(57)【要約】【課題】  分散アンテナシステムにおいて無線環境の変動を反映した遅延補正を行う。【解決手段】  基地局からの信号を中継するベースユニットと、光ファイバによりベースユニットに接続されて前記信号を移動端末に無線送信する複数のアンテナユニットとを含む分散アンテナシステムで、各アンテナユニットは、移動端末との間の信号の送受信に基づいてガード区間の実際の長さを測定し、前記ガード区間の測定値に基づいて前記ベースユニットと前記移動端末との間の遅延時間を算出し、算出した遅延時間をベースユニットに通知し、前記ベースユニットは、複数のアンテナユニットから取得した遅延時間の中の最大遅延時間を決定し、最大遅延時間と各遅延時間との差を各アンテナユニットの遅延補正量として決定して各アンテナユニットに通知し、各アンテナユニットで、ベースユニットから通知された遅延補正量に基づいて遅延量を補正する。【選択図】図２
2015226237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局からの信号を中継するベースユニットと、
光ファイバにより前記ベースユニットに接続され、前記基地局からの信号を移動端末に無線送信する複数のアンテナユニットと
を含む分散アンテナシステムであって、
各前記アンテナユニットは、
前記移動端末との間の信号の送受信に基づいてガード区間の実際の長さを測定するガード区間測定部と、
前記ガード区間の測定値に基づいて前記ベースユニットと前記移動端末との間の遅延時間を算出する遅延時間算出部と、
算出された前記遅延時間を前記ベースユニットに送信する光信号送受信部と、
を有し、
前記ベースユニットは、
前記複数のアンテナユニットから前記遅延時間を取得する遅延情報取得部と、
前記遅延時間の中の最大遅延時間と各前記遅延時間との差を前記アンテナユニットの遅延補正量として決定する遅延補正量決定部と、
前記決定された遅延補正量を各アンテナユニットに通知する光信号送受信部と、
を有し、
前記アンテナユニットは、前記ベースユニットから通知された前記遅延補正量に基づいて遅延量を補正することを特徴とする分散アンテナシステム。
【請求項２】
基地局からの信号を中継するベースユニットと、
光ファイバにより前記ベースユニットに接続され、前記基地局からの信号を移動端末に無線送信する複数のアンテナユニットと
を含む分散アンテナシステムであって、
各前記アンテナユニットは、
前記移動端末との間の信号の送受信に基づいてガード区間の実際の長さを測定するガード区間測定部と、
前記ガード区間の測定値に基づいて前記ベースユニットと前記移動端末との間の第１遅延時間を算出する遅延時間算出部と、
を有し、
前記ベースユニットは、
ラウンドトリップ時間から当該ベースユニットと各前記アンテナユニットとの間の第２遅延時間を決定する有線区間遅延測定部、
を有し、
前記ベースユニットとアンテナユニットのいずれか一方、または前記ベースユニットとアンテナユニットの間の任意の箇所に配置される遅延補正ユニットにおいて、前記第１遅延時間と前記第２遅延時間を比較し、前記第１遅延時間が前記第２遅延時間よりも大きい場合に、前記第１遅延時間と前記第２遅延時間の差を遅延補正量として決定することを特徴とする分散アンテナシステム。
【請求項３】
前記遅延時間算出部は、前記測定されたガード区間の長さを実質ＧＰ、システムで規定される既知のガード区間の長さを規定ＧＰとしたときに、遅延時間として
（規定ＧＰ−実質ＧＰ）／２
を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の分散アンテナシステム。
【請求項４】
前記遅延時間算出部は、隣接エリアに在圏する第２の移動端末からの上り信号を、自局に在圏する前記移動端末からの上り信号と異なるタイミングで受信したときに、受信タイミング差をΔｄとすると、
（規定ＧＰ−実質ＧＰ＋Δｄ）／２
を遅延時間として算出することを特徴とする請求項３に記載の分散アンテナシステム。
【請求項５】
前記第１遅延時間と前記第２遅延時間の差がタイミングアドバンス調整範囲を超える場合は、前記遅延補正量が前記タイミングアドバンス調整範囲内に限定されることを特徴とする請求項２に記載の分散アンテナシステム。
【請求項６】
基地局からの信号を中継するベースユニットと、光ファイバにより前記ベースユニットに接続されて前記基地局からの信号を移動端末に無線送信する複数のアンテナユニットとを含む分散アンテナシステムにおける遅延補正方法であって、
各前記アンテナユニットにおいて、前記移動端末との間の信号の送受信に基づいてガード区間の実際の長さを測定し、
前記ガード区間の測定値に基づいて前記ベースユニットと前記移動端末との間の遅延時間を算出し、
算出された前記遅延時間を前記ベースユニットに通知し、
前記ベースユニットにおいて、各前記アンテナユニットから取得した前記遅延時間の中の最大遅延時間を決定し、
前記最大遅延時間と各前記遅延時間との差を各前記アンテナユニットのための遅延補正量として決定して、
前記遅延補正量を各前記アンテナユニットに通知し、
各前記アンテナユニットは、通知された前記遅延補正量に基づいて遅延量を補正する、ことを特徴とする遅延補正方法。
