(57)【要約】  少なくともトランシーバスイッチを有する基地局が開示され、基地局はFDD又はTDDの何れかでアンテナを介してデータを送信及び受信することができる。基地局にはシンセサイザが設けられ、シンセサイザはFDDモードからTDDモードに又は逆向きに遷移することができ、FDD及びTDDシンセサイザ及びスイッチは、基地局の送信機及び受信機がFDD又はTDDモードでそれぞれデータを処理できるようにする。
2014509460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）入力と、
（ｉｉ）出力と、
（ｉｉｉ）前記出力から送信するデータを処理する送信プロセッサと、
（ｉｖ）前記入力から受信するデータを処理する受信プロセッサと、
（ｖ）前記入力及び出力に接続され、第１のポート及び第２のポートを含み、前記入力及び出力のうちの一方と前記第１のポートとの間で第１の周波数帯域で受信したデータを通過させ、前記入力及び出力のうちの一方と前記第２のポートとの間で第２の周波数帯域で受信したデータを通過させるデュプレクサと、
（ｖｉ）前記送信プロセッサ、受信プロセッサ、第１のポート及び第２のポートに接続され、前記送信プロセッサ及び受信プロセッサのうちの一方を、前記第１のポート及び第２のポートのうちの一方に切り替え可能に接続するトランシーバスイッチと
を有する装置。
【請求項２】
前記トランシーバスイッチは、前記送信プロセッサを前記第２のポートに接続し、かつ前記受信プロセッサを前記第１のポート又は前記第２のポートの何れかに切り替え可能に接続し、前記受信プロセッサが前記第１の周波数帯域又は前記第２の周波数帯域の何れかで受信したデータを処理できるようにする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１のポート及び第２のポートのうち少なくとも一方から前記受信プロセッサに進むデータは、前記受信プロセッサに至る前に増幅される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記トランシーバスイッチは前記第２のポートに接続されたサーキュレータを含み、該サーキュレータは、前記第２のポートと前記送信プロセッサとを接続する経路、及び前記第２のポートと前記受信プロセッサとを接続する別の経路に、交互にデータを送る、請求項２又は３に記載の装置。
【請求項５】
前記トランシーバスイッチは、前記受信プロセッサを前記第１のポートに接続し、かつ前記送信プロセッサを前記第１のポート又は前記第２のポートの何れかに切り替え可能に接続し、前記送信プロセッサが前記第１の周波数帯域又は前記第２の周波数帯域の何れかで送信されるデータを処理できるようにする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記送信プロセッサから前記第１のポート又は第２のポートに至るデータは、前記第１のポート又は第２のポートに至る前に増幅される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記トランシーバスイッチは前記第１のポートに接続されたサーキュレータを含み、該サーキュレータは、前記第１のポートと前記送信プロセッサとを接続する経路、及び前記第１のポートと前記受信プロセッサとを接続する別の経路から、交互にデータを前記第１のポートに送る、請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
(vii)第１の周波数シンセサイザと、
(viii)第２の周波数シンセサイザと、
(ix)前記送信プロセッサ、受信プロセッサ、第１の周波数シンセサイザ及び第２の周波数シンセサイザに接続され、前記送信プロセッサ及び前記受信プロセッサのうちの一方と前記第１の周波数シンセサイザ及び第２の周波数シンセサイザのうちの一方とを切り替え可能に接続するシンセサイザスイッチと
を更に有し、前記シンセサイザスイッチは、前記第１の周波数シンセサイザと前記送信及び受信プロセッサとの間の経路にあるスプリッタを含み、前記シンセサイザスイッチが第１の設定状態である場合に前記第１の周波数シンセサイザが前記送信及び受信プロセッサ双方にデータを供給できるようにし、かつ前記シンセサイザスイッチが第２の設定状態である場合に前記第１の周波数シンセサイザが前記送信プロセッサのみにデータを供給できるようにする、請求項１−７の何れか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記シンセサイザスイッチが、前記送信プロセッサを前記第１の周波数シンセサイザに接続し、前記第１の周波数シンセサイザ又は前記第２の周波