(57)【要約】【課題】デイジーチェーン接続されたノード間を伝送する信号の遅延時間を精度よく補償する。【解決手段】ＴＲＸ増幅器４−ｉは、下流のチェーンから受信したＵＬフレームと上流のチェーンへ送出するＵＬフレームとの位相差を測定して、基地局に報告する。基地局は、報告された位相差等に基づいて、下流のＴＲＸ増幅器４−(ｉ＋１)に設定すべき進み量を算出する。ＴＲＸ増幅器４−(ｉ＋１)は、上流のチェーンから受信したＤＬフレームと上流のチェーンへ送出するＵＬフレームとの位相差をその進み量に応じて調整する。【選択図】図５
2008011498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整ノードと、複数の測定ノードとの間で信号を伝送し、前記測定ノードそれぞれは、１つ以上の移動ノードとの間で無線信号を伝送する無線通信システムであって、前記複数の測定ノードそれぞれは、他の測定ノードのいずれかからの信号を受けたときには、受けた信号を、この測定ノード以外の測定ノードいずれかまたは前記調整ノードに対して中継し、前記調整ノードから信号を受けたときには、受けた信号を、他の測定ノードのいずれかに対して中継し、
前記測定ノードそれぞれは、
前記受けた信号と、前記中継した信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
前記検出した位相差を前記調整ノードへ通知する位相差通知手段と、
前記調整ノードから送られてくる補正量に基づいて、前記移動ノードから受けた信号を他の測定ノードに送信するタイミングを調整するタイミング調整手段と
を有し、
前記調整ノードは、
前記通知された位相差を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、
前記算出された補正量を、前記位相差を通知した測定ノードに信号を中継した測定ノードに対して送信する補正量送信手段と
を有する
無線通信システム。
【請求項２】
基地局と、前記基地局にデジタル光伝送路によりデイジーチェーン接続され、それぞれ形成されるセル内の端末との間で無線信号の送受信を行う複数の張り出し局装置と、を有する無線通信システムに用いられる張り出し局装置装置（4）であって、
上流のチェーンと接続され、下りフレームの受信、上りフレームの送信、及び光／電気変換及びシリアル／パラレル変換を行うスレーブインタフェース回路（201,203）と、
下流のチェーンと接続され、下りフレームの送信、上りフレームの受信、及び光／電気変換及びシリアル／パラレル変換を行い、また、前記スレーブインタフェース回路からフレームの再生成を伴わずに直接導かれたマスターフレームを下流のチェーンに出力する第２インタフェース回路（202,204）と、
スレーブインタフェース回路から入力されたフレームから当該張り出し局装置装置で送信すべき無線信号データを取り出すフォーマット変換回路（208）と、
フォーマット変換回路から入力された無線信号データを無線周波数にアップコンバートしてアンテナへ出力するアップコンバート回路（218）と、
前記アンテナから受信した無線信号をダウンコンバートするダウンコンバート変換回路（220）と、
無線信号データが前記スレーブインタフェース回路に入力されてから前記アンテナから送出されるまでの時間Ｔ2aを調整する送信データ遅延調整回路（232）と、
無線信号データが前記アンテナに入力されてから前記スレーブインタフェース回路から送出されるまでの時間Ｔa3を調整する受信データ遅延調整回路（234）と、
ある下りフレームが前記スレーブインタフェース回路に入力されてから、それと対応する上りフレームがスレーブインタフェース回路から出力されるまでの時間Ｔoffsetを、前記時間Ｔ2aと前記Ｔa3の和に実質的に一致させるオフセット回路（206,210,212）と、
ある上りフレームが前記スレーブインタフェース回路から出力されてから、それと対応する上りフレームがマスターインタフェース回路に入力されるまでの時間Ｔphaseを測定する位相差検出回路（226）と、
ある下りフレームが前記スレーブインタフェース回路に入力されてからそれと対応する上りフレームがスレーブインタフェース回路から出力されるまでの時間TBdelayDLと、前記時間Ｔphaseに基づく数値と、を前記基地局に報告する制御回路（216）と、を備える張り出し局装置装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記時間Ｔoffsetと、前記時間TBdelayDLと、ある無線信号データを含んだ上りフレームが前記スレーブインタフェース回路に入力されてから、その無線信号データを含んだ上りフレームがスレーブインタフェース回路から出力されるまでの時間TBdelayULと、前記時間Ｔphaseと前記時間TBdelayULの和に相当する整数値と、を前記基地局に報告し、
前記マスターインタフェース回路及びスレーブインタフェース回路はそれぞれ、上りとくだりの遅延時間の誤差が０若しくは正の相関を有し、
前記時間TBdelayULと時間TBdelayULは、前記マスターインタフェース回路及びスレーブインタフェース回路における遅延時間の平均値を含むことを特徴とする請求項２記載の張り出し局装置装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記時間Ｔoffsetの初期値と、前記時間TBdelayDLと、ある無線信号データを含んだ上りフレームが前記スレーブインタフェース回路に入力されてから、その無線信号データを含んだ上りフレームがスレーブインタフェース回路から出力されるまでの時間TBdelayULと、前記時間Ｔphaseと前記時間TBdelayULの和に相当する整数値Ｎと、を前記基地局に報告するとともに、前記基地局から要求された遅延を送信データ遅延調整回路及び受信データ遅延調整回路に設定し、
前記基地局は、ある張り出し局装置装置から報告された時間TBdelayDL、時間TBdelayUL及びＮに対応して、その張り出し局装置装置の１つ下流の張り出し局装置装置に対し、送信データ遅延調整回路の遅延をＴc・Ｎ／２−（TBdelayUL−TBdelayDL）／２小さくし、受信データ遅延調整回路の遅延をＴc・Ｎ／２＋（TBdelayUL−TBdelayDL）／２小さくするように要求することを特徴とする請求項２記載の張り出し局装置装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記時間Ｔoffsetの初期値と、前記時間TBdelayDLと、前記時間Ｔphaseと、を前記基地局に報告するとともに、前記基地局から要求された遅延を送信データ遅延調整回路及び受信データ遅延調整回路に設定し、
前記基地局は、ある張り出し局装置装置から報告された時間TBdelayDL、時間TBdelayUL及びＮに対応して、その張り出し局装置装置の１つ下流の張り出し局装置装置に対し、送信データ遅延調整回路の遅延をＴphase／２＋TBdelayDL小さくし、受信データ遅延調整回路の遅延をＴphase／２小さくするように要求することを特徴とする請求項２記載の張り出し局装置装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム及び張り出し局装置に関し、特にデジタルベースバンドの無線信号等を光伝送する無線通信システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の無線通信システムに用いられる基地局は、複数の加入者局からの無線アクセスを可能にするために、呼処理等の主機能のほか、基地局セル内へ無線信号を十分に伝播させるための送信増幅器やアンテナを備えている。通常、これらの機能手段は全てアンテナ塔直下の１つの局舎内に収められるが、特にアンテナを第３者の所有する高層建造物の屋上に設置するような場合に、基地局もその建造物に設置するとその保守が困難になるという問題があり、基地局を保守が容易な場所に設置すると基地局とアンテナの間の高周波ケーブルの損失が大きくなるという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するため、基地局から、送信増幅器等の無線部を切り離し、両者を光ファイバで接続する構成が考え出され、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）、ＯＢＳＡＩ（Open Base Station Standard Initiative）のような規格化が進行している（例えば、非特許文献１参照。）。切り離された無線部は、一般にはＲＲＨ（Remote Radio Head）、ＣＰＲＩではRadio Equipmetと称されるが、本明細書では以後、送受信（ＴＲＸ：Transmitter and Receiver）増幅器と称す。一方基地局は、設置場所に制約がなくなるので、複数セル分の基地局を１箇所に集約し、設置コストを削減することができる。集約された基地局と分散されたＴＲＸ増幅器とを接続する形態には、大きく分けて、基地局と個々のＴＲＸ増幅器とを直接接続するStar topologyと、ＴＲＸ増幅器をカスケード（デイジーチェーン）接続するChain topologyがある。