【請求項７】
基地局からの信号を中継するベースユニットと、光ファイバにより前記ベースユニットに接続されて前記基地局からの信号を移動端末に無線送信する複数のアンテナユニットとを含む分散アンテナシステムにおける遅延補正方法であって、
各前記アンテナユニットにおいて、前記移動端末との間の信号の送受信に基づいてガード区間の実際の長さを測定し、
前記ガード区間の測定値に基づいて前記ベースユニットと前記移動端末との間の第１遅延時間を算出し、
前記ベースユニットにおいて、ラウンドトリップ時間から当該ベースユニットと各前記アンテナユニットとの間の第２遅延時間を決定し、
前記ベースユニットとアンテナユニットのいずれか一方、または前記ベースユニットとアンテナユニットの間の任意の箇所に配置される遅延補正ユニットにおいて、前記第１遅延時間と前記第２遅延時間を比較し、
前記第１遅延時間が前記第２遅延時間よりも大きい場合に、前記第１遅延時間と前記第２遅延時間の差を遅延補正量として決定する、
ことを特徴とする遅延補正方法。
【請求項８】
前記アンテナユニットにおいて、前記測定されたガード区間の長さを実質ＧＰ、システムで規定される既知のガード区間の長さを規定ＧＰとしたときに、遅延時間として
（規定ＧＰ−実質ＧＰ）／２
を算出することを特徴とする請求項６または７に記載の遅延補正方法。
【請求項９】
前記アンテナユニットで、自局に在圏する前記移動端末からの上り信号と異なるタイミングで隣接エリアに在圏する第２の移動端末からの上り信号が受信されたときに、受信タイミング差をΔｄとすると、
（規定ＧＰ−実質ＧＰ＋Δｄ）／２
を遅延時間として算出することを特徴とする請求項８に記載の遅延補正方法。
【請求項１０】
前記第１遅延時間と前記第２遅延時間の差がタイミングアドバンス調整範囲を超える場合は、前記遅延補正量が前記タイミングアドバンス調整範囲内に限定されることを特徴とする請求項７に記載の遅延補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信の分野に関し、特に、分散アンテナシステムにおける遅延補正技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋内・屋外での高速パケット通信エリアを強化するために、分散アンテナシステム（ＡＤＳ：Distributed Antenna System）が検討されている。分散アンテナシステムは、基地局から空間的に離れたエリアに複数のアンテナ装置を光ファイバにより分散配置し、基地局で送受信信号を一括処理する統合システムである。
【０００３】
分散アンテナシステムの屋内用基地局設備として、ＩＭＣＳ（In-building Mobile Communication System）がある。ＩＭＣＳでは、Radio on Fiber（ＲｏＦ）と呼ばれる光伝送装置が用いられる。ＲｏＦは、基地局のＲＦ（無線周波）信号を光ファイバを介して中継する装置であり、図１に示すように、ベースユニット（以下の説明では、「親機」と称する）１２０と、アンテナユニット（以下の説明では、「子機」と称する）１３０で構成される。１以上の子機１３０−１，１３０−２が親機１２０に接続されて、それぞれが無線通信エリアを形成する。
【０００４】
ＲｏＦでは、子機１３０は屋内施設の様々な位置に配置され、各子機１３０と親機１２０との間のファイバ長の差に起因して伝送遅延差が生じる。親機１２０で各子機１３０からの信号を同期受信するために、遅延補正が行われる。
【０００５】
一般に、遅延補正は、光ファイバ中（有線区間）の信号伝送時間の測定に基づいて行われる。例えば、図１で、親機１２０は子機１３０−１、１３０−２との間のラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）を測定し（処理（１０１））、遅延差を計算して（処理（１０２））、遅延量を各子機１３０に通知する（処理（１０３））。子機１３０は、通知された遅延量に基づいて遅延補正を行い（処理（１０４））、親機１２０での受信タイミングを調整する。つまり、この方法では、親機１２０と各子機１３０間の最大信号伝送時間と等しくなるように各子機１２０間の遅延が調整される。この方法を、便宜上「実遅延測定法」と称する。
【０００６】
なお、ＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割複信）方式の分散アンテナシステムで、加入者端末から送信される測距バーストに基づいて、基地局−加入者端末間の往復伝搬遅延が基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者ターンアラウンド時間の差より大きいか否かを判断し、往復伝搬遅延の方がターンアラウンド時間差よりも大きい場合に、ＴＤＤフレーム内のタイムスロットを調整する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１２−５２００１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１のように、有線区間のＲＴＴを利用した遅延補正する方法は、ほぼ全ての親機１２０と子機１３０間に遅延補正が必要となる。また、親機１３０にて同期受信する際に影響する無線区間に対する考慮がされていない。特に後者については、親機１２０は各子機１３０と移動端末（以下、単に「端末」と称する）の間の無線環境を知ることができず、無線区間での変化により設定すべき遅延量が変動した場合でも対応が不可能である。例えば、子機１３０−１の配下にある端末の上り信号が、子機１３０−２に受信された場合において問題が顕在化する。
