(57)【要約】  複数のアンテナ搬送波を用いた無線インタフェース上で情報を送受信する無線基地局において、無線装置コントローラ（ＲＥＣ）と無線装置（ＲＥ）ノード間で通信を行うためのインタフェース、装置、及び方法について説明する。ＲＥＣノードは、伝送リンクを介してＲＥノードと離れてかつ接続されて設置される。制御情報とユーザ情報の双方が、ＲＥＣノードからＲＥノードに、あるいはＲＥノードからＲＥＣノードに、伝送リンクを介して送信するために生成される。インタフェースの種々の特徴的な利点を示す。
2007507957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ搬送波を用いた無線インタフェースで情報を送信するために、無線装置コントローラ（ＲＥＣ）ノードと無線装置（ＲＥ）ノードとの間でデータをやり取りするための無線基地局内で用いられる方法であって、
前記ＲＥＣノードは前記ＲＥノードと分離され伝送リンクで接続されており、
前記ＲＥＣノードから前記ＲＥノード、或いは前記ＲＥノードから前記ＲＥＣノードに前記伝送リンクにより伝送する制御情報と、夫々が１つの無線搬送波に対する１つのアンテナに関係したデータに対応する複数のデータフローを含むユーザ情報とを生成する工程と、
前記制御情報と前記ユーザ情報とを複数の時分割多重化（ＴＤＭ）フレームにフォーマットする工程と、
前記伝送リンクによりフレームを他のノードに送信する工程とを有し、
それぞれのＴＤＭフレームは前記制御情報のための制御タイムスロットと前記ユーザ情報のための複数のデータタイムスロットとを含み、各データタイムスロットは前記１つのアンテナ搬送波に対応することを特徴とする方法。
【請求項２】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を用いて無線インタフェース上で送信する工程をさらに有し、
フレームの時間長が１つのＣＤＭＡチップ長に対応することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
１つのＣＤＭＡチップ長はおよそ２６０．４２ナノ秒のオーダであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
伝送リンク上の伝送速度がおよそ６１４．４Ｍビット／秒のオーダであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
伝送リンク上の伝送速度がおよそ１２２８．８Ｍビット／秒のオーダであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
伝送リンク上の伝送速度がおよそ２４５７．６Ｍビット／秒のオーダであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
各アンテナ搬送波には前記フレーム中に対応するタイムスロットがあり、
各アンテナ搬送波のデータサンプルは当該アンテナ搬送波に対応するタイムスロットに挿入され、
前記対応するタイムスロットの前記フレーム中の位置は固定であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
各アンテナ搬送波には前記フレーム中に対応するタイムスロットがあり、
各アンテナ搬送波のデータサンプルは当該アンテナ搬送波に対応するタイムスロットに挿入され、
前記対応するタイムスロットの前記フレーム中の位置は可変であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記制御情報は複数の異なる制御フローを含み、
前記複数の異なる制御フローの一部を前記制御タイムスロットに含ませる工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の異なる制御フローは、無線インタフェースタイミング／同期情報、制御・管理（Ｃ＆Ｍ）情報、レイヤ１（Ｌ１）情報、拡張情報の４つの制御フローを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記制御タイムスロットは６４のサブチャネルから構成され、
各サブチャネルは６４番目毎の制御タイムスロットに対応し、
前記６４のサブチャネルでもって前記４つの制御フローが搬送されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
２５６個のフレームをハイパーフレームへと組み合わせる工程と、
１５０個のハイパーフレームを無線インタフェース無線フレームへと組み合わせる工程とをさらに有し、
前記送信する工程では前記無線フレームを前記無線インタフェースより送信することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記ハイパーフレームの１つ以上の境界が用いられて、各制御タイムスロットを割り当てられたサブチャネルに対応づけることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
各ハイパーフレームは前記ハイパーフレーム中で４回繰り返される６４個の制御ワードを含み、前記６４個の制御ワード各々は６４個のサブチャネルに対応し、
前記４つの制御フローが前記６４個のサブチャネルに割り当てられて転送されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
ハイパーフレーム中のサブチャネルの４つの制御ワードのそれぞれが制御フローのサブフローを転送することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記制御情報はレイヤ１（Ｌ１）シグナリングと制御・管理（Ｃ＆Ｍ）情報とを含み、
前記Ｌ１シグナリングは前記制御・管理（Ｃ＆Ｍ）情報のビットレートを指定するために用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記Ｃ＆Ｍ情報は高速Ｃ＆Ｍ情報と低速Ｃ＆Ｍ情報とを含み、
前記Ｌ１シグナリングは前記高速Ｃ＆Ｍ情報のビットレートと前記低速Ｃ＆Ｍ情報のビットレートとを指定するために用いられることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＲＥＣと前記ＲＥ間での通信は通信プロトコルにしたがい、
前記制御情報にはプロトコルバージョンを示すレイヤ１（Ｌ１）シグナリングを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記制御情報はレイヤ１（Ｌ１）シグナリングを含み、
高位レイヤが前記制御情報を処理あるいは提供するために利用可能であるか否かを前記Ｌ１シグナリングで通信することを特徴とする請求項１に記載の記載の方法。
【請求項２０】
前記高位レイヤがデータ、同期、或いは制御・管理（Ｃ＆Ｍ）を処理することができるか否かを示すサービスアクセスインジケータを前記Ｌ１シグナリングが転送することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記制御情報は前記ＲＥＣと前記ＲＥとの間で同期を確立するために用いられる既知のシンボルを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記同期はクロックとデータリカバリとを含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記同期は１つ以上の複数のハイパーフレーム境界を検出することを含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記既知のシンボルが周期的に提供され、前記既知のシンボルに応じて送信されるフィードバック信号を必要とせずに前記ＲＥＣと前記ＲＥ間で前記同期が確立されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記既知のシンボルはＫ２８．５シンボルであることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記ＲＥＣと前記ＲＥ間での起動通信においては、前記伝送リンクについての１つ以上の特性を前記ＲＥＣと前記ＲＥとでネゴシエーションすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記制御情報はレイヤ１（Ｌ１）シグナリングを含み、
前記１つ以上の特性は、ラインビットレート、伝送リンクインタフェースのバージョン、１つ以上の制御・管理（Ｃ＆Ｍ）特性のうちの１つ以上を含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ネゴシエーションは、