数シンセサイザの何れかに前記受信プロセッサを切り替え可能に接続し、前記受信プロセッサが第１の周波数又は第２の周波数の何れかで受信したデータを処理できるようにする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記シンセサイザスイッチが、前記受信プロセッサを前記第１の周波数シンセサイザに接続し、前記第１の周波数シンセサイザ又は前記第２の周波数シンセサイザの何れかに前記送信プロセッサを切り替え可能に接続し、前記送信プロセッサが第１の周波数又は第２の周波数の何れかで送信されるデータを処理できるようにする、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
２つ以上の周波数の間で同調し直すことが可能な周波数シンセサイザを有する請求項１−１０の何れか１項に記載の装置。
【請求項１２】
当該装置が、アグリゲーションノード、基地局、アグリゲーションノードに接続可能な装置及び基地局に接続可能な装置を含む群のうちの何れかである、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記入力及び前記出力に接続されたアンテナを更に有する請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の装置を含む電気通信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、FDDモード及びTDDモードの双方で送信及び受信を行うことが可能な装置、及びFDDモード及びTDDモードの双方で装置が送信及び受信できるようにする方法等に関する。本発明は無線ネットワークの基地局に使用可能である。本発明は、特に、そのような基地局を含む無線ネットワークにおける帯域内バックホール(backhaul)を実現する技術分野に関連する。
【背景技術】
【０００２】
モバイルハンドセットのようなユーザ装置を含む移動電話システムはいくつもの世代を通じて急速に進歩している。多くの移動電話システムの場合、ユーザ装置は無線リンクを介して電気通信網に接続された基地局のネットワークと通信する。通信にアナログ変調を使用する初期の移動電話システムは第2世代のディジタルシステムに取って代わり、第2世代のディジタルシステム自体も現在第3世代のディジタルシステム(例えば、UMTS及びCDMA)に取って代わりつつある。第3世代の標準規格又は標準仕様は第2世代のシステムによって提供されていたデータスループットよりも大きなデータスループットを提供し；第3世代パートナーシッププロジェクトによるいわゆるロングタームエボリューションシステム(単に「LTE」と言及する)による提案でも同様な傾向があり、LTEは、広い周波数帯域、スペクトル効率の良い変調方式、及び将来的な可能性として容量を増やすように空間的に分離した伝搬経路乗の利用(複数入力複数出力(MIMO)方式)を利用することで、大きな容量を提供する可能性がある。
【０００３】
移動電話システムとは別に、無線データアクセスシステムも進歩している。無線データアクセスシステムは、加入者のユーザ装置と公衆交換電話網(PSTN)との間のラスト「マイル(last  mile)」(又はその付近)の接続を提供することを当初は目的とし；ユーザ装置は典型的には電話又はコンピュータに接続される端末である。ワイマックス(WiMax)標準仕様(IEEE802．16)はそのような端末が高速データ無線アクセスシステムを介して接続するための手段を提供する。
【０００４】
WiMax及びLTEは異なる経緯で発展してきたが、同様な目的を有しかつ通常は同様な技術を使用する大容量無線データシステムとして何れも特徴付けることができ、しかもセルラ無線システムのセルラ配置の中に配備される。典型的には、そのようなセルラ無線システムは、移動電話ハンドセット又は無線端末のようなユーザ装置と、多数の基地局(基地局の各々は、アクセスリンクと呼ばれるものを介して、セルと呼ばれるカバレッジ領域内に存在する多数のユーザ装置と潜在的に通信できる)と、バックホールとして知られている双方向接続(各々の基地局とPSTNのような電気通信網との間の接続)とを有する。
【０００５】
