器要素に制御パラメータを供給する。順序変更デマルチプレクサ８１０及び算術演算器８３０は、圧縮制御パラメータ８５２及び８５６それぞれに応答して適切な作動を実行する。図１３は、中心周波数に基づいて修正サンプル８３２を生成する作動を示している。第１の列８７１は、この例における可能な中心周波数を提供している。第２の列８７２は、各中心周波数において対応する周波数帯域インジケータを提供している。インジケータは、圧縮制御パラメータ８５２及び８５６におけるパラメータとして用いることができる。第３の列８７３は、圧縮制御パラメータ８５２に従って生成されることになる順序変更デマルチプレクサ出力８１２におけるサンプルｘ（ｉ）とｘ（ｉ−ｊ）の異なる分離幅を提供している。４番目の列８７４は、圧縮制御パラメータ８５６に従った加算又は減算の算術作動の選択の結果を示している。インバータが「オン」の場合には、遅延サンプルｘ（ｉ−ｊ）が減算される。５番目の列８７５は、修正サンプル８３２又はｙ（ｉ）を生成する算術演算器８３０の数学的結果を示している。圧縮コントローラ８６０は、符号器８４０の制御も与える。圧縮制御パラメータ８５８は、ブロック浮動小数点符号化又は他の符号化技術に対するパラメータを示すことができる。
【００６２】
図１４は、異なる中心周波数において図１２及び図１３に関連して上述したように計算された図１１の例における信号サンプルｘ（ｉ）とｘ（ｉ−ｊ）の和又は差を提供している。信号サンプルのシーケンス例は、図１１のものと同じである。シーケンス例９１２及び９４２におけるＤＩＦＦ行、並びにシーケンス例９２２、９３２、及び９５２におけるＳＵＭ行内のサンプルは、対応する信号サンプル又はｘ（ｉ）よりも実質的に小さいマグニチュードを有する。ＤＩＦＦサンプル及びＳＵＭサンプルは、図１２の符号器８４０に入力される修正サンプル８３２の例である。
【００６３】
例えば、２０ＭＨｚの全バンド幅において４つの５ＭＨｚチャンネルを含む多搬送波信号を考えてみる。２０ＭＨｚの多搬送波信号は、３０．７２ＭＨｚのＩＦを中心とし、１２２．８８ＭＨｚのサンプルレート（ｆs）でサンプリングされる。ＩＦは、ｆs／４に対応し、従って、修正サンプルは、図１３に示しているように次式によって表される。
ｙ（ｉ）＝ｘ（ｉ）＋ｘ（ｉ−２）      （１）
【００６４】
図１２を参照すると、順序変更デマルチプレクサ８１０は、サンプルを１つが、奇数のインデックスが振られたサンプルを有し、１つが偶数のインデックスが振られたサンプルを有し、従って、各シーケンス内のサンプルは、２つのサンプル間隔によって分離された２つのシーケンスに再配置される。算術演算器８３０は、各シーケンス内のサンプルを式（１）に従って加算し、修正サンプル８３２を形成する。符号器４４０は、修正サンプルに対してブロック浮動小数点符号化を適用して圧縮サンプルを形成する。
【００６５】
圧縮サンプルはパックされ、上述のように、ヘッダ内に制御データを含む圧縮データパケットが形成される。圧縮パケットは、シリアルデータリンク１４０を通じた転送に向けてプロトコルに従って更にフォーマット設定することができる。シリアルデータリンク１４０は、カスタムリンク又は工業規格リンクとすることができる。リンクのタイプによっては、フォーマット作動は、８ｂ１０ｂ符号化、「イーサネットＭＡＣ」フレーム内への挿入、又は他のフォーマットを含むことができる。
【００６６】
図１５は、解凍器１２５／１３５によって実施される作動のブロック図である。復号器９１０により、データリンク１４０から圧縮パケットが受信される。復号器９１０は、アンパックを行い、圧縮データに対して復号作動、例えば、ブロック浮動小数点復号を実施して復号修正サンプルを形成する。逆算術演算器９２０は、算術演算器８３０とは逆の作動を実行して、復号修正サンプルから信号サンプルを再構成する。マルチプレクサ９３０は、解凍信号サンプルの元の順序を復元する。ＲＦユニットでは、解凍信号サンプルは、アナログ信号に変換され、送信に向けて処理される。基地局プロセッサでは、通常の信号処理演算が、解凍信号サンプルに適用される。
