(57)【要約】  リソースを集中的に制御する分散システムが開示される。このシステムは、それぞれが、アップリンク無線信号をアップリンクデータフレームに変換したり、ダウンリンクデータフレームをダウンリンク無線信号に変換したりするなど、それぞれのセル内のチャネルを処理する、相互に接続されている複数の通信処理装置と、上記通信装置およびネットワーク制御装置に接続されており、ある通信処理装置が担当するセル内のチャネル処理タスクを別のチャネル処理装置に割り振るために、中間チャネル処理タスクの上記通信処理装置への割り振りを制御するチャネル処理および配置手段を備えるシステム制御装置と、ネットワーク制御装置と無線ゲートウェイの間でデータを経路指定し、配信する経路指定手段とを備える。
2007534241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが、アップリンク無線信号のアップリンクデータフレームへの処理およびダウンリンクデータフレームのダウンリンク無線信号への処理を含めて、責任を負うべきセルのチャネル処理タスクを実行する、相互に接続されている複数の通信処理装置と、
前記通信処理装置の1つが責任を負うべきセルのチャネル処理タスクが、一部または全部、処理のために他のチャネル処理装置に割り振られるように、前記通信処理装置の間でのチャネル処理タスクの割り振りを制御するチャネル処理スケジューリング手段、およびネットワーク制御装置ネットワーク制御装置と無線ゲートウェイの間でデータを経路指定し、伝送する経路指定手段を備える、前記通信処理装置と前記ネットワーク制御装置とに接続されているシステム制御装置と
を備える、リソースの集中制御を備える分散無線システム。
【請求項２】
前記システム制御装置は、前記ネットワーク制御装置によって前記無線ゲートウェイを制御するのに使用される制御プロトコル実行手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の分散無線システム。
【請求項３】
前記システム制御装置は、前記ネットワーク制御装置によって前記無線ゲートウェイのチャネル構成を制御するのに使用されるチャネル構成管理手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の分散無線システム。
【請求項４】
前記システム制御装置は、すべての前記通信処理装置にシステムタイミング情報をブロードキャストして、システム全体が前記タイミングで同期するようにするタイミング制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の分散無線システム。
【請求項５】
前記チャネル処理スケジューリング手段は、さらに、前記通信処理装置の1つが責任を負うべきセルのすべてのチャネル処理タスクを実行することができないという条件、前記通信処理装置のチャネル処理リソースに障害が発生しているという条件、および前記通信処理装置におけるチャネル処理負荷が定義された閾値に達しているという条件のうちの1つを含む所定の条件に従ってチャネル処理タスクを割り振るように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の分散無線システム。
【請求項６】
前記チャネル処理スケジューリング手段は、さらに、相互に対応するアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルのチャネル処理タスクを、実行のために同じ通信処理装置に割り振るように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の分散無線システム。
【請求項７】
前記経路指定手段は、前記ネットワーク制御装置と前記無線ゲートウェイの間でユーザプレーンデータを送信するユーザプロトコル実行手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の分散無線システム。
【請求項８】
前記経路指定手段は、
実行されるべき前記チャネル処理タスクに対応するダウンリンクデータフレームを、前記ネットワーク制御装置から、前記チャネル処理タスクを実際に実行する前記通信処理装置に送る分配手段と、
異なる通信処理装置からのものであるが同じセルに属するアップリンクデータフレームを、前記ネットワーク制御装置に送信するためにアップリンクデータフレームの1つのフローにマージする組合せ手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の分散無線システム。
【請求項９】
前記通信処理装置は、
他の通信処理装置との通信を行う通信手段と、
チャネル処理タスクに属するアップリンク無線信号を、前記通信手段を介して、前記チャネル処理スケジューリング手段のチャネル処理割り振りによる前記チャネル処理タスクの実行を担当する前記通信処理装置に転送し、前記通信手段によって、責任を負うべきセルに属する異なる通信処理装置から受け取られたダウンリンク無線信号を、前記セルに転送するためにマージする信号分配手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の分散無線システム。
【請求項１０】
それぞれが、アップリンク無線信号のアップリンクデータフレームへの処理およびダウンリンクデータフレームのダウンリンク無線信号への処理を含めて、責任を負うべきセルのチャネル処理タスクを実行する、相互に接続され、データを交換するためにネットワーク制御装置に直接接続されている複数の通信処理装置と、