前記ＲＥＣが所定の複数のラインビットレートの１つでもって前記インタフェースにより送信を行い、
前記ＲＥはそのような各送信のラインビットレート検出を試み、
前記ＲＥが前記ＲＥＣによる送信の１つを検出したら、前記検出された１つのＲＥＣ送信を検出したときに用いたのと同じラインビットレートを用いて前記ＲＥが前記ＲＥＣに応答することを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記ネゴシエーションは、
前記ＲＥＣと前記ＲＥのいずれか一方あるいは双方が、１つ以上の制御・管理（Ｃ＆Ｍ）フローにおいてサポートされる最大のＣ＆Ｍビットレートを送信し、
前記最大のＣ＆Ｍビットレートを有する前記ＲＥＣと前記ＲＥのいずれかが、他ノードによりサポートされる最大Ｃ＆Ｍビットレートに設定するか、より小さいＣ＆Ｍビットレートを提案することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記ネゴシエーションは、
前記ＲＥＣと前記ＲＥのいずれか一方あるいは双方が、サポートされる最大のインタフェースバージョンを送信し、
前記最大のインタフェースバーションを有する前記ＲＥＣと前記ＲＥのいずれかが、他ノードによりサポートされる最大のインタフェースバージョンに設定するか、より低いインタフェースバージョンを提案することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
最大共通インタフェースバージョンが前記ＲＥＣと前記ＲＥの双方で設定され、
レイヤ１（Ｌ１）以上のレイヤでのインタフェースの起動処理のために用いられることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記伝送リンクに関連する伝送時間遅延を決定する工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ＲＥＣからフレーム構造を受信した時点と前記ＲＥＣに前記フレーム構造を送信した時点とのＲＥ時間差を前記ＲＥが決定する工程と、
前記ＲＥからフレーム構造を受信した時点と前記ＲＥに前記フレーム構造を送信した時点とのＲＥＣ時間差を前記ＲＥＣが決定する工程と、
前記ＲＥ時間差と前記ＲＥＣ時間差とを差し引くことで往復遅延を決定する工程とをさらに有することを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
無線基地局であって、
無線装置コントローラ（ＲＥＣ）部と、
１つ以上のアンテナ素子を含む無線装置（ＲＥ）部と、
前記ＲＥＣと前記ＲＥとの間での通信を可能にする伝送リンクと、
前記伝送リンクの通信プロトコルを定義する通信インタフェースとを有し、
前記ＲＥＣは、
制御情報と、各々が１つの搬送波に対する１つのアンテナに関係するデータに対応する複数のデータフローを含むユーザ情報とを前記伝送リンクを介して前記ＲＥに送信するコントローラと、
前記制御情報と前記ユーザ情報とを複数の時分割多重（ＴＤＭ）フレームへとフォーマットするフレーム形成部と、
前記伝送リンクを介してフレームを前記ＲＥに送信する送信機とを含み、
各ＴＤＭフレームは、前記制御情報のための制御タイムスロットと前記ユーザ情報のための複数のデータタイムスロットとを含み、各データタイムスロットは多数のアンテナ搬送波の１つのデータフローに対応することを特徴とする無線基地局。
【請求項３５】
前記ＲＥは、
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を用いた無線インタフェースにより送受信を行うトランシーバ回路とを含み、
前記フレームの時間長が１つのＣＤＭＡチップ長に対応することを特徴とする請求項３４に記載の無線基地局。
【請求項３６】
１つのＣＤＭＡチップ長はおよそ２６０．４２ナノ秒のオーダであることを特徴とする請求項３５に記載の無線基地局。
【請求項３７】
前記伝送リンクによる伝送速度がおよそ６１４．４Ｍビット／秒のオーダであることを特徴とする請求項３６に記載の無線基地局。
【請求項３８】
前記伝送リンクによる伝送速度がおよそ１２２８．８Ｍビット／秒のオーダであることを特徴とする請求項３６に記載の無線基地局。
【請求項３９】
前記伝送リンク上の伝送速度がおよそ２４５７．６Ｍビット／秒のオーダであることを特徴とする請求項３６に記載の無線基地局。
【請求項４０】
各アンテナ搬送波には前記フレーム中に対応するタイムスロットがあり、
各アンテナ搬送波のデータサンプルは当該アンテナ搬送波に対応するタイムスロットに挿入され、
前記対応するタイムスロットの前記フレーム中の位置は固定であることを特徴とする請求項３４に記載の無線基地局。
【請求項４１】
各アンテナ搬送波には前記フレーム中に対応するタイムスロットがあり、
各アンテナ搬送波のデータサンプルは当該アンテナ搬送波に対応するタイムスロットに挿入され、
前記対応するタイムスロットの前記フレーム中の位置は可変であることを特徴とする請求項第３４に記載の無線基地局。
【請求項４２】
前記制御情報は複数の異なる制御フローから構成され、
前記複数の異なる制御情報の一部を前記制御タイムスロットに含ませる手段をさらに有することを特徴とする請求項３４に記載の無線基地局。
【請求項４３】
前記複数の異なる制御フローは、無線インタフェースタイミング、同期情報、制御・管理（Ｃ＆Ｍ）情報、レイヤ１（Ｌ１）情報、拡張情報の４つの制御フローを含むことを特徴とする請求項４２に記載の無線基地局。
【請求項４４】
前記制御タイムスロットは６４個のサブチャネルから構成され、
各サブチャネルは６４番目毎の制御タイムスロットに対応し、
前記６４個のサブチャネルでもって４つの制御フローが転送されることを特徴とする請求項４２に記載の無線基地局。
【請求項４５】
前記フレーム形成部は、
２５６個のフレームをハイパーフレームへと組み合わせ、
１５０このハイパーフレームを無線インタフェース無線フレームへと組み合わせるように構成され、
前記ＲＥは前記無線インタフェースにより無線フレームを送信するためのＲＦ回路を含むことを特徴とする請求項第４４項記載の無線基地局。
【請求項４６】
前記フレーム形成部は、ハイパーフレームの１つ以上の境界を用いて各制御タイムスロットを割り当てられたサブチャネルに対応づけるように構成されていることを特徴とする請求項４５に記載の無線基地局。
【請求項４７】
各ハイパーフレームは前記ハイパーフレーム中で４回繰り返される６４個の制御ワードからなり、
前記６４個の制御ワード各々は６４個のサブチャネルに対応し、
前記４つの制御フローが前記６４個のサブチャネルに割り当てられて転送されることを特徴とする請求項４５に記載の無線基地局。
【請求項４８】
ハイパーフレーム中のサブチャネルの４つの制御ワードのそれぞれが制御フローのサブフローを転送することを特徴とする請求項４７に記載の無線基地局。
【請求項４９】
前記制御情報はレイヤ１（Ｌ１）シグナリングと制御・管理（Ｃ＆Ｍ）情報とを含み、
前記Ｌ１シグナリングは前記制御・管理（Ｃ＆Ｍ）情報のビットレートを指定するために用いられることを特徴とする請求項３４に記載の無線基地局。
【請求項５０】
前記Ｃ＆Ｍ情報は高速Ｃ＆Ｍ情報と低速Ｃ＆Ｍ情報とを含み、
前記Ｌ１シグナリングは前記高速Ｃ＆Ｍ情報のビットレートと前記低速Ｃ＆Ｍ情報のビットレートとを指定するために用いられることを特徴とする請求項４９に記載の無線基地局。
【請求項５１】
前記ＲＥＣと前記ＲＥ間での通信は通信プロトコルにしたがい、
前記制御情報はプロトコルバージョンを示すレイヤ１（Ｌ１）シグナリングを含むことを特徴とする請求項３４に記載の無線基地局。
【請求項５２】
前記制御情報はレイヤ１（Ｌ１）シグナリングを含み、
高位レイヤが制御情報を処理あるいは提供するために利用可能であるか否かを前記Ｌ１シグナリングで通信することを特徴とする請求項３４に記載の無線基地局。
【請求項５３】
前記高位レイヤがデータ、同期、或いは制御・管理（Ｃ＆Ｍ）を処理することができるか否かを示すサービスアクセスインジケータを前記Ｌ１シグナリングが転送することを特徴とする請求項５２に記載の無線基地局。
【請求項５４】
前記制御情報は前記ＲＥＣと前記ＲＥとの間で同期を確立するために用いられる既知のシンボルを含むことを特徴とする請求項３４に記載の無線基地局。
【請求項５５】
前記同期はクロックとデータリカバリとを含むことを特徴とする請求項３４に記載の無線基地局。
【請求項５６】
前記ＲＥＣと前記ＲＥのそれぞれは１つ以上のハイパーフレーム境界を検出するための同期回路を含むことを特徴とする請求項３４に記載の無線基地局。
【請求項５７】
前記フレーム形成部は既知のシンボルを周期的に提供するように構成されていることを特徴とする請求項５６に記載の無線基地局。
【請求項５８】