【０００４】
図１は、ＣＰＲＩへの準拠を想定した従来の無線通信システム１の構成を示す図である。
無線通信システム１は、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）１００、基地局１０２、ＴＲＸ増幅器２−１〜２−ｎ（ｎは１以上の整数）および移動局１０４−１〜１０４−ｍ（ｍは１以上の整数）から構成される。
また、基地局１０２とＴＲＸ増幅器２−１〜２−ｎは、デジタル光ファイバ回線などを介して直列に接続される。
さらに、ＴＲＸ増幅器２−１〜２−ｎは、それぞれ対応するセル（セクタ）を形成し、セル内の移動局１０４−１〜１０４−ｍ等とは、無線通信回線を介して接続される。
【０００５】
なお、以下の各図においては、図示の具体化および明確化のために、本発明の説明に必要ない構成部分については、適宜省略されている。
さらに、以下、ＴＲＸ増幅器２−１〜２−ｎなど、複数ある構成部分のいずれかを特定せずに示す場合には、単にＴＲＸ増幅器２などと略記することがある。
【０００６】
ＲＮＣ１００は、基地局１０２やその他の複数の基地局に呼を設定し、それらを管理する。またＲＮＣ１００は、基地局１０２との間で、無線通信されるユーザデータを送受信する。
基地局１０２は、ＲＮＣ１００から信号を受信し、通常の基地局の機能により各セルの各搬送波に対応するベースバンド信号（IQ-data）を生成して、ＴＲＸ増幅器２−１へ送信する。また基地局１０２は、ＴＲＸ増幅器２−１からIQ-dataを受信し、通常の処理を行ってＲＮＣ１００へ送信する。
【０００７】
ＴＲＸ増幅器２−１は、基地局１０２とＴＲＸ増幅器２−２との間でIQ-dataなどの信号を中継する。
ＴＲＸ増幅器２−２は、ＴＲＸ増幅器２−１とＴＲＸ増幅器２−３との間で信号を中継し、以下同様にして、ＴＲＸ増幅器２−ｉ（ｉは２以上ｎ−１以下の整数）は、ＴＲＸ増幅器２−（ｉ−１）とＴＲＸ増幅器２−（ｉ＋１）との間で信号を中継する。
以上のようにして、ＴＲＸ増幅器２−１〜２−ｎそれぞれと基地局１０２とは、互いに信号を送受信する。
ＴＲＸ増幅器２−ｉは、移動局１０４からアップリンク信号を無線受信し、増幅，アナログ／デジタル変換、直交復調などの処理を行ってIQ-dataに変換し、ＴＲＸ増幅器２−（ｉ−１）に対して送信するとともに、ＴＲＸ増幅器２−（ｉ−１）から自分向けのIQ-dataを受信し、デジタル／アナログ変換、キャリアの直交変調、増幅などの処理を行って、移動局に向けて無線送信する。
【０００８】
なお、ダウンリンク（ＤＬ：DownLink）とは、基地局から移動局への信号伝送若しくはその方向を意味し、本明細書では、基地局１０２と移動局間の任意の部分において、基地局１０２からＴＲＸ増幅器２−１、ＴＲＸ増幅器２−１からＴＲＸ増幅器２−２というように信号が伝送される方向の意味にも用いる。アップリンク（ＵＬ：ＵｐＬｉｎｋ）についても同様である。また任意のＴＲＸ増幅器からみて基地局側を上流、移動局側を下流と称す。
移動局１０４−１〜１０４−ｍそれぞれは、ＴＲＸ増幅器２と信号を送受信する。
【０００９】
基地局と各ＴＲＸ増幅器２との間を伝送されるIQ-dataは、ダウンリンク（ＤＬ）においてはチップレート、アップリンク（ＵＬ）においてはチップレートの２倍のサンプルレートのデジタルベースバンド信号である。
ＤＬ、ＵＬともに、複数のＴＲＸ増幅器２の分のIQ-dataが、１６ワードからなるベーシックフレームの第１〜第１５ワードに収められる。第０ワード（先頭ワード）は、コントロールワードに割当てられている。各ワードは８bit若しくはその整数倍である。１ベーシックフレーム周期は１チップ時間Ｔc（1／3.84MHz）と等しい。
また、２５６ベーシックフレーム単位でハイパーフレームが構成される。ハイパーフレームの先頭のベーシックフレームの先頭ワードは、ハイパーフレームの先頭を示す同期バイト（K28.5コード）になっている。以後この同期バイトをヘッダと称す。その他の先頭ワードは、ハイパーフレーム単位の時分割多重により複数のサブチャネル（Sunchronization and timing、Slow C＆M link、Fast C＆M link、L1 inband protocol、Vender specific）の伝送に用いられる。これらのサブチャネルのうちVender specificを除いたものをＣ（Control and ｍanagement）プレーンデータと呼ぶ。これに対し、第１〜第１５ワードのIQ-dataをＵ（User）プレーンデータと呼ぶ。
更に、１５０ハイパーフレームを単位とするUMTS NodeBフレームが規定されている。
これらのフレームは８Ｂ１０Ｂ符号によりシリアル信号に変換され、デジタル光ファイバ回線により伝送される。
【００１０】
一般に無線アクセスシステムにおいて、セルを構成する基地局の間の同期が必要になることがしばしばあり、サイトダイバーシティを行う場合には同期は必須となる。サイトダイバーシティは、例えばＣＤＭＡシステムにおいて、送信元の移動局の位置を、複数の基地局で受信したときの伝播遅延から推定するロケーションサービスに応用されている。
したがって、無線通信システム１においても、基地局１０２と各ＴＲＸ増幅器２との間における処理遅延量を、基地局１０２が把握し管理することが重要となる。
【００１１】
例えば非特許文献１の"4.2.9 Link Delay Accuracy and Cable Delay Calibration"には、Star topologyとChain topologyにおける遅延の調整方法が記載されている。
図２は、非特許文献１から引用した無線通信システム１の各部の遅延の定義を示す図であり、ｎ＝２の場合を示している。
基地局１０２に備えられるＲ１は基地局の出力端、Ｒ４は基地局の入力端である。
ＴＲＸ増幅器２−１に備えられるＲＢ２はslave portの入力端、ＲＢ３はslave portの出力端、ＲＢ１はmaster portの出力端、ＲＢ４はmaster portの入力端である。ここでmaster portとは、ＤＬ信号を出力しＵＬ信号を入力するポート（そこに接続されるものにとって基地局のＲ１やＲ４と同等に見えるポート）であり、slave portはその逆である。
ＴＲＸ増幅器２−２に備えられるＲ２はslave portの入力端、Ｒ３はslave portの出力端、Raはアンテナ端である。各端は伝送されるベースバンド信号（IQ-data）の論理的な接続において定義される。
各ＴＲＸ増幅器２は、Ｒ２に入力されたフレーム信号から再生したクロックに基づいて動作する。
【００１２】
Ｔ12(1)は、基地局１０２のＲ1からＴＲＸ増幅器２−１のＲＢ1までの遅延量、Ｔ12(2)は、ＴＲＸ増幅器２−１のＲＢ1からＴＲＸ増幅器２−２のＲ2までの遅延量である。
TBdelayDL(1)は、ＴＲＸ増幅器２−１のＲＢ２からＲＢ1の間の遅延量、Ｔ2aは、ＴＲＸ増幅器２−１のＲ２からＲａまでの処理遅延量である。
Ｔ34(1)は、ＴＲＸ増幅器２−１の出力端ＲＢ３から基地局のＲ4までの遅延量、Ｔ34(2)は、ＴＲＸ増幅器２−２のＲ3からＴＲＸ増幅器２−１のＲＢ4までの遅延量である。
TBdelayUL(1)は、ＴＲＸ増幅器２−１のＲＢ4からＲＢ3の間の処理遅延量、Ｔ3aは、ＴＲＸ増幅器２−２のＲａからＲ3までの処理遅延量である。
Ｔ14(1)は、基地局のmaster port端での、出力のヘッダ(フレームタイミング)と、入力のヘッダとの時間差である。
Ｔoffsetは、ＴＲＸ増幅器２−２のＲ2から入力されるヘッダとＲ3から出力されるヘッダとの時間差であり、ＴＲＸ増幅器２−２のＤＬ側の処理遅延（Ｔ2a）とＵＬ側の処理遅延（Ｔa3）の合計時間に実質的に等しくなるように設定される。