前記通信処理装置の1つが責任を負うべきセルのチャネル処理タスクが、一部または全部、処理のために他のチャネル処理装置に割り振られるように、前記通信処理装置の間でのチャネル処理タスクの割り振りを制御するチャネル処理スケジューリング手段を備える、前記通信処理装置と前記ネットワーク制御装置とに接続されているシステム制御装置と
を備えるリソースの集中制御を備える分散無線システム。
【請求項１１】
前記システム制御装置は、前記ネットワーク制御装置によって前記無線ゲートウェイを制御するのに使用される制御プロトコル実行手段をさらに備えることを特徴とする請求項10に記載の分散無線システム。
【請求項１２】
前記システム制御装置は、前記ネットワーク制御装置によって、前記無線ゲートウェイのチャネル構成を制御するのに使用されるチャネル構成管理手段をさらに備えることを特徴とする請求項10に記載の分散無線システム。
【請求項１３】
前記システム制御装置は、すべての前記通信処理装置にシステムタイミング情報をブロードキャストして、システム全体が前記タイミングで同期するようにするタイミング制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項10に記載の分散無線システム。
【請求項１４】
前記チャネル処理スケジューリング手段は、さらに、前記通信処理装置の1つが責任を負うべきセルのすべてのチャネル処理タスクを実行することができないという条件、前記通信処理装置のチャネル処理リソースに障害が発生しているという条件、および前記通信処理装置におけるチャネル処理負荷が定義された閾値に達しているという条件のうちの1つを含む所定の条件に従ってチャネル処理タスクを割り振るように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の分散無線システム。
【請求項１５】
前記チャネル処理スケジューリング手段は、さらに、相互に対応するアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルのチャネル処理タスクを、実行のために同じ通信処理装置に割り振るように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の分散無線システム。
【請求項１６】
前記通信処理装置は、
他の通信処理装置との通信を行う第1の通信手段と、
チャネル処理タスクに属するアップリンク無線信号を、前記第1の通信手段を介して、前記チャネル処理スケジューリング手段のチャネル処理割り振りによる前記チャネル処理タスクの実行を担当する前記通信処理装置に転送し、前記第1の通信手段によって、責任を負うべきセルに属する異なる通信処理装置から受け取られたダウンリンク無線信号を、前記セルに転送するためにマージする信号分配手段と
を備えることを特徴とする請求項10に記載の分散無線システム。
【請求項１７】
前記通信処理装置は、
前記ネットワーク制御装置と通信を行う第2の通信手段と、
前記第2の通信手段を介して前記ネットワーク制御装置に送信するために、責任を負うべきセルに属する異なる通信処理装置からのアップリンクデータフレームを、アップリンクデータフレームの1つのフローにマージする信号分配手段と
を備えることを特徴とする請求項16に記載の分散無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モバイル通信システムにおける無線アクセスネットワークの分野に関し、詳細には、チャネル処理リソースの集中制御を備える分散無線システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図1aに示すように、基地局(BTS)は、無線信号の送信、受信および処理を行い、従来のBTSは、主に、ベースバンド処理サブシステム、無線周波数(RF)サブシステムおよびアンテナによって構成され、1つのBTSが複数のアンテナを介して異なるセルをカバーしてもよい。また、図1bに示すように、各BTSは、あるインターフェースを介して、それぞれ、基地局コントローラ(BSC)または無線ネットワークコントローラ(RNC)に接続する。
【０００３】
図1aに示す従来の基地局システムでは、各セル内のそれぞれのベースバンド処理サブシステム、RFサブシステムおよびアンテナが地理的に一緒に位置しているため、各セルは、各セルのピークトラフィックを満足させるのに十分なチャネル処理リソースを備えていなければならず、したがって、より高いコストを必要とする。この問題を解決するために、リモートアンテナユニットに基づく集中基地局システム、すなわち、図2に示すような低コストの基地局構造が提案されている。その実装詳細は、PCT特許第9005432号「Communications system」、米国特許第5657374号「Cellular system with centralized base stations and distributed antenna units」、米国特許第6324391号「Cellular communication with centralized control and signal processing」、中国特許第98116888号「duplex open air base station transceiver subsystem using a hybrid system」および米国特許出願第20030171118号「Cellular radio transmission apparatus and cellular radio transmission method」に開示されている。