前記既知のシンボルはＫ２８．５シンボルであることを特徴とする請求項５７に記載の無線基地局。
【請求項５９】
前記ＲＥＣと前記ＲＥ間での起動処理においては、前記ＲＥＣと前記ＲＥとは、前記伝送リンクの１つ以上の特性をネゴシエーションするように構成された起動処理回路を含むことを特徴とする請求項３４に記載の無線基地局。
【請求項６０】
前記制御情報はレイヤ１（Ｌ１）シグナリングを含み、
前記１つ以上の特性は、ラインビットレート、伝送リンクインタフェースのバージョン、１つ以上の制御・管理（Ｃ＆Ｍ）特性のうちの１つ以上を含むことを特徴とする請求項５９に記載の無線基地局。
【請求項６１】
無線装置ユニット（ＲＥ）を備えた無線基地局において用いられる無線装置コントローラ（ＲＥＣ）であって、前記ＲＥは１つ以上のアンテナ素子と、前記ＲＥＣと前記ＲＥと間での通信を可能とする通信リンク、前記通信リンクの通信プロトコルを定義する通信インタフェースとを具備し、
前記ＲＥＣは、
制御情報と、各々が１つの搬送波に関する１つのアンテナに関連したデータに対応する複数のデータフローを含むユーザ情報とを通信リンクを介してＲＥに送信するコントローラと、
前記制御情報と前記ユーザ情報とを複数の時間分割多重（ＴＤＭ）フレームへとフォーマットするフレーム形成部と、
前記通信リンクを介してフレームを前記ＲＥに送信する送信機とを有し、
それぞれのＴＤＭフレームは、前記制御情報のための制御タイムスロットと前記ユーザ情報のための複数のデータタイムスロットとを含み、
各データタイムスロットは複数のアンテナ搬送波の１つのデータフローに対応することを特徴とする無線装置コントローラ。
【請求項６２】
各アンテナ搬送波には前記フレーム中に対応するタイムスロットがあり、
各アンテナ搬送波のデータサンプルは当該アンテナ搬送波に対応するタイムスロットに挿入され、
前記対応するタイムスロットの前記フレーム中の位置は固定であることを特徴とする請求項６１に記載の無線装置コントローラ。
【請求項６３】
各アンテナ搬送波には前記フレーム中に対応するタイムスロットがあり、
各アンテナ搬送波のデータサンプルは当該アンテナ搬送波に対応するタイムスロットに挿入され、
前記対応するタイムスロットの前記フレーム中の位置は可変であることを特徴とする請求項６１に記載の無線装置コントローラ。
【請求項６４】
前記制御情報は複数の異なる制御フローから構成され、
前記複数の異なる制御情報の一部を前記制御タイムスロットに含ませる手段をさらに有することを特徴とする請求項６１に記載の無線装置コントローラ。
【請求項６５】
前記複数の異なる制御フローは、無線インタフェースタイミング、同期情報、制御・管理（Ｃ＆Ｍ）情報、レイヤ１（Ｌ１）情報、拡張情報の４つの制御フローを含むことを特徴とする請求項６４に記載の無線装置コントローラ。
【請求項６６】
前記制御情報はレイヤ１（Ｌ１）シグナリングと制御・管理（Ｃ＆Ｍ）情報とを含み、
前記Ｌ１シグナリングは制御・管理（Ｃ＆Ｍ）情報のビットレートを指定するために用いられることを特徴とする請求項６１に記載の無線装置コントローラ。
【請求項６７】
前記Ｃ＆Ｍ情報は高速Ｃ＆Ｍ情報と低速Ｃ＆Ｍ情報とを含み、
前記Ｌ１シグナリングは前記高速Ｃ＆Ｍ情報のビットレートと前記低速Ｃ＆Ｍ情報のビットレートとを指定するために用いられることを特徴とする請求項６６に記載の無線装置コントローラ。
【請求項６８】
前記ＲＥＣと前記ＲＥ間での通信は通信プロトコルにしたがい、
前記制御情報にはプロトコルバージョンを示すレイヤ１（Ｌ１）シグナリングを含むことを特徴とする請求項６１に記載の無線装置コントローラ。
【請求項６９】
前記制御情報はレイヤ１（Ｌ１）シグナリングを含み、
高位レイヤが制御情報を処理あるいは提供するために利用可能であるか否かを前記Ｌ１シグナリングで通信することを特徴とする請求項６１に記載の無線装置コントローラ。
【請求項７０】
前記高位レイヤがデータ、同期、制御・管理（Ｃ＆Ｍ）を処理することができるか否かを示すサービスアクセスインジケータを前記Ｌ１シグナリングが転送することを特徴とする請求項６９に記載の無線装置コントローラ。
【請求項７１】
前記制御情報はＲＥＣとＲＥとの間で同期を確立するために用いられる既知のシンボルを含むことを特徴とする請求項６１に記載の無線装置コントローラ。
【請求項７２】
前記フレーム形成部は既知のシンボルを周期的に送信するよう構成されていることを特徴とする請求項７１に記載の無線装置コントローラ。
【請求項７３】
前記ＲＥＣは、前記伝送リンクの１つ以上の特性を前記ＲＥとネゴシエーションするように構成された起動処理回路を有することを特徴とする請求項６１に記載の無線装置コントローラ。
【請求項７４】
前記制御情報はレイヤ１（Ｌ１）シグナリングを含み、
前記１つ以上の特性は、ラインビットレート、伝送リンクインタフェースのバージョン、１つ以上の制御・管理（Ｃ＆Ｍ）特性のうちの１つ以上を含むことを特徴とする請求項７３に記載の無線装置コントローラ。
【請求項７５】
無線基地局において用いられる無線装置ノード（ＲＥ）であって、前記無線基地局は無線装置コントローラ（ＲＥＣ）、前記ＲＥＣと前記ＲＥと間での通信を可能とする通信リンク、前記通信リンクの通信プロトコルを定義する通信インタフェースとを具備し、
前記ＲＥは、
１つ以上のアンテナ素子に接続された無線トランシーバ回路と、
制御情報と、各々が１つの搬送波に関する１つのアンテナ要素に関係したデータに対応する複数のデータフローを含むユーザ情報とを、前記通信リンクを介して前記ＲＥＣに送信するコントローラと、
前記制御情報と前記ユーザ情報とを複数の時間分割多重（ＴＤＭ）フレームへとフォーマットするフレーム形成部と、
前記通信リンクを介してフレームを前記ＲＥＣに送信する送信機とを有し、
それぞれのＴＤＭフレームは前記制御情報のための制御タイムスロットと前記ユーザ情報のための複数のデータタイムスロットとを含み、各データタイムスロットは複数のアンテナ搬送波の１つのデータフローに対応することを特徴とする無線装置ノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、発明の名称を“共通公開無線インタフェース”という２００３年９月３０日出願のスウェーデン仮出願番号第ＳＥ０３０２５９６−２号の優先権を主張するものであり、当該出願内容はここで参照により本願に組み込まれるものである。
【０００２】
本発明は、ＲＦ処理が実行される１つ以上の遠隔無線ユニットと接続されている主ベースバンド処理ユニットを含む無線基地局のような分散無線基地局に関するものであり、特に、主ベースバンド処理ユニットと１つ以上の遠隔無線ユニットとの間のインタフェースに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
一般的なセルラ無線システムでは、無線ユーザ装置ユニット（ＵＥ）は無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を介して１つ以上のコアネットワークと通信する。ユーザ装置ユニット（ＵＥ）は、移動通信機（セルラ電話機）や移動体端末機能を備えたラップトップのような移動局で良く、従って、それは、例えば、無線アクセスネットワークを介して音声とデータの内の少なくともいずれかを送受信する、携帯、ポケット型、ハンドヘルド型、コンピュータ内蔵型、或いは車載型などの移動体機器である。あるいは、無線ユーザ装置ユニットは、無線ローカルループなどの一部である固定セルラ装置／端末などといった固定無線機器であっても良い。
【０００４】
無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）は複数のセルから構成される地理的地域を対象とし、１つの無線基地局が１つのセルにサービスを行う。ここで、セルとは、無線伝達範囲が基地局のある場所の無線装置によって決定される地理的地域である。また、各セルは、セル内でブロードキャストされる唯一の識別子によって識別される。無線基地局は、エアインタフェースを介して基地局範囲内のユーザ装置ユニット（ＵＥ）と通信する。無線アクセスネットワークでは、一般に複数の基地局が（例えば、地上線やマイクロ波リンクなどで）基地局制御局（ＢＳＣ）あるいは無線ネットワーク制御局（ＲＮＣ）として知られる制御ノードに接続される。制御ノードは、接続されている複数の無線基地局の種々の動作を管理したり協調させたりするものである。
【０００５】
