(57)【要約】  本発明は、ＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法及びシステムに関するものである。  本発明は、ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用いて、ＡＰ（Access Point）、ＡＴ（Access Terminal）及び光中継器を含む移動通信システムの前記光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法であって、（ａ）前記ＡＰから伝送されたＲＦ信号を前記光中継器のメインドナーを通じて前記光中継器のリモートに伝達するステップと、（ｂ）前記リモートのカプラーで前記ＲＦ信号の一部を抽出して前記リモートのスイッチングタイミング信号生成回路に伝達するステップと、（ｃ）前記カプラーで抽出したＲＦ信号と前記スイッチングタイミング信号生成回路で生成した基準信号を相関させるステップと、（ｄ）前記相関結果値を分析して前記ＲＦ信号のフレーム開始位置を判別するステップと、（ｅ）前記フレーム開始位置を基準に、前記ＲＦ信号に含まれた下り信号と上り信号の開始点を計算するステップと、（ｆ）前記下り信号と前記上り信号の開始点情報を用いてスイッチングタイミング信号を生成して前記リモートのスイッチに伝達するステップと、（ｇ）前記スイッチは、前記スイッチングタイミング信号により前記下り信号と前記上り信号を仕分けて伝送するステップと、を含むことを特徴とするＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法及びシステムを提供する。  本発明によれば、ＴＤＤ方式とＯＦＤＭ方式を用いる移動通信網の光中継器自体内で下り信号と上り信号を仕分けて、各々の信号に対する経路が選択的に提供できるスイッチングタイミング信号を生成してスイッチを制御することができる効果がある。
2008508781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用いて、ＡＰ（Access Point）、ＡＴ（Access Terminal）及び光中継器を含む移動通信システムの前記光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法であって、
（ａ）前記ＡＰから伝送されたＲＦ信号を前記光中継器のメインドナーを通じて前記光中継器のリモートに伝達するステップと、
（ｂ）前記リモートのカプラーで前記ＲＦ信号の一部を抽出して前記リモートのスイッチングタイミング信号生成回路に伝達するステップと、
（ｃ）前記カプラーで抽出したＲＦ信号と前記スイッチングタイミング信号生成回路で生成した基準信号を相関させるステップと、
（ｄ）前記相関結果値を分析して前記ＲＦ信号のフレーム開始位置を判別するステップと、
（ｅ）前記フレーム開始位置を基準に、前記ＲＦ信号に含まれた下り信号と上り信号の開始点を計算するステップと、
（ｆ）前記下り信号と前記上り信号の開始点情報を用いてスイッチングタイミング信号を生成して前記リモートのスイッチに伝達するステップと、
（ｇ）前記スイッチは、前記スイッチングタイミング信号により前記下り信号と前記上り信号を仕分けて伝送するステップと、
を含むことを特徴とするＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項２】
前記（ｄ）ステップは、
前記相関結果値を分析して前記相関結果値が最大の位置を前記ＲＦ信号のフレーム開始位置と決定することを特徴とする請求項１記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項３】
前記（ｇ）ステップの前記スイッチは、前記スイッチングタイミング信号により、前記下り信号が入力された場合には前記下り信号を前記ＡＴに放射し、前記上り信号が入力された場合には前記リモートのＨＰＡ（High Power Amplifier）と連結される経路を遮断し、前記上り信号が前記リモートのＬＮＡ（Low Noise Amplifier）に入力されるように経路を設定することを特徴とする請求項１記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項４】
前記ＲＦ信号のフレームは、下りリンク（ＤＬ：Down Link）フレーム、上りリンク（ＵＬ：Up Link）フレーム、ＴＴＧ（Tx/Rx Transition Gap）及びＲＴＧ（Rx/Tx Transition Gap）を含むことを特徴とする請求項１記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項５】
前記フレームは、前記下りリンク、前記上りリンク、前記ＴＴＧ及び前記ＲＴＧの時間間隔を全て足した５ｍｓｅｃの長さを有することを特徴とする請求項４記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項６】
前記下りリンクは、前記ＡＰから前記光中継器を介して前記ＡＴに伝送される下り信号に対するフレームであり、前記上りリンクは、前記ＡＴから前記光中継器を介して前記ＡＰに伝送される上り信号に対するフレームであることを特徴とする請求項４記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項７】
前記ＴＴＧは、前記下りリンクとこれを続いて伝送される前記上りリンクとの間の間隔で前記下りリンクと前記上りリンクの伝送時間を仕分けるための保護時間（Guard Time）であり、前記ＴＴＧの間、前記ＡＰは前記上り信号を伝送されるモードに変更され、前記ＡＴは前記上り信号を伝送するモードに変更されることを特徴とする請求項６記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項８】
前記ＲＴＧは、前記上りリンクとこれを続いて伝送される前記下りリンクとの間の間隔で前記上りリンクと前記下りリンクの伝送時間を仕分けるための保護時間（Guard Time）であり、前記ＲＴＧの間、前記ＡＰは前記下り信号を伝送するモードに変更され、前記ＡＴは前記下り信号を伝送されるモードに変更されることを特徴とする請求項６記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項９】
前記ＴＴＧまたはＲＴＧの間には、前記ＡＰと前記ＡＴからデータを含む有効信号を伝送しないことを特徴とする請求項７または８記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項１０】
前記（ｅ）ステップは、
前記フレームの開始位置を前記下りリンクの開始点と決定し、前記下りリンクの時間間隔に前記ＴＴＧを足した位置を前記上りリンクの開始点と決定して、前記下りリンクの開始点を前記下り信号の開始点と設定し、前記上りリンクの開始点を前記上り信号の開始点と設定することを特徴とする請求項４記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項１１】
前記下りリンクと前記上りリンクは、多数個のＯＦＤＭシンボル（Symbol）から構成されて、前記ＯＦＤＭシンボルは、データシンボル、パイロット（Pilot）シンボル及びプリアンブル（Preamble）を含むことを特徴とする請求項４記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項１２】
前記フレームの前記下りリンクと前記上りリンクを構成する前記データシンボルの割合は、１６：６または１３：９の非対称構造を有することを特徴とする請求項１１記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項１３】