【０００４】
図2に示すように、リモートアンテナユニットに基づく既存の集中BTSシステム10は、中央チャネル処理サブシステム11と、集中化されてインストールされているリモートアンテナユニット15で構成される。中央チャネル処理サブシステム11は、主に、チャネル処理リソースプール12と、信号分配ユニット13と、ラインインターフェースユニット14とを備え、チャネル処理リソースプール12は、複数のチャネル処理ユニットを積み重ねることによって形成され、BTSによって処理されるセルのベースバンド信号処理などのタスクを実行し、信号分配ユニット13は、異なるセルの実際にアクティブなユーザの条件に従い、チャネル処理リソースを動的に割り振って、複数のセルの間での処理リソースの効果的な共用を実現する。リモートアンテナユニット15は、主に、送信チャネルの無線周波数電力増幅器、受信チャネルの低雑音増幅器、アンテナなどによって構成される。中央チャネル処理サブシステム11とリモートアンテナユニット15の間のリンクには、光ファイバ、同軸ケーブル、マイクロ波などの伝送媒体を用いてもよい。信号伝送は、サンプリング後のディジタル信号によって行われても、変調後アナログ信号によって行われてもよい。信号は、ベースバンド信号でも、中間周波数信号でも、無線周波数信号でもよい。チャネル処理リソースを動的に割り振る技術については、米国特許第6353600号「Dynamic sectorization in CDMA employing centralized base-station architecture」、米国特許第6594496号「Adaptive capacity management in centralized base station architecture」などを参照されたい。
【０００５】
リモートアンテナユニットに基づく集中基地局システムはリソース共用という利点を有するが、チャネル処理リソース集中化のメリットを完全に活用するには、普通、できるだけ多くのセルを集中制御の下に置くことが求められ、それによって以下の問題が生じる。1つの問題は、伝送リンク内のコストが増大するにつれて、地理的により遠く離れて位置するセルが、光ファイバなどの広帯域リンクを介して中央チャネル処理サブシステムに接続されることが必要となり、それによって、伝送リンクのコストが増大するというものである。別の問題は、中央チャネル処理サブシステムに障害が発生すると、大量のセルがサービスを提供できなくなることによる、システムの信頼性の低下である。中央チャネル処理サブシステムのリソース冗長性を増大させれば、このマイナス要因の影響を低減することもできようが、これは、結果として、リモートアンテナユニットに基づく集中基地局システムにおけるリソース共用による低コストの効果を打ち消すことになる。
【特許文献１】PCT特許第9005432号
【特許文献２】米国特許第5657374号
【特許文献３】米国特許第6324391号
【特許文献４】中国特許第98116888号
【特許文献５】米国特許出願第20030171118号
【特許文献６】米国特許第6353600号
【特許文献７】米国特許第6594496号
【非特許文献１】TS25.402
【非特許文献２】TS25.211
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、リモートアンテナユニットに基づく集中基地局におけるリソース共用の利点を確保しつつ、上記の潜在的問題を克服することを可能にする、チャネル処理リソースの集中制御を備える分散無線システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、各通信処理装置が、アップリンク無線信号のアップリンクデータフレームへの処理およびダウンリンクデータフレームのダウンリンク無線信号への処理を含めて、それが責任を負うべきセルのチャネル処理タスクを実行する、相互に接続されている複数の通信処理装置と、通信処理装置の1つが責任を負うべきセルのチャネル処理タスクが、一部または全部、処理のために他のチャネル処理装置に割り振られるように、上記通信処理装置の間でのチャネル処理タスクの割り振りを制御するチャネル処理スケジューリング手段、およびネットワーク制御装置ネットワーク制御装置と無線ゲートウェイの間でデータを経路指定し、伝送する経路指定手段を備える、上記通信処理装置とネットワーク制御装置とに接続されているシステム制御装置とを備える、リソースの集中制御を備える分散無線システムを提供する。
【０００８】
また、本発明は、各通信処理装置が、アップリンク無線信号のアップリンクデータフレームへの処理およびダウンリンクデータフレームのダウンリンク無線信号への処理を含めて、それが責任を負うべきセルのチャネル処理タスクを実行する、相互に接続され、データを交換するためにネットワーク制御装置に直接接続されている複数の通信処理装置と、通信処理装置の1つが責任を負うべきセルのチャネル処理タスクが、一部または全部、処理のために他のチャネル処理装置に割り振られるように、上記通信処理装置の間でのチャネル処理タスクの割り振りを制御するチャネル処理スケジューリング手段を備える、上記通信処理装置とネットワーク制御装置とに接続されているシステム制御装置とを備える、リソースの集中制御を備える分散無線システムも提供する。