Ｔoffset(1)も、ＴＲＸ増幅器２−１のＤＬ側の処理遅延（ＲＢ2からアンテナまでの遅延）とＵＬ側の処理遅延の合計時間に実質的に等しくなるように設定される。
【００１３】
図３は、非特許文献１から引用した無線通信システム１のＤＬ及びＵＬのフレームタイミング図である。
Ｔ12は、基地局１０２のＲ1から末端のＴＲＸ増幅器２−２のＲ2までの遅延であり、
Ｔ12＝Ｔ12(1) ＋ TBdelayDL(1) ＋Ｔ12(2)
である。
Ｔ34は、末端のＴＲＸ増幅器２−２のＲ3から、基地局１０２のＲ4までの遅延であり、
Ｔ34＝Ｔ34(1) ＋ TBdelayUL(1) ＋Ｔ34(2)
である。
Ｔ14は、基地局１０２のＲ1からＴＲＸ増幅器２−２を経由してＲ4に戻るまでのIQ-dataの遅延量であり、
Ｔ14 = Ｔ12 ＋ Ｔoffset ＋ T34
である。一方基地局１０２で観測されるフレームタイミングの遅延であるＴ14(1)は、Ｔoffset(1)が下流の遅延とは無関係にＴＲＸ増幅器２−１の内部で決定され、
Ｔ14(1)＝Ｔ12(1) ＋ Ｔoffset(1) ＋ Ｔ34(1)
となるので、Ｔ14とは異なる。
【００１４】
また、ＢＦＮはUMTS NodeBフレームナンバ、ＨＦＮはハイパーフレームナンバであり、ＴＲＸ増幅器２は基本的にはＤＬで受けたＢＦＮ及びＨＦＮをそのままＵＬで用いる。
【００１５】
図３の一番下のフレームタイミングで示されるように、ＣＰＲＩ規格は、
Ｔ14 − Ｔ14(1) ＝ Ｔc × Ｎ(1)  （N(i)は任意の整数）
を求めている。つまりＴＲＸ増幅器２−２からのIQ-dataは、ＴＲＸ増幅器２−１のIQ-dataと同じベーシックフレームではなく、Ｎ個遅れたベーシックフレームに収めてよい。
Ｔ14−Ｔ14(1)は、
Ｔ14 − Ｔ14(1) ＝ TBdelayDL(1) ＋ Ｔ12(2) ＋ Ｔoffset(2)
＋Ｔ34(2) ＋ TBdelayUL(1) − Toffset(1)
と表されるとおり、ＴＲＸ増幅器２−１のslave portの入力端からＴＲＸ増幅器２−１を経由してＴＲＸ増幅器２−１のslave portの出力端に至るまでの間のラウンドトリップ時間と、ＴＲＸ増幅器２−１内部のToffset(1)との差であり、以後ラウンドトリップ時間差と称す。基地局において、TBdelayDL(i)、TBdelayUL(i)、Toffset(i)、Toffset(i+1)、Ｎ(i)が全て既知ならば、それらからＴ12(i+1)＋Ｔ34(i+1)を計算することができる。つまり
Ｔ12(i+1)＋Ｔ34(i+1)
＝Ｔc×Ｎ(i)＋Toffset(i)−（TBdelayDL(i)＋Ｔoffset(i+1)＋TBdelayUL(i)）
またＴ12(i+1)＝Ｔ34(i+1)の仮定がＴcより十分小さい誤差で成り立つので、Ｔ12(i+1)、Ｔ34(i+1)を個別に得ることができる。
光ケーブルの遅延であるＴ12、Ｔ34は、他の処理遅延に比べて大きく、数百チップに達することもあるが、丁度チップ単位になっている保証は無い。また、僅かではあるがSerdesデバイスにおける遅延の不確定性も存在する。
【００１６】
このほか、本発明に関連する従来技術として、特許文献１は、制御局に対して縦続接続された複数の無線基地局が送信する信号の送出タイミングを、全無線基地局で同一にする遅延調整方式を開示する。
また、特許文献２は、複数の基地局が接続する集中制御局が、上り方向フレームと下り方向フレームとの位相差に基づいて、伝送遅延量を推定して制御する方法を開示する。
【特許文献１】特開平２−１７４４２８号公報
【特許文献２】特開平７−２９８３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、従来の無線通信システム１などでは、TBdelayDL(i)＋Ｔ12(i+1)と、TBdelayUL(i)＋Ｔ34(i+1)を精度よく分離する方法が明らかにされていない。
図４は、ＴＲＸ増幅器において想定される、master port（ＲＢ４）に入力されるＵＬフレームとslave port（ＲＢ３）から出力するＵＬフレームのタイミング図であり、図３を詳細に図示したものである。なお、本明細書においてＴphaseを以下のように定義する。
Ｔphase (i)＝TBdelayDL(i)＋Ｔ12(i+1)＋Ｔoffset(i+1)＋Ｔ34(i+1)−Ｔoffset(i)  …(式１)
ＲＢ３から出力するヘッダのタイミングは、ＲＢ１へのヘッダ入力タイミングから、Ｔoffset(i)遅れたタイミングとして規定される。
一方、ＲＢ４へのヘッダ入力タイミングは、ＲＢ１へのヘッダ入力タイミングから、TBdelayDL(i)＋Ｔ12(i+1)＋Ｔoffset(i+1)＋Ｔ34(i+1)遅れたタイミングであり、完全に任意である。それらの差であるＴphase(i)は、Ｔc単位となるとは限らない。
【００１８】
ＲＢ４から入力されるＵＬフレームの各ベーシックフレームには、下流のＴＲＸ増幅器で受信されたIQ-dataが既に格納されており、更に自身のＴＲＸ増幅器で受信したIQ-dataも格納してＲＢ３から出力するまでに、TBdelayUL(i)に相当する時間を要し、Ｔphase(i)とTBdelayUL(i)の和がラウンドトリップ時間差Ｔc×Ｎ(i)となる。従って、TBdelayUL(i)も、１Ｔcに満たない端数遅延Ｔfrcを含んでいる。
【００１９】
もし、TBdelayUL(i)の端数遅延Ｔfrcが適切に扱われなかった場合、この誤差がチェイン数ｎの増加と共に累積し、ｎ＝３でＴcを超える誤差になりうる。例えば、Ｔfrcが常に切り捨てられたTBdelayULを計算に用いた場合、実際より、TBdelayDL(i)＋Ｔ12(i+1)は大きく、Ｔ34(i+1)＋TBdelayUL(i) は小さく見積もられる。
【００２０】
あるいは、TBdelayULではなくＴoffsetを調整してＴfrcを０にし、誤差の累積を防ぐ方法も考えられる。しかしフレームタイミングが下流に依存するアーキティクチャは、チェインの追加や削除に対する柔軟性を欠くほか、下流のチェインのＴＲＸ増幅器２の不具合が全体に影響するという欠点を有するので、何らかの改良を要する。
【００２１】
本発明は、上述した背景からなされたものであり、ノード間を伝送する信号の遅延時間を正確に把握できる無線通信システムおよびその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信システムは、調整ノードと、複数の測定ノードとの間で信号を伝送し、前記測定ノードそれぞれは、１つ以上の移動ノードとの間で無線信号を伝送する無線通信システムであって、前記複数の測定ノードそれぞれは、他の測定ノードのいずれかからの信号を受けたときには、受けた信号を、この測定ノード以外の測定ノードいずれかまたは前記調整ノードに対して中継し、前記調整ノードから信号を受けたときには、受けた信号を、他の測定ノードのいずれかに対して中継し、前記測定ノードそれぞれは、前記受けた信号と、前記中継した信号との位相差を検出する位相差検出手段と、前記検出した位相差を前記調整ノードへ通知する位相差通知手段と、前記調整ノードから送られてくる補正量に基づいて、前記移動ノードから受けた信号を他の測定ノードに送信するタイミングを調整するタイミング調整手段とを有し、前記調整ノードは、前記通知された位相差を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、前記算出された補正量を、前記位相差を通知した測定ノードに信号を中継した測定ノードに対して送信する補正量送信手段とを有する。
【００２３】
また本発明に係る張り出し局装置装置は、基地局と、前記基地局にデジタル光伝送路によりデイジーチェーン接続され、それぞれ形成されるセル内の端末との間で無線信号の送受信を行う複数の張り出し局装置と、を有する無線通信システムに用いられる張り出し局装置装置（4）であって、
上流のチェーンと接続され、下りフレームの受信、上りフレームの送信、及び光／電気変換及びシリアル／パラレル変換を行うスレーブインタフェース回路（201,203）と、
下流のチェーンと接続され、下りフレームの送信、上りフレームの受信、及び光／電気変換及びシリアル／パラレル変換を行い、また、前記スレーブインタフェース回路からフレームの再生成を伴わずに直接導かれたマスターフレームを下流のチェーンに出力する第２インタフェース回路（202,204）と、