セルラ無線システムのデータ容量が増えるにつれて、しばしば完全に異なるネットワークにある宛先への無線送信トラフィックを搬送しなければならないコネクション(接続)や、バックホールの容量に対する要請も増えている。初期世代のセルラ無線システムの場合、バックホールは、他の電気通信オペレータからリースした又は借りた1つ以上の接続によって提供されている(そのような接続は基地局の近くに存在する)。しかしながら、データレートが増えると、データを搬送するのに必要なリースする回線数も増える。その結果、リースする複数の回線を使用することに関する運用コストも増加し、大容量システムの選択肢を高価にしてしまう。回線をリースする代わりに、マイクロ波リンク又は光ファイバリンク等を含む様々な方法で専用の又は個別のバックホールリンク(dedicated  backhaul  link)を設けてもよい。しかしながらそれらのバックホールの方法各々には付随するコストがかかる。専用の又は個別のファイバリンクは、導入時の民間業務のコストに主に起因して資本経費又は支出の観点から高価になり、この問題は都市部の領域で特に深刻になる。マイクロ波リンクも、装置のための支出の問題を含み、正確なアンテナ調整の条件を要する狭いビーム幅に起因して、特殊な導入作業を要する。
【０００６】
個々の基地局各々に専用のバックホールリンクを設けることに対する代替例として、セルラ無線システムの無線リソースを利用して或る基地局から別の基地局へバックホールトラフィックを中継することが可能である。通常、バックホールにセルラ無線リソースを利用する基地局は、オムニ指向性(無指向性)の小さな低電力基地局(中継ノード)である。そのようなシステムは、専用のバックホールを既に備えている従来の基地局のカバレッジ領域を超えて、セルラ無線カバレッジ領域を拡張するために使用可能である。
【０００７】
図1は、従来のインバンド又は帯域内の無線セルラネットワーク(in-band  wireless  cellular  network)2を示し；この例の場合、基地局又は中継局4a−4dは無線チャネルを通じてアグリゲーションノード(aggregation  node)6に接続されている。アグリゲーションノードも、ユーザ端末に対する基地局として機能し、基地局4と同じセルラ設計配置に含まれている。アグリゲーションノード6は、例えばマイクロ波又はファイバリンク10によりゲートウェイ12に接続される。そしてゲートウェイ12はおそらくは無線チャネルを用いて電気通信網(不図示)に接続される。このアーキテクチャは、ユーザに対するデータリンクを提供する無線装置及びスペクトル割り当てを再利用し、一群の基地局同士の間でバックホール通信を行う。
【０００８】
基地局4a−4dをユーザ装置端末に接続する及びアグリゲーションノード6をユーザ装置端末に接続するチャネルは、通常、時間分割複信(TDD)システム又は周波数分割複信(FDD)システムの何れかを用いて提供される。しばしば、同じカバレッジ領域内の異なるオペレータが、基地局4又は6の何れかを介して接続するユーザ装置に利用可能な一方又は双方のシステムを有する。
【０００９】
TDDの場合、所定の周波数範囲を有するチャネルの各々は複数の時間フレームに分割される；各々のフレームは複数のタイムスロットに細分される。各々のフレームにおける幾つかのタイムスロットはアップリンク用に指定され、いくつかはダウンリンク用に指定され、特定の通信セッションに関し、ユーザ装置の各々には特定のアップリンク及びダウンリンクのタイムスロットが指定される。一般に、当然に、異なるオペレータは各自に割り当てられた異なる周波数チャネルを有する。
【００１０】
FDDの場合、通信チャネルとして2つの周波数帯域又は周波数バンドが利用可能であり、一方はアップリンク用であり(アップリンクは、ユーザ端末から基地局へのデータリンクを意味する)、他方はダウンリンク用である(ダウンリンクは、基地局からユーザ端末へのデータリンクを意味する)。ユーザ装置の特定の通信セッションにおいて、オペレータは、アップリンク帯域に属する複数の周波数チャネルをアップリンクチャネルとして、ダウンリンク帯域に属する複数の周波数チャネルをダウンリンクチャネルとして、そのユーザ装置に割り当てる又は指定する。そして、ユーザ装置は、その通信セッションの間に、それらの特定の周波数チャネルを用いてデータを送信及び受信する。異なる拡散符号又はOFDMサブキャリアを割り当て、データ伝送を区別できるようにすることで、異なるユーザ装置が同じアップリンク及びダウンリンクチャネルを共有してもよい。
【００１１】
従来、無線ネットワークにおける基地局及びアグリゲーションノードはTDDモード又はFDDモードの何れかで動作する。これは、様々なオペレータによりサービスが提供されるユーザ装置を管理する基地局の能力を制限してしまう。また、ネットワークの中で同一帯域バックホール(in-band  backhaul)を利用することも制限してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
開示される実施の形態の課題は、様々なオペレータによりサービスが提供されるユーザ装置を管理する基地局の能力を制限してしまう従来の問題を少なくとも軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