【０００９】
従来技術と比べて、同じ数のセルにサービス提供する場合、本発明は、より少ない伝送リソースで済み、無線システム全体がより高い使用可能度を持つことを保証する。したがって、セルの伝送リソースのコストが低減されるため、より多くのセルに対応することが可能であり、そのため、分散無線システム全体の総チャネル処理リソースが従来の集中基地局より多くなり、より高い統計的多重化利得が得られる。高い使用可能性は、同じ呼損失条件において、無線システム全体の1セル当たりの平均チャネル処理リソースコストがより小さくなることを保証する。
【００１０】
本発明の上記および／またはその他の態様、特徴および/または利点は、以下の説明を、添付の図と合わせて考察すればより完全に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
(第1の実施形態)
1.システムアーキテクチャ
図3に、本発明によるチャネル処理リソースの集中制御を備える分散無線システムの一実施形態を示す。図3に示すように、チャネル処理リソースの集中制御に基づく分散無線システム20は、無線制御経路指定ゲートウェイ22と、無線ゲートウェイ(Radio Gateway、RG)23と、リモートアンテナユニット(RAU)24とを備える。無線ゲートウェイ23は、アップリンクおよびダウンリンク無線信号の処理を行い、この処理は、集中基地局システムにおけるチャネル処理ユニットの処理と類似のものである。無線ゲートウェイ23は、インターフェースIraを介してリモートアンテナユニット(RAU)24に接続する。分散無線システム20は複数の無線ゲートウェイ23を含み、それらの間にはインターフェースIrgがある。各無線ゲートウェイ23は、インターフェースIrcを介して無線制御経路指定ゲートウェイ(Radio Control and Routing Gateway、RCRG)22に接続する。
【００１３】
本実施形態によれば、無線ゲートウェイ23とリモートアンテナユニット24の間のインターフェースIraは、既存の集中基地局システムにおける中央チャネル処理サブシステムとリモートアンテナユニットの間のインターフェースとしてもよく、これには光ファイバ、同軸ケーブル、マイクロ波などの伝送媒体を用いることができる。信号伝送は、サンプリング後のディジタル信号によって行われても、変調後のアナログ信号によって行われてもよい。信号は、ベースバンド信号でも、中間周波数信号でも、無線周波数信号でもよい。しかしながら、本発明では、I/Q(同相/直交)成分によって形成されるベースバンドディジタル信号を用いて伝送を行うのが好ましい。これは、無線信号伝送の処理に加えて、リモートアンテナユニットへの対応する制御および管理を行うには、インターフェースIraは、さらに、他の制御および管理情報の同時伝送を行う必要があり、一体化された物理的リンクを使って上記データの同時伝送を実行するためのディジタル伝送設備も必要とするからである。
【００１４】
図7は、本発明による分散無線システムの無線ゲートウェイ60の構造を示す概略図である。図7に示すように、無線ゲートウェイ60は、主に、チャネル処理リソースプール62、信号分配ユニット64、Iraインターフェースユニット65、Irgインターフェースユニット63、Ircインターフェースユニット61などを含む機能ユニットを備える。図3に示す実施形態では、Irgインターフェースユニット63とIrcインターフェースユニット61の間に破線で示すような直接または間接のパスがある。
【００１５】
本実施形態によれば、無線ゲートウェイ23は、主に、無線信号のベースバンド処理を行うためのチャネル処理ユニットによって形成される。WCDMA(広帯域符号分割多重接続)システムを例に取ると、ダウンリンク方向で、無線ゲートウェイは、Ircからの送信チャネルのダウンリンクデータフレームを受け取り、チャネル符号化、インターリービング、速度適応、拡散、スクランブリング、変調、波形整形フィルタリングなどを含む操作を行う。アップリンク方向で、無線ゲートウェイは、IraまたはIrgインターフェースからI/Qベースバンドディジタル信号を受け取り、整合フィルタリング、逆拡散、チャネル推定、レークマージ、信号対干渉比(SIR)推定、デインターリービング、チャネル復号化などを含む操作を行い、送信チャネルのアップリンクデータフレームを形成する。加えて、無線ゲートウェイは、さらに、内部ループ電力制御やランダムアクセス制御などの操作も行う。
【００１６】
無線ゲートウェイ間のインターフェースIrgは、本発明で提案する新規のインターフェースであり、本発明の分散チャネル処理において重要な役割を果たす。本発明によれば、Iraインターフェースを介してセルのリモートアンテナユニットに接続されている無線ゲートウェイをサービス提供無線ゲートウェイ(Servicing RG、SRG)といい、Irgインターフェースを介してそのセルのチャネル処理の一部または全部を共用する無線ゲートウェイをドリフト無線ゲートウェイ(Drift RG、DRG)という。本発明によれば、Irgインターフェースは、主に、サービス提供無線ゲートウェイを介してドリフト無線ゲートウェイに送られるI/Q成分によって形成されるアップリンクベースバンドディジタル無線信号、およびドリフト無線ゲートウェイを解してサービス提供無線ゲートウェイに送られるI/Q成分によって形成されるダウンリンクベースバンドディジタル無線信号を送信する。
【００１７】