スレーブインタフェース回路から入力されたフレームから当該張り出し局装置装置で送信すべき無線信号データを取り出すフォーマット変換回路（208）と、
フォーマット変換回路から入力された無線信号データを無線周波数にアップコンバートしてアンテナへ出力するアップコンバート回路（218）と、
前記アンテナから受信した無線信号をダウンコンバートするダウンコンバート変換回路（220）と、
無線信号データが前記スレーブインタフェース回路に入力されてから前記アンテナから送出されるまでの時間Ｔ2aを調整する送信データ遅延調整回路（232）と、
無線信号データが前記アンテナに入力されてから前記スレーブインタフェース回路から送出されるまでの時間Ｔa3を調整する受信データ遅延調整回路（234）と、
ある下りフレームが前記スレーブインタフェース回路に入力されてから、それと対応する上りフレームがスレーブインタフェース回路から出力されるまでの時間Ｔoffsetを、前記時間Ｔ2aと前記Ｔa3の和に実質的に一致させるオフセット回路（206,210,212）と、
ある上りフレームが前記スレーブインタフェース回路から出力されてから、それと対応する上りフレームがマスターインタフェース回路に入力されるまでの時間Ｔphaseを測定する位相差検出回路（226）と、
ある下りフレームが前記スレーブインタフェース回路に入力されてからそれと対応する上りフレームがスレーブインタフェース回路から出力されるまでの時間TBdelayDLと、前記時間Ｔphaseに基づく数値と、を前記基地局に報告する制御回路（216）と、を備える。
【００２４】
更に本発明に係る張り出し局装置装置は、前記制御回路は、前記時間Ｔoffsetと、前記時間TBdelayDLと、ある無線信号データを含んだ上りフレームが前記スレーブインタフェース回路に入力されてから、その無線信号データを含んだ上りフレームがスレーブインタフェース回路から出力されるまでの時間TBdelayULと、前記時間Ｔphaseと前記時間TBdelayULの和に相当する整数値と、を前記基地局に報告し、
前記マスターインタフェース回路及びスレーブインタフェース回路はそれぞれ、上りとくだりの遅延時間の誤差が０若しくは正の相関を有し、
前記時間TBdelayULと時間TBdelayULは、前記マスターインタフェース回路及びスレーブインタフェース回路における遅延時間の平均値を含むことを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る張り出し局装置装置は、前記制御回路は、前記時間Ｔoffsetの初期値と、前記時間TBdelayDLと、ある無線信号データを含んだ上りフレームが前記スレーブインタフェース回路に入力されてから、その無線信号データを含んだ上りフレームがスレーブインタフェース回路から出力されるまでの時間TBdelayULと、前記時間Ｔphaseと前記時間TBdelayULの和に相当する整数値Ｎと、を前記基地局に報告するとともに、前記基地局から要求された遅延を送信データ遅延調整回路及び受信データ遅延調整回路に設定し、
前記基地局は、ある張り出し局装置装置から報告された時間TBdelayDL、時間TBdelayUL及びＮに対応して、その張り出し局装置装置の１つ下流の張り出し局装置装置に対し、送信データ遅延調整回路の遅延をＴc・Ｎ／２−（TBdelayUL−TBdelayDL）／２小さくし、受信データ遅延調整回路の遅延をＴc・Ｎ／２＋（TBdelayUL−TBdelayDL）／２小さくするように要求する。
本発明に係る張り出し局装置装置は、前記制御回路は、前記時間Ｔoffsetの初期値と、前記時間TBdelayDLと、前記時間Ｔphaseと、を前記基地局に報告するとともに、前記基地局から要求された遅延を送信データ遅延調整回路及び受信データ遅延調整回路に設定し、
前記基地局は、ある張り出し局装置装置から報告された時間TBdelayDL、時間TBdelayUL及びＮに対応して、その張り出し局装置装置の１つ下流の張り出し局装置装置に対し、送信データ遅延調整回路の遅延をＴphase／２＋TBdelayDL小さくし、受信データ遅延調整回路の遅延をＴphase／２小さくするように要求する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ノード間を伝送する信号の遅延時間を正確に把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、ＣＰＲＩ準拠を想定した複数の無線通信システムを説明する。特に断らない限り、用語の定義は非特許文献１のＣＰＲＩ規格に準じるものとする。
【実施例１】
【００２８】
本実施例１に係る無線通信システム３は、要約すると、ＴＲＸ増幅器４−ｉがTBdelayUL(i)を正確に測定し、TBdelayUL(i)、Toffset(i)、Ｎ(i)と共に基地局に報告する。
ＴＲＸ増幅器４−ｉは、TBdelayUL(i)の測定手段や、ＵＬフレーム生成処理を一定時間にするための遅延調整手段などを適宜備える。またＴＲＸ増幅器４−ｉは、ＤＬフレームを加工することなく、単に下流にＴＲＸ増幅器４−ｉに中継することで、TBdelayDL(i)をほぼ０の固定値とする。
ＴＲＸ増幅器４−ｉは、TBdelayUL(i)とTBdelayUL(i)の夫々の誤差が負の相互相関を持たず、誤差の期待値（平均値）が０に近づくことを目指して設計される。
本実施例１の無線通信システムの構成は、従来の図１と同様であり、ＲＮＣ１００、基地局５、ＴＲＸ増幅器４−１〜４−ｎおよび移動局１０４−１〜１０４−ｍから構成される。
【００２９】
図５は、実施例１に係る無線通信システム３のＴＲＸ増幅器４の構成図である。
図５に示すように、ＴＲＸ増幅器４は、アンテナ２００、光電変換部２０１，２０２、シリアル／パラレル変換部２０３，２０４、ＤＬヘッダ検出部２０６、ＤＬフォーマット変換部２０８、オフセット処理部２１０、ヘッダ生成部２１２、フォーマット生成部２１４、制御部２１６、アップコンバータ２１８、ダウンコンバータ２２０、遅延調整部２２２、ＵＬヘッダ検出部２２４、位相差検出部２２６、記憶部２３０、送信データ遅延調整部２３２、受信データ遅延調整部２３４を備える。
【００３０】
光電変換部２０１は、slave portから、光ファイバで上流のＴＲＸ増幅器４あるいは基地局１０２（ＴＲＸ増幅器４−１の場合）から伝送されたＤＬ光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換し、シリアル／パラレル変換部２０３へ出力する。また光電変換部２０１は、シリアル／パラレル変換部２０３から入力された電気信号をＵＬ光信号に変換し、slave port側から送出する。
【００３１】
光電変換部２０２は、master portから、光ファイバで下流のＴＲＸ増幅器４から伝送されたＵＬ光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換してシリアル／パラレル変換部２０３へ出力する。また光電変換部２０２は、シリアル／パラレル変換部２０４から入力された電気信号をＤＬ光信号に変換し、master portから送出する。
光電変換部２０１や２０２は、通常同じ構成であり、例えばＳＦＰ（Small Form factor Pluggable）光トランシバーを用いることができる。光電変換部２０２は、光電変換部２０１が出力するシリアルを直接受けてＤＬ光信号に変換しても良い。
【００３２】
シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２０３は、光電変換部２０１から入力された電気信号からクロックを再生するとともに、その電気信号を８Ｂ１０Ｂデコードによりシリアル信号からパラレル信号に変換し、ＤＬヘッダ検出部２０６、ＤＬフォーマット変換部２０８、及びＳ／Ｐ２０４に出力する。またＳ／Ｐ２０３は、フォーマット生成部２１４から入力されたＵＬフレーム信号を８Ｂ１０Ｂエンコードによりパラレル信号からシリアル信号に変換し、光電変換部２０１に出力する。抽出したクロックは、８Ｂ１０Ｂエンコードに用いられるほか、ＴＲＸ増幅器４内部の各部に供給される。パラレル信号のクロック周波数は、例えば１６／Ｔc若しくはその２、４乃至８倍である。これを以下、動作クロックと称す。
【００３３】
シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２０４は、Ｓ／Ｐ２０３から入力されたパラレル信号のＤＬフレーム信号を、再びシリアル信号に変換して光電変換部２０２に出力する。またシリアル／パラレル変換部２０４は、光電変換部２０２から入力されたシリアル信号をパラレル信号に変換し、遅延調整部２２２とＵＬヘッダ検出部２２４に出力する。
Ｓ／Ｐ２０３、２０４は、通常同じ構成であり、Ｓｅｒｄｅｓと呼ばれるデバイスで実現される。
【００３４】
ＤＬヘッダ検出部２０６は、シリアル／パラレル変換部２０３から入力された信号に基づいて、ＤＬのヘッダのタイミングを検出し、そのヘッダのＢＦＮ，ＨＦＮをヘッダタイミングとともにＤＬフォーマット変換部２０８およびオフセット処理部２１０に出力する。ヘッダは他のいかなるコードとも異なるK28.5コードで伝送されるので、容易に検出できる。
【００３５】
ＤＬフォーマット変換部２０８は、ＤＬヘッダ検出部２０６から入力されたＤＬヘッダタイミングを基にして、シリアル／パラレル変換部２０４−１から入力されたのデータのフォーマット変換を行い、ＤＬ＿ＵプレーンデータとＤＬ＿Ｃプレーンデータとに分離する。
また、ＤＬフォーマット変換部２０８は、分離したＤＬ＿Ｕプレーンデータの中にベーシックフレーム単位で時分割多重されたIQ-dataから、自身のＴＲＸ増幅器用のIQ-data（Ａ×Ｃ Container）を取り出してアップコンバータ２１８に出力するとともに、ＤＬ＿Ｃプレーンデータを制御部２１６に出力する。
【００３６】
オフセット処理部２１０は、ＤＬヘッダ検出部２０６からのＤＬヘッダのタイミングを、Ｔoffsetに相当する時間、遅延させて（オフセット処理）、ヘッダ生成部２１２に出力する。オフセット処理部２１０が出力するヘッダタイミングは、ヘッダ生成部２１２やフォーマット生成部２１４がヘッダを出力すべきタイミングを示すものであって、実際にオフセット処理部２１０が遅延する時間は、Ｔoffsetより小さい。
遅延時間Ｔoffsetは、Ｔ2a＋Ｔa3と（常に）Ｔc／３２以下の時間単位で一致するように、制御部２１６により設定される。Ｔ2aは、ＤＬフォーマット変換部２０８、オフセット処理部２１０、ヘッダ生成部２１２、フォーマット生成部２１４、送信データ遅延調整部２３２、アップコンバータ２１８の処理時間に依存し、Ｔa3は、ダウンコンバータ２２０、受信データ遅延調整部２３４の処理時間に依存する。つまり、Ｔ2a＋Ｔa3はアナログ回路の遅延を含んでおり、ＴＲＸ増幅器４自身での検出は困難なので、通常は製造時にそれぞれ測定され、記憶部２３０に格納される。
【００３７】
ヘッダ生成部２１２は、遅延時間Ｔoffset遅延させたＤＬヘッダタイミングに基づいて、ＤＬヘッダ検出部で検出されたものと同じＢＦＮ、ＨＦＮのＵＬヘッダを生成し、フォーマット生成部２１４および位相差検出部２２６に対して出力する。
【００３８】
送信データ遅延調整部２３２は、ＤＬフォーマット変換部２０８から入力されたIQ-dataに対し、制御部２１６から指示された量の遅延を与えてアップコンバータ２１８に出力する。この遅延は、Ｔc／３２以下の時間単位で調整することができる。
アップコンバータ２１８は、送信データ遅延調整部２３２から入力されたIQ-data（ベースバンド信号）をアップサンプルし、ルートロールオフ特性などのフィルタ処理を施し、デジタル／アナログ変換し、無線周波数キャリアを直交変調し、電力増幅して、アンテナ２００に出力する。
【００３９】
ダウンコンバータ２２０は、アンテナで受信した無線信号に対し、低雑音増幅、中間周波への周波数変換，アナログ／デジタル変換、デジタル直交復調、フィルタリング、ダウンサンプリングなどの処理を施して、２／Ｔcのサンプルレートのベースバンド信号に変換し、フォーマット生成部２１４に出力する。このベースバンド信号は、移動局１０４が送信したＣＤＭＡ信号を含んでいる。
受信データ遅延調整部２３４は、ダウンコンバータ２２０から入力されたベースバンド信号に対し、制御部２１６から指示された量の遅延を与えてフォーマット生成部２１４に出力する。この遅延は、Ｔc／３２以下の時間単位で調整することができる。
なお、受信データ遅延調整部２３４は、ダウンコンバータ２２０内部にデジタルフィルタと兼用で備えても良く、送信データ遅延調整部２３２も同様に、アップコンバータ２１８内部に備えられうる。その場合、デジタルフィルタの構成として特開2006-174228に記載の物を用いることができる。本例においては、送信データ遅延調整部２３２、受信データ遅延調整部２３４は必須ではないが、例えばＴ2a＝Ｔa3＝Ｔoffset／２を実現するため、若しくはＴoffsetをＴcの整数倍に合わせるために利用しても良い。
【００４０】
ＵＬヘッダ検出部２２４は、Ｓ／Ｐ２０４から入力されたＵＬフレーム信号から、ＵＬヘッダを検出し、位相差検出部２２６に対して出力する。ＵＬヘッダ検出部２２４は、ＤＬヘッダ検出部２０６と同様の構成とすることができる。
【００４１】
位相差検出部２２６は、ヘッダ生成部２１２からのＵＬ側のフォーマット生成タイミングと、ＵＬヘッダ検出部２２４からのＵＬヘッダのタイミングとから、同じＢＦＮ及びＨＦＮのフレームヘッダの時間差（位相差）ＴphaseをＴc／３２以下の単位で検出し、遅延調整部２２２と制御部２１６に出力する。本例においても、ＴＲＸ増幅器４−ｉで検出されるＴphase(i)は、TBdelayDL(i)＋Ｔ12(i+1)＋Ｔoffset(i+1)＋Ｔ34(i)−Ｔoffset(i)である。Ｔphaseは、Ｔc／３２の周期の動作クロックを、ヘッダ生成部２１２からのタイミングを１／２クロック（Ｔc／６４）遅らせたタイミングと、ＵＬヘッダ検出部２２４からのタイミングとの時間内で計数した結果に１を加えて測定する。計数時間を１／２クロック分延ばすことで、誤差の分布を正負対称にしている。
【００４２】
遅延調整部２２２は、Ｓ／Ｐ２０４から入力されたＵＬフレーム信号を、Ｔphaseに基づいて遅延させて、フォーマット生成部２１４に出力する。この遅延は例えば、TBdelayDLの端数遅延Ｔfrc（Ｔphaseの端数をＴcから減じたもの）に相当するものである。遅延調整部２２２には、Ｓ／Ｐ２０４から入力されたＵＬフレーム信号のクロックを、Ｓ／Ｐ２０３から入力されたＤＬフレーム信号に基づくクロックに載せ換える機能も通常含まれる。遅延調整部２２２は、Ｔphaseの入力を受けずに単にヘッダのタイミングを規定の位置に合わせこむような単純な制御を行ってもよく、明示的に備えなくても良い場合もある。
【００４３】
フォーマット生成部２１４は、ヘッダ生成部２１２からはＵＬヘッダを、ダウンコンバータ２２０からはＴＲＸ増幅器４自身が受信した無線信号のIQ-dataを、遅延調整部２２２からは下流のＴＲＸ増幅器４から光伝送されたＵＬフレーム信号を、制御部からはＵＬ＿Ｃプレーンデータを、それぞれ受け入れる。
フォーマット生成部２１４は、受け入れたＵＬフレーム信号を構成するベーシックフレーム毎に存在する自身のＴＲＸ増幅器用の領域（Ａ×Ｃ Container）に、受け入れたIQ-dataを埋め込み、さらにＵＬ＿Ｃプレーンデータを受け入れたときは、それをＵＬフレーム信号のＣプレーンに埋め込み、ＵＬヘッダを受け入れたとき（ＨＦＮ＝０の時など）は、それをＵＬフレーム信号のヘッダと置換する。
フォーマット生成部２１４は、そのようにして生成した上流へのＵＬフレーム信号を、受け入れたＵＬヘッダのタイミングでＳ／Ｐ変換部２０４−１に出力する。
なお、遅延調整部２２２から受け入れたＵＬフレーム信号は、ヘッダ生成部２１２から受け入れたＵＬヘッダが示すタイミングと、ベーシックフレーム単位で同期しているので、フォーマット生成部２１４は容易にフレームを生成できる。
結果的にＲＢ４から受け入れたIQ-dataはTBdelayULだけ遅れてＲＢ３から出力されるが、TBdelayUL_minをフォーマット生成部２１４固有のＴc単位の遅延とすると、TBdelayULはTBdelayUL_min＋Ｔfrcと表すことができ、その取りうる値の幅は１Ｔc未満である。
【００４４】
記憶部２３０は、Ｔoffset、TBdelayUL、TBdelayUL、TBdelayUL_min、Ｔ2a、Ｔa3、Ｔphaseや、後述するＴRB3、ＴRB4などのＴＲＸ増幅器４の各部の遅延量の正確な値を記憶しており、制御部２１６に適宜出力する。これらの値は、±Ｔc／３２かそれよりも更に細かい精度で（予め）取得したもので、その誤差の期待値が０に近づくように、値を取得したときの最下位ビットの重みの半分以下の重みの最下位ビットを用いて扱われることが望ましい。