実施の形態による装置は、
（ｉ）入力と、
（ｉｉ）出力と、
（ｉｉｉ）前記出力から送信するデータを処理する送信プロセッサと、
（ｉｖ）前記入力から受信するデータを処理する受信プロセッサと、
（ｖ）前記入力及び出力に接続され、第１のポート及び第２のポートを含み、前記入力及び出力のうちの一方と前記第１のポートとの間で第１の周波数帯域で受信したデータを通過させ、前記入力及び出力のうちの一方と前記第２のポートとの間で第２の周波数帯域で受信したデータを通過させるデュプレクサと、
（ｖｉ）前記送信プロセッサ、受信プロセッサ、第１のポート及び第２のポートに接続され、前記送信プロセッサ及び受信プロセッサのうちの一方を、前記第１のポート及び第２のポートのうちの一方に切り替え可能に接続するトランシーバスイッチと
を有する装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】セルラ無線ネットワークを示す図。
【図２】本発明による基地局を示す図。
【図３】第1の形態のシンセサイザスイッチの或る状態を示す図。
【図４】第1の形態のシンセサイザスイッチの別の状態を示す図。
【図５】第1の形態のトランシーバスイッチの或る状態を示す図。
【図６】第1の形態のトランシーバスイッチの別の状態を示す図。
【図７】第2の形態のシンセサイザスイッチの或る状態を示す図。
【図８】第2の形態のシンセサイザスイッチの別の状態を示す図。
【図９】第2の形態のトランシーバスイッチの或る状態を示す図。
【図１０】第2の形態のトランシーバスイッチの別の状態を示す図。
【図１１】別の形態のトランシーバスイッチの或る状態を示す図。
【図１２】別の形態のトランシーバスイッチの別の状態を示す図。
【図１３】更に別の形態のトランシーバスイッチの或る状態を示す図。
【図１４】更に別の形態のトランシーバスイッチの別の状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜発明の概要＞
本発明の第１の実施の形態により提供される装置は：
（ｉ）入力と、
（ｉｉ）出力と、
（ｉｉｉ）前記出力から送信するデータを処理する送信プロセッサと、
（ｉｖ）前記入力から受信するデータを処理する受信プロセッサと、
（ｖ）前記入力及び出力に接続され、第１のポート及び第２のポートを含み、前記入力及び出力のうちの一方と前記第１のポートとの間で第１の周波数帯域又は周波数バンドで受信したデータを通過させ、前記入力及び出力のうちの一方と前記第２のポートとの間で第２の周波数帯域又は周波数バンドで受信したデータを通過させるデュプレクサと、
（ｖｉ）前記送信プロセッサ、受信プロセッサ、第１のポート及び第２のポートに接続され、前記送信プロセッサ及び受信プロセッサのうちの一方を、前記第１のポート及び第２のポートのうちの一方に切り替え可能に接続するトランシーバスイッチと
を有する装置である。
【００１６】
送信及び受信プロセッサをデュプレクサのポートに選択的に接続することで、本装置は、(本装置が基地局をFDDモードで動作させる場合)同じ時間スロットで又は(本装置が基地局をTDDモードで動作させる場合)異なる時間スロットでデータを送受信できるようにする。
【００１７】
前記トランシーバスイッチは、前記送信プロセッサを前記第２のポートに接続し、かつ前記受信プロセッサを前記第１のポート又は前記第２のポートの何れかに切り替え可能に接続し、前記受信プロセッサが前記第１の周波数群又は前記第２の周波数群の何れかで受信したデータを処理できるようにしてもよい。これは、(基地局がFDDモードで動作している場合)データを送信するのと同じ時間に受信したデータを受信プロセッサが処理できるようにする、或いは(基地局がTDDモードで動作している場合)データを受信することに関連付けられているタイムスロットで受信したデータのみを受信プロセッサが処理できるようにする。
【００１８】
前記第１のポート及び第２のポートのうち少なくとも一方から前記受信プロセッサに進むデータは、前記受信プロセッサに至る前に増幅されてもよい。この形態は、本発明により付加された追加的な要素を経由することで生じる信号損失の影響に起因する受信機の感度の劣化を回避できる等の点で有利である。
【００１９】