図3に示す分散無線システムにおいて、無線制御経路指定ゲートウェイ22と無線ゲートウェイ23の間のインターフェースIrcは、制御プレーンとユーザプレーンに分けられる。制御プレーンは、それが責任を負うべき無線ゲートウェイ23に関する無線制御経路指定ゲートウェイ22の制御信号の転送に使用される。制御信号は、2つのクラス、すなわち、チャネル処理ユニットの間で物理チャネルの物理チャネルを割り振ることを目的とする、従属セルの物理チャネルの構成状態に応じた無線ゲートウェイ内のチャネル処理ユニットの制御パラメータの構成および変更のための操作と、サービス提供無線ゲートウェイのチャネル処理タスクを共用するようにドリフト無線ゲートウェイを制御することを目的とする、無線ゲートウェイの間でのチャネル処理リソースの割り振り制御、確立、変更、解放などを含む操作とを含む。ユーザプレーンは、無線ゲートウェイのためのチャネル処理リソースの割り振り条件に対応する送信チャネルのアップリンクおよびダウンリンクデータフレームを送信する。加えて、制御プレーンまたはユーザプレーンは、さらに、各セルのタイミング制御情報を含むはずであり、WCDMAシステムを例に取ると、上記の各セルのタイミング制御情報は、BFNおよび/またはSFNのフレームタイミング情報である。
【００１８】
図5に、図3の分散無線システムにおける無線制御経路指定ゲートウェイ22の機能別構造40を示す。図5では、説明を簡潔で明確なものにするために、本発明と無関係なモジュールの説明が省略されている。というのは、これらのモジュールは当分野の技術者には知られているからである。図5に示すように、構造40は、無線ゲートウェイ制御ユニット41と、経路指定ユニット42とを備える。無線ゲートウェイ制御ユニット41は、制御プロトコル実行モジュール43と、チャネル構成管理モジュール44と、チャネル処理スケジューラモジュール45とを備える。経路指定ユニット42は、ユーザプロトコル実行モジュール46と、割り振りモジュール47と、組合せモジュール48とを備える。制御プロトコル実行モジュール43は、BSC/RNCが制御プロトコル実行モジュール43を介して無線ゲートウェイへの制御を強制することができるように、BTSとBSC/RNCの間でインターフェース制御プレーンの機能エンティティを実施するのに使用される。WCDMAシステムを例にとると、このモジュールは、BTS(すなわちノードB)とRNCの間でインターフェースプロトコルNBAP(ノードBアプリケーションプロトコル)の機能エンティティを実施する。チャネル構成管理モジュール44は、BSC/RNCが、チャネル構成管理モジュール44を介して無線ゲートウェイのチャネル構成への制御を強制することができるように、無線ゲートウェイのチャネル構成の管理を担当する。例えば、チャネル構成管理モジュール44を介して、BTSとBSC/RNCの間のインターフェース制御プレーンプロトコルによる物理チャネルの構成および管理を、無線ゲートウェイにおけるチャネル処理ユニットのための制御パラメータの構成および変更などの操作にマップすることができる。チャネル処理スケジューラモジュール45は、それが責任を負うべき無線ゲートウェイのチャネル処理リソースのスケジューリング全体を担当する。すなわち、各セルの実際のトラフィック分配に従って無線ゲートウェイのチャネル処理リソースの最適化された割り振りおよび制御を実施し、対応するチャネル処理リソースの確立、変更、解放などの操作を実行する。経路指定ユニット42は、ユーザプレーンデータフレーム経路指定を担当する。そのユーザプロトコル実行モジュール46は、BSC/RNCと無線ゲートウェイの間でアップリンクおよびダウンリンクデータフレームを転送するために、BTSとBSC/RNCの間でインターフェースユーザプレーンの機能エンティティを実施するのに使用される。WCDMAシステムを例に取ると、このモジュールは、ユーザプレーン共通送信チャネル、およびノードBとRNCの間の専用送信チャネルのためのフレームプロトコルの機能エンティティを実施する。ダウンリンク方向で、割り振りモジュール47は、無線ゲートウェイのチャネル処理リソースの割り振り条件に従ってBSC/RNCからのダウンリンクデータフレームのために分離またはマルチキャストを行い、それらを対応する無線ゲートウェイに経路指定する。アップリンク方向で、組合せモジュール48は、無線ゲートウェイのチャネル処理リソースの割り振り条件に従ってBSC/RNCからの処理によって形成されるアップリンクデータフレームのマージを行い、BTSとBSC/RNCの間のインターフェースを介してそれらをBSC/RNCに送信する。加えて、構造40は、さらに、分散無線システム全体のタイ���ング制御モジュール(不図示)も備える。
【００１９】
上記に従い、図3に示す分散無線システムにおいて、無線制御経路指定ゲートウェイ22は、BTSとBSC/RNC21の間の制御プレーンおよびユーザプレーンのインターフェースプロトコルを終了させ、BSC/RNC21との一体化されたインターフェースを提供する。
【００２０】
図5に示す実施形態では、制御プロトコル実行モジュール43およびチャネル構成管理モジュール44は任意選択とし得ることに留意すべきである。これら2つのモジュールなしで、本発明の目的を達成することも可能である。
【００２１】
2.リソース制御および信号分配