【０００９】
そこで、無線区間の伝搬状態を考慮した遅延補正技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明では、ＴＤＤフレーム構成に規定されているスペシャルサブフレームにおける子機（アンテナユニット）での信号送受信時間から、有線区間と無線区間を考慮した遅延量を算出する。算出された遅延量に基づいて親機（ベースユニット）で最大遅延量を基準として遅延補正量を決定し、各子機に通知する。各子機で通知された遅延補正量に基づいて遅延補正を行うことにより、各端末からの信号を親機で同期受信させる。あるいは、無線区間の信号送受信時間を利用した遅延時間の算出手法を、有線測定法と組み合わせて、遅延補正が必要な端末を絞り込む。
【００１１】
本発明のひとつの態様では、分散アンテナシステムは、
基地局からの信号を中継するベースユニットと、
光ファイバにより前記ベースユニットに接続され、前記基地局からの信号を移動端末に無線送信する複数のアンテナユニットと
を含み、
各前記アンテナユニットは、
前記移動端末との間の信号の送受信に基づいてガード区間の実際の長さを測定するガード区間測定部と、
前記ガード区間の測定値に基づいて前記ベースユニットと前記移動端末との間の遅延時間を算出する遅延時間算出部と、
算出された前記遅延時間を前記ベースユニットに送信する光信号送受信部と、
を有し、
前記ベースユニットは、
前記複数のアンテナユニットから前記遅延時間を取得する遅延情報取得部と、
前記遅延時間の中の最大遅延時間と各前記遅延時間との差を前記アンテナユニットの遅延補正量として決定する遅延補正量決定部と、
前記決定された遅延補正量を各アンテナユニットに通知する光信号送受信部と、
を有し、
前記アンテナユニットは、前記ベースユニットから通知された前記遅延補正量に基づいて遅延量を補正する。
【００１２】
本発明の別の態様では、分散アンテナシステムは、
基地局からの信号を中継するベースユニットと、
光ファイバにより前記ベースユニットに接続され、前記基地局からの信号を移動端末に無線送信する複数のアンテナユニットと
を含み、
各前記アンテナユニットは、
前記移動端末との間の信号の送受信に基づいてガード区間の実際の長さを測定するガード区間測定部と、
前記ガード区間の測定値に基づいて前記ベースユニットと前記移動端末との間の第１遅延時間を算出する遅延時間算出部と、
を有し、
前記ベースユニットは、
ラウンドトリップ時間から当該ベースユニットと各前記アンテナユニットとの間の第２遅延時間を決定する有線区間遅延測定部、
を有し、
前記ベースユニットとアンテナユニットのいずれか一方、または前記ベースユニットとアンテナユニットの間の任意の箇所に配置される遅延補正ユニットにおいて、前記第１遅延時間と前記第２遅延時間を比較し、前記第１遅延時間が前記第２遅延時間よりも大きい場合に、前記第１遅延時間と前記第２遅延時間の差を遅延補正量として決定する。
【発明の効果】
【００１３】
無線環境の変動を考慮した遅延補正を行うことができる。実施形態の手法を有線測定法と組み合わせることによって、無線環境の変動により遅延補正が必要になった子機に対して、個別に遅延補正制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一般的な有線測定法による遅延補正の手順を示す図である。
【図２】本発明が適用される分散アンテナシステム１Ａの概略構成図である。
【図３】ＴＤＤフレーム構成を説明する図である。
【図４】実施形態の遅延測定法を説明する図である。
【図５】第１実施形態の遅延補正の手順を示す図である。
【図６】第１実施形態の遅延補正方法のフローチャートである。
【図７】第１実施形態の遅延補正による上りリンク干渉の回避を示す図である。
【図８】ＴＤＤスペシャルサブフレームの構成を示す図である。
【図９】各スペシャルサブフレーム構成におけるファイバ長と確保可能なガード区間の関係を示す図である。
【図１０】隣接する子機エリアの端末からの信号を受信した場合の遅延補正手順を示す概略図である。
【図１１】隣接する子機エリアの端末から干渉を受けたときの遅延補正のフローチャートである。
【図１２】図１１の各ステップに対応する遅延設定誤差の収束を示す図である。
【図１３】子機新設時の問題を説明する図である。
【図１４】第２実施形態の遅延補正の手順を示す図である。
【図１５】実施形態で用いられる光伝送装置の概略ブロック図である。