前記下りリンクは、一番目のＯＦＤＭシンボルは前記プリアンブルであり、前記データシンボル３つ当たり前記パイロットシンボルが１つずつ挿入されて構成され、前記上りリンクは前記データシンボルから構成されることを特徴とする請求項１１記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項１４】
前記下りリンクは、一番目のＯＦＤＭシンボルは前記プリアンブルであり、残りのＯＦＤＭシンボルは前記データシンボルから構成され、前記上りリンクは前記データシンボルから構成されることを特徴とする請求項１１記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項１５】
前記データシンボルは、データが伝送される時間区間で、データを含む有効シンボル時間区間（Ｔｂ）の中で、最後のＴｇだけの時間区間（ＣＰ時間区間）を前記有効シンボル区間の前に付けた全体時間区間（Ｔｓ＝Ｔｇ＋Ｔｂ）を前記データシンボルの時間区間として有することを特徴とする請求項１１記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項１６】
前記プリアンブルは、前記Ｔｓを時間区間として有し、データ伝送が始まる時点を知らせてくれて伝送タイミングを同期化するために使われることを特徴とする請求項１５記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項１７】
前記パイロットシンボルは、Ｔｐ（＝Ｔｂ／２＋Ｔｇ）を時間区間として有し、前記データシンボルの中間に挿入されて通信チャンネルが前記下りリンクであるか、または、前記上りリンクであるかを推定することに用いることを特徴とする請求項１５記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法。
【請求項１８】
ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用いる移動通信網の光中継器において、ＡＰ（Access Point）及びＡＴ（Access Terminal）から伝送されたＲＦ信号を下り信号と上り信号に分離するスイッチングタイミング信号生成システムであって、
前記ＡＰから伝送されたＲＦ信号を光信号に変換してリモートに伝送し、前記リモートから伝送された光信号をＲＦ信号に変換して前記ＡＰに伝送する前記光中継器のメインドナーと、
前記メインドナーから伝送された光信号をＲＦ信号に変換して前記ＡＴに伝送し、前記ＡＴから伝送されたＲＦ信号を光信号に変換して前記メインドナーに伝送する前記光中継器のリモートと、
前記メインドナーから前記リモートに伝送されたＲＦ信号の一部を抽出して自体内で生成した基準信号と前記抽出したＲＦ信号を相関させ、前記相関結果値を分析して前記抽出したＲＦ信号のフレーム開始位置を判別し、前記フレーム開始位置を基準に前記抽出したＲＦ信号に含まれた下り信号と上り信号の開始点を計算し、前記計算された下り信号と上り信号の開始点情報を用いてスイッチングタイミング信号を生成して前記リモートのスイッチに伝達するスイッチングタイミング信号生成回路と、
を含むことを特徴とするＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成システム。
【請求項１９】
前記ＡＰは、前記ＲＦ信号を前記光中継器を介して前記ＡＴに伝送し、前記ＡＴから伝送した前記ＲＦ信号を前記光中継器を介して伝送されて、前記ＡＴは、前記ＡＰから伝送した前記ＲＦ信号を前記光中継器を介して伝送されて、前記ＲＦ信号を前記光中継器を介して前記ＡＰに伝送することを特徴とする請求項１８記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成システム。
【請求項２０】
前記光中継器のメインドナーは、ＲＦケーブルを介して前記ＡＰにＲＦ信号を伝送し、前記ＡＰからＲＦ信号を伝送されることを特徴とする請求項１８または１９記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成システム。
【請求項２１】
前記光中継器のメインドナーは、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）、電光変換モジュール、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexer）、光電変換モジュール、及びＨＰＡ（High Power Amplifier）を含むことを特徴とする請求項１８または１９記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成システム。
【請求項２２】
前記光中継器のメインドナーを光通信ケーブルを介して多数の前記光中継器のリモートと連結できることを特徴とする請求項２１記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成システム。
【請求項２３】
前記光中継器のメインドナーは、多チャンネルを有する信号分配器及び信号結合器を含むことを特徴とする請求項２２記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成システム。
【請求項２４】
前記光中継器のリモートは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexer）、光電変換モジュール、ＨＰＡ（High Power Amplifier）、スイッチ、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）、及び電光変換モジュールを含むことを特徴とする請求項１８または１９記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成システム。
【請求項２５】
前記光電変換モジュールと前記ＨＰＡとの間にはカプラーが位置して、前記カプラーは前記光電変換モジュールから前記ＨＰＡに伝えられる前記ＲＦ信号の一部を抽出して前記スイッチングタイミング信号生成回路に伝達することを特徴とする請求項２４記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成システム。
【請求項２６】
前記スイッチングタイミング信号生成回路は、前記光中継器のリモートの内部に位置して、前記カプラーで抽出したＲＦ信号を伝達受けて前記スイッチングタイミング信号を生成して前記スイッチに伝達することを特徴とする請求項２５記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成システム。
【請求項２７】
ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用いる移動通信網の光中継器において、ＡＰ（Access Point）及びＡＴ（Access Terminal）から伝送されたＲＦ信号を下り信号と上り信号に分離するスイッチングタイミング信号を生成するスイッチングタイミング信号生成回路であって、
前記光中継器のリモートに含まれたカプラーにおいて、前記光中継器のメインドナーから前記リモートに伝送されたＲＦ信号の一部を抽出すれば、前記抽出したＲＦ信号を伝達受けてレベルディテクタ（Level Detector）と可変利得増幅器（ＶＧＡ：Variable Gain Amplifier）に分配する分配器（Divider）と、
前記分配器から分配受けた前記抽出したＲＦ信号のレベルを測定して前記可変利得増幅器に伝達するレベルディテクタと、
前記レベルディテクタで測定されたレベル値を入力受けて前記抽出したＲＦ信号を一定のレベルに維持させて出力する可変利得増幅器と、
前記可変利得増幅器から入力受けた前記抽出したＲＦ信号の変化量を鎖状（Linear）スケールからデシベル（ｄＢ）スケールに変えた後、パルスジェネレータ（Pulse-Shape Generator）に伝達するログスケール増幅器（Log-Scale Amplifier）と、