前述のように、無線制御経路指定ゲートウェイ22は、無線ゲートウェイ23のチャネル処理リソースの最適化された割り振りおよび制御を担当する。本発明によれば、ネットワーク接続するときのネットワーク構成において、地理的に隣接しているある数のセルに対応するリモートアンテナユニットが、上記Iraインターフェースを介して無線ゲートウェイに接続される。よって、ある条件を満足させるとき、例えば、無線ゲートウェイに属するセルの総トラフィックがある一定の閾値を下回るときには、すべてのチャネル処理が、その無線ゲートウェイによって実行されてもよい。別の条件を満たすとき、例えば、その無線ゲートウェイに属するセルの総トラフィックがその閾値または別の閾値を上回るとき、あるいは無線ゲートウェイの一部または全部に障害が発生しているときに、無線制御経路指定ゲートウェイ22は、その無線ゲートウェイとのIrgインターフェースを備える他の無線ゲートウェイの負荷に基づいて、その無線ゲートウェイの処理能力を超えるチャネル処理負荷を、処理要求を満たす他の無線ゲートウェイに割り振る、すなわち、それによって対応するチャネル処理を実行させるために、関連する無線信号を、Irgインターフェースを介して関連する無線ゲートウェイに送信する。
【００２２】
アップリンク信号とダウンリンク信号の間には一定の接続があり、例えば、WCDMAシステムでは、アップリンクおよびダウンリンク物理チャネルは、一定のタイミング関係、ならびに、電力制御コマンド(TPC)、閉ループ送信ダイバーシチにおけるフィードバック指示(FBI)、サイト選択ダイバーシチ送信(SSDT)などといった、物理層のいくつかの制御コマンドの生成および処理を満足させるため、本発明では、アップリンクおよびダウンリンク無線信号の処理が、同じ無線ゲートウェイによって行われることを必要とするのが好ましい。
【００２３】
図3に示す分散無線システムでは、無線ゲートウェイ23内の信号分配ユニット64は、図8aに示すような信号分配さえ行えばよく、したがって、そのIrgインターフェースは、負荷共用でのアップリンクおよびダウンリンクベースバンドディジタル無線信号を送信するためだけに使用される。前述のように、アップリンクおよびダウンリンクデータフレームの経路指定およびマージは、無線制御経路指定ゲートウェイ22によって、すなわち、ダウンリンク方向で行われ、無線制御経路指定ゲートウェイ22は、無線ゲートウェイのチャネル処理リソースの割り振り条件に従って、BSC/RNCからのダウンリンクデータフレームの分離またはマルチキャストを行い、それらを対応する無線ゲートウェイに経路指定する。アップリンク方向で、無線制御経路指定ゲートウェイ22は、無線ゲートウェイのチャネル処理リソースの割り振り条件に従って、BSC/RNCからの処理によって形成されるアップリンクデータフレームのマージを行い、一体化されたインターフェースを介して、それらをBSC/RNCに送信する。
【００２４】
3.システムタイミング制御
セルラ無線通信システムにおいて、各BTSは、物理チャネルフレームタイマを有し、したがって、すべての物理チャネルは、そのようなタイミングに基づいて送受信を行う。WCDMA FDDシステムを例に取ると、各ノードBは、それによってカバーされるセルのシステムフレームタイミング(SFN)と同一のローカルフレームタイマ(BFN)を有し、SFNおよびBFNは、0〜4095フレームの範囲にあり、セルのすべての無線チャネルは、これを基準として確立される(詳細については、TS25.402、TS25.211などのプロトコルを参照されたい)。
【００２５】
本発明によれば、分散無線システム内のすべての無線ゲートウェイが、同じフレームタイミングを用いる、すなわち、完全に同期していることが好ましい。WCDMAシステムを例に取ると、1つのBFNがある。このフレームタイマの維持は無線制御経路指定ゲートウェイ22によって行われ、タイミングは、Ircインターフェースを介した制御の下で各無線ゲートウェイに配信される。インターフェースIrg、Iraなどの伝送遅延を補償するために、無線制御経路指定ゲートウェイ22は、さらに、ある一定の遅延測定方法によってインターフェースIrg、Iraなどの伝送遅延を推定し、ある一定の制御信号によって無線ゲートウェイのタイミング制御を行う必要がある。
【００２６】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態は、第1の実施形態にほとんど類似したものであり、したがって、以下の説明では、同一部分を省略し、違いに関する詳細のみを示す。
【００２７】
1.システムアーキテクチャ
図4に、本発明によるチャネル処理リソースの集中制御を備える分散無線システムの別の実施形態を示す。図4には、ユーザプレーンデータストリームおよび制御ストリームから分離されている、BSC/RNCとのインターフェースが示されている。図3の第1の実施形態との違いは、無線制御経路指定ゲートウェイが無線ゲートウェイコントローラ(Radio Gateway Controller、RGC)32で置き換えられていることである。無線ゲートウェイ33は、Ir-uインターフェースを介して、BSC/RNC31に、ユーザプレーンデータフロー転送を直接提供し、無線ゲートウェイ33は、Ir-cインターフェースを介して無線ゲートウェイコントローラ32に接続し、無線ゲートウェイコントローラ32は、BSC/RNC31に接続するための制御プレーンインターフェースを提供する。
【００２８】