前記トランシーバスイッチは前記第２のポートに接続されたサーキュレータを含み、該サーキュレータは、前記第２のポートと前記送信プロセッサとを接続する経路、及び前記第２のポートと前記受信プロセッサとを接続する別の経路に、交互にデータを送ってもよい。この形態は、サーキュレータを利用することが、高い信頼性及び低い信号減衰特性を有する高出力の基地局装置で動作することに特に適している等の点で有利である。サーキュレータを利用することは高出力のRFスイッチにも好ましく、高出力のRFスイッチは、従来の技術を用いると高価であり、送信される信号にロス又は損失を導入してしまうことで全体的なシステムパフォーマンスを劣化させてしまう傾向がある。
【００２０】
選択的に、前記トランシーバスイッチは、前記受信プロセッサを前記第１のポートに接続し、かつ前記送信プロセッサを前記第１のポート又は前記第２のポートの何れかに切り替え可能に接続し、前記送信プロセッサが前記第１の周波数群又は前記第２の周波数群の何れかで送信されるデータを処理できるようにしてもよい。これは、(基地局がFDDモードで動作している場合)送信プロセッサがデータを受信するのと同じ時間にデータを送信すること可能にし、或いは(基地局がTDDモードで動作している場合)送信プロセッサがデータを送信することに関連付けられているタイムスロットでデータを送信することのみを行うことを可能にする。
【００２１】
前記送信プロセッサから前記第１のポート又は第２のポートに至るデータは、前記第１のポート又は第２のポートに至る前に増幅されてもよい。
【００２２】
前記トランシーバスイッチは前記第１のポートに接続されたサーキュレータを含み、該サーキュレータは、前記第１のポートと前記送信プロセッサとを接続する経路、及び前記第１のポートと前記受信プロセッサとを接続する別の経路から、交互にデータを前記第１のポートに送ってもよい。
【００２３】
好ましくは本装置は、
(vii)第１の周波数シンセサイザと、
(viii)第２の周波数シンセサイザと、
(ix)前記送信プロセッサ、受信プロセッサ、第１の周波数シンセサイザ及び第２の周波数シンセサイザに接続され、前記送信プロセッサ及び前記受信プロセッサのうちの一方と前記第１の周波数シンセサイザ及び第２の周波数シンセサイザのうちの一方とを切り替え可能に接続するシンセサイザスイッチと
を更に有する。
【００２４】
シンセサイザスイッチは、送信プロセッサを第１の周波数シンセサイザに接続し、かつ第１の周波数シンセサイザ又は第２の周波数シンセサイザの何れかに受信プロセッサを切り替え可能に接続し、受信プロセッサが第１の周波数又は第２の周波数の何れかで受信したデータを処理できるようにする。これは、送信及び受信プロセッサが(TDDモードで動作している場合は)同じ周波数で動作し、或いは(FDDモードで動作している場合は)異なる周波数で動作することを意味する。
【００２５】
前記シンセサイザスイッチは、好ましくは、前記第１の周波数シンセサイザと前記送信及び受信プロセッサとの間の経路にあるスプリッタを含み、前記シンセサイザスイッチが第１の設定状態である場合に前記第１の周波数シンセサイザが前記送信及び受信プロセッサ双方にデータを供給できるようにし、かつ前記シンセサイザスイッチが第２の設定状態である場合に前記第１の周波数シンセサイザが前記送信プロセッサのみにデータを供給できるようにする。これは、TDD動作モードの場合に単独のシンセサイザが送信及び受信プロセッサ双方を同時に駆動する又は動作させることを可能にする。
【００２６】
或いは、前記シンセサイザスイッチが、前記受信プロセッサを前記第１の周波数シンセサイザに接続し、前記第１の周波数シンセサイザ又は前記第２の周波数シンセサイザの何れかに前記送信プロセッサを切り替え可能に接続し、前記送信プロセッサが第１の周波数又は第２の周波数の何れかで送信されるデータを処理できるようにしてもよい。これは送信及び受信プロセッサが、(TDD動作モードで動作している場合は)何れも同じ周波数で動作し、(FDD動作モードで動作している場合は)異なる周波数で動作してよいことを意味する。
【００２７】
前記シンセサイザスイッチは、好ましくは、前記第１の周波数シンセサイザと前記送信及び受信プロセッサとの間の経路にあるスプリッタを含み、前記シンセサイザスイッチが第１の設定状態である場合に前記第１の周波数シンセサイザが前記送信及び受信プロセッサ双方に局部発振器を接続し、かつ前記シンセサイザスイッチが第２の設定状態である場合に前記第１の周波数シンセサイザが前記受信プロセッサのみに局部発振器を接続できるようにする。これは、単独のシンセサイザが送信及び受信プロセッサ双方を同時に駆動する又は動作させることを可能にする。
【００２８】
本装置は、代替的に、２つ以上の周波数の間で同調し直すことが可能な単独の周波数シンセサイザを有してもよい。これは、送信及び受信回路が異なる周波数で動作するが同じシンセサイザで駆動される又は動作させることを意味する。
【００２９】
本装置は、基地局であってもよく、或いは従来の基地局がTDD又はFDDモードの何れかで動作できるようにするために該基地局に接続可能であってもよい。