【００４５】
制御部２１６は、ＤＬフォーマット変換部２０８からＤＬ＿Ｃプレーンデータを、位相差検出部２２６からＴphaseを、記憶部２３０からＴoffset、TBdelayDL、TBdelayUL_min、ＴRB3、ＴRB4等を、それぞれ受け入れる。
制御部２１６は、受け入れたＴphaseの端数Ｔfrcと、TBdelayUL_minと、ポートＲＢ３及びＲＢ４の夫々の微小遅延ＴRB3、ＴRB4（後述する）とを加算した結果をTBdelayULとする。また、ＴphaseとTBdelayUL_minを加算し、端数を切り上げ、Ｔcに相当する数で除算した結果をＮとする。
制御部２１６は、受け入れたＤＬ＿Ｃプレーンデータ中に、処理遅延情報要求を見つけた場合、受け入れたＴoffset、TBdelayDL、TBdelayUL、Ｎ等などから処理遅延情報報告を作成し、それらの報告をＵＬ＿Ｃプレーンデータとしてフォーマット生成部２１４に出力する。
【００４６】
図６を参照して、本実施例の作用を簡単に説明する。
図６は、現実のＴＲＸ増幅器４の遅延を示す図である。ＴＲＸ増幅器４は、特に各ポートにおいて、自身では測定も制御もできない微小遅延を有しており、それらをＴRB1、ＴRB2、ＴRB3、ＴRB4と表現する。これらの微小遅延は、主に光電変換部やシリアル／パラレル変換部のものであり、バラツキを持っているが、遅延時間の標準値（typical value）はメーカ開示情報などに基づき予測できる場合が多い。本例ではＴRB1〜4の標準値を予め記憶部２３０が記憶するTBdelayDL、Toffset等に組み込んでおき、ＴRB1〜4を０に見せている。つまり、記憶部２３０が記憶するＴ2aにはＴRB2が、Ｔa3にはＴRB3が、ToffsetにはＴRB2＋ＴRB3が、TBdelayDLにはＴRB2＋ＴRB1が含まれている。TBdelayULについては、自身で測定可能なTBdelayUL_min＋Ｔfrcに、記憶部２３０のＴRB3＋ＴRB4を加算して得る。
さらに、ＴRB1とＴRB4の間の相互相関係数、及びＴRB2とＴRB3の間の相互相関係数が０若しくは正になるように光電変換部２０１等やシリアル／パラレル変換部２０３等を構成する。これは例えば、同じ種類の部品を同じ条件で用いることで達成される。
【００４７】
これにより、基地局に報告されるＴoffset、TBdelayDL、TBdelayULは、端数遅延の切捨てが無いので、その期待値がより真値に近いものになる。
基地局は、下記の式に従いＴ12(i+1)、Ｔ34(i+1) を計算できる。
Ｔ12(i+1)＝（Ｎ(i)＋Toffset(i)−Ｔoffset(i+1)−TBdelayUL(i)）／２，
Ｔ34(i+1)＋TBdelayUL(i)＝（Ｎ(i)＋Toffset(i)−Ｔoffset(i+1)＋TBdelayUL(i)）／２
…(式２)
【００４８】
本実施例１によれば、ＵＬとＤＬの遅延が個別に高い精度で得られるので、チェイン段数が大きくなった場合でも、累積誤差が±１６Ｔcを超える確立を極めて小さくすることができる。
【実施例２】
【００４９】
本実施例２に係る無線通信システム６は、予めＴＲＸ増幅器７−１のＴoffsetを十分大きくしておき、下流のＴＲＸ増幅器７のＴoffsetをチェインの遅延時間分だけ段階的に小さくすることで、全てのＴＲＸ増幅器７のヘッダタイミングを同期させる、つまりＮ(ｉ)を全て０に見せるものである。
本実施例２の無線通信システムの構成は、実施例１と同様であり、ＲＮＣ１００、基地局８、ＴＲＸ増幅器７−１〜７−ｎおよび移動局１０４−１〜１０４−ｍから構成される。各部の詳細な構成も、特に言及しない限り、実施例１と同様とする。
【００５０】
ＴＲＸ増幅器７は、下記の点などで、実施例１のＴＲＸ増幅器４と異なる。
１つ目には、記憶部２３０に相当する記憶部４３０が、Ｔoffsetの初期値Ｔoffset0として、光ファイバでの総遅延時間よりも大きな値（例えば２５０Ｔc）を記憶する。このＴoffset0は実施例１のＴoffsetとは桁違いに大きい。
２つ目には、送信データ遅延調整部２３２、受信データ遅延調整部２３４に相当する送信データ遅延調整部７３２、受信データ遅延調整部７３４が、Ｔ2a＋Ｔa3をＴoffsetに一致させるために、十分な遅延量を発生できるようにする。
【００５１】
３つ目には、制御部２１６に対応する制御部７１６は、受け入れたＤＬ＿Ｃプレーンデータ中に、基地局１０２からの位相差情報要求を見つけた場合、受け入れたＮ（若しくはＴphase）から位相差情報報告を作成し、処理遅延情報要求を見つけた場合、受け入れたTBdelayDL、TBdelayUL等から処理遅延情報報告を作成し、それらの報告をＵＬ＿Ｃプレーンデータとしてフォーマット生成部２１４に出力する。もし本例の動作により遅延が調整された後、基地局１０２から従来のＣＰＲＩ規格に則ったTBdelayDL、TBdelayULを求められたら、それらを完全に０として報告し、ＴoffsetにはＴoffset0を報告するものとする。
４つ目には、制御部７１６は、受け入れたＤＬ＿Ｃプレーンデータ中に、基地局１０２からの遅延量設定要求を見つけた場合、その要求が示す進み量Ｔadj1を送信データ遅延調整部２３２に、Ｔadj2を受信データ遅延調整部２３４に、Ｔadj1＋Ｔadj2をオフセット処理部に、夫々現在の遅延量に減算的に設定する。これにより、ＴＲＸ増幅器７における実際のＴoffsetは、１回目の調整によりＴoffset0−（Ｔadj1＋Ｔadj2）となる。
【００５２】
次に、本実施例の基地局８を説明する。
図７は、実施例２に係る基地局８の構成図である。
図７に示すように、基地局８は、光電変換部５００、フォーマット変換部５０２、処理遅延統制部、ＢＳ機能部５０４およびＲＮＣインターフェース（ＩＦ）５０６から構成される。
【００５３】
光電変換部５００は、ＴＲＸ増幅器７−１からの光信号を電気信号に変換してフォーマット変換部５０２に出力するとともに、フォーマット変換部５０２からの電気信号を光信号に変換してＴＲＸ増幅器７−１へ出力する。
Ｓ／Ｐ変換部５０１は、光電変換部５００からのシリアル信号をパラレル信号に変換してフォーマット変換部５０２に出力するとともに、その逆の変換も行う。光電変換部５００やＳ／Ｐ変換部５０１は、ＴＲＸ増幅器７のものと同等である。
【００５４】
フォーマット変換部５０２は、Ｓ／Ｐ変換部５０１からのＵＬフレーム信号を、Ｕプレーンデータ（U-plane(UL)）とＣプレーンデータ（C-plane(UL)）とに分離し、ＵプレーンデータをＢＳ機能部５０４に、Ｃプレーンデータを処理遅延統制部５２に出力する。
またフォーマット変換部５０２は、ＢＳ機能部５０４からのＵプレーンデータ（U-plane(UL)）と、ＢＳ機能部５０４からのＣプレーンデータ（C-plane(UL)）とをベーシックフレーム単位で時分割多重してＤＬフレームを作成し、Ｓ／Ｐ変換部５０１に出力する。
【００５５】
処理遅延統制部５２は、図９を用いて後述するように、ＴＲＸ増幅器間の処理の遅延を調整するために必要な制御を行うとともに、その遅延をＲＮＣからのマクロ命令に応じてＲＮＣに報告する。
ＢＳ機能部５０４は、従来と同様の基地局（Base Transceiver Station）基本機能を実現する部分であり、ＲＮＣからのマクロに従って呼の設定や解除を行い、ＵＬに関しては各ＴＲＸ増幅器７から届けられたIQ-dataから呼の信号を取り出してＲＮＣＩＦに出力し、ＤＬに関してはＵＬと逆の処理を行ってフォーマット変換部５０２に出力する。
【００５６】
ＲＮＣＩＦ５０６は、ＢＳ機能部５０４からのデータに対し、ＲＮＦ１００に送信するために必要な処理を行い、ＲＮＣ１００に送信するとともに、ＲＮＣ１００からデータを受信し、ＲＮＣ１００に出力する。
【００５７】
図８は、図５に示した処理遅延統制部５２の構成図である。
図８に示すように、処理遅延統制部５２は、ＴＲＸ増幅器情報管理部５２０、Ｃプレーン解読部５２４、リンク確立処理部５２６、位相差情報要求部５２８、位相差情報取得部５３０、進み量算出部５３２、進み量設定要求部５３４、進み量設定終了通知取得部５３６およびＣプレーン生成部５４０から構成される。
【００５８】