図4に示す分散無線システムにおいて、Irgインターフェースは、サービス提供無線ゲートウェイを介してドリフト無線ゲートウェイに転送される、ドリフト無線ゲートウェイに割り振られた処理リソースに対応する送信チャネルのダウンリンクデータフレーム、およびドリフト無線ゲートウェイを介してサービス提供無線ゲートウェイに転送される、ドリフト無線ゲートウェイに割り振られた処理リソースに対応する送信チャネルのアップリンクデータフレームも送信する。
【００２９】
無線ゲートウェイ33は、無線ゲートウェイ33に属するセルの送信チャネルのアップリンクおよびダウンリンクデータフレームを送信するために、Ir-uインターフェースを介してBSC/RNC31にユーザプレーンデータストリーム搬送を直接提供する。同時に、無線ゲートウェイ33は、Ir-cインターフェースを介して無線ゲートウェイコントローラ32に接続され、各インターフェースを介して、無線ゲートウェイコントローラ32は、その従属無線ゲートウェイ33に対して以下の2種類の制御操作を行う。それらは、従属セルの物理チャネルの構成状態に応じた無線ゲートウェイ内のチャネル処理ユニットの制御パラメータの構成および変更のための操作、および無線ゲートウェイの間でのチャネル処理リソースの割り振り制御、確立、変更、解放などを含む操作である。加えて、各セルのタイミング制御情報も、Ir-cインターフェースを介して送信される必要がある。
【００３０】
図4に示す分散無線システムにおいて、無線ゲートウェイコントローラ32は、主に、無線ゲートウェイ制御機能を果たす。図6に、無線ゲートウェイコントローラ32のこの機能別構造50を示す。構造50は、制御プロトコル実行モジュール51と、チャネル処理スケジューラモジュール52と、チャネル構成管理モジュール53とを備える。制御プロトコル実行モジュール51は、図5の制御プロトコル実行モジュール43と類似のものであり、BSC/RNCが制御プロトコル実行モジュール51を介して無線ゲートウェイへの制御を強制することができるように、BTSとBSC/RNCの間でインターフェース制御プレーンの機能エンティティを実施するのに使用される。図のチャネル構成管理モジュール44と同様に、チャネル構成管理モジュール53は、BSC/RNCが、チャネル構成管理モジュール53を介して無線ゲートウェイのチャネル構成への制御を強制することができるように、無線ゲートウェイのチャネル構成の管理を担当する。例えば、チャネル構成管理モジュール53を介して、BTSとBSC/RNCの間のインターフェース制御プレーンプロトコルによる物理チャネルの構成および管理を、無線ゲートウェイにおけるチャネル処理ユニットのための制御パラメータの構成や変更などの操作にマップすることが可能である。図のチャネル処理スケジューラモジュール45と同様に、チャネル処理スケジューラモジュール45は、それが責任を負うべき無線ゲートウェイのチャネル処理リソースのスケジューリング全体を担当する。すなわち、セルの実際のトラフィック分配に応じた無線ゲートウェイのチャネル処理リソースの最適化された割り振りおよび制御を実施し、対応するチャネル処理リソースの確立、変更、解放などの操作を行う。
【００３１】
図4に示す分散無線システムにおいて、無線ゲートウェイコントローラ32は、BTSとBSC/RNCの間の制御プレーンのインターフェースプロトコルの終了を担当し、BSC/RNCとの一体化された制御インターフェースを提供する。各無線ゲートウェイは、それぞれの従属セルのBSC/RNCとのユーザプレーンインターフェースプロトコルの終了を担当し、それぞれ、BSC/RNCとのユーザデータインターフェースを提供する。したがって、この構造は、搬送が制御と分離されている構造を用いる無線アクセスネットワークに適合される。加えて、無線ゲートウェイコントローラ32は、分散無線システム全体のタイミング制御も担当する。
【００３２】
無線ゲートウェイ33の構造は、図7に示すとおりである。第1の実施形態との違いは、第1の実施形態のIrcインターフェースユニットがIr-c/Ir-uインターフェースユニットで置き換えられていることである。
【００３３】
図6に示す実施形態では、制御プロトコル実行モジュール51とチャネル構成管理モジュール53は任意選択とし得ることに留意すべきである。これら2つのモジュールなしで、本発明の目的を達成することも可能である。
【００３４】
2.リソース制御および信号分配
図4に示す分散無線システムでは、信号分配ユニット64内の無線ゲートウェイ33は、分散無線システム8に示す2つの信号分配を行ってもよい。図8aには、セルのアップリンクおよびダウンリンク信号が、必要に応じて、完全にドリフト無線ゲートウェイに切り換えられる場合を示す。図8bには、セルのアップリンク信号が、必要に応じて、サービス提供無線ゲートウェイとドリフト無線ゲートウェイのチャネル処理ユニットに同時に分配され、それによって、サービス提供無線ゲートウェイとドリフト無線ゲートウェイが、それぞれ、セルのアップリンク信号中のアップリンクトラフィックチャネルの一部分の処理を行えるようにする場合を示す。また、サービス提供無線ゲートウェイとドリフト無線ゲートウェイは、それぞれ、セルのダウンリンク信号中のアップリンクトラフィックチャネルに対応するダウンリンクトラフィックチャネルの処理を行えるようにされ、ダウンリンク信号は、無線チャネルの多重化モードに従って、信号分配ユニット内のダウンリンク信号の1つのフローへと多重化される。図8bは、実際には、2つの特殊な場合も含み、その1つは、セルのチャネル処理が、複数のドリフト無線ゲートウェイによって同時に行われる場合であり、もう1つは、セルのチャネル処理が、サービス提供無線ゲートウェイと複数のドリフト無線ゲートウェイによって同時に行われる場合である。