【００３０】
本装置は、アグリゲーションノードであってもよく、或いはTDD又はFDDモードの何れかで動作するようにアグリゲーションノードに接続可能であってもよい。
【００３１】
本装置は図１に示されているような基地局4又はアグリゲーションノード6で使用される。基地局4からアグリゲーションノード6へ送信されるデータはバックホールのアップリンクを表し、アグリゲーションノード6から基地局4へ送信されるデータはバックホールのダウンリンクを表す。開示される本装置は、何れの方向のリンクも同じ周波数帯域で送信できるように、リンクの何れかの端部で選択されたTDDタイムスロットと共に、何れのノードに適用されてもよい。
【００３２】
本発明の別の形態によれば、「発明の概要」で説明された何れの本装置でもよい装置を含む電気通信ネットワークが提供される。
【００３３】
＜好ましい実施の形態の詳細な説明＞
当業者に理解されるように、添付図面を参照しながら本発明に関する具体的な実施の形態に関する以下の説明を参照することで、本発明の他の形態及び特徴は当業者に更に明確になるであろう。
【００３４】
図2は、FDD及びTDDモード双方を選択的に使用してデータを送信及び受信する機能を発揮できる基地局4を示す。基地局4はデータを受信及び送信するためのアンテナ14を含む。基地局4はダウンリンクシンセサイザ16及びアップリンクシンセサイザ18も含み、ダウンリンクシンセサイザ16はダウンリンクの周波数に同調し、アップリンクシンセサイザ18はアップリンク周波数に同調する。中間周波数を利用するアーキテクチャの基地局装置の場合、シンセサイザの周波数は所望の帯域又はバンドにおける無線出力に対応するものであり、シンセサイザの出力は基地局の周波数変換の設計に応じた周波数オフセットを含んでもよい。
【００３５】
シンセサイザスイッチ20は、ダウンリンクシンセサイザ16が送信回路22又は受信回路24の何れかに接続できるように、及びアップリンクシンセサイザ18が送信回路22又は受信回路24の何れかに接続できるように設けられている。従って、基地局4は、従来はデータのアップリンクに指定されていた周波数帯域又は従来はデータのダウンリンクに指定されていた周波数帯域の何れかにより、送信及び受信の双方を実行できる。
【００３６】
更にトランシーバスイッチ28も設けられており、トランシーバスイッチ26は、基地局4のデュプレクサ28のアップリンク又はダウンリンクのポート(図示せず)の何れかに送信機22を接続できるようにし、かつデュプレクサ28のアップリンク又はダウンリンクのポートの何れかに受信機21を接続できるようにする。
【００３７】
デュプレクサ28は、アップリンク周波数帯域における送信の際にアップリンクポートで受信したデータをアンテナ14に与え、アップリンク周波数帯域でアンテナ14により受信したデータをアップリンクポートに与えるように形成されている。また、デュプレクサ28は、ダウンリンク周波数帯域における送信の際にデータをアンテナ14に与え、ダウンリンク周波数帯域でアンテナ14により受信したデータをダウンリンクポートに与えるように形成されている。送信回路22又は受信回路24を適切なポートに選択的に接続することで、トランシーバスイッチ26は、アップリンク又はダウンリンク周波数帯域で基地局4がデータを受信する又はデータを送信できるようにする。
【００３８】
図3及び図4を参照しながら、本発明の第1の形態を詳細に説明する。
【００３９】
この実施の形態では、アグリゲーションノードへデータを送信し及びアグリゲーションノードからデータを受信する場合に、基地局の帯域内バックホール(in-band  backhaul)はダウンリンク帯域の周波数を用いてTDDモードで動作する。データをダウンリンクでユーザ装置に送信し及びアップリンクでユーザ装置からデータを受信する場合、基地局はFDDモードで動作する。従って、基地局の受信回路24は、ユーザ装置から受信したデータを処理するためにアップリンク周波数で受信したデータを処理することができ、かつアグリゲーションノードから受信したデータを処理するためにダウンリンク周波数で受信したデータを処理できる必要がある。上述したように、従来は、データがアップリンク周波数で受信される場合、受信されるデータはFDDシステムの基地局によって処理されるだけであり、或いはデータがアップリンクタイムスロットで受信される場合はTDDシステムの基地局によって処理されるだけである。更なる柔軟性をもたらすために、本発明による基地局には図3に示されているようなシンセサイザスイッチ20が設けられている。
【００４０】