前記ログスケール増幅器から入力受けた前記抽出したＲＦ信号を用いてパルス波形信号を生成して比較器（Comparator）に伝達するパルスジェネレータと、
前記パルスジェネレータで生成された前記パルス波形信号と相関させて、前記抽出したＲＦ信号のフレーム開始位置を判別するための基準パルス波形信号を生成して前記比較器に伝達する基準パルスジェネレータ（Reference Pulse-Shape Generator）と、
前記パルスジェネレータと前記基準パルスジェネレータから伝達受けた信号を相関させて、その結果値をタイミングコントローラ（Timing Controller）に伝達する比較器と、
前記比較器から伝達受けた前記結果値を分析して前記抽出されたＲＦ信号のフレーム開始位置を判別し、判別した前記フレーム開始位置を基準に前記抽出されたＲＦ信号に含まれた下り信号と上り信号の開始点を計算し、前記計算された下り信号と上り信号の開始点情報を用いてスイッチングタイミング信号を生成して前記リモートのスイッチに伝達するタイミングコントローラと、
前記パルスジェネレータで生成された前記パルス波形信号の位相情報を前記比較器から伝達受けて前記基準パルス波形信号の位相を同調させる位相同調回路（Phase Tuning Circuit）と、
を含むことを特徴とするＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器において、ＲＦ信号を下り信号と上り信号に分離するスイッチングタイミング信号を生成するスイッチングタイミング信号生成回路。
【請求項２８】
前記タイミングコントローラは、前記相関結果値を分析して、前記相関結果値が最大の位置を前記抽出されたＲＦ信号のフレーム開始位置と決定することを特徴とする請求項２７記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器において、ＲＦ信号を下り信号と上り信号に分離するスイッチングタイミング信号を生成するスイッチングタイミング信号生成回路。
【請求項２９】
前記スイッチングタイミング信号は、前記スイッチに入力された前記ＲＦ信号を下り信号と上り信号に仕分けて、前記リモートのＨＰＡ（High Power Amplifier）から前記下り信号が入力された場合には前記下り信号をアンテナを介して前記ＡＴに放射するように前記スイッチを制御し、前記アンテナを介して前記上り信号が入力された場合には前記上り信号が前記リモートのＬＮＡ（Low Noise Amplifier）で入力されるように前記スイッチを制御することを特徴とする請求項２７記載のＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器において、ＲＦ信号を下り信号と上り信号に分離するスイッチングタイミング信号を生成するスイッチングタイミング信号生成回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法及びシステムに関し、より詳しくは、ＡＰ（Access Point）から伝送されたＲＦ信号が光中継器のメインドナーを通じてリモートに伝えられれば、リモートのカプラーでＲＦ信号の一部を抽出してスイッチングタイミング信号生成回路に伝達して、スイッチングタイミング信号生成回路で生成した基準信号とカプラーで抽出したＲＦ信号を相関させてＲＦ信号のフレーム開始位置を判別して、フレーム開始位置を基準にＲＦ信号に含まれた下り信号と上り信号の開始点を計算して、これを用いてスイッチングタイミング信号を生成してリモートのスイッチに伝達すれば、スイッチでスイッチングタイミング信号により下り信号と上り信号を仕分けてＲＦ信号が伝送できるＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ、電子、通信技術が飛躍的に発展することにつれて、無線通信網（Wireless Network）を用いた多様な無線通信サービスが提供されている。最も基本的な無線通信サービスは移動通信端末機使用者に無線で音声通話を提供する無線音声通話サービスであって、これは時間と場所にかかわらず、サービスが提供できるという特徴がある。また、文字メッセージサービスを提供して音声通話サービスを補完してくれる一方、最近は移動通信端末機の使用者に無線通信網を通じてインターネット通信サービスを提供する無線インターネットサービスが台頭した。
【０００３】
このように移動通信技術の発達によって、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ：Code DivisionMultiple Access）移動通信システムで提供するサービスは、音声サービスだけでなく、サーキット（Circuit）データ、パケット（Packet）データなどのようなデータを伝送するマルチメディア通信サービスに発展している。
【０００４】
また、最近は、情報通信の発達によりＩＴＵ−Ｒで標準に制定している第３世代の移動通信システムであるＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunication 2000）が常用化されている。ＩＭＴ−２０００は、ＣＤＭＡ ２０００１Ｘ、３Ｘ、ＥＶ−ＤＯ、ＷＣＤＭＡ（Wide Band CDMA）等で、既存のＩＳ−９５Ａ、ＩＳ−９５Ｂ網から進化したＩＳ−９５Ｃ網を用いてＩＳ−９５Ａ、ＩＳ−９５Ｂ網で支援可能なデータ伝送速度である１４．４ｋｂｐｓや５６ｋｂｐｓよりはるかに速い１４４ｋｂｐｓ以上の伝送速度で無線インターネットを提供することができるサービスである。特に、ＩＭＴ−２０００サービスを利用すれば既存の音声及びＷＡＰサービス品質の向上は勿論、各種マルチメディアサービス（ＡＯＤ、ＶＯＤ等）をより速い速度で提供することができる。
【０００５】
しかしながら、既存の移動通信システムは、基地局構築費用が高いため、無線インターネットの利用料金が高くて、移動通信端末機の画面の大きさが小さいため、利用できるコンテンツに制約がある等、超高速無線インターネットを提供するには限界があり、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）技術は、伝播干渉及び狭い使用領域（Coverage）などの問題で公衆サービスの提供に限界がある。したがって、携帯性と移動性が保障され、安い料金で超高速無線インターネットサービスが利用できるように、デュプレックス（duplex）方式にＴＤＤ（Time Division Duplex）方式を利用し、変調方式にＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を利用する携帯インターネット技術が台頭した。
【０００６】
ここで、ＴＤＤ方式は、同一な周波数帯域で、時間的に上り（Uplink）、下り（downlink）を交互に割当てる両方向伝送方式である。ＴＤＤ方式は下りと下りに各々異なる２つの周波数を割当てるＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式より伝送効率が高くて、タイムスロットの動的割当により非対称（Asymmetric）やバースティー（Bursty）なアプリケーション伝送に適合した特徴がある。
【０００７】
ここで、ＯＦＤＭ方式は、無線ＬＡＮ（８０２．１１ｇ、ａ）、Ｗ−ＭＡＮ（８０２．１６）、ディジタル放送、ＶＤＳＬなどに標準に採択されている次世代の通信方式であって、帯域幅当たり伝送速度を向上させて、マルチパス（Multipath）干渉を防止するためのディジタル変調方式である。ＯＦＤＭ方式の最も大きい特徴は、サブキャリヤ間の直交性を有するということで、多重経路フェーディングに優れる特性を有することができ、特定副搬送波での信号対雑音比により各副搬送波に対するデータ伝送率を適応的に調節して伝送容量を格段に向上させることができる。また、狭帯域干渉が一部副搬送波のみに影響するので、狭帯域干渉に強い特性を見せる。