セルラ電話システムにおける従来の無線基地局は一般に同一の位置で動作し、ベースバンド回路と無線回路との間の距離は比較的短く、例えば、１メートルなどのオーダとなる。分散無線基地局は無線装置コントローラ（ＲＥＣ）と無線装置（ＲＥ）とから構成される。両方の部分は物理的に離れた位置にそれぞれを設置しても良い（即ち、ＲＥはアンテナに近い位置に設置されるものの、ＲＥＣはアクセスが容易な場所に設置しても良い）し、また、従来の無線基地局設計のように同一位置に設置することも可能である。無線装置コントローラ（ＲＥＣ）はベースバンド信号処理を実行し、各無線装置（ＲＥ）はベースバンド周波数と無線周波数との間の変換処理を実行するとともに、１つ以上のアンテナを介して信号の送受信を行う。各ＲＥはある地理的地域、セクタ、或いはセルを対象範囲としてサービスを行う。無線装置コントローラ（ＲＥＣ）を複数の遠隔無線装置（ＲＥ）のそれぞれと接続するには、別々の専用光リンクと電気リンクの内の少なくともいずれかが用いられる。なお、リンクという言葉は論理リンクのことを指し、特定の物理媒体に限定されるものではない。各リンクを介して、ＲＥＣからＲＥにはダウンリンクディジタル情報が、ＲＥからＲＥＣにはアップリンクディジタル情報が伝送される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＲＥＣと１つ以上のＲＥとの間で標準化された共通インタフェースをもつことが望ましい。そのような標準化インタフェースを備えることにより、無線基地局設計の柔軟性と効率性を実現でき製品の差別化を行うことができる。また、ＲＥとＲＥＣの技術進歩に個別に対応することが可能となる。そのような標準化インタフェースでは、ユーザプレーンのデータ、制御及び管理（Ｃ＆Ｍ）プレーンのトランスポート機構、同期などを含むトランスポート、接続、制御などに必要な事項が定義することが好ましい。標準化を行うことで、物理レイヤなどといったハードウェア依存レイヤにおいて、そのインタフェースの両側で技術が進歩したとき、ハードウェア更新を最小に抑えることが可能となり、特に有利である。１つの有用な結果として、機能、管理、特性などといった観点での製品の差別化が可能となる。
【０００７】
このようなインタフェースによりサポートされる望ましい特徴として、以下のようなものが含まれる。即ち、
・できるだけ多数のアンテナ搬送波をサポートする高い帯域利用効率
・遅延が非常に小さい（ケーブルの伝送遅延は含まない）
・時間と周波数の高効率な配置
・柔軟な制御、管理シグナリング帯域
・プラグアンドプレイセタートアップ
・柔軟なラインビットレート
・柔軟な物理インタフェース
である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらを含む特徴は、複数のアンテナ搬送波を用いる無線インタフェースにより情報を送受信する無線基地局における、無線装置コントローラ（ＲＥＣ）ノードと無線装置（ＲＥ）ノードとの間での通信のインタフェース、装置、及び方法によって実現される。ＲＥＣノードはＲＥノードとは別々の構成であり、伝送リンクを介してＲＥノードに接続されている。制御情報とユーザ情報とが生成され、ＲＥＣノードとＲＥノードとの間の伝送リンクを介して伝送される。ユーザ情報には複数のデータフローが含まれる。各データフローは、１つの無線搬送波当たり１つのアンテナに関係したデータに対応する。制御情報とユーザ情報とは複数の時分割多重（ＴＤＭ）フレームへとフォーマットされる。各基本ＴＤＭフレームは、制御情報のための１つの制御タイムスロットと、ユーザ情報のための複数のデータタイムスロットとを含む。各データタイムスロットは１つのアンテナ搬送波のデータフローに対応する。フレームは、伝送リンクを介して他のノードに転送される。広帯域符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）環境の実施形では、フレーム長は１つのＣＤＭＡチップ長に対応する。
【０００９】
各アンテナ搬送波はフレーム中に対応するタイムスロットを有し、各アンテナ搬送波のデータサンプルはアンテナ搬送波に対応するタイムスロットに挿入される。その対応するタイムスロットのフレーム中の位置は、固定であっても可変であっても良い。制御情報は複数の異なる制御フローを含み、制御情報の一部が制御タイムスロットに含まれる。複数の異なる制御フローは、例えば、無線インタフェース及びタイミング同期情報、制御・管理（Ｃ＆Ｍ）情報、レイヤ１（Ｌ１）制御情報、拡張情報といった４つの制御フローを含んでいても良い。制御・管理情報には高速と低速の制御・管理情報が含まれ、Ｌ１シグナリングでこれらのビットレートが示される。
【００１０】
制御タイムスロットは６４個のサブチャネルから構成される。そのような各サブチャネルは、６４番目毎の制御タイムスロットに対応する。６４個のサブチャネルが割当てられて４つの制御フローが転送されると良い。ハイパーフレームは複数の基本フレームから構成され、無線フレームは複数のハイパーフレームから構成される。ハイパーフレームの１つ以上の境界が用いられて、各制御タイムスロットを割り当てられたサブチャネルに対応づけることができる。ハイパーフレーム中の４つの制御ワードのそれぞれが、制御フローのサブフローを転送する。
【００１１】
制御情報にはＲＥＣとＲＥとの間で同期を確立するための既知のシンボルが含まれる。その同期には、既知のシンボルを検出し、１つ以上のハイパーフレーム境界を検出することが含まれる。既知のシンボルは周期的に提供されるため、既知の信号を検出することに応じて送信されるフィードバック信号を必要とすることなく同期が確立される。非限定的な１つの実施例では、既知の信号としてＫ２８．５シンボルを用いる。
【００１２】
ＲＥＣとＲＥとの間での起動処理においては、伝送リンクの１つ以上の特性に関するネゴシエーションが行われる。そのネゴシエーションは、ＲＥＣが幾つかの異なるラインビットレートの１つを用いてそのインタフェースにより各送信を行うことで開始される。ＲＥは、そのような各送信のラインビットレートを検出することを試みる。ＲＥがＲＥＣ送信の１つを検出すると、ＲＥは同じラインビットレートでＲＥＣに返信する。同様に、ＲＥＣとＲＥのどちらか一方あるいは双方は、１つ以上の制御・管理フローをサポートされる最大のビットレートで送信する。最大の制御・管理ビットレートで送信したノードは、他ノードによりサポートされる最大ビットレートに設定する。あるいは、ＲＥＣはより低いＣ＆Ｍビットレートを提案する。このような類似の双方向ネゴシエーションが、サポートされるＲＥＣ−ＲＥインタフェース通信プロトコルの最大バージョンの選択に関しても行われる。
【００１３】
もう一つの特徴は、伝送リンク／内部インタフェースに関する伝送時間遅延の校正・補償処理を含む。具体的には、ＲＥＣからフレーム構造を受信した時点とそのフレーム構造をＲＥＣに送信した時点とのＲＥ時間差をＲＥが決定する。同様に、ＲＥからフレーム構造を受信した時点とそのフレーム構造をＲＥに送信した時点とのＲＥＣ時間差をＲＥＣが決定する。往復（ラウンドトリップ）遅延は、ＲＥ時間差とＲＥＣ時間差とを差し引くことで求められる。
【００１４】
以上の特徴や利点を、さらに、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、具体的な実施例、処理手順、技術などについての明細について記すが、これらの記述は説明目的のためであり、内容を限定するためのものではない。当業者であれば、以下の具体的な詳細に加えて、他の実施例を用いることができることを認識するであろう。例えば、以下では非限定的な例でもって説明を行っているものの、本発明は無線基地局を用いるいかなる無線通信システムに適用することができる。また、不必要な説明を行うことで曖昧な記述となることを避けるために、公知の方法、インタフェース、回路、シグナリングの詳細な説明は省いている。さらに、個々の機能ブロックは複数の図面でも示されている。当業者であれば、これらのブロックの機能は、個々のハードウェア回路を用いるか、適切にプログラミングされたディジタルマイクロプロセッサあるいは汎用コンピュータ上でのソフトウェアプログラムやデータを用いるか、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を用いるか、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）を用いるかの内、少なくともいずれかを用いることで実現されることが理解できよう。
【００１６】