【図１６】ＦＤＤとの共用運用の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図２は、本発明が適用される分散アンテナシステム１Ａの概略図である。分散アンテナシステム１Ａは、基地局１０からＲＦ信号を中継する親機２０と、光ファイバ２により親機２０と接続される複数の子機３０−１、３０−２（以下、適宜、「子機３０」と総称する）を含む。光ファイバ２を介して接続される親機２０と子機３０−１、３０−２で、光伝送装置（ＲｏＦ：Radio on Fiber）を構成する。
【００１６】
親機２０は、基地局１０からのＲＦ信号をアナログ／ディジタル（ＡＤ）変換し、電気／光（Ｅ／Ｏ）変換して、光ファイバ２に光信号を出力する。親機２０はまた、各子機３０からの上り信号を光／電気（Ｏ／Ｅ）変換し、ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換して基地局１０へ送信する。
【００１７】
子機３０−１は自局の通信エリア３１−１に在圏する端末４０−１と無線通信し、子機３０−２は、自局の通信エリア３１−２に在圏する端末４０−２と無線通信する。各子機３０は、親機２０からの下りリンク信号をＯ／Ｅ変換し、Ｄ／Ａ変換後にアンテナから放射する。また、在圏の端末４０から上り信号を受信し、Ａ／Ｄ変換後、Ｅ／Ｏ変換し、光ファイバ２を介して親機２０に送信する。各子機３０がＴＤＤモードで動作するときの送受信の切り替え時間は、たとえば１７μｓである。
【００１８】
親機２０と子機３０−１との間の片道遅延（ＳＴＤ：Single Trip Delay）をＳＴＤ１、親機２０と子機３０−２との間の片道遅延をＳＴＤ２とする。片道遅延ＳＴＤは、親機２０と子機３０との間のファイバ長に基づく遅延（１００ｍあたり０．５μｓ）と、親機２０と各子機３０間の収集処理時間（数十μｓ）を合わせたものである。
【００１９】
分散アンテナシステム１Ａのその他の遅延要素として、子機３０と端末４０の間の無線区間の伝搬遅延（ｔ2）がある。無線区間の伝搬遅延ｔ2は、エリア半径１００ｍあたり０．３マイクロ秒である。
【００２０】
図２の分散アンテナシステム１Ａでは、各端末４０−１、４０−２からの上り信号が同じタイミングで親機２０で受信されるように、タイミングアドバンス（ＴＡ）制御がされている。一般的に、上りリンクのＴＡ制御は、基地局で複数の移動局からの受信タイミングを合わせるために、伝搬遅延に応じて移動局の上りリンクの送信タイミングを制御することである。実施形態では、このＴＡ制御を端末４０と親機２０の間の遅延制御に適用する。
【００２１】
端末４０−１は、在圏局である子機３０−１の遅延時間ＳＴＤ１に基づくＴＡで動作する。同様に、端末４０−２は、在圏局である子機３０−２の遅延時間ＳＴＤ２に基づくＴＡで動作する。ＳＴＤ２と端末４０−２の伝搬遅延量の和がＳＴＤ１と端末４０−１の伝搬遅延量の和よりも小さい場合は、端末４０−２のＴＡ値は、端末４０−１のＴＡ値よりも小さく設定され、端末４０−１は端末４０−２よりも早いタイミングで上り信号を送信する。ここで、無線区間の伝搬遅延ｔ2はＳＴＤ１またはＳＴＤ２と比較し無視できる程度に小さい。ＴＡ制御により、各端末４０からの送信信号は同じタイミングで親機２０に受信される。
【００２２】
しかし、例えば図２のように通信エリア３１−１、３１−２が一部重複する場合、異なるＴＡ値が設定された端末４０−１、４０−２からの上り信号が、同じ子機３０で受信される場合がある。子機３０−１は、自局の通信エリア３１−１に在圏する端末４０−１からあるタイミングで上り信号を受信し、隣接する通信エリア３１−２の端末４０−２から別のタイミングで上り信号を受信する。同様に、子機３０−２は、端末４０−１と端末４０−２から異なるタイミングで上り信号を受信する。
【００２３】
このような状況で、ＴＡ間の差がサイクリックプリフィックス（ＣＰ）を超える場合、直交性が維持されずユーザ間干渉が発生する。すなわち、基地局１０のＦＦＴウィンドウ内で信号を分離することができず、上りリンクシンボル間干渉が生じる。ＣＰ長は４．７μｓであり、ファイバ長の差分９４０ｍに対応する。
【００２４】
そこで、実施形態では、無線区間の信号送受信に基づいて親機−端末間の伝搬遅延量を決定し、かつ、各端末４０に設定されるＴＡ値の差がＣＰ長以下となるように遅延補正を行う。以下で具体的な遅延補正を説明する。
＜第１実施形態＞
図３は、ＴＤＤのフレーム構成を示す。ＴＤＤのフレーム構成は、たとえば図３（Ｂ）に示すように７通りのサブフレーム構成が規定されている。ＴＤＤは、同一のチャネル帯域を用いて、上りリンク通信と下りリンク通信を時間的に切り替える通信方式である。下りリンク（「Ｄ」と標記）から上りリンク（「Ｕ」と標記）に切り替わる箇所に、スペシャルサブフレーム（「Ｓ」と標記）が挿入される。
【００２５】
図３（Ａ）はスペシャルサブフレームＳＰの構成を示す。スペシャルサブフレームは、下りリンクパイロットタイムスロット（ＤｗＰＴＳ）と、ガード区間（ＧＰ：Guard Period）と、上りリンクパイロットタイムスロット（ＵｐＰＴＳ）を有する。ＤｗＰＴＳは下りデータの拡張領域である。ＵｐＰＴＳは上りデータの拡張領域であり、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）やサウンディング参照信号（ＳＲＳ）の送信に用いられる。ガード区間は上り区間にも下り区間にも用いられない。ガード区間の長さは既知である。この既知のガード区間を「規定ＧＰ」と称する。