【０００８】
しかしながら、ＯＦＤＭ方式は搬送波の周波数オフセット（Frequency Offset）と位相雑音（Phase Noise）に敏感な特性を見せて、これは直交性の確保に影響が及ぼして、直ぐにシステム性能を劣化させることができ、単一搬送波変調に比べて相対的に大きい最大電力対平均電力比を有し、ＲＦ電力増幅器の電力効率を減少させる要因となる。ＯＦＤＭ方式は、多重経路チャンネルによるシンボル間干渉が克服できる一方、特定の副チャンネルの減衰がひどい場合、その副チャンネルに伝送された信号は復元できなくなる。これを防止するためには誤り訂正符号を使用して問題が解決できるが、これをＣＯＦＤＭ（Coded OFDM）方式といい、この時に使われる誤り訂正符号にはリードソロモン（Reed-Solomon）符号のようなブロック符号と畳込み（Convolutional）符号が全て使用可能であり、２つを結合した連接符号、ターボ符号なども利用することができる。
【０００９】
ＴＤＤ方式とＯＦＤＭ方式を用いる代表的な携帯インターネット技術として、超高速携帯インターネット（High-Speed Portable internet；以下、‘Ｈｐｉ’と称する）システムがある。ＨＰｉシステムは、韓国情報通信技術協会（ＴＴＡ）が三星電子、韓国電子通信研究院（ＥＴＲＩ）などと共同で開発中にある次世代の無線インターネット技術である。
【００１０】
Ｈｐｉシステムは、２．３ＧＨｚ周波数帯域を使用し、前述したように、デュプレックス方式にＴＤＤ、変調方式にＯＦＤＭを使用する。また、時速６０ｋｍ／ｈの移動性を提供し、下り伝送速度は２４．８Ｍｂｐｓであるが、下り伝送速度は５．２Ｍｂｐｓで、上下り非対称伝送特性を有するＩＰ（Internet Protocol）基盤の無線データシステムである。
【００１１】
図１は、ＨＰｉシステムを概略的に示す構成図である。
【００１２】
図１に示すように、Ｈｐｉシステムは、ＡＴ１００、ＡＰ１１０、ＰＡＲ（Packet Access Router）１２０、ＰＤＳＮ（Packet Data Serving Node）１３０、ＰＤＧＮ（Packet Data Gateway Node）１４０、ＡＡＡ（Authentication、Authorization、Accounting）１５０、ＩＰネットワーク１６０及びインターネット１７０などを含むことができる。
【００１３】
ここで、ＡＴ１００は、Ｈｐｉシステムに接続して超高速無線インターネットサービスを用いる移動通信端末機をいい、低電力ＲＦ（Radio Frequency）／ＩＦ（Intermediate Frequency）モジュール及びコントローラ機能、サービス特性及び伝播環境に従うＭＡＣ（Media Access Control）フレーム可変制御機能、ハンドオーバー機能、認証及び暗号化機能などを有する。
【００１４】
ＡＰ１１０は、Ｈｐｉシステムの基地局であって、ＰＡＲ１２０から受信したデータを無線でＡＴ１００に伝送することになり、低電力ＲＦ／ＩＦモジュール及びコントローラ機能、ＯＦＤＭＡ／ＴＤＤパケットスケジューリングとチャンネル多重化機能、サービス特性及び伝播環境に従うＭＡＣフレーム可変制御機能、５０Ｍｂｐｓ級高速トラフィックリアルタイム制御機能、ハンドオーバー機能などを有する。
【００１５】
また、ＡＴ１００及びＡＰ１１０はデータ伝送のための５０Ｍｂｐｓパケット伝送変復調機能、高速パケットチャンネルコーディング機能、リアルタイムモデム制御機能などを有する。
【００１６】
ＰＡＲ１２０は、多数個のＡＰ１１０を受容するパケットアクセスルータであって、ＡＰ１１０間のハンドオーバー制御機能、ＰＡＲ１２０間のハンドオーバー機能、パケットルーティング機能、インターネット接続機能などを有し、ＩＰ網に接続される。
【００１７】
ＰＤＳＮ１３０は、ＩＰネットワーク１６０を通じてインターネット１７０などの外部パケットデータサービスサーバー及び基地局の間でパケットデータの送受信を中継して、ＡＴ１００をはじめとする移動通信端末機の位置情報データを管理する。
【００１８】
ＰＤＧＮ１４０は、インターネット１７０などの外部パケットデータサービスサーバーの位置を追跡して連結するルーティング（Routing）を遂行して、ＡＡＡ１５０はＰＤＳＮ１３０と連動してＡＴ１００で利用したパケットデータに対する課金を遂行して、ＡＴ１００からの接続を認証する。 
【００１９】
ＩＰネットワーク１６０は、ＰＤＳＮ１３０、ＰＤＧＮ１４０及びＡＡＡ１５０などを連結させてあげて、インターネット１７０などの外部パケットデータサービスからパケットデータを伝達受けてＡＰ１１０に伝送する。
【００２０】
一方、一般的に移動通信システムでは、移動通信網のカバレージ（Coverage）を拡張するために、周波数再使用概念などを用いて移動通信サービス地域を多数のセル（Cell）に分割し、各々のセルの中心付近に移動通信サービスを処理するために無線基地局（ＢＳ：Base Station）を設置している。ここで、セルの半径は該当地域の信号の強さやデータのトラフィック（Traffic）量により決まる。即ち、トラフィック量の多い都心地域ではセルの半径を小さくし、トラフィック量の相対的に少ない都心外の地域ではセルの半径を大きくして各々のセルで発生するトラフィックが該当移動通信サービスを担当する無線基地局の処理容量を越えないようにしている。
【００２１】
このような周波数再使用概念、トラフィック量などによって、セルの半径を適切に調節して、よりよい移動通信サービスを支援しようとする努力にも拘わらず、都心地域では、地下、建物の内部、トンネルなど、一般的に伝播が到達し難い伝播陰影地域が存在している。このような伝播陰影地域での伝播陰影を解決するために多数の新しい無線基地局を施設することは、施設費用、設置費用及びメインテナンス費用などにより、経済性が大きく落ちるだけでなく、セルの設計にも好ましくない結果をもたらすことができる。
【００２２】
これに対する解決策として、このような伝播陰影地域には、光中継器システムを用いて移動通信サービスを提供することができる。光中継システムは、母基地局に割り当てられた通話チャンネルを光中継器を用いた光伝送方式により伝播陰影地域に伝送するようにして、伝播陰影の問題点を解消する。特に、２世代（２Ｇ）移動通信システムより２．５世代（２．５Ｇ）、ＰＣＳ、３世代（３Ｇ）のＣＤＭＡ２０００系列システム、ＷＣＤＭＡシステム、及びＨＰｉシステムでは、高い周波数を用いているので、伝播経路損失が大きくて、回折効果が小さくて、建物透過損失が大きいため、セルの半径が小さくて、光中継器を使用することが好ましい。
【００２３】
一方、光中継器で基地局と端末機との間の無線信号を中継するためには、下り信号と上り信号が仕分けできなければならない。移動通信システムの光中継器でＦＤＤ方式を用いる場合にはデュプレックサを使用して下り信号と上り信号を仕分けることになるが、ＨＰｉシステムのようにＴＤＤ方式を用いる場合には同一周波数を下り及び上り信号の伝送のために使用し、時間区間を分けて下り信号と上り信号を仕分けるため、デュプレックサを使用して下り信号と上り信号を仕分けることができない。したがって、ＴＤＤ方式を用いる光中継器は、スイッチを使用して下り信号と上り信号を仕分けて、各々の信号に対する経路を選択的に提供することができる。このためには、下り信号の開始点と上り信号の開始点を正確に判別し、各々の信号によってスイッチの開閉を調節して信号の移動経路を変えることができる制御信号が必要であり、光中継器は前述した制御信号を基地局から光ケーブルを介して伝送されることができる。
【００２４】
しかしながら、一般的に基地局と光中継器の製造社が各々異なる場合が多いため、基地局から伝送したスイッチ制御信号を伝送されるために光中継器に別途のモデムを設置しなければならないので、追加費用が発生して、光中継器のスイッチ制御に障害が発生した場合、障害の原因を捜し出すことが容易でないという問題点がある。また、モデムを使用する場合にも光ケーブルの遅延値を制御信号に補正する別途の過程を経なければならないし、これに伴う追加費用が発生するという短所がある。