ＧＳＭなどの第２世代セルラ電話システムにおいてはデータ処理に制約があったため、高ビットレートサービスを提供することで、高品質画像や映像などの送受信や、高データレートでのワールドワイドウェブへのアクセスを可能とする第３世代システムが開発された。この第３世代移動通信システムのことを、ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）と呼ぶ。広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）が、無線／エアインタフェースでの通信で用いられる主たる第３世代アクセス技術である。ＵＭＴＳシステムは、複数の論理ネットワーク要素を含み、それぞれの要素は定義された機能を具備する。図１に、ＵＭＴＳシステムの例を示す。ネットワーク要素は、ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）と呼ばれ無線に関するすべての機能を実行する無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）と、ＰＳＴＮ、ＩＳＤＮ、ＰＬＭＮ、インターネットなどの外部ネットワークに、呼の交換やルーティング、データコネクションを担当するコアネットワーク（ＣＮ）とにグループ化される。ＵＴＲＡＮは、複数のセルから構成される地理的地域を対象とし、１つの無線基地局が１つのセルにサービスを行う。セルとは、無線伝達範囲が無線装置によって決定される地理的地域である。ユーザ装置（ＵＥ）は、ユーザと無線／エアインタフェースとのインタフェースとなる。
【００１７】
以下の説明では、Ｉｕｂインタフェースと無線／エアインタフェースＵｕとの間でデータフローを変換するノードＢに焦点を当てている。ＲＥＣを１つ以上のＲＥに接続する無線基地局内の内部インタフェースを、ここでは共通公開インタフェース（ＣＰＲＩ）と呼び、図３に示す。なお、ＣＰＲＩインタフェースは公開インタフェースとして考えているものの、非公開インタフェースであっても良い。また、以下ではＵＭＴＳに基づく記述をしているが、ＵＭＴＳシステムに限定されるものではなく、いかなる分散無線基地局に対して適用することができる。
【００１８】
図２Ａは、１つのＲＥＣと１つのＲＥとの間のポイント−ツウ−ポイントのＣＰＲＩリンクを示した図である。図２Ｂは、１つのＲＥＣと１つのＲＥとの間の複数のポイント−ツウ−ポイントのＣＰＲＩリンクを示した図である。図２Ｃは、１つのＲＥＣと複数のＲＥとの間の複数のポイント−ツウ−ポイントのＣＰＲＩリンクを示した図である。なお、図２Ｃではスター型のトポロジーを示しているが、ＲＥＣと複数のＲＥとを縦列に接続するような他のトポロジーを用いることもできる。
【００１９】
無線装置コントローラ（ＲＥＣ）ノードは、ＵＭＴＳ無線アクセスネットワークのＩｕｂインタフェースを介して無線ネットワークコントローラへのアクセスを提供する。一方、無線装置（ＲＥ）ノードは、ユーザ装置へのエアインタフェースとして役目を果たす（ＵＭＴＳネットワークでは、エアインタフェースをＵｕインタフェースと呼ぶ）。ＲＥＣはディジタルベースバンド領域での無線機能を実行するのに対し、ＲＥはアナログ無線周波数（ＲＦ）機能を実行する。このように機能を分割することで、同相／直交位相複素数データに基づいた一般的なＣＰＲＩインタフェースが定義される。非限定的なＵＭＴＳの例として話を進めるが、ＲＥＣはＩｕｂトランスポート、無線基地局制御／管理、ディジタルベースバンド処理を担当する。ＲＥは、フィルタリング、変調、周波数変換、増幅などといったアナログ無線周波数機能を実行する。ＵＭＴＳ  ＴＤＤ標準におけるＲＥＣとＲＥとでの機能分担の概要を表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
ユーザプレーンデータ（ＩＱデータ）に加えて、制御・管理（Ｃ＆Ｍ）制御信号と同期制御信号とがＲＥＣとＲＥの間でやり取りされる。制御とユーザデータの両方を含むすべての情報ストリーム、或いは“プレーン”は、レイヤ１とレイヤ２プロトコルを用いたディジタルシリアル通信回線上に多重化される。図３を参照されたい。図４に示すように、異なるの情報フローは適切なサービスアクセスポイント（ＳＡＰ）を介してレイヤ２にアクセスする。
【００２２】
ＣＰＲＩでは、物理レイヤ（レイヤ１）とデータリンクレイヤ（レイヤ２）のプロトコルを定義している。レイヤ１では、電気的特性、光特性、異なるデータフローの時分割多重、低レベルシグナリングが定義される。レイヤ２では、メディアアクセス制御、フロー制御、制御・管理情報フローのデータ保護が定義される。複数のプロトコルプレーンあるいはフローが存在する。制御プレーンは、呼処理のための制御情報を含む。同期プレーンは、ＲＥＣとＲＥとの間での、同期・タイミング情報を含む。管理プレーンは、ＣＰＲＩインタフェースとＲＥの運用、管理、及び保守のための管理情報を含む。ユーザプレーンは、無線ネットワーク局からユーザ装置、あるいはユーザ装置から無線ネットワーク局に転送されるユーザデータを含む。
【００２３】
ユーザデータは、ＩＱデータと呼ばれる複素データの形式で転送される。ここで、“Ｉ”は複素信号の実部或いは同相成分であり、“Ｑ”は複素信号の虚部（直交位相）成分である。複数のＩＱデータフローは１つのＣＰＲＩリンクを介して送信されることがあるが、各ＩＱデータフローは１つの搬送波についての１つのアンテナのデータを反映している。以下、このＩＱデータフローをアンテナ搬送波（ＡｘＣ）と呼ぶ。１つのＡｘＣは、１つの独立のアンテナ素子における、例えば、ＵＴＲＡ−ＦＤＤ搬送波などといった１搬送波で送受信されるディジタルユーザデータ量と関係している。すなわち、あるアンテナのある周波数で送信されるデータがＡｘＣである。ここでの説明ではＣＤＭＡを想定しているため、各ＡｘＣには複数のＵＥの情報が重畳されている。この実施例では、１ＵＭＴＳチップ幅の１ＡｘＣのユーザデータ（例えば、ＩＱサンプル）がＡｘＣ“コンテナ”或いはタイムスロットに格納される。
【００２４】
レイヤ２サービスアクセスポイント（ＳＡＰ）は情報プレーン或いはデータフローに対して定義され、性能測定の参照点として用いられる。図４に示されているサービスアクセスポイントはＳＡＰCM、ＳＡＰS、ＳＡＰIQと示されている。ＲＥＣからＲＥがダウンリンク方向であり、ＲＥからＲＥＣがアップリンク方向である。
【００２５】
図５は物理レイヤ３４（レイヤ１）とデータリンクレイヤ３６（レイヤ２）のＣＰＲＩプロトコルの概要を示した図である。レイヤ１では、例えば、電気的特性、光特性、異なるデータフローの時分割多重。低レベルシグナリングなどが定義される。レイヤ２では、メディアアクセス制御、フロー制御、制御・管理情報フローのデータ保護が定義される。制御プレーンは、ユーザプレーン制御のために用いられる制御データフローに関与する。ＲＥは、異なる呼がセットアップされたり解放されたりすることについて何も“把握”していない。制御プレーンは通常、ＡｘＣごとの周波数や出力電力の設定を行い、ＡｘＣごとの測定を読み出す。管理プレーンは、ＣＰＲＩリンクや無線装置の運用、管理、及び保守を行うための管理情報を搬送する。制御・管理データは、無線装置コントローラ１２と無線装置１４における制御・管理エンティティ間で交換され、高位のプロトコルレイヤに渡される。制御・管理プレーンは、ＣＰＲＩリンクにより１つの制御フローにマッピングされる。
【００２６】
ユーザプレーンは、無線基地局からユーザ装置に、あるいはユーザ装置から無線基地局に転送されるデータを含む。上述の方法のように、ユーザプレーンＩＱデータは図５のブロック４０として示されている。複数のＩＱデータフローが１つの物理ＣＰＲＩリンクを介して送信されることもあるが、各ＩＱデータフローは１つのアンテナ搬送波（ＡｘＣ）のデータに対応する。
【００２７】
同期プレーンでは、無線装置コントローラ１２と無線装置１４間での同期・タイミング情報が転送される。同期データは、図６に示されているＳＥＲＤＥＳ（シリアライザ／デシリアライザ）７６と８６で実行される（例えば、８Ｂ／１０Ｂ符号化などの）符号化において用いられる。ここで、同期データは、受信側でのデシリアライザを送信側のシリアライザに同期させるために必要なものである。また、同期データは、チップ、ハイパーフレーム。及び無線フレームの境界を検出するためにも用いられ、後述のように、フレーム番号付けに関係している。図５のブロック４２により示されているインバンドシグナリングには、システムスタートアップやレイヤ１リンク保守管理における物理ＲＥＣ／ＲＥリンクに関する情報や、レイヤ１ユーザデータと直接的な時間関係を有するようなタイムクリティカル情報などが含まれる。ブロック４４は、ベンダ固有情報のために予約されている情報フローを表現している。
【００２８】
異なるアンテナ搬送波のＩＱデータは、時分割多重（ＴＤＭ）方式によって伝送リンクへと多重化される。制御・管理（Ｃ＆Ｍ）データは、（タイムクリティカルシグナリングデータ時の）インバンドシグナリングとして、あるいは適切なレイヤ２プロトコルの上位のレイヤ３プロトコルにより送信される。ＣＰＲＩにより、２つの異なるレイヤ２プロトコルとして、ハイレベルデータリンク制御（ＨＤＬＣ）４６とイーサネット（登録商標）４８とがサポートされる。制御・管理データと同期情報とは、ＩＱデータに時分割多重される。