基地局がFDDモードで動作している場合のシンセサイザスイッチの状態を考察すると、シンセサイザスイッチは何れのシンセサイザが受信回路24にデータを供給するかを選択するために使用される。基地局がFDDモードで動作している場合、図3に示されているように、受信回路24はアップリンクシンセサイザに結合される。図3によれば、データがFDDモードで受信される場合に動作するアップリンクシンセサイザ18は、スイッチ20を介して受信回路24に接続されていることが分かる。更に、ダウンリンクシンセサイザ16は、スイッチ内のスプリッタを介して送信回路22に接続されている。従って、ダウンリンクシンセサイザ16は永続的に送信回路22にデータを供給する一方、基地局がFDDモードで動作する場合にダウンリンクシンセサイザ16と受信回路24との間の接続を遮るように、スイッチは機能する。従って、この形態の場合、送信回路22及び受信回路24は異なる周波数で動作し、基地局はFDDモードで動作することができる。
【００４１】
逆に、基地局がTDDモードで動作する場合、送信回路22及び受信回路24の双方は、同じ周波数で動作するので、同じシンセサイザに接続される。これを行うため、スイッチ20は図4に示すような状態に変わる。図4によれば、送信回路22及び受信回路24は何れも同じシンセサイザに接続されており、すなわちダウンリンクシンセサイザ16を用いて駆動され又は動作させ、同じ周波数で動作することが分かる。このため、スイッチ20は、受信回路24とアップリンクシンセサイザ18との間の接続を遮断し、かつスイッチ20のスプリッタの出力(又は入力)を受信回路20に接続する。従って、送信回路22及び受信回路24は何れもダウンリンクシンセサイザ16に結合され、基地局はTDDモードで動作することができる。
【００４２】
有利なことに、この切り替えの形態は双方のシンセサイザが如何なる時点でも同じ周波数に固定されたままにし、周波数出力が安定するようにできる。これは、受信機に接続されたシンセサイザがダウンリンク周波数帯域に同調し直した(再同調した又は再チューニングした)場合に、信号間のカップリングに起因して生じるシンセサイザの位相ノイズによる劣化も防ぐ。
【００４３】
従来のTDDの場合、基地局の複信処理(duplexing)はスイッチ及び/又はサーキュレータにより実行されている。デュプレクサ28は1つの周波数帯域フィルタにより置換されてもよい。
【００４４】
実施の形態による基地局はFDD及びTDD基地局双方として機能するように形成されるので、アップリンク周波数で受信したデータに加えてダウンリンク周波数でアグリゲーションノードから受信したデータを処理することができる。そのようなスイッチの具体例は図5及び図6に示されているようなトランシーバスイッチ26であり、基地局が上記の動作を実行できるようにし、この点については以下において詳細に説明する。
【００４５】
基地局はダウンリンク周波数において常に送信を行い、送信回路22はデュプレクサのダウンリンクポートに接続されたままである。アップリンク及びダウンリンクの周波数の双方でデータを受信できるようにするため、受信回路24はデュプレクサ28のアップリンクポート又はダウンリンクポートの何れかに切り替え可能に接続される。
【００４６】
基地局のデュプレクサ28は、アップリンク周波数で受信したデータをアップリンクポートに自動的に与え(仕向け)、ダウンリンク周波数で受信したデータをダウンリンクポートに自動的に与える(仕向ける)。
【００４７】
図6はTDDモードで動作する基地局を示し、アップリンク周波数で受信したデータは受信回路に与えられないので基地局によっては処理されず、ダウンリンク周波数で受信したデータが基地局によって処理される。この形態において、アンテナ14により受信されたデータはデュプレクサ28に与えられ、デュプレクサ28はそのデータをダウンリンクポートに与える(仕向ける)。図6に示す例の場合、ダウンリンクポートはトランシーバスイッチ26を介して受信回路24に接続され、これによりダウンリンク周波数帯域で受信したデータは、処理を行う受信回路24に直接的に与えられる。アップリンク周波数で受信したデータは、受信回路には与えられず、従って基地局はTDD基地局として動作する。
【００４８】
しかしながら、基地局がFDDモードで動作し、アップリンク周波数帯域で受信した信号を処理することを希望する場合、基地局はトランシーバスイッチ26を図5に示すような状態に変える。図5に示すようにスイッチの状態が変わると、アップリンク周波数のデータが与えられるデュプレクサのアップリンク出力は、処理を行う受信回路に与えられ、従って、基地局は、典型的にはユーザ端末からのアップリンク周波数で受信したデータを処理する。
【００４９】