【００２６】
図４は、第１実施形態の遅延時間算出方法を説明する図である。第１実施形態では、子機３０は、下りリンク送信終了と上りリンク受信開始の間の実質的なガード区間長を測定することで、親機２０と端末４０の間の遅延時間を測定する。たとえば、下りリンク送信Ｔｘの終了の時点でタイマーを開始し、上りリンク受信Ｒｘの開始の時点でタイマーを停止する。タイマーの開始から停止までの間の時間が、実際のガード区間（「実質ＧＰ」と称する）である。
【００２７】
下りリンク送信Ｔｘの終了は、親機２０との間の伝搬遅延により、下り伝搬遅延に対応する時間Ｄ１だけスペシャルサブフレーム内の送信終了点から遅れている。他方、ＴＡ制御により、端末４０から受信する上りリンク受信Ｒｘは、規定ＧＰの終点よりも時間Ｄ２だけ早く受信している。
【００２８】
ＴＡ値はＳＴＤ（片道遅延）に基づいて設定されることから、ＳＴＤに対して伝搬遅延が無視できる場合にはＤ１とＤ２はほぼ等しい。したがって、既知のガード区間である「規定ＧＰ」と、測定された「実質ＧＰ」との差の半分が、親機２０と端末４０との間の遅延時間Ｄ１に対応する。
【００２９】
この方法によると、子機３０は特別な測定用の信号を用いなくても、ＴＤＤにおける通常の通信の送受信の切り替え区間を利用して、下りリンク信号送信の終了から、上り信号受信の開始までの時間を測定することができる。また、親機２０と各端末４０との間の遅延時間を、式（１）の簡単な演算で求めることができる。
【００３０】
遅延時間＝（規定ＧＰ−実質ＧＰ）／２        （１）
ここで、遅延時間には、親機２０と子機３０の間の有線区間だけではなく、子機３０と端末４０の間の無線区間の伝搬遅延も含まれ、通常の通信過程で測定できるので、無線変動にリアルタイムで追従することができる。
【００３１】
図５は、第１実施形態の分散アンテナシステム１Ａにおける遅延制御手順を示す図である。まず、各子機３０において、スペシャルサブフレームを利用して、端末４０との間の実質ＧＰを測定する（処理（１））。各子機３０は、式（１）に基づいて親機２０と端末４０との間の遅延量を算出し、算出した遅延量を親機２０に通知する（処理（２））。親機２０は、各子機３０から収集した遅延量に基づいて、最大遅延差を決定し、子機３０ごとに最大遅延差との差分を計算する（処理（３））。図５では、図示の簡略化のため２つの子機３０だけが描かれているが、実際は多数の子機３０が親機２０に接続される。親機２０は、求めた差分を各子機３０における遅延補正量として、各子機３０に通知する（処理（４））。子機３０は、通知された遅延差に基づいて、遅延補正を行う。
【００３２】
図６は、第１実施形態の遅延制御のフローチャートである。図５と重複する部分もあるので、簡単に説明する。まず、分散アンテナシステムを構成しＴＤＤ方式で動作可能な子機３０で、実際のＧＰ長を測定して、親機２０までの有線区間を含む遅延時間を算出する（Ｓ１１）。上述のように、実際のＧＰ長さは、端末４０に対する下りリンク信号の送信の終了から端末からの上り信号の受信開始までの時間を測定することで求められる。親機２０と端末４０間の遅延時間は、式（１）に基づき、スペシャルサブフレームに設定されている既知のガード区間（「規定ＧＰ」）と実際に測定したＧＰ長との差の１／２として求められる。
【００３３】
次に、算出した遅延時間を子機３０から親機２０に通知し、親機２０にて各遅延時間を集約する（Ｓ１２）。親機２０は、集約した遅延時間中の最大遅延時間を検出し（Ｓ１３）、子機３０ごとに最大遅延時間と通知された遅延時間との差分を計算する（Ｓ１４）。親機２０は、差分を補正量として各子機３０に通知する（Ｓ１５）。子機３０は、通知された遅延差に基づいて、現在設定されている遅延量を補正する（Ｓ１６）。または（Ｓ１３）において検出された最大遅延時間を各子機３０に通知し、各子機３０にて最大遅延時間との差分を計算（Ｓ１４）し、各子機３０にて遅延補正を行ってもよい（Ｓ１６）。さらに、最大遅延時間相当が予め規定されている場合には、最大遅延時間相当を各子機３０に通知または設定し、各子機３０にて最大遅延時間相当との差分を計算（Ｓ１４）し、各子機３０にて遅延補正を行ってもよい（Ｓ１６）。
【００３４】
図７は、第１実施形態の遅延補正による効果を示す図である。図７の前提として、基地局１０と親機２０の間は時間同期しており遅延がないものとする。また、親機２０で収集された複数の遅延量の中で子機１での遅延量が最大であったものとする。タイミングアドバンス（ＴＡ）として、親機２０と子機３０の間の片道遅延（ＳＴＤ）と、子機３０と端末４０間（無線区間）の伝搬遅延（ｔ2）と、親機２０（上り同期点）での上下切替時間（ＲＴＧ（Ｂ）：Receive/transmit gap (B)）の和が設定されるものとする
ＴＡ＝ＳＴＤ＋ｔ2＋ＳＴＧ（Ｂ）        （２）
スペシャルサブフレームのＤｗＰＴＳで親機２０から送信された下り信号３ａは、親機２０と子機１との間の片道遅延ＳＴＤ１だけ遅れて子機１から無線送信され、ｔ2だけさらに遅れて端末１で受信される。
【００３５】