【００２９】
図６は、ＲＥＣノードとＲＥノードとを詳細に示したものである。ＲＥＣノード１２は、ＣＰＵなどのコントローラ７０によって管理される。フレーム形成／分解ユニット７２はコントローラ７０に接続される。各データフローは１アンテナの１搬送波データ、即ち、１アンテナ搬送波（ＡｘＣ）についてのデータに対応し、各データフローはフレーム形成部７２に入力されて、すべてのデータフロー／ＡｘＣ、制御・管理情報、同期情報、レイヤ１（Ｌ１）情報が詳細に後述する特定のフレーム構造に多重化される。特定のＲＥへのフレーム構造は、ＲＥ１４に対応するシリアライザ／デシリアライザ部（ＳＥＲＤＥＳ）７６に渡され、ＳＥＲＤＥＳ７６はＲＥ１４に対応する出力ポート（不図示）上にシリアルストリームを生成する。同様に、各ＲＥからの情報は入力ポート（不図示）で受信し、ＳＥＲＤＥＳ７６でデシリアル化され（即ち、パラレル形式に変換され）、フレーム分解ユニット７２に入力される。フレーム分解ユニット７２では、データフロー、コントローラ管理、レイヤ１タイミング・保守管理情報を取り出し、適切なＳＡＰに転送する。ローカルタイミングユニット７４はＲＥＣ１２における周波数・時間基準を提供する。
【００３０】
ＲＥ１４は同様の構造であり、ＣＰＵなどのコントローラ８０によって管理される。コントローラ８０はＣＰＲＩフレーム形成／分解ユニット８２に接続されている。フレーム形成／分解ユニットは１つ以上のアンテナ素子に接続され、各アンテナ素子が対応するデータフローを受信する。フレーム形成／フレーム分解ユニット８２は、シリアライザ／デシリアライザ８６を介してＲＥＣ１２から受信した制御・管理データやレイヤ１保守管理データを取り出し、不図示の制御リンクによりコントローラ８０にそれを転送する。また、フレーム形成／分解ユニット８２は、制御管理データ、レイヤ１データ、ローカルタイミング部８４から提供されたタイミングデータ、データフロー情報を組み合わせて、フレーム構造にし、シリアライザ／デシリアライザ８６を介してシリアル形式でＲＥＣにそのフレーム構造を転送する。そのデータフロー情報は、ＲＥ１４のアナログ無線部から受信し、基本フレーム構造に多重化される。
【００３１】
ＲＥＣ１２は、ＲＥＣのローカルタイミングユニット７４で生成され、各ＲＥ１４が容易に検出・認識できるような“タイムマーク”を定期的にＣＰＲＩリンクにより送信する。出力／入力インタフェースポートにおけるタイムマークは、時間をそのインタフェース上のユニークな搬送波事象と関連付けるために用いられる。この実施例では、Ｋ２８．５、１０−ｂｉｔシンボルのタイムマークをＲＥＣ１２が１０ミリ秒ごとに送信する。ＲＥ１４がそのタイムマークを受信すると、ＲＥのローカルタイミングユニット８４は、例えば、“０”などといった所定の値にセットされる。このようにして、ローカルタイミングユニット８４は、ＲＥＣローカルタイミングユニット７４により生成されたタイムマークに対して“従属する（slaving）”ことで同期をとることが可能になる。
【００３２】
ＴＤＭＡ情報は、ＣＰＲＩインタフェースによりフレームごとに転送される。非限定的な実施例では、図７に示す基本フレーム長は１ＷＣＤＭＡチップ長、即ち、Ｔchip＝１／３．８４ＭＨｚ＝２６０．４１６６６７ｎｓである。基本フレームは、１６ワードから構成され、インデックスＷ＝０、…１５が付与されている。インデックスＷ＝０のワードは、制御ワード（ＣＷ）として用いられる。基本フレームの１６ワードのうちの残りの１５ワード（Ｗ＝１…１５）は、図にＩＱデータブロックと示されているユーザプレーンＩＱデータとして用いられる。ワード長ＴはＣＰＲＩラインビットレートと呼ぶ全体データレートに依存する。夫々が異なるワード長をもつ３つの代替データレートが利用可能であり、それらは、６１４．４Ｍビット／秒（ワード長Ｔ＝８）、図８に示されているように１２２８．８Ｍビット／秒（ワード長Ｔ＝１６）、図９に示されているように２４５７．６Ｍビット／秒（ワード長Ｔ＝３２）である。
【００３３】
各ワードは８ビットバイトである。図７中のワード中の各ビットは、インデックスＢでアドレシングされる。Ｂ＝０が最下位ビットであり、Ｂ＝Ｔ−１が最上位ビットである。これに対して、図８や図９のワード中の各ビットは、インデックスＹでアドレシングされる。Ｂ＝０がＹ＝０の最下位ビット、Ｂ＝７がＹ＝０の最上位ビット、Ｂ＝８がＹ＝１の最下位ビットなどとなる。ビットの送信順序は図７〜図９の右側に示した通りであり、図中の黒丸がビットを表している。８Ｂ／１０Ｂ符号化の後、１０個の符号グループ（“ＡＢＣＤＥＩＦＧＨＪ”）がビット“Ａ”から順々にシリアルデータストリームとして送信される。８Ｂ／１０Ｂ符号化では、３つの最上位ビットに対して１符号化ビット、５つの最下位ビットに対して別の１符号化ビットが付与される。
【００３４】
ＡｘＣコンテナは、基本フレームにおいてＩＱデータブロックを転送する。Ｎをオーバサンプリング率とすると、ＡｘＣコンテナには同じＡｘＣからのＮ個のＩＱサンプルが含まれる。ＩＱサンプルは、基本フレーム中に“充填配置（packed position）”あるいは“柔軟配置（flexible position）”のいずれかに従って、ＡｘＣコンテナに送られる。双方の例が図１０に図示されている。充填配置においては、基本フレーム中の各ＡｘＣコンテナは間に予約ビットを挿入することなく、連続的にＡｘＣ番号の降順に送られる。柔軟配置においては、高レベルアプリケーションが、ＩＱデータブロック中でのどのアドレスにＡｘＣコンテナの第１データビットが位置するのかを決定する。ＡｘＣコンテナで使われないビットは、予約ビット“ｒ”として扱われる。
【００３５】
図１１はハイパーフレーム構造を示したものであり、基本フレームとＵＭＴ無線フレームとの間に階層的に埋め込まれているものである。“Ｗ”は基本フレームにおけるワード番号を示し、“Ｙ”は各ワード中のバイト番号を示す。また、この実施例では、基本フレームはＵＭＴＳにおける１チップ長に対応する。ハイパーフレームは２５６個の基本フレームを含み、基本フレーム番号は変数Ｘで示される。この実施例での２５６個の基本フレームは６６．６７マイクロ秒に対応する。１５０個のハイパーフレームが１つのＵＭＴＳ無線フレームを構成し、この実施例ではＵＭＴＳフレームは１０ミリ秒である。各ハイパーフレーム番号は変数“Ｚ”で示される。ハイパーフレーム構造を用いることで、異なる制御フロー（そして、そのサブフロー）を制御タイムスロットに多重化する。（ビットレートの視点から）最小の具体的な制御フローは、ハイパーフレーム当たり１つの制御タイムスロットとなる。最小制御フローの例として、（例えば、Ｋ２８．５シンボルなどの）同期調整フローのタイミングマーカを挙げることができる。１つのハイパーフレームとして２５６個の基本フレームを選択することにより、異なる制御フローに対してきめ細かい帯域割当ができるとともに、実装を容易にする。
【００３６】
データ制御情報は、基本フレームに多重化される。図１２は、夫々が複数のユーザデータ（ＩＱ）サンプルＵ1, Ｕ2，……，からなる複数のアンテナ搬送波ＡｘＣ１……ＡｘＣＮが、第１多重レベル１において制御ワード（ＣＷ）とともに多重される様子を示している。同様に、各制御ワードは第２多重レベル２において制御ワードストリームへと多重化された種々の制御情報に対応している。その制御情報には、タイミング、レイヤ１（Ｌ１）シグナリング、Ｃ＆Ｍ情報、及び拡張情報が含まれる。これは、図５に示した異なる制御情報を論理的に多重化に対応している。さらに、第３レベルにおいて、異なるタイミング情報やレイヤ１シグナリングが多重化されることもある。これは、図５に示したＳＹＮＣやＬ１インバンドシグナリング４２中に異なる情報を論理的に多重化することに対応する。なお、図１２には、異なるアプリケーションをＣ＆Ｍプレーンに多重化する様子は示していない。
【００３７】
図１２におけるマルチプレクサを明瞭に定義するためには、制御ワード（ＣＷ）はサブチャネル構成に編成することが好ましい。レベル２のマルチプレクサはサブチャネルで動作し、４入力のそれぞれが１つ以上のサブチャネルに割り当てられる。この実施例では、６４個のサブチャネルが定義される。各サブチャネルは、６４番目毎の制御ワード（ＣＷ）を含む。ハイパーフレームにおける第１のＣＷはサブチャネル０に属する。各サブチャネルはハイパーフレーム中に４つのＣＷ（ＣＷ０−ＣＷ３）をもつ。サブチャネル０はハイパーフレーム中の基本フレーム番号０, ６４, １２８, １９２にＣＷをもち、サブチャネル６３はそのハイパーフレーム中の基本フレーム番号６３, １２７, １９１, ２５５にＣＷをもつ。
【００３８】