トランシーバスイッチにおいて送信機の損失又はロスを最小化するために従来のスイッチではなくサーキュレータが使用されることが好ましい。
【００５０】
図7ないし図10には代替的な実施の形態が示されている。これらの形態の場合、送信回路はアップリンクシンセサイザ及びデュプレクサの関連するポートに選択的に接続され、帯域内バックホールがアップリンク周波数帯域で行われるようにする。
【００５１】
第1の実施の形態と同様に、シンセサイザスイッチ20が存在しているが、このシンセサイザスイッチ20は、受信回路ではなく送信回路22を動作させるシンセサイザを選択する。基地局がFDDモードで動作するようにするため、スイッチは図7に示すような状態になる。図示されているように、ダウンリンクシンセサイザ16は送信回路22に接続され、アップリンクシンセサイザ18からの信号のコピーの1つは、スプリッタを経由して、受信回路24に与えられ、コピーの別の1つは内部切り替え回路に与えられる。しかしながら、内部切り替え回路はアップリンクシンセサイザ18を送信回路22に接続していないので、受信回路及び送信回路には異なるシンセサイザが結合され、従って基地局はFDDモードで動作することができる。
【００５２】
逆に、基地局がTDDモードで動作する場合、図8に示すように受信回路及び送信回路の双方がアップリンクシンセサイザに結合されるように、スイッチの状態が変更される。受信回路24は変わらずアップリンクシンセサイザ18に結合されている。
【００５３】
トランシーバ切り替えスイッチが基地局に設けられてもよく、そのようなスイッチの1例が図9及び図10に示されている。このスイッチは、送信回路22がデュプレクサ28のアップリンク及びダウンリンクポートの双方に接続されることを可能にし、これによりアップリンク及びダウンリンク周波数帯域の双方で送信できるようにし、帯域内バックホールを可能にする。
【００５４】
データが、ダウンリンク周波数で送信され、すなわちユーザ装置に送信され、アップリンク周波数で受信した場合に受信回路24により処理される場合、スイッチは図9に示すように設定される。図示されているように、スイッチは送信回路22をデュプレクサ28のダウンリンクポートに接続し、これによりダウンリンク周波数でデータを送信できる。
【００５５】
逆に、データがアグリゲーションノードに送信されるべき場合、データはアップリンク周波数待機で送信される。その例の場合、スイッチは図10に示すように送信回路22をデュプレクサ28のアップリンクポートに接続する。これは、アップリンク周波数を用いてデータがアグリゲーションノードに送信されることを可能にし、これによりアップリンク周波数における帯域内バックホールを可能にする。
【００５６】
選択的に、図11及び図12(図9及び図10)に示されている一対の増幅器が、スイッチの送信回路の側において単独の増幅器で置換されてもよい。これは、スイッチが大きなRF電力で動作する必要がある点、及び電力出力レベルがユーザ端末に対するダウンリンクデータ及び帯域内バックホールデータの双方について類似したものとなってしまう点に関して不利である。しかしながら、適切な切り替え技術(又は適切なスイッチ)が利用可能である場合、或いは増幅器が出力電力レベルに関して高いアジリティ(agility)と共に又は機動的に動作する場合、コスト及び複雑さを低減するために単独の増幅器が使用されてもよい。
【００５７】
或いは、トランシーバスイッチの増幅器は、第1又は第2の実施の形態のトランシーバスイッチから省略されてもよい。例えば、図11及び図12には、増幅器を省略したトランシーバスイッチが示されている。
【００５８】
更に、第1又は第2の実施の形態の何れかにおけるトランシーバスイッチにおいて、サーキュレータが従来のスイッチで置換されてもよい。図13及び図14には、サーキュレータ(増幅器)を省略したトランシーバスイッチが示されている。
【００５９】
必要に応じて、何れかの実施の形態のシンセサイザ及びシンセサイザスイッチは、ダウンリンク周波数及びアップリンク周波数の間で同調し直すことが可能な単独のシンセサイザにより置換されてもよい。
【００６０】
以上、本発明は基地局に関連して説明されてきたが、本発明は基地局に接続されることが可能な別個の装置により実現され、基地局のアンテナ又はその他の要素からデータを受信し及びそれらにデータを送信するように形成されてもよい。
【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】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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