(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線アクセスネットワークに適用され、ベースバンド処理装置と通信を行なう無線装置であって、
ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナと、
前記ＧＰＳアンテナで取得した高速通信を必要としないクロック信号を第１の変調方式で変調する第１の変調部と、
高速通信に用いる高速信号を第２の変調方式で変調する第２の変調部と、
前記第２の変調方式で変調された高速信号に前記第１の変調方式で変調されたクロック信号を重畳させて前記ベースバンド処理装置に送信する送受信部と、を備え、
前記クロック信号は、前記ベースバンド処理装置により前記無線装置または前記無線装置とは異なる他の無線装置とのリンクアップに用いられることを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記第１の変調方式と前記第２の変調方式は、ともに強度変調方式であって、前記第１の変調方式の変調度は、前記第２の変調方式の変調度よりも低いことを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項３】
前記第１の変調方式は、強度変調方式であると共に、前記第２の変調方式は、位相変調方式であることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項４】
前記第１の変調方式は、位相変調方式であると共に、前記第２の変調方式は、強度変調方式であることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項５】
前記高速信号は、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）信号であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線装置。
【請求項６】
無線アクセスネットワークに適用され、配下の無線装置と通信を行なうベースバンド処理装置であって、
いずれかの無線装置から、第２の変調方式で変調され高速通信に用いる高速信号に、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナで取得され第１の変調方式で変調され高速通信を必要としないクロック信号を重畳した信号を受信する受信部と、
前記受信した信号からクロック信号を抽出する抽出部と、
前記抽出したクロック信号を用いて、配下の無線装置に対して、前記第２の変調方式で変調した高速信号を送信する送信部と、を備え、
前記クロック信号は、前記配下の無線装置とのリンクアップに用いられることを特徴とするベースバンド処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線装置と、
請求項６記載のベースバンド処理装置と、から構成されることを特徴とする無線基地局システム。
【請求項８】
ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナを備えない無線装置をさらに有することを特徴とする請求項７記載の無線基地局システム。
【請求項９】
無線アクセスネットワークに適用され、ベースバンド処理装置と通信を行なう無線装置のプログラムであって、
ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナで取得した高速通信を必要としないクロック信号を第１の変調方式で変調する処理と、
高速通信に用いる高速信号を第２の変調方式で変調する処理と、
前記第２の変調方式で変調された高速信号に前記第１の変調方式で変調されたクロック信号を重畳させて前記ベースバンド処理装置に送信する処理と、の一連の処理をコンピュータに実行させ、
前記クロック信号は、前記ベースバンド処理装置により前記無線装置または前記無線装置とは異なる他の無線装置とのリンクアップに用いられることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線アクセスネットワークに適用され、高速通信を必要としない低速信号および高速通信に用いる高速信号を送受信する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＲＡＮ（Radio Access Network）と呼称される無線アクセスネットワークが利用されている。従来の一般的なＲＡＮでは、図８Ａに示すように、アンテナを用いて無線信号を送受信するＲＲＨ（Remote Radio Head）８０ａ、８１ａ、および、ＲＲＨを制御し信号処理を行なうＢＢＵ（Base Band Unit）８０ｂ、８１ｂで基地局装置を構成する。基地局装置は、セル８０ｃ、８１ｃをそれぞれ構成し、各ＢＢＵ８０ｂ、８１ｂは、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｏｆｆｉｃｅ８２に接続されている。時刻同期をとるためには、アンテナ局としてのＲＲＨにＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナを設けることでクロック信号を取得する。各ＢＢＵは、取得したクロック信号を用いて同期を取ることが可能となっている。ただし、このような従来のＲＡＮでは、各ＢＢＵがＲＲＨを個別に制