上りリンクでは、式（２）から端末１のためのＴＡ１が設定されている。端末１は、スペシャルサブフレームのＵｐＰＴＳの開始点よりもＴＡ１だけ早いタイミングで上り信号４ａを送信する。上り信号４ａは、ｔ2だけ遅れて子機１で受信され、光ファイバ２で親機２０に送信される。ＳＴＤ１後に、親機２０はＵｐＰＴＳの開始点で端末１の上りリンク光信号４ａを受信する。端末１からの受信タイミングＲ１は、図中の破線で示すように、端末２からの受信タイミングＲ２と同期している。
【００３６】
他方、親機２０と子機２の間の有線区間の片道遅延ＳＴＤ２は、実際はＳＴＤ１よりも小さいが、親機２０で決定された最大遅延量に合わせて遅延補正δがなされているため、子機２は子機１と同じタイミングで下り信号３ｂを無線送信する。ここで、端末１と端末２と各子機の無線区間の伝搬遅延(ｔ2)は等しいと仮定する。端末２は、伝搬遅延ｔ2の後に下り信号３ｂを受信する。上りリンクでは、最大遅延量に合わせた遅延補正に基づいて端末２のためのＴＡ２が設定されている。このとき、ＴＡ２はＴＡ１とほぼ同じ値を有する。端末２は、スペシャルサブフレームのＵｐＰＴＳの開始点よりもＴＡ２だけ早いタイミングでの上り信号４ｂを送信する。上り信号４ｂは、伝搬遅延ｔ2の後に子機２で受信される。子機２と親機２０との間のＳＴＤ２は小さいが、子機２にて最大遅延量に合わせた遅延補正量が設定されているため、親機２０はＵｐＰＴＳの開始点で上り信号４ｂを受信する。端末２からの受信タイミングＲ２は、破線で示すように端末１からの受信タイミングＲ１と同期している。
【００３７】
このように、無線区間と有線区間の両方を含む遅延量が子機で算出されて親機２０に収集され、親機２０は最大遅延量に合わせて遅延補正量を決定するので、端末４０間のＴＡ差をＣＰ長の範囲内に収めることができる。隣接する子機３０の通信エリアが重なる場合でも、重複エリアで別の子機に在圏する端末からの信号はＣＰ長の範囲内で同期受信されるので、上りリンク干渉を防止することができる。
【００３８】
図８は、スペシャルサブフレームの構成例を示し、図９は、図８の各スペシャルサブフレーム構成におけるファイバ長と確保可能なガード区間の関係を示す。図８では、１０種類のスペシャルサブフレーム構成が規定されており、それぞれ異なるガード区間が規定されている。エリア半径に応じて、適切なガード区間ＧＰを選択することができる。たとえば、狭いエリアでガード区間を短くしてデータ拡張領域を多くとってスループットを向上する。広いエリアの場合、ガード区間を長くして遠近問題に対処することができる。
【００３９】
図９（Ａ）で、親機２０と子機３０との間の遅延ＳＴＤ、無線区間の伝搬遅延ｔ2、親機２０（上り同期点）の送受信切り替え時間ＲＴＧ（Ｂ）を考慮すると、必要なガード区間ＧＰの長さは式（３）で表される。
【００４０】
ＧＰ長＞２×（ＳＴＤ＋ｔ2）＋ＲＴＧ（Ｂ）        （３）
図９（Ｂ）に示すように、各スペシャルサブフレーム構成で決められているガード区間をファイバ長の関数とすると、スペシャルサブフレーム構成＃０または＃１を用いることで、ファイバ長２０ｋｍに対応する遅延補正が可能である。なお、この例でＴＡは３５００Ｔｓである。
【００４１】
ここで、規定ＧＰを超過しても上りリンク受信Ｒｘの開始とならない場合には、該当子局３０と通信している端末３０はないと判断し、該当子局をスリープモードとすることで、消費電力を削減するとともに、親機２０入力における雑音電力を低減できる。
＜変形例１＞
図１０〜図１２は、第１実施形態の変形例を示す。図１０は、子機３０−２の隣接エリアで新たに端末４０−１が通信を開始し、子機３０−２が端末４０−１からの上り干渉信号を受信した場合の誤差補正を示す。全体の処理手順は図５と類似し、同じ処理は同じ符号で示されている。図５と異なる点は、子機３０から親機２０へ通知される遅延時間である（処理（２）'）。最終的には、親機２０にて最大遅延量に合わせるように各子機３０−１、３０−２の遅延補正量が決定されるが、遅延補正量が決定されるまでは、子機３０−２で算出される遅延時間に誤差が発生する。そこで、誤差をＣＰ長よりも小さい範囲に収束させる処理を行う。
【００４２】
図１１は、図１０で子機３０−２（子機２）が端末４０−１（端末１）から上り信号を受信したときの処理フローを示す。図１２は、図１１の各ステップでの遅延時間の誤差補正を示す図である。
【００４３】
図１１で、子機３０−２は自局の通信エリアに在圏する端末４０−２の上り信号を受信している（Ｓ２１）。このとき算出される遅延時間は、図１２（Ａ）からわかるように、（規定ＧＰ−実質ＧＰ）／２である。これは、式（１）に一致する。
【００４４】
子機３０−２が、端末４０−２からの上り信号の受信よりもΔｄだけ早いタイミングで端末４０−１の上り信号を受信し、子機３０−２は、遅延時間として、
遅延時間＝（規定ＧＰ−実質ＧＰ＋Δｄ）／２        （４）
を報告する（Ｓ２２）。これは、図１２（Ｂ）に示すように、端末４０−２からの受信タイミングと端末４０−１からの受信タイミングの間の誤差Δｄを補正して、親機２０に報告すべき遅延時間を算出する処理である。
【００４５】
この場合、子機３０−２において、最大遅延量に対してΔｄ／２だけ短い遅延補正量が設定される（Ｓ２３）。これにより、図１２（Ｃ）に示すように遅延設定誤差が半分になる。