【００３５】
したがって、図4に示す分散無線システムに関しては、Irgインターフェース上に2種類のデータがあり、その1つは、負荷共用のために送信されるアップリンクおよびダウンリンクベースバンドディジタル無線信号であり、もう1つは、サービス提供無線ゲートウェイを介してBSC/RNCから送られるダウンリンクデータフレーム、およびドリフト無線ゲートウェイの処理後にサービス提供無線ゲートウェイに戻されるアップリンクデータフレームである。したがって、Irgインターフェースのデータストリームは、次の2つの経路指定を有する。ダウンリンク方向では、BSC/RNC73からのダウンリンクデータフレームが、サービス提供無線ゲートウェイによってドリフト無線ゲートウェイに送られ、それによって、ドリフト無線ゲートウェイは、指定されたセルのダウンリンク物理チャネルの一部または全部を生成し、Irgインターフェースを介してサービス提供無線ゲートウェイに送られるベースバンドディジタル信号を形成し、アンテナを介して送出されるサービス提供無線ゲートウェイ内のセルのダウンリンク無線信号を同期させる。アップリンク方向では、アンテナによって受け取られたセルのアップリンクディジタルベースバンド信号が、サービス提供無線ゲートウェイを介してドリフト無線ゲートウェイに経路指定されて、ドリフト無線ゲートウェイのベースバンド処理後のアップリンクデータフレームの一部または全部を生成し、Irgインターフェースを介してサービス提供無線ゲートウェイに戻され、最終的には、一体化されたIr-uインターフェースを介して、サービス提供無線ゲートウェイによってBSC/RNCに転送される。
【００３６】
3.システムタイミング制御
第2の実施形態のタイミング制御は、第1の実施形態のものと同一である。
【００３７】
以上、本発明を、好ましい実施形態に基づいて説明したが、これらの説明は本発明を説明するためのものにすぎず、本発明を限定するものであると解釈すべきではない。当分野の技術者は、本発明に関して様々な可能な変更および改良を行うことができ、これらの変更および改良は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲および精神に含まれるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１ａ】従来のBTSの構造を示す概略図である。
【図１ｂ】従来のBTSおよびBSC/RNCを含むネットワークの構造を示す概略図である。
【図２】リモートアンテナユニットを使った集中基地局の構造を示す図である。
【図３】本発明によるチャネル処理リソースの集中制御を備える分散無線システムの一実施形態を示す図である。
【図４】本発明によるチャネル処理リソースの集中制御を備える分散無線システムの別の実施形態を示す図である。
【図５】本発明による分散無線システムの無線制御および経路指定ゲートウェイの機能別構造を示す図である。
【図６】本発明による分散無線システムの無線ゲートウェイコントローラの機能別構造を示す図である。
【図７】本発明による分散無線システムの無線ゲートウェイの構造を示す概略図である。
【図８ａ】本発明による分散無線システムの2つの信号分配方式を示す図である。
【図８ｂ】本発明による分散無線システムの2つの信号分配方式を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
10  集中BTSシステム
11  中央チャネル処理サブシステム
12  処理リソースプール
13  信号分配ユニット
14  ラインインターフェースユニット
15  リモートアンテナユニット
20  分散無線システム
22  無線制御経路指定ゲートウェイ
23  無線ゲートウェイ
24  リモートアンテナユニット
31  BSC/RNC
32  無線ゲートウェイコントローラ
33  無線ゲートウェイ
34  無線ゲートウェイのチャネル処理リソース
40  機能別構造
41  無線ゲートウェイ制御ユニット
42  経路指定ユニット
43  制御プロトコル実行モジュール
44  チャネル構成管理モジュール
45  チャネル処理スケジューラモジュール
46  ユーザプロトコル実行モジュール
47  割り振りモジュール
48  組合せモジュール
50  機能別構造
51  制御プロトコル実行モジュール
52  チャネル処理スケジューラモジュール
53  チャネル構成管理モジュール
60  無線ゲートウェイ
61  Ircインターフェースユニット
62  チャネル処理リソースプール
63  Irgインターフェースユニット
64  信号分配ユニット
65  Iraインターフェースユニット
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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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８ａ】
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【図８ｂ】
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【国際調査報告】
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