【００２５】
したがって、ＴＤＤ方式を用いる光中継器自体内で下り信号と上り信号を仕分けて、各々の信号に対する経路が選択的に提供できるスイッチングタイミング信号が生成できる方案が要請される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
このような問題点を解決するために本発明は、光中継器のリモートに含まれたカプラーでＲＦ信号の一部を抽出してスイッチングタイミング信号生成回路に伝達すれば、スイッチングタイミング信号生成回路で生成した基準信号とカプラーで抽出したＲＦ信号を相関させてＲＦ信号のフレーム開始位置を判別して、フレーム開始位置を基準にＲＦ信号に含まれた下り信号と上り信号の開始点を計算し、これを用いてスイッチングタイミング信号を生成してリモートのスイッチに伝達すれば、スイッチでスイッチングタイミング信号により下り信号と上り信号を仕分けてＲＦ信号が伝送できるＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法及びシステムを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の第１の目的によれば、ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用いて、ＡＰ（Access Point）、ＡＴ（Access Terminal）及び光中継器を含む移動通信システムの前記光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法であって、（ａ）前記ＡＰから伝送されたＲＦ信号を前記光中継器のメインドナーを通じて前記光中継器のリモートに伝達するステップと、（ｂ）前記リモートのカプラーで前記ＲＦ信号の一部を抽出して前記リモートのスイッチングタイミング信号生成回路に伝達するステップと、（ｃ）前記カプラーで抽出したＲＦ信号と前記スイッチングタイミング信号生成回路で生成した基準信号を相関させるステップと、（ｄ）前記相関結果値を分析して前記ＲＦ信号のフレーム開始位置を判別するステップと、（ｅ）前記フレーム開始位置を基準に、前記ＲＦ信号に含まれた下り信号と上り信号の開始点を計算するステップと、（ｆ）前記下り信号と前記上り信号の開始点情報を用いてスイッチングタイミング信号を生成して前記リモートのスイッチに伝達するステップと、（ｇ）前記スイッチは、前記スイッチングタイミング信号により前記下り信号と前記上り信号を仕分けて伝送するステップと、を含むことを特徴とするＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法を提供する。
【００２８】
本発明の第２の目的によれば、ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用いる移動通信網の光中継器において、ＡＰ（Access Point）及びＡＴ（Access Terminal）から伝送されたＲＦ信号を下り信号と上り信号に分離するスイッチングタイミング信号生成システムであって、前記ＡＰから伝送されたＲＦ信号を光信号に変換してリモートに伝送し、前記リモートから伝送された光信号をＲＦ信号に変換して前記ＡＰに伝送する前記光中継器のメインドナーと、前記メインドナーから伝送された光信号をＲＦ信号に変換して前記ＡＴに伝送し、前記ＡＴから伝送されたＲＦ信号を光信号に変換して前記メインドナーに伝送する前記光中継器のリモートと、前記メインドナーから前記リモートに伝送されたＲＦ信号の一部を抽出して自体内で生成した基準信号と前記抽出したＲＦ信号を相関させ、前記相関結果値を分析して前記抽出したＲＦ信号のフレーム開始位置を判別し、前記フレーム開始位置を基準に前記抽出したＲＦ信号に含まれた下り信号と上り信号の開始点を計算し、前記計算された下り信号と上り信号の開始点情報を用いてスイッチングタイミング信号を生成して前記リモートのスイッチに伝達するスイッチングタイミング信号生成回路と、を含むことを特徴とするＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成システムを提供する。
【００２９】
本発明の第３の目的によれば、ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式とＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用いる移動通信網の光中継器において、ＡＰ（Access Point）及びＡＴ（Access Terminal）から伝送されたＲＦ信号を下り信号と上り信号に分離するスイッチングタイミング信号を生成するスイッチングタイミング信号生成回路であって、前記光中継器のリモートに含まれたカプラーにおいて、前記光中継器のメインドナーから前記リモートに伝送されたＲＦ信号の一部を抽出すれば、前記抽出したＲＦ信号を伝達受けてレベルディテクタ（Level Detector）と可変利得増幅器（ＶＧＡ：Variable Gain Amplifier）に分配する分配器（Divider）と、前記分配器から分配受けた前記抽出したＲＦ信号のレベルを測定して前記可変利得増幅器に伝達するレベルディテクタと、前記レベルディテクタで測定されたレベル値を入力受けて前記抽出したＲＦ信号を一定のレベルに維持させて出力する可変利得増幅器と、前記可変利得増幅器から入力受けた前記抽出したＲＦ信号の変化量を鎖状（Linear）スケールからデシベル（ｄＢ）スケールに変えた後、パルスジェネレータ（Pulse-Shape Generator）に伝達するログスケール増幅器（Log-Scale Amplifier）と、前記ログスケール増幅器から入力受けた前記抽出したＲＦ信号を用いてパルス波形信号を生成して比較器（Comparator）に伝達するパルスジェネレータと、前記パルスジェネレータで生成された前記パルス波形信号と相関させて、前記抽出したＲＦ信号のフレーム開始位置を判別するための基準パルス波形信号を生成して前記比較器に伝達する基準パルスジェネレータ（Reference Pulse-Shape Generator）と、前記パルスジェネレータと前記基準パルスジェネレータから伝達受けた信号を相関させて、その結果値をタイミングコントローラ（Timing Controller）に伝達する比較器と、前記比較器から伝達受けた前記結果値を分析して前記抽出されたＲＦ信号のフレーム開始位置を判別し、判別した前記フレーム開始位置を基準に前記抽出されたＲＦ信号に含まれた下り信号と上り信号の開始点を計算し、前記計算された下り信号と上り信号の開始点情報を用いてスイッチングタイミング信号を生成して前記リモートのスイッチに伝達するタイミングコントローラと、前記パルスジェネレータで生成された前記パルス波形信号の位相情報を前記比較器から伝達受けて前記基準パルス波形信号の位相を同調させる位相同調回路（Phase Tuning Circuit）と、を含むことを特徴とするＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器において、ＲＦ信号を下り信号と上り信号に分離するスイッチングタイミング信号を生成するスイッチングタイミング信号生成回路を提供する。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上、説明したように、本発明は、ＴＤＤ方式とＯＦＤＭ方式を用いる移動通信網の光中継器自体内で下り信号と上り信号を仕分けて、各々の信号に対する経路が選択的に提供できるスイッチングタイミング信号を生成してスイッチを制御するため、光中継器が安定的に運用できる効果がある。
【００３１】