図１３にハイパーフレーム中のＣＷ構成を示す。サブチャネルへのインデックスは０から６３となる。サブチャネル中の制御ワードのインデックス（Ｘs）は、４つの値、０、１、２、３のいずれかの値となる。ハイパーフレーム中の制御ワードのインデックスは、Ｎsをハイパーフレーム中のワード番号とすると、Ｘ＝Ｎs ＋ ６４＊Ｘsという方程式で与えられる。図１２のレベル３のマルチプレクサは、ＣＷレベルで動作し、最大４つのサブフローを１つのサブチャネルに多重化する。サブフローは、ハイパーフレームごとに１つのＣＷが増えるたびに割り当てられる。また、レベル３のマルチプレクサは、受信端での逆多重化を容易にするためにハイパーフレームの先頭に位置するよう揃えられる。
【００３９】
図１３と図１４は、サブチャネル中の制御ワードの編成を示したものである。図１３において、明らかに、syncバイトと記されている同期タイムマークは、Ｘs＝０、Ｎs＝０の位置の第１制御ワード／サブチャネルＣＷ０に対応する。上述の通り、ＲＥＣとＲＥとの間での同期とタイミングは、この制御ワード中のsyncタイムマークを検出することで達成される。各ハイパーフレームの最初に位置するタイムマークは、ユニークでかつ既知のシンボル（例を後述）となる。サブチャネル１には、ＨＤＬＣに基づいた低速Ｃ＆Ｍリンクが含まれ、それは、１２２８．８ラインビットレートでは０．２４、０．４８、或いは０．９６Ｍｂｐｓの帯域をもつ。低速Ｃ＆ＭリンクにはプロトコルレイヤＬ２＋メッセージを含むＨＤＬＣフレームが含まれる。サブチャネル２には、インタフェースバージョン、（もし使用していれば）低速Ｃ＆Ｍリンクビットレート、（例えば、ＲＥのリセットやＳＡＰ利用などの）Ｌ１制御、（信号プレゼンス、品質、端点障害などといった）Ｌ１状態を含むレイヤ１インバンドプロトコル情報が含まれる。サブチャネル２の最後の制御ワードはポインタ“ｐ”を含み、それは高速Ｃ＆Ｍリンクの開始地点のアドレス／インデックスを示す。この例では、１８と６１との間のいずれかのサブチャネル番号となる。低速Ｃ＆Ｍリンクには、Ｌ２＋メッセージを搬送するイーサネット（登録商標）フレームが含まれる。イーサネット（登録商標）を使う高速Ｃ＆Ｍは、Ｎを割り当てられたサブチャネル数とすると、１２２８．８ラインビットレートで０．９６Ｍｂｐｓ＊Ｎの帯域をもつ。サブチャネル３−１５はフレームや他の利用のために予約されており、サブチャネル１６からポインタサブチャネルまでの高速Ｃ＆Ｍにはベンダ固有情報が含まれる。ベンダ固有サブチャネルを設けることで、付加機能をプロトコルに追加することでの製品の差別化を行うことができる。サブチャネル０には、syncバイトに加えて、ハイパーフレーム番号（ＣＷ１のＨＦＮ）とノードＢフレーム番号（ＣＷ２とＣＷ３のＢＦＮ）が含まれる。ＢＦＮはエアインタフェースにより送信される無線信号の無線フレームを識別する。
【００４０】
図１４は、１ハイパーフレーム中の制御ワードとサブチャネルを示した図である。ＢＦＮは１５０ハイパーフレーム／１無線フレームごとに変化する。無線ＢＦＮフレーム構造との同期を高速に行うために、ハイパーフレーム番号（ＨＦＮ）が無線Ｕｕインタフェースにより転送される。ＲＥは、１ハイパーフレームを受信すると無線インタフェース（Ｕｕ）フレーム構造を決定することができる。現在のＢＦＮの全体が転送されると、受信ハイパーフレームの開始位置における無線フレーム内のオフセットは、無線フレームの［（受信）ＨＦＮ／１５０］となる。
【００４１】
Ｌ１シグナリングでは、サービスアクセスポイント障害通知（ＳＤＩ）ビットなどが転送される。ＳＤＩビットは、Ｃ＆Ｍリンク、同期リンク、及びＩＱデータリンクにおいて高プロトコルレイヤ（Ｌ３以上）が利用可能であり動作していることを示す。ＲＥＣあるいはＲＥにおける送信側のＴＤＭフレーム形成部は、少なくとも１つのリンクに障害があることを検出すると（障害のシナリオ）、ＳＤＩビットがセットされる。ＳＤＩビットを受信すると、その受信ノードがＣ＆Ｍ、同期、ＩＱリンクの解釈処理を中止し、“安全状態”に移行する。ＩＱリンクや同期リンクにおける障害は、技術基準を満たさない無線信号の送信にもつながるため、障害リンクの高速シグナリングは重要である。また、障害Ｃ＆Ｍリンクによって再構成処理ができなくなり、技術基準を満たさなくなることもある。もちろん、これらの機能の１つ以上を実行するために、他のインディケータが送信されても良い。
【００４２】
ＴＤＭ構造では、送信側ノードのＲＥＣ／ＲＥと受信側ノードのＲＥ／ＲＥＣとの双方がハイパーフレームの開始時点を正しく識別することが必要である。その結果、受信ノードはハイパーフレームの第１基本フレーム、第１基本フレームの第１オクテット或いはバイト、そして第１バイトの第１ビットを検出できなければならない。これらの３つの同期レベルは、ユニークかつ既知のシンボルをハイパーフレーム中の第１ワードとして送信することにより達成される。その一例が、１０ビットの８Ｂ／１０Ｂ符号であるＫ２８．５シンボルである。１０ビットのうちの２ビットが誤り検出と誤り訂正との内の少なくともいずれかのために用いられる冗長ビットである。もちろん、他の既知のシンボルを用いても良い。構成を簡潔にするために、制御サブチャネル０の１／４、即ち、第１制御ワードＸ0がＫ２８．５シンボルの転送に用いられる。Ｋ２８．５シンボルを用いて、ＲＥはクロックとデータのリカバリを行う。はじめにＫ２８．５シンボルを転送することで、ハイパーフレーム中のワード境界をＲＥは定義する。受信ノードが動作中にデータリカバリに失敗すると、新たなＫ２８．５シンボルが転送される。その結果、ＲＥのクロックやデータリカバリ状態をフィードバックすることなく、すべてのレベルでＣＰＲＩインタフェースは自律的に同期をとることができる。また、通常のインタフェース動作以外に再同期するための特別な動作は必要ない。
【００４３】
ＣＰＲＩインタフェースの起動にあたっては、ＲＥＣノードとＲＥノードの双方において必要最小限の起動情報のみで充分である。即ち、起動はプラグアンドプレイである。このような特徴は、多数の無線基地局を展開するときに特に望ましいものである。その起動手順は、Ｌ１同期ビット合わせとハイパーフレーム合わせを行わなければならない。起動時において、ＲＥＣとＲＥとは３つのインタフェース情報をネゴシエーションする。即ち、インタフェースのラインビットレート、プロトコルバージョン、Ｃ＆Ｍリンク特性である。なお、ラインビットレートとＣ＆Ｍリンク特性とは必須ではないため、起動手順において、ＲＥＣとＲＥとは共通パラメータが検出されるまで、異なる構成情報を試みなければならない。この際、共通パラメータは最適である必要はない。その代わりに、第１の共通パラメータを用いて、続く通信において用いられる適切な構成情報を交換すれば良い。
【００４４】
図１５は、種々の起動状態と遷移とを示す起動状態図である。スタンバイ状態では、ＣＰＲＩによる送受信はない。オペレータは、ラインビットレートやＣ＆Ｍリンク特性などを含む起動構成情報を適切に指定しなければならない。また、ＲＥＣとＲＥとは、以前に成功した構成情報を記憶していても良い。状態Ｂ、即ち、“Ｌ１同期、レートネゴシエーション”において、ＲＥＣとＲＥの双方がレイヤ１（Ｌ１）同期に達し、インタフェースのラインビットレートが決定される。ＲＥＣがＬ１同期状態に入ると、ＣＰＲＩインタフェースにより利用可能な最大ビットレートで送信を開始するとともに、ＲＥから同じラインビットレートでＣＰＲＩにより受信を試みる。そのＲＥＣにおいて同期が確立されないと（即ち、そのＲＥＣが（１）適切な繰り返し間隔−ハイパーフレーム毎に１回−で、Ｋ２８．５を受信できない、（２）ＨＦＮが１つずつ増分しない）、時間間隔Ｔ１の後に別のラインビットレートを選択する。ここで、時間間隔Ｔ１は、例えば、０．９〜１．１秒である。１つは利用可能であると仮定して、Ｔ１間隔ごとに、送受信のための新たなラインビットレートが選択される。なお、ラインビットレートの選択は、利用可能なセットからラウンドロビン形式でなされる。即ち、はじめに最大ラインビットレート、次に２番目のビットレート、……、最後が最小ラインビットレートとなり、一巡すると再び最大ラインビットレートに戻る。
【００４５】
Ｌ１同期状態に入ると、ＲＥは利用可能な最大ラインビットレートでＣＰＲＩにより受信を試みる。ＲＥにおいて同期が確立されないと（即ち、そのＲＥＣが適切な繰り返し間隔−ハイパーフレーム毎に１回−でＫ２８．５を受信できないとともに、ＨＦＮが１つずつ増分しない）、時間間隔Ｔ１’の後に別のラインビットレートを選択する。ここで、時間間隔Ｔ１’は、例えば、３．９−４．１秒である。Ｔ１’間隔ごとに、１つは利用可能であると仮定して、受信のための新たなラインビットレートが選択される。なお、ラインビットレートの選択は、利用可能なセットからラウンドロビン形式でなされる。ＲＥが同期を確立すると、受信に成功したのと同じラインビットレートでＣＰＲＩインタフェースによりＲＥＣに送信を開始する。これにより、レイヤ１の同期が確立され、アップリンクとダウンリンク双方でのハイパーフレーム構造合わせの同期がなされる。