【００６７】
上述の圧縮法は、可逆圧縮又は非可逆圧縮を生成するように構成することができる。非可逆圧縮が信号サンプルに適用される場合には、システムパラメータによっては、データ転送において指定されたビットエラーレート（ＢＥＲ）又は他の品質指標を得ることを可能にすることができる。非可逆圧縮は、ＢＥＲ制限範囲内で付加的なリソース節約を提供することができる。非可逆符号化に対する１つの手法は、圧縮されるサンプルのデータ幅又はダイナミックレンジを縮小することである。プログラマブル減衰器は、圧縮器１２０／１３０及び１２０ｉ／１３０ｉの他の圧縮作動の前にデータ幅を縮小するように信号サンプルを減衰させることができる。代替的に、プログラマブルシフターは、信号サンプルからの１つ又はそれよりも多くの最下位ビットをシフトアウトすることができ、データ幅も縮小する。別の代替案では、算術演算器８３０又は符号器８４０は、１つ又はそれよりも多くの最下位ビットを除去することができる。非可逆符号化に対するこれらの代替の各々は、圧縮コントローラ８６０によって制御することができる。可逆圧縮及び非可逆圧縮の制御に対する付加的な代替案は、圧縮信号サンプルにおける望ましいビットレート又はＳＮＲ又はＢＥＲのような解凍信号の望ましい信号品質に基づくとすることができる。
【００６８】
図１から図４の例では、ＢＴＳは、基地局プロセッサからＲＦユニットへの順方向リンクとＲＦユニットから基地局プロセッサへの逆方向リンクの両方における圧縮及び解凍を含む。選択的な実施形態は、１つの方向にのみ圧縮及び解凍を与えることを含む。順方向リンク又はダウンリンクに対しては、基地局プロセッサのみが圧縮器を含み、ＲＦユニットのみが解凍器を含む。逆方向リンク又はアップリンクに対しては、ＲＦユニットのみが圧縮器を含み、基地局プロセッサのみが解凍器を含む。
【００６９】
圧縮器及び解凍器に対する実施代替案は、プログラマブルプロセッサ及び特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。プログラマブルプロセッサは、コンピュータ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロプロセッサ（マイクロコントローラを含む）、及び他のプログラマブルデバイスのようなソフトウエア／ファームウエアプログラマブルプロセッサ、並びに複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）のようなハードウエアプログラマブルデバイスを含む。プログラマブルプロセッサのタイプによっては、圧縮作動及び解凍作動を実行するプログラムは、ソフトウエア、ファームウエア、ネットリスト、ビットストリーム、又は他のタイプのプロセッサ実行可能命令及びデータによって表される。圧縮器及び解凍器を実施するサブシステムは、ＲＦユニット又は基地局プロセッサの他の機能を実行するデバイス内に統合することができる。圧縮又は解凍の実施は、実時間、すなわち、少なくともＡＤＣ又はＤＡＣのサンプルレートと同程度に高速に行うことができる。圧縮及び解凍の作動は、多重化作動、逆演算、及び加算、減算、及びシフトを含む単純な算術作動を含む。
【００７０】
本発明の好ましい実施形態を示して説明したが、本発明がこれらの実施形態だけに限定されないことは明白であろう。特許請求の範囲に記載する本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者には数々の修正、変更、変形、置換、及び均等物が明らかであろう。
【符号の説明】
【００７１】
１００  基地局プロセッサ
１４０  シリアルデータリンク
１５０  ＲＦユニット
１５５  アンテナ
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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