Ｃプレーン解読部５２４は、フォーマット変換部５０２からU-plane(UL)を入力され、Slow若しくはFast C＆M linkサブチャネル等を、対応するプロトコルに従って処理して、リンク確立処理部５２６、処理遅延情報取得部５２９、位相差情報取得部５３０に出力する。Slow C&M linkにはＨＤＬＣが、Fast C&M linkにはEthernet（商標）が用いられ、いずれもコネクション指向の信頼性のあるプロトコルである。
【００５９】
リンク確立処理部５２６は、Ｃプレーン解読部５２４からのデータに基づいて、全てのＴＲＸ増幅器７との間で、Slow若しくはFast C＆M linkサブチャネルを用いたレイヤ２リンクのリンク確立処理を行う。ＴＲＸ増幅器７−ｉに信号を送信する場合、前述したように、ＴＲＸ増幅器７−１〜７−（ｉ−１）をレイヤ１で中継してＴＲＸ増幅器７−ｉに送信され、以下の信号の送受信においても同様な処理がなされる。
なお、ＴＲＸ増幅器７−１との間のレイヤ１のリンク確立処理手段は図示しないが、Synchronization and timingやL1 inband protocolを用いて規格に従い実装される。
【００６０】
処理遅延情報取得部５２９は、Ｃプレーン解読部５２４からのデータを監視し、処理遅延情報報告を検出すると、その報告及びその報告の送信元のＴＲＸ増幅器７をＴＲＸ増幅器情報管理部５２０に通知する。
位相差情報取得部５３０は、Ｃプレーン解読部５２４からのデータを監視し、位相差情報報告を検出すると、その報告及びその報告の送信元のＴＲＸ増幅器７をＴＲＸ増幅器情報管理部５２０に通知する。
【００６１】
ＴＲＸ増幅器情報管理部５２０は、基地局８に接続されている全てのＴＲＸ増幅器７−１〜７−ｎそれぞれの情報を管理する。具体的には、リンクが確立している各ＴＲＸ増幅器７−ｉに対し、処理遅延情報要求を発し、その応答である処理遅延情報報告を処理遅延情報取得部５２９から入力されると、その報告に含まれているTBdelayDL(i)、TBdelayUL(i)）をＴＲＸ増幅器７−ｉと対応付けて記憶する。また、各ＴＲＸ増幅器７−ｉに対し、位相差情報要求を発し、その応答である位相差情報報告を位相差情報取得部５３０から入力されると、その報告に含まれているＮ(i)をＴＲＸ増幅器７−ｉと対応付けて記憶する。そして各ＴＲＸ増幅器７から入手したTBdelayDL(i)やＴphase(i)を進み量算出部５３２やＢＳ機能部５０４に提供する。
またＴＲＸ増幅器情報管理部５２０は、（結果的に０として算出されるものの、）Ｔoffset、Ｎ、TBdelayDL、TBdelayULからＣＰＲＩ準拠の方法でTBdelayDL＋Ｔ12、Ｔ34＋TBdelayULを計算してもよい。
【００６２】
処理遅延情報要求部５２７は、ＴＲＸ増幅器情報管理部５２０からＴＲＸ増幅器７−ｉに対する処理遅延情報要求を受け取った場合、それをＴＲＸ増幅器７−ｉ宛てのレイヤ２フレームに変換してＣプレーン生成部５４０に出力する。
位相差情報要求部５２８は、ＴＲＸ増幅器情報管理部５２０からＴＲＸ増幅器７−ｉに対する位相差情報要求を受け取った場合、それをＴＲＸ増幅器７−ｉ宛てのレイヤ２フレームに変換してＣプレーン生成部５４０に出力する。
【００６３】
進み量算出部５３２は、ＴＲＸ増幅器情報管理部５２０から入力されたTBdelayDL(i)やＮ(i)等に基づいてケーブル遅延を推定し、ＴＲＸ増幅器７−（ｉ＋１）に設定する進み量Ｔadj1(i+1)、Ｔadj2(i+1)を算出する。
Ｔadj1、Ｔadj2は進み方向を正とし、下記の式で算出する。ただし、ＴＲＸ増幅器７−１を除くＴＲＸ増幅器７−ｉには、既にＴadj1(i)が反映されているものとする。
Ｔadj1(i+1)＝Ｔc・Ｎ(i)／２−（TBdelayUL(i)−TBdelayDL(i)）／２
Ｔadj2(i+1)＝Ｔc・Ｎ(i)／２＋（TBdelayUL(i)−TBdelayDL(i)）／２  …(式３)
あるいは、複数のＴＲＸ増幅器７−１〜７−ｎが同時に起動した場合には、下記の式によりＴadj1、Ｔadj2を一括に求めることができる。
【数１】
2008011498.tif 000003
【００６４】
進み量設定要求部５３４は、各ＴＲＸ増幅器７−（ｉ＋１）宛ての進み量Ｔadj1(i+1)及びＴadj2(i+1)の進み量設定要求作成し、レイヤ２フレームに変換してＣプレーン生成部５４０に出力する。
Ｃプレーン生成部５４０は、リンク確立処理部５２６、位相差情報要求部５２８および進み量設定要求部５３４からの信号を、Ｃプレーンデータとしてフォーマット変換部５０２へ出力する。
進み量設定完了報告取得部５３６（図示せず）は、Ｃプレーン解読部５２４からのデータを監視し、進み量設定完了報告を検出すると、その報告及びその報告の送信元のＴＲＸ増幅器７をＴＲＸ増幅器情報管理部５２０に通知する。
【００６５】
図９は、本実施例２に係る無線通信システム６において、システム起動後に、基地局８が各ＴＲＸ増幅器７−１〜７−ｎとのＣプレーンリンクを確立するまでの動作（Ｓ１０）を示すシーケンス図である。
図９に示すように、ステップ１００−１〜１００−ｎ（Ｓ１００−１〜１００−ｎ）において、基地局８は、ＴＲＸ増幅器７−１〜７−ｎに対して、ＤＬヘッダおよびＤＬ＿Ｃプレーンデータを含むＤＬフレーム信号を光伝送する。
【００６６】
ステップ１０２−１〜１０２−ｎにおいて、ＴＲＸ増幅器７−１〜４−ｎは、ＤＬフレーム信号を受信し、ＤＬヘッダの検出を行い、さらにオフセット処理を行う。
ステップ１０４−１〜１０４−ｎにおいて、ＴＲＸ増幅器７−１〜７−ｎは、基地局５に対して、受信したＤＬフレーム信号からＴoffsetの初期値だけ遅れたフレームタイミングでＵＬフレーム信号を光送信する。
ステップ１０６−１〜１０６−ｎにおいて、基地局８は、ＴＲＸ増幅器７−１〜７−ｎから受信したＵＬフレーム信号に基づいて、通信回線（レイヤ２）の同期状態を監視し、同期が得られたならば、各ＴＲＸ増幅器７と協働してＴＲＸ増幅器７−１〜７−ｎとＣプレーンリンクを確立する。Ｃプレーンリンクは、複数回の電文の交換によるハンドシェイクなどにより確立され、その状態は、基地局８と各ＴＲＸ増幅器７との間で共有される。
【００６７】
図１０は、本実施例２に係る無線通信システム６において、基地局８がＴＲＸ増幅器７−（ｉ＋１）に対して進み量を設定する動作（Ｓ２０）を示すシーケンス図である。
図１０に示すように、ステップ２００（Ｓ２００）において、ＴＲＸ増幅器７−ｉは、自身のヘッダ生成部２１２で生成したＵＬヘッダと、ＴＲＸ増幅器７−（ｉ＋１）からの受信したＵＬヘッダとの位相差Ｔphaseを実施例１同様に測定する。なお、末端のＴＲＸ増幅器７−ｎはmaster portに何も入力されないので、位相差は測定しなくてもよい。
【００６８】
ステップ２０２−１において、基地局５は、ＴＲＸ増幅器７−１に対して、Ｃプレーンリンクを用いて処理遅延情報要求を送信する。
ステップ２０４−１において、処理遅延情報要求を受信したＴＲＸ増幅器７−１は、記憶部２３０に記憶されたTBdelayDL(i)と、実施例１同様に求めたTBdelayUL(i)を、処理遅延情報報告としてＣプレーンリンクを用いて基地局５に送信する。
以後各ＴＲＸ増幅器７−ｉに対し、同様の処理をステップ２０２−ｉ及びステップ２０２−ｉとして順次行う。
【００６９】
ステップ２０６において、基地局５は、末端のＴＲＸ増幅器４を除くＴＲＸ増幅器４−ｉに対して、Ｃプレーンリンクを用いて位相差情報要求を送信する。
ステップ２０８において、位相差情報要求を受信したＴＲＸ増幅器４−ｉは、Ｓ２００−ｉで算出したＮ(i)を位相差情報報告としてＣプレーンリンクを用いて基地局５に送信する。
以後各ＴＲＸ増幅器７−ｉに対し、同様の処理をステップ２０２−ｉ及びステップ２０２−ｉとして順次行う。
【００７０】
ステップ２１０において、基地局５は、ＴＲＸ増幅器７−（ｉ＋１）に設定する進み量Ｔadj1(i+1)、Ｔadj2(i+1)を式４に従って算出する。
【００７１】
ステップ２１２−１において、基地局５は、ＴＲＸ増幅器７−２に対して、進み量Ｔadj1(i+1)、Ｔadj2(i+1)を設定するように要求する。
ステップ２１４−１において、基地局５の要求に応じ、ＴＲＸ増幅器７−２は、進み量Ｔadj1を送信データ遅延調整部２３２に、Ｔadj2を受信データ遅延調整部２３４に、Ｔadj1＋Ｔadj2をオフセット処理部に、夫々現在の遅延量に減算的に設定する。
ステップ２１６−１において、基地局５は、ＴＲＸ増幅器７−２から、進み量の設定完了通知を取得する。