また、光中継器自体内で伝送信号を区別するため、スイッチ制御信号を伝送されるために別途のモデムを設置する必要がなくて、光ケーブルの遅延値を補正するために別途の処理過程を経る必要なしに、光中継器を運用することができる長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、各図面の構成要素への参照符号の付加において、同一な構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されてもできる限り同一な符号が与えられていることに留意しなければならない。また、本発明の説明において、関連した公知構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることができると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。
【００３３】
図２は、本発明の好ましい実施例に係る光中継器の内部構成を示す構成図である。
【００３４】
本発明の光中継器は、ＴＤＤ方式を使用するため、同一な周波数を時分割して下り信号と上り信号に仕分けて両方向通信が可能であるので、光中継器はＡＴ１００とＡＰ１１０の間で同一な周波数を使用してＲＦ信号を伝送することになる。
【００３５】
図２に示すように、本発明の光中継器はメインドナー２００及びリモート２５０などを含むことができる。
【００３６】
光中継器のメインドナー２００は、ＡＰ１１０とＲＦケーブルを介して連結されてあり、ＡＰ１１０からＲＦ信号を伝送されれば電光変換を経てＲＦ信号を光信号に変換し、光通信ケーブルを介してリモート２５０に光信号を伝送して、リモート２５０から伝送された光信号を光電変換を経てＲＦ信号に変換し、ＲＦケーブルを介してＡＰ１１０に伝送する。
【００３７】
光中継器のリモート２５０は、メインドナー２００で光信号を伝送されれば、光電変換を経てＲＦ信号に変換し、アンテナを介してＡＴ１００に伝送して、ＡＴ１００から伝送されたＲＦ信号を電光変換を経て光信号に変換し、光通信ケーブルを介してメインドナー２００に伝送する。
【００３８】
メインドナー２００は、内部構成要素として、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）２０５、電光変換モジュール（Ｅ／Ｏ）２１０、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexer）２１５、光電変換モジュール（Ｏ／Ｅ）２２０、及びＨＰＡ（High Power Amplifier）２２５などを含むことができる。また、リモート２５０は、内部構成要素として、ＷＤＭ２５５、光電変換モジュール２６０、カプラー（Coupler）２６５、ＨＰＡ２７０、スイッチ２７５、ＬＮＡ２８０、電光変換モジュール２８５、及びスイッチングタイミング信号生成回路２９０などを含むことができる。
【００３９】
ここで、別途に図示してはいないが、光中継器のメインドナー２００は、光通信ケーブルを介して多数のリモート２５０と連結されて光中継器のカバレッジを拡張することができる。このために、メインドナー２００は多チャンネルを有する信号分配器（図示していない）及び信号結合器（図示していない）を含むことができ、ＡＰ１１０から伝達受けたＲＦ信号を信号分配器を通じて分岐してＬＮＡ２０５に伝達し、ＨＰＡ２２５から伝達受けたＲＦ信号を信号結合器を通じて他のリモート２５０の出力と合成してＲＦケーブルを介してＡＰ１１０に伝送することができる。
【００４０】
ＷＤＭ２１５、２５５は光ファイバチャンネルを光の波長により多数のチャンネルに分割して複数の通信路として使用できるようにする装置であって、光信号を伝送する場合には種々の光波長の信号を１つの光ファイバに乗せて伝送する波長分割多重化器として動作し、光信号を伝送される場合には１つの光ファイバに乗せた種々の光波長の信号を各々分岐する波長分割逆多重化器として動作することができる。電光変換モジュール２１０、２８５は、レーザダイオード（Laser Diode）を使用して具現することができ、光電変換モジュール２２０、２６０はフォトダイオード（Photo Diode）を使用して具現することができる。
【００４１】
スイッチングタイミング信号生成回路２９０は、カプラー２６５でＲＦ信号の一部を抽出すれば、下り信号及び上り信号を仕分けてスイッチが制御できるスイッチングタイミング信号を生成してスイッチ２７５に伝達する。スイッチングタイミング信号生成回路２９０の内部構成に対しては図３で後述する。
【００４２】
前述した光中継器の構成要素を用いて順方向及び逆方向チャンネルでの信号の伝送過程を詳細に説明すれば、下記の通りである。
【００４３】
順方向チャンネルの場合、ＡＰ１１０からＲＦケーブルを介して伝送したＲＦ信号は、メインドナー２００のＬＮＡ２０５に伝達される。ＬＮＡ２０５はＲＦ信号の雑音成分を減らして信号成分を増幅して電光変換モジュール２１０に伝達し、電光変換モジュール２１０は電光変換を通じてＲＦ信号を光信号に変換し、ＷＤＭ２１５に伝達する。ＷＤＭ２１５は、電光変換モジュール２１０から伝達受けた多数の光信号を光通信ケーブルを介してリモート２５０に伝送する。
【００４４】
メインドナー２００から光信号を伝達受けたリモート２５０のＷＤＭ２５５は、伝達受けた多数の光信号を分岐して光電変換モジュール２６０に伝達して、光電変換モジュール２６０は光電変換を通じて光信号をＲＦ信号に変換し、ＨＰＡ２７０に伝達する。ＨＰＡ２７０は、ＲＦ信号を無線で送出するための失効出力まで増幅してスイッチ２７５に伝達して、スイッチ２７５ではアンテナを介してＲＦ信号をＡＴ１００に放射することになる。
【００４５】
逆方向チャンネルの場合、リモート２５０のアンテナを介してＡＴ１００からＲＦ信号を伝達受ければ、ＬＮＡ２８０を経て雑音を除去し、信号成分を増幅して電光変換モジュール２８５に伝達する。電光変換モジュール２８５は、電光変換を通じてＲＦ信号を光信号に変換し、ＷＤＭ２５５に伝達し、ＷＤＭ２５５は、電光変換モジュール２８５から伝達受けた光信号を光通信ケーブルを介してメインドナー２００に伝送する。
【００４６】
リモート２５０から光信号を伝達受けたメインドナー２００のＷＤＭ２１５は、伝達受けた多数の光信号を分岐して光電変換モジュール２２０に伝達し、光電変換モジュール２２０は光電変換を通じて光信号をＲＦ信号に変換し、ＨＰＡ２２５に伝達する。ＨＰＡ２２５は、ＲＦ信号をＡＰ１１０に伝送するための失効出力まで増幅し、ＲＦケーブルを介してＡＰ１１０に伝送する。
【００４７】
一方、カプラー２６５は光電変換モジュール２６０からＨＰＡ２７０に伝えられるＲＦ信号の一部を抽出してスイッチングタイミング信号生成回路２９０に伝達し、スイッチングタイミング信号生成回路２９０では、抽出したＲＦ信号を分析してＲＦ信号の伝送のためのスイッチングタイミング信号を生成してスイッチ２７５に伝達する。スイッチ２７５は、伝達受けたスイッチングタイミング信号の制御により、スイッチ２７５に下り信号が入力された場合にはアンテナを介してＡＴ１００に放射することになり、スイッチ２７５に上り信号が入力された場合にはＨＰＡ２７０と連結される経路を遮断し、上り信号がＬＮＡ２８０に入力されるように経路を設定する。
【００４８】
図３は、本発明の好ましい実施例に係るスイッチングタイミング信号生成回路の内部構成を示す構成図である。
【００４９】
図３に示すように、本発明の好ましい実施例に係るスイッチングタイミング信号生成回路２９０は、内部構成要素として、分配器（Divider）３００、レベルディテクタ（Level Detector）３１０、可変利得増幅器（ＶＧＡ：Variable Gain Amplifier）３２０、ログスケール増幅器（Log-Scale Amplifier）３３０、パルスジェネレータ（Pulse-Shape Generator）３４０、比較器（Comparator）３５０、基準パルスジェネレータ（Reference Pulse-Shape Generator）３６０、位相同調回路（Phase Tuning Circuit）３７０及びタイミングコントローラ（Timing Controller）３８０などを含むことができる。