【００４６】
Δｄ／２だけ短い遅延補正量で端末４０−２のＴＡが更新され、端末４０−２の送信タイミングがΔｄ／２だけ早く設定される（Ｓ２４）。これは、図１２（Ｄ）に示す送信タイミングの変更に対応する。このＴＡの更新により、次の上り信号受信のタイミングで最大遅延量に対して与えられる遅延量はΔｄ／４となり、設定誤差はΔｄ／４になる。
【００４７】
遅延誤差Δｄ／２ｎがＣＰ長よりも小さくなるまで（Δｄ／２ｎ＜ＣＰ長）、Ｓ２３とＳ２４を繰り返す。端末１と端末２からの受信タイミングのずれがＣＰ長の範囲内にある限り上りリンクのシンボル干渉は生じないので、親機２０による新たな遅延補正量が通知されるまでの間、上り干渉を防止することができる。
＜変形例２＞
図１３は、第１実施形態で子機増設に伴う課題を示す図である。各子機３０で親機２０と端末４０の間の遅延時間を測定し、親機２０にて最大遅延量と等しくなるように各子機３０の遅延補正量が設定されている場合に、遅延量が大きい子機が接続された場合に同期外れを生じる。
【００４８】
図１３で、親機２０からのファイバ長が８ｋｍの子機３０−１と、ファイバ長が５ｋｍの子機３０−２を含む分散アンテナシステムに、ファイバ長１０ｋｍで子機３０−３を増設する。最大遅延量に合わせて各子機の遅延補正量が設定されると、子機３０−１に２ｋｍ分（１０μｓ）の遅延補正が設定され、子機３０−２に５ｋｍ分（２５μｓ）の遅延補正が設定される。
【００４９】
この場合、子機３０−２の遅延補正量は、上り同期確立時のＴＡ調整範囲（-16.15μs≦Delay≦16.66μs）を超えるため、子機３０−２で同期外れが生じる。他方、子機３０−１の遅延補正量はＴＡ調整範囲内にあるため、親機２０から通知された遅延補正量でＴＡが調整される。
【００５０】
この問題に対処するため、親機２０で決定する遅延補正量をＴＡ調整範囲内に制限するのが望ましい。すなわち、最大遅延量に合わせて決定された遅延補正量がＴＡ調整範囲を超える場合は、最大のＴＡ調整値を遅延補正値として通知する。図１３の例では、子機３０−１に対して、２ｋｍ分に対応する１０μｓの遅延補正量が設定され、子機３０−２に対してＴＡ調整範囲の最大値である16.55μsの遅延補正量が設定される。これにより、同期外れを回避しつつ適切な遅延補正を実施することができる。
＜第２実施形態＞
図１４は、第２実施形態の分散アンテナシステム１Ｂの遅延補正手順を示す概略図である。第１実施形態では、子機３０と端末４０の間の無線区間の測定だけを利用して、親機と端末間の遅延時間を求め、各子機３０における遅延補正量を決定していた。この方法では、一律に最大遅延量に合わせる補正が行われるため、ＴＡ値が必要以上に大きくなってガード区間を浪費する場合が生じ得る。したがって、遅延補正が必要な子機にだけ遅延補正を行わせるのが望ましい。
【００５１】
第２実施形態では、第１実施形態の無線測定法を、有線測定法と組み合わせて、遅延補正が必要な子機を特定する。
【００５２】
具体的には、親機２０または子機３０で、有線測定法で得られた遅延測定結果（ｔｒ）と無線測定法で得られた遅延測定結果（ｔｓ）を比較し、無線測定法による遅延測定結果が有線測定法による遅延測定結果よりも大きい場合に（ｔｒ＜ｔｓ）、遅延差（ｔｓ−ｔｒ）を子機３０の遅延量として設定する。
【００５３】
図１４において、各子機３０−１〜３０−３は、通常の通信過程で、スペシャルサブフレームの実際のガード区間を測定し、式（１）に基づいて遅延時間ｔｓを算出する（処理(1-a)）。他方、親機２０は自局と各子機３０との間の光ファイバ２を伝搬する信号のＲＴＴから、片道の遅延時間ｔｒを算出する（処理(1-b)）。
【００５４】
親機２０または子機３０において、ｔｒとｔｓを比較し、ｔｒ＜ｔｓである場合に、差分を計算する（２）。図１４の例では、親機２０で差分を計算しているので、各子機３０は無線測定法による遅延測定結果ｔｓを親機に通知しているものとする。
【００５５】
図１４では、子機３０−２は、端末４０−１からの上りリンク干渉信号のため、親機２０と端末４０−２との間の遅延量を光ファイバ８ｋｍ相当として算出している。しかし、実際の有線区間の遅延量は、光ファイバ５ｋｍ相当である。したがって、差分（ｔｓ−ｔｒ）である光ファイバ３ｋｍ相当の遅延補正量が子機３０−２に通知され（処理（３））、子機３０−２でこの遅延補正値が設定される（処理（４））。
【００５６】
子機３０−１と子機３０−３では、有線測定法による遅延測定結果ｔｒと、無線測定法による遅延測定結果ｔｓとの間に差はない（他エリアからの干渉信号がない限り、無線区間の伝搬遅延ｔ2自体は無視できる程度に小さい）。この方法によると、遅延補正が必要な子機３０についてだけ遅延補正が行われるので、システム全体として効率的な遅延補正が行われる。
【００５７】
遅延補正の要否を子機３０で判断する場合は、各子機３０は親機２０から有線測定法による遅延測定結果（ｔｒ）の通知を受け、各子機３０が無線測定法により算出した遅延測定結果（ｔｓ）と比較する。この場合は、各子機３０において自律的に遅延補正を行うことができる。
【００５８】