ステップ２１８−１において、基地局５は、進み量設定完了通知を取得できたＴＲＸ増幅器７−２に対して運用開始処理を行い、ＴＲＸ増幅器７−２との運用を開始する。
以後各ＴＲＸ増幅器７−（ｉ＋１）に対し、同様の処理をステップ２１２−ｉ、ステップ２１４−ｉ及びステップ２１６−ｉとして順次行う。またＴＲＸ増幅器７−１に対しても適宜運用開始処理を行うものとする。
その後、Ｓ２０２からＳ２１８の処理を定期的、もしくはＮ≠０を検出したときに行うようにしても良い。負のＮの報告を正常に受けることができない基地局を想定し、遅延調整部２２２が調整できる範囲を２Ｔcにしてもよい。
【００７２】
本実施例では、Ｔadj1＋Ｔadj2がＴc単位であるため、Ｔadj1(i+1)、Ｔadj2(i+1)の設定の前後で、Ｔfrc (i)は変化しない。なお、ＴＲＸ増幅器７に進み量設定要求する際は、Ｔadj1、Ｔadj2ではなく、Ｎ(i)、（TBdelayUL(i)−TBdelayDL(i)）を通知しても良い。
以上説明したように、本例では、TBdelayDL(i)＋Ｔ12(i+1)、Ｔ34(i+1)＋TBdelayUL(i)を０に見せることで、Ｎ(i)が０となる。これにより、基地局５では遅延差を考慮しなくてもサイトダイバーシティを行うことができ、遅延差を考慮する場合に比べ、信号を保持するメモリ量が大幅に削減できる。
【実施例３】
【００７３】
本実施例３に係る無線通信システム６は、要約すると、TBdelayULを用いずに実施例２に類似の遅延調整を行い、必ずしもＮ(i)が０にならないものである。
本実施例３の無線通信システムの構成は、実施例２と同様であり、ＲＮＣ１００、基地局８、ＴＲＸ増幅器９−１〜９−ｎおよび移動局１０４−１〜１０４−ｍから構成される。各部の詳細な構成も、特に言及しない限り、実施例２と同様とする。
【００７４】
ＴＲＸ増幅器７は、下記の点などで、実施例２のＴＲＸ増幅器７と異なる。
３つ目には、制御部７１６に対応する制御部９１６は、基地局１０２からの位相差情報要求を見つけた場合、受け入れたＴphaseから位相差情報報告を作成し、処理遅延情報要求を見つけた場合、受け入れたTBdelayDLから処理遅延情報報告を作成る。もし本例の動作により遅延が調整された後、基地局１０２から従来のＣＰＲＩ規格に則ったＴoffsetにはＴoffset0を報告する。
４つ目には、制御部９１６は、受け入れたＤＬ＿Ｃプレーンデータ中に、基地局１０２からの遅延量設定要求を見つけた場合、その要求が示す進み量Ｔadj3＋Ｔadj4を送信データ遅延調整部２３２に、Ｔadj4を受信データ遅延調整部２３４に、２Ｔadj3＋Ｔadj4をオフセット処理部に、夫々現在の遅延量に減算的に設定する。
【００７５】
基地局８は、下記の点などで、実施例２の基地局５と異なる。
１つ目には、ＴＲＸ増幅器情報管理部５２０に対応するＴＲＸ増幅器情報管理部８２０が、処理遅延情報報告を処理遅延情報取得部５２９から入力されると、それをTBdelayDL(i)として記憶し、位相差情報報告を位相差情報取得部５３０から入力されると、それをＴphase(i)として記憶し、それらのTBdelayDL(i)やＴphase(i)を進み量算出部５３２やＢＳ機能部５０４に提供する。
２つ目には、進み量算出部５３２に代えて、下記の式でＴadj3(i+1)、Ｔadj4(i+1)を算出する進み量算出部８３２を備える。
Ｔadj3(i+1)＝Ｔphase (i)／２
Ｔadj4(i+1)＝TBdelayDL(i)    …(式５)
あるいは、複数のＴＲＸ増幅器７−１〜７−ｎが同時に起動した場合には、下記の式によりＴadj3を一括に求めることができる。
【数２】
2008011498.tif 000004
３つ目には、進み量設定要求部５３４に代えて、各ＴＲＸ増幅器９−（ｉ＋１）宛ての進み量Ｔadj3(i+1)及びＴadj4(i+1)の進み量設定要求作成し、レイヤ２フレームに変換してＣプレーン生成部５４０に出力する進み量設定要求部８３４を備える。
【００７６】
本実施例では、本来送信データ遅延調整部７３２にTBdelayDL(i)／２の遅れ、受信データ遅延調整部７３４にTBdelayDL(i)／２の進みとして設定すべきTBdelayDL(i)を、送信データ遅延調整部７３２にそのまま進み量として与えている。
本例では、現状のToffset(i+1)からほぼＴphase(i)を差し引くことで、Ｔphase(i)をほぼ０に見せる。もしＴphase(i)を丁度差し引くと、僅かでも遅延が揺らぐとＮ(i)がばたついく可能性があるため、僅かに（TBdelayDL(i)／２だけ）多く差し引く。そのためＴadj3、Ｔadj4を設定した後のＴphaseは僅かに負になり、それがＴfrcとなる。またTBdelayULはTBdelayUL_minになる。本例においても、ＴＲＸ増幅器９−ｉがTBdelayUL等の真値を基地局８へ報告すれば、基地局８において、従来の方法でＵＬのケーブル遅延を適切に求め、補償することはできる。TBdelayULの真値をＴcの整数倍とすることで、TBdelayUL有効桁数が少なくても誤差を小さく保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、時間ドメインに高い精度が要求される通信システムのほか、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）を用いたシステムにも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】従来の無線通信システム１の構成図
【図２】無線通信システム１の各部の遅延の定義図
【図３】無線通信システム１のＤＬ及びＵＬのフレームタイミング図
【図４】master portに入力されるフレームとslave portから出力するフレームのタイミング図
【図５】実施例１に係る無線通信システム３のＴＲＸ増幅器４の構成図
【図６】現実のＴＲＸ増幅器４の遅延を示す図
【図７】実施例２に係る基地局８の構成図
【図８】実施例２に係る処理遅延統制部５２の構成図
【図９】実施例２に係る基地局が各ＴＲＸ増幅器とのＣプレーンリンクを確立するまでの動作を示すシーケンス図
【図１０】本実施例２に係る基地局８がＴＲＸ増幅器に進み量を設定する動作を示すシーケンス図
【符号の説明】
【００７９】
１・・・無線通信システム，
１００・・・ＲＮＣ，
１０２・・・基地局，
２−１〜２−ｎ・・・ＴＲＸ増幅器，
１０４−１〜１０４−ｍ・・・移動局，
３・・・無線通信システム，
４−１〜４−ｎ・・・ＴＲＸ増幅器，
２００・・・アンテナ，
２０１，２０２・・・光電変換部，
２０３，２０４・・・シリアル／パラレル変換部，
２０６・・・ＤＬヘッダ検出部，
２０８・・・ＤＬフォーマット変換部，
２１０・・・オフセット処理部，
２１２・・・ヘッダ生成部，
２１４・・・フォーマット生成部，
２１６・・・制御部，
２１８・・・アップコンバータ，
２２０・・・ダウンコンバータ，
２２２・・・遅延調整部，
２２４・・・ＵＬヘッダ検出部，
２２６・・・位相差検出部，
２３０・・・記憶部，
２３２・・・送信データ遅延調整部，
２３４・・・受信データ遅延調整部，
４１４・・・フォーマット生成部，
４１６・・・制御部，
４２６・・・位相差検出部，
４２８・・・進み量調整部，
５・・・基地局，
５００・・・光電変換部，
５０２・・・フォーマット変換部，
５０４・・・ＢＳ機能部，
５０６・・・ＲＮＣＩＦ，
５２・・・処理遅延統制部，
５２０・・・ＴＲＸ増幅器識別情報管理部，
５２４・・・Ｃプレーン解読部，
５２６・・・リンク確立処理部，
５２７・・・処理遅延情報要求部，
５２８・・・位相差情報要求部，
５２９・・・処理遅延情報取得部，
５３０・・・位相差情報取得部，
５３２・・・進み量算出部，
５３４・・・進み量設定要求部，
５３６・・・進み量設定終了通知取得部，
５４０・・・Ｃプレーン生成部。
【図１】
2008011498.tif 000005
【図２】
2008011498.tif 000006
【図３】
2008011498.tif 000007
【図４】
2008011498.tif 000008
【図５】
2008011498.tif 000009
【図６】
2008011498.tif 000010
【図７】
2008011498.tif 000011
【図８】
2008011498.tif 000012
【図９】
2008011498.tif 000013
【図１０】
2008011498.tif 000014