【００５０】
前述したスイッチングタイミング信号生成回路２９０の構成要素を用いてスイッチングタイミング信号を生成する過程を詳細に説明すれば、下記の通りである。
【００５１】
カプラー２６５でＲＦ信号の一部を抽出して分配器３００に伝達すれば、分配器３００でＲＦ信号をレベルディテクタ３１０と可変利得増幅器３２０に分配することになる。レベルディテクタ３１０は信号のレベルを測定して可変利得増幅器３２０に伝達して、可変利得増幅器３２０ではレベルディテクタ３１０で測定されたレベル値を入力受けて可変利得増幅器３２０の出力信号を常に一定のレベルに維持させる。ログスケール増幅器３３０は、可変利得増幅器３２０から入力受けた信号の変化量を鎖状（Linear）スケールからデシベル（ｄＢ）スケールに変えた後、パルスジェネレータ３４０に伝達して、パルスジェネレータ３４０は入力受けた信号を用いてパルス波形信号を生成して比較器３５０に伝達する。
【００５２】
基準パルスジェネレータ３６０では、パルスジェネレータ３４０で生成されたパルス波形信号と相関させてＲＦ信号のフレーム開始位置を判別するための基準パルス波形信号を生成して比較器３５０に伝達する。比較器３５０では、パルスジェネレータ３４０から伝達受けたパルス波形信号と基準パルスジェネレータ３６０から伝達受けた基準パルス波形信号の相関度を比較することになる。即ち、比較器３５０は、２つの信号を相関させて、その結果値をタイミングコントローラ３８０に伝達する。タイミングコントローラ３８０では、伝達受けた結果値を分析してカプラー２６５で抽出した信号のフレーム開始位置を判別することになり、判別したフレーム開始位置を基準に下り信号と上り信号の開始点を計算する。タイミングコントローラ３８０では、計算された下り信号と上り信号の開始点情報を用いてスイッチ２７５を制御するためのスイッチングタイミング信号を生成してスイッチ２７５に伝達することになる。位相同調回路３７０は、パルスジェネレータ３４０で生成されたパルス波形の位相情報を比較器３５０から伝達受けて基準パルス波形の位相を同調させる役割をする。
【００５３】
スイッチングタイミング信号生成回路２９０で前述した過程を通じてスイッチングタイミング信号を生成してスイッチ２７５に伝達すれば、スイッチングタイミング信号はスイッチ２７５に入力されたＲＦ信号を下り信号と上り信号に仕分けて、リモート２５０のＨＰＡ２７０から下り信号が入力された場合には下り信号をアンテナを介してＡＴ１００に放射するようにスイッチ２７５を制御し、アンテナを介して上り信号が入力された場合には上り信号がリモート２５０のＬＮＡ２８０に入力されるようにスイッチ２７５を制御することになる。したがって、スイッチ２７５は、スイッチングタイミング信号によってスイッチ２７５の短絡を調節して、各々の下りまたは上り信号に対する経路が選択的に提供できるようになる。
【００５４】
図４は、ＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる場合において、伝送信号のフレーム構造を示す図である。
【００５５】
後述するＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる場合において、伝送信号のフレーム構造はＨｐｉシステムを中心に説明する。
【００５６】
Ｈｐｉシステムにおいて、１つのフレームは５ｍｓｅｃの長さを有し、下りリンク（ＤＬ：Down Link）フレーム、上りリンク（ＵＬ：Up Link）フレーム、ＴＴＧ（Tx/Rx Transition Gap）、ＲＴＧ（Rx/Tx Transition Gap）などで構成される。
【００５７】
ここで、下りリンクはＡＰ１１０から光中継器を介してＡＴ１００に伝送される下り信号に対するフレームをいい、上りリンクはＡＴ１００から光中継器を介してＡＰ１１０に伝送される上り信号に対するフレームをいう。ＴＴＧとＲＴＧは、上下り伝送時間を仕分るための保護時間（Guard Time）であって、この間隔の間にはＡＰ１１０とＡＴ１００からデータを含む有効信号を伝送しない。ＴＴＧは下りリンクとこれを続いて伝送される上りリンクの間の間隔をいい、この間隔の間、ＡＰ１１０は上り信号を伝送されるモードに変更され、ＡＴ１００は上り信号を伝送するモードに変更される。ＲＴＧは上りリンクとこれを続いて伝送される下りリンクの間の間隔をいい、この間隔の間、ＡＰ１１０は下り信号を伝送するモードに変更され、ＡＴ１００は下り信号を伝送されるモードに変更される。
【００５８】
Ｈｐｉシステムにおいて、フレームを構成する下りリンクと上りリンクは、多数個のＯＦＤＭシンボル（Symbol）から構成され、ＯＦＤＭシンボルは、データシンボル、パイロット（Pilot）シンボル、及びプリアンブル（Preamble）を含む。ここで、データシンボルは、データが伝送される時間区間で、データを含む有効シンボル時間区間（Ｔｂ）の中で、最後のＴｇだけの時間区間（ＣＰ時間区間）を有効シンボル時間区間の前に付けた全体時間区間（Ｔｓ=Ｔｇ+Ｔｂ）をデータシンボルの時間区間として有する。データシンボルの時間区間をＣＰ時間区間と有効シンボル時間区間の合と設定する理由は、ＯＦＤＭ方式を用いて多重経路の信号を収集し、副搬送波の間の直交性を維持するようにするためである。
【００５９】
ここで、プリアンブルは、データシンボルのように、Ｔｓを時間区間として有し、データ伝送が始まる時点を知らせてくれて、伝送タイミングを同期化するために使われる信号である。パイロットシンボルは、Ｔｐ（=Ｔｂ／２+Ｔｇ）を時間区間として有し、データシンボルの中間に挿入されて通信チャンネルが下りリンクであるか、または、上りリンクであるかを推定することに利用することができる。
【００６０】
フレームの下りリンクと上りリンクを構成するデータシンボルの割合は、１６：６と１３：９の２つの構造を支援することができ、２つの構造によるフレーム構造は図４に図示されている。図４の（ａ）は下りリンクと上りリンクのデータシンボルの割合が１６：６の場合のフレーム構造を表し、（ｂ）は下りリンクと上りリンクのデータシンボルの割合が１３：９の場合のフレーム構造を表す。
【００６１】
下りリンクの場合、１番目のＯＦＤＭシンボルはプリアンブルであり、データシンボル３つ当たりパイロットシンボルが１つずつ挿入され、上りリンクはデータシンボルだけで構成される。前述したように、下りリンクと上りリンクとの間の時間間隔は上下り伝送時間を仕分けるためのＴＴＧとＲＴＧで構成されてあり、ＴＴＧとＲＴＧはサンプリング周波数（Ｆｓ）の逆数（１／Ｆｓ）に該当する周期の定数倍を時間区間として有する。
【００６２】
表１は、図４に図示された下りリンク及び上りリンクの個別シンボル位置を表す表である。
【００６３】
【表１】
2008508781.tif 000003
【００６４】
表１での番号は、図４に図示されたフレーム内の各シンボルに指定されたシンボル番号に該当し、データ伝送のための時間次元での資源割当は括弧で括ったシンボルを単位にしてなされる。
【００６５】
表２は、図４に図示されたフレーム構造に対する物理係数を示す表である。
【００６６】
【表２】
2008508781.tif 000004
【００６７】
図４に図示されたフレームは、表２のような物理係数を有し、上りリンクと下りリンクのシンボル、ＴＴＧ及びＲＴＧの時間区間を全て足せば、前述したように、１つのフレームは５ｍｓｅｃの長さを有することになる。
【００６８】
一方、前述したように、フレーム内で上りリンクと下りリンクは非対称構造を有することができ、下りリンクではデータ伝送が始まる時点を知らせてくれるプリアンブルとチャンネルを推定するパイロットシンボルを使用するが、パイロットシンボルを使用しないでプリアンブルのみを使用することも可能である。また、上りリンクと下りリンクのデータシンボルには通話チャンネルの状態によって信号が存在することも、存在しないこともある。