【００４６】
Ｌ１同期とラインビットレートネゴシエーションとの成功裏の完了に続く起動処理状態は、プロトコルセットアップである。この状態において、ＣＰＲＩの共通プロトコルバージョンが決定される。ＲＥＣとＲＥの１つあるいは双方が複数のＣＰＲＩインタフェースのバージョンを保持している場合には、転送Ｃ＆Ｍリンクの抽出に先立ち、共通バージョンが見出されねばならない。さもなければ、レイヤ１シグナリング（従って、利用可能なＣ＆Ｍリンクに関する情報）を解釈することができない。ＲＥＣとＲＥとの間でのネゴシエーションは以下のように行われる。各ノードはサポートしている最大のプロトコルバージョンを提案する。最大のプロトコルバージョンを提案したノードは、（可能であれば）他ノードと同一のバージョンに戻して設定するか、（可能であれば）他のノードのバージョン以下の別のバージョンを提案する。１つのノードが他ノードがサポートしている最小のバージョンよりも小さいバージョンを提案した場合には、共通のプロトコルバージョンが存在しないことになり、起動処理が失敗する。双方のノードが同一のバージョンを提案すると、提案されたプロトコルバージョンを用いて起動処理が継続される。
【００４７】
レイヤ１同期とプロトコルバージョンの合意がなされると、起動処理はＣ＆Ｍプレーン（Ｌ２＋）セットアップ状態に遷移し、共通のＣ＆Ｍリンクビットレートを決定する。ネゴシエーションは、高速Ｃ＆Ｍリンクと低速Ｃ＆Ｍリンクに対して並行して行われる。どちらのリンクに対しても、各ノードはサポートしている利用可能な最大ビットレートを提案する。即ち、高速Ｃ＆Ｍのための最大ビットレートと、低速Ｃ＆Ｍのための最大ビットレートとを提案する。最大のビットレートを提案したノードは、（もし可能であれば）他ノードが提案したビットレートに戻して設定するか、或いは、（もし可能であれば）他のノードが提案したビットレート以下のビットレートを提案する。もちろん、共通のＣ＆Ｍ高速及び低速ビットレートが見つからなかった場合には、起動処理は失敗する。高速あるいは低速Ｃ＆Ｍリンクのどちらかで合意がなされなかった場合には、ＣＰＲＩインタフェースは“パッシブリンク（passive link）”となる。“パッシブリンク”は、Ｃ＆Ｍ搬送インタフェースがすべてのＡｘＣの転送に充分な帯域を有していないときなど、Ｃ＆Ｍリンクを有する他のインタフェースとともに用いられることがある。図１５には、パッシブリンク状態を示している。
【００４８】
高速／低速Ｃ＆Ｍリンク速度の合意がなされると、起動処理手順はベンダ固有のネゴシエーション状態に遷移する。この状態においては、ＲＥＣとＲＥの高位アプリケーションがＣＰＲＩの利用に関してネゴシエーションする。この能力や能力制約に関する具体的な情報交換を行うことで、その結果、ベンダ固有の要求に基づいてＣＰＲＩを適切に構成することになる。この時点で、起動処理手順は完了し、通常の処理が開始される。
【００４９】
同期と関連する事項として、ＣＰＲＩインタフェースに関連する遅延の校正／補償の問題がある。ＣＰＲＩは、ＲＥＣとＲＥ間での遅延を校正する機構を有する。ＲＥＣとＲＥにおける入出力信号間での遅延の校正とタイミングとの関係に関する具体的な参照点が図１６に示すように定義される。参照点Ｒ１−Ｒ４はそれぞれ、ＲＥＣの出力点（Ｒ１）、ＲＥの入力点（Ｒ２）、ＲＥの出力点（Ｒ３）、ＲＥＣの入力点（Ｒ４）である。アンテナは参照のために、“Ｒａ”として示されている。
【００５０】
図１７はダウンリンクとアップリンクのフレームタイミングとの間の関係を示している。Ｔ１２はＲＥＣの出力点（Ｒ１）からＲＥ入力点（Ｒ２）へのダウンリンク信号の遅延である。Ｔ３４はＲＥ出力点（Ｒ３）からＲＥＣ入力点（Ｒ４）へのアップリンク信号の遅延である。Ｔoffsetは、Ｒ２におけるＲＥ入力とＲ３におけるＲＥ出力信号との間のフレームオフセットである。Ｔ１４は、Ｒ１における出力信号とＲ４における入力信号との間のフレームタイミング差（往復遅延）である。
【００５１】
ＲＥは出力信号（アップリンク）のフレームタイミングを、入力信号（ＲＥＣからのダウンリンク信号）のフレームタイミングに相対的な固定オフセット（Ｔoffset）に対してと決定する。固定オフセット（Ｔoffset）は、０以上２５６＊Ｔc未満の任意の値である。異なるＲＥは異なるＴoffset値を用いても良い。この場合、ＲＥＣはそれぞれに対するＴoffsetをあらかじめ知っているべきである（例えば、所定の値、或いはＲＥがＲＥＣに高レイヤメッセージで通知する）。加えて、ＲＥＣからＲＥへのダウンリンクＢＦＮとＨＦＮは、もし、遅延（Ｔ１２＋Ｔ３４）が１ハイパーフレーム以上であれば、あいまいさを除去するために、ＲＥによりＲＥＣに対してアップリンクで返送される。
【００５２】
アップリンク方向とダウンリンク方向のＣＰＲＩインタフェース遅延が等しいと仮定すると、送受信ハイパーフレーム構造間での差Ｔoffsetを各ノードが測定することで、インタフェース遅延が決定される。ＲＥはその差ＴoffsetをＴoffsetＲＥとして、ＲＥＣに報告する。往復（ラウンドトリップ）遅延は“ラウンドトリップ遅延＝ＴoffsetＲＥＣ−ＴoffsetＲＥ”として計算される。一方向遅延は、ラウンドトリップ遅延の約半分となる。長いケーブル（例えば、遅延  ＞  １ハイパーフレーム／２など）の遅延測定を簡潔にするために、ＲＥは受信ハイパーフレーム数に基づいて、送信ハイパーフレーム番号を生成する。これにより、ＴoffsetＲＥは０と１ハイパーフレーム長との間の値となる。
【００５３】
本発明は種々の実施形や実施例でもって実践することが可能であり、上述のＣＰＲＩの例に限定されるものではない。この具体的なＣＰＲＩの実施形の詳細は、その内容が参照により本願に組み込まれたスウェーデン優先権主張出願に記載されているＣＰＲＩ仕様ｖ１．０（２００３年９月３０日）で提供されている。
【００５４】
以上の説明では種々の実施例を示したが、請求の範囲がそれらに限定されるものでないことは理解されよう。逆に、その請求の範囲は種々の他の実施例、実施形、変形例、同等の構成などを含むことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】複数のノードＢ或いは無線基地局を含むＵＭＴＳシステムを示す図である。
【図２Ａ】、
【図２Ｂ】、
【図２Ｃ】非限定的ないくつかのＲＥＣ/ＲＥトポロジー例を示す図である。
【図３】ＲＥＣ／ＲＥ間でのＣＰＲＩと、種々の情報フロー／プレーンを示す図である。
【図４】サービスアクセスポイントを示した図３と同様の図である。
【図５】ＣＰＲＩプロトコルの概要を示す図である。
【図６】ＲＥＣとＲＥの夫々における機能要素を示した機能ブロック図である。
【図７】あるＣＤＭＡチップ長とＣＰＲＩラインビットレートの例のときの基本フレーム構造を示す図である。
【図８】あるＣＤＭＡチップ長とより高速なＣＰＲＩラインビットレートの例のときの基本フレーム構造を示す図である。
【図９】あるＣＤＭＡチップ長とさらに高速なＣＰＲＩラインビットレートの例のときの基本フレーム構造を示す図である。
【図１０】フレーム構造の充填（packed）多重化構成と柔軟（flexible）多重化構成とを示す図である。
【図１１】１つの非限定的な実施例における基本フレーム、ハイパーフレーム、ＵＭＴＳ無線フレームの関連を示す図である。
【図１２】ＲＥＣとＲＥノードにおけるフレーム形成部／フレーム分解部がどのようにユーザ情報と制御情報とをフレーム構造に多重化するのかを概念的に示す図である。
【図１３】１つの非限定的な実施例で用いられる制御情報サブチャネル構造の例を示す図である。
【図１４】１つの非限定的な実施例における１ハイパーフレーム中の制御ワードとサブチャネルを示す図である。
【図１５】ＲＥＣとＲＥ間での起動手順の例を示す状態図である。
【図１６】ＲＥＣとＲＥ間での種々の時間遅延やオフセットを示す図である。
【図１７】図１６に示した各ポートにおける入出力情報を時間軸方向に示した図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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８】
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【図９】
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【図１０】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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