あるいは、親機２０と子機３０の間の任意の箇所に遅延補正ユニットあるいは集約ユニット（図１６の遅延補正機能部７０参照）を配置してもよい。遅延補正ユニット（または集約ユニット）において、無線測定法で算出された遅延量（ｔｓ）と有線測定法で算出された遅延量（ｔｒ）の比較、及び遅延補正量の算出を行う構成としてもよい。
【００５９】
第２実施形態に、新たな端末４０の通信開始等により上り干渉信号が発生した場合の遅延誤差の収束処理（図１１及び図１２）や、遅延調整範囲をＴＡ調整範囲内に制限する処理（図１３）を組み合わせてもよい。
＜装置構成＞
図１５は、第１実施形態及び第２実施形態の分散アンテナシステム１Ａ，１Ｂで用いられる光伝送装置５の概略ブロック図である。光伝送装置５は、ベースユニット（親機）２０と、光ファイバ２を介して親機２０と接続される複数のアンテナユニット（子機）３０を有する。親機２０は、光信号送受信部２１と、遅延情報取得部２２と、遅延補正量決定部２３と、ＲＦ信号送受信部２５を有する。また、有線区間遅延測定部２４を有していてもよい。光信号送受信部２１は、基地局１０からの下り信号を光信号に変換し、子機３０からの上り信号を電気信号に変換する変換部２７を含む。
【００６０】
子機は、光信号送受信部３１と、無線送受信部３２と、ガード区間測定部３３と、遅延時間算出部３４と、遅延補正部３５と、アンテナ３６を有する。光信号送受信部３１は、親機２０からの下り信号を電気信号に変換し、端末から受信した上り信号を光信号に変換する変換部３７を含む。
【００６１】
子機３０のガード区間測定部３３は、たとえばタイマーを有し、ＴＤＤのスペシャルサブフレームで、下り信号送信の終点から上り信号受信開始までの間の実際のガード区間を測定する。遅延時間算出部３４は、上述のとおり式（１）に基づいて親機２０と端末４０の間の伝搬遅延時間を算出する。遅延補正部３５は、親機２０から通知される遅延補正量に基づいて遅延量を補正し、端末に通知するＴＡ値を更新する。第２実施形態のように、無線測定法と有線測定法を組み合わせて遅延補正を行う場合は、遅延時間算出部３４の算出結果（Ｔｓ）を、親機２０から取得した有線測定法による遅延測定結果（Ｔｒ）と比較して、遅延時間算出部３４の算出結果の方が大きい場合に差分に基づいて遅延補正を行ってもよい。
【００６２】
親機２０の遅延情報取得部２２は、自局に接続される各子機３０から無線測定を利用した親機−端末間の遅延測定結果を受信する。遅延補正量決定部２３は、各遅延測定値を最大遅延量に合わせるように、子機３０に対する遅延補正量を決定する（第１実施形態）。あるいは、有線区間遅延測定部２４により得られた遅延測定結果（Ｔｒ）と、取得した遅延測定結果（Ｔｓ）とを比較して、取得した遅延測定結果が大きい場合に、差分を遅延補正量として決定してもよい（第２実施形態）。
【００６３】
図１６は、本発明の遅延補正の適用例を示す。光伝送遅延差によるシステムエラーは、ＦＤＤ方式の分散アンテナシステムにおいても発生し得る。そこで、図１６のようなＦＤＤ／ＴＤＤ共用の分散アンテナシステム１Ｃを提供する。分散アンテナシステム１Ｃは、基地局１０のＲＦ信号を中継する親機２０と、光ファイバ２により親機２０と接続される複数の子機６０−１〜６０−３を含む。各子機６０は、ＦＤＤモードとＴＤＤモードの双方で動作可能である。遅延補正機能部７０は、親機２０と子機６０の間のいずれかの箇所に挿入され、親機２０に設定されてもよいし、子機６０に設定されてもよい。遅延補正機能部７０が行う処理は、第１実施形態の処理でも第２実施形態の処理であってもよい。無線区間を利用した遅延時間の測定は、ＴＤＤモードで動作する際にガード区間を利用して子機６０によって実施されるが、設定された遅延補正量に基づくＴＡ制御は、ＦＤＤモードでの動作時にも行われる。図１６のようなＦＤＤ／ＴＤＤ共用の構成とすることで、ＦＤＤ方式でのシステムエラーを低減することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１、１Ａ〜１Ｃ  分散アンテナシステム
２  光ファイバ
５  光伝送装置
１０  基地局
２０  親機（ベースユニット）
２１  光信号送受信部
２２  遅延情報取得部
２３  遅延補正量決定部
２４  有線区間遅延測定部
２５  ＲＦ信号送受信部
２７  Ｅ／Ｏ及びＯ／Ｅ変換部
３０、３０−１、３０−２、３０−３  子機（アンテナユニット）
３１  光信号送受信部
３２  無線送受信部
３３  ガード区間測定部
３４  遅延時間算出部
３５  遅延補正部
３６  アンテナ
３７  Ｏ／Ｅ及びＥ／Ｏ変換部
４０、４０−１、４０−２  端末（移動端末）
６０  ＦＤＤ／ＴＤＤ共用子機
７０  遅延補正機能部
【図１】
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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】
2015226237.tif 000015
【図１４】
2015226237.tif 000016
【図１５】
2015226237.tif 000017
【図１６】
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