【００６９】
スイッチングタイミング信号生成回路２９０では、前述したフレーム構造を有する信号を伝達受けて下りリンクと上りリンクの開始点の位置を判別してスイッチングタイミング信号を生成するようになる。
【００７０】
図５は図４のデータシンボルにデータが存在する確率が１０％である信号の波形を示す例示画面であり、図６は光中継器で相関のために使用する基準信号の波形を示す例示画面であり、図７は図５と図６に図示された信号を相関させた結果出力された信号波形を示す例示画面である。
【００７１】
図５に図示された信号がＡＰ１１０から光中継器のメインドナー２００を通じてリモートに伝えられれば、リモート２５０のカプラー２６５で信号の一部を抽出してスイッチングタイミング信号生成回路２９０に伝達する。スイッチングタイミング信号生成回路２９０では、図６に図示された基準信号を生成して、基準信号を図５に図示された入力信号と相関させれば、図７に図示された信号波形が得られる。
【００７２】
ここで、図５に図示された入力信号は、０秒から０．０１５秒まで信号区間が存在するので、図６に図示された基準信号は入力信号が存在する信号区間で相関を遂行することができるように、０秒から０．０１５秒まで信号値を‘１’として有している。
【００７３】
一方、図４に図示されたように、１つのフレームはプリアンブルから始まるので、プリアンブルの位置を確認すれば、フレーム開始位置が分かる。プリアンブルはデータシンボルでなく、データシンボルが始まる時点を知らせてくれて伝送タイミングを同期化するために使われる信号であるので、プリアンブル信号は簡単な形態である‘１’の連続で構成されることができる。即ち、プリアンブル信号区間では、基準信号と信号値が同一であるので、図５に図示された入力信号と図６に図示された基準信号を相関させればプリアンブルが位置した時点で相関結果値が最大となり、この位置が各フレームの開始位置となる。したがって、図７に図示された信号波形で最大値と表れる位置がフレームの開始位置となる。
【００７４】
図４で前述したように、上りリンクと下りリンクを含むフレームの構造は予め定義されているので、フレームの開始位置を知ることになれば、フレームの各シンボルに定まった時間間隔を計算して上りリンクと下りリンクの開始点が計算できることになる。即ち、フレームは下りリンク区間から始まるので、フレームの開始位置が下りリンクの開始点となり、下りリンクの時間間隔にＴＴＧを足した位置が上りリンクの開始点となる。したがって、図７の信号波形では最大値を有する０．００５秒、０．０１秒、０．０１５秒が各々フレームの開始位置となり、これを基準に計算された上りリンクと下りリンクの開始点が上り信号と下り信号の開始点となる。
【００７５】
スイッチングタイミング信号生成回路２９０では、下り信号と上り信号の開始点を基準にスイッチングタイミング信号を生成してスイッチを制御することになり、その結果、光中継器では下り信号と上り信号を仕分けて、各々の信号に対する伝送経路が選択的に提供できることになる。
【００７６】
一方、前述したように、１つのフレームはプリアンブルから始まり、相関結果値がプリアンブルが位置した時間区間で最大になって、フレームの開始位置が分かるので、フレームの上りリンクと下りリンクを構成するデータシンボルの割合が変わったり、パイロットシンボルを使用しなくて、プリアンブルのみを使用する場合にも下り信号と上り信号を仕分けてスイッチングタイミング信号を生成することができる。
【００７７】
図８は、本発明の好ましい実施例に係るＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法を示す順序図である。
【００７８】
図８に示すように、ＡＰ１１０からＲＦ信号を伝送すれば、光中継器のメーンドナー２００でこれを伝送されて光信号に変換した後、光通信ケーブルを介してリモート２５０に伝送する（Ｓ８００）。リモート２５０では伝送された光信号をまたＲＦ信号に変換してＡＴ１００に送出することになるが、リモート２５０の光電変換モジュール２６０とＨＰＡ２７０との間に位置したカプラー２６５でＲＦ信号の一部を抽出してスイッチングタイミング信号生成回路２９０に伝達することになる（Ｓ８０２）。スイッチングタイミング信号生成回路２９０では、カプラー２６５から伝達受けた信号とスイッチングタイミング信号生成回路２９０の基準パルスジェネレータ３６０で生成した基準信号を相関させる（Ｓ８０４）。２つの信号を相関させた結果波形から最大値と表れる位置がＲＦ信号のフレーム開始位置となるので、相関させた結果波形を分析してフレームの開始位置を判別することになる（Ｓ８０６）。
【００７９】
ＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる信号は、図４で前述したように、フレーム構造が予め定義されているので、スイッチングタイミング信号生成回路２９０ではフレーム開始位置を基準にＲＦ信号に含まれた下り信号と上り信号の開始点を計算する（Ｓ８０８）。下り信号と上り信号の開始点が計算されれば、これを用いて下り信号と上り信号を仕分けるためのスイッチングタイミング信号を生成してスイッチ２７５に伝達することになる（Ｓ８１０）。スイッチングタイミング信号がスイッチ２７５に伝えられれば、スイッチ２７５はスイッチングタイミング信号により下り信号と上り信号を仕分けることになり、スイッチの短絡を調節して各々の信号に対する経路を選択的に提供することになる（Ｓ８１２）。したがって、光中継器は、スイッチングタイミング信号により下り信号と上り信号が干渉することを防止し、下り信号の場合にはＡＴ１００に送出し、上り信号の場合にはＡＰ１１０に伝達して、ＡＰ１１０とＡＴ１００の間で伝送信号を中継することになる。
【００８０】
以上の説明は、本発明を例示的に説明したことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から外れない範囲で多様な変形が可能である。したがって、本明細書に開示された実施例は本発明を限定するためのものでなく、説明するためのものであり、このような実施例により本発明の思想と範囲が限るのではない。本発明の範囲は下記の請求範囲により解されなければならなくて、それと同等な範囲内にある全ての技術は本発明の権利範囲に含まれることと解されているべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】ＨＰｉシステムを概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の好ましい実施例に係る光中継器の内部構成を示す構成図である。
【図３】本発明の好ましい実施例に係るスイッチングタイミング信号生成回路の内部構成を示す構成図である。
【図４】ＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる場合において、伝送信号のフレーム構造を示す図である。
【図５】図４のデータシンボルにデータが存在する確率が１０％である信号の波形を示す例示画面である。
【図６】光中継器で相関のために使用する基準信号の波形を示す例示画面である。
【図７】図５と図６に図示された信号を相関させた結果出力された信号波形を示す例示画面である。
【図８】本発明の好ましい実施例に係るＴＤＤ方式とＯＦＤＭ変調方式を用いる移動通信網の光中継器で伝送信号を分離するスイッチングタイミング信号生成方法を示す順序図である。
【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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【国際調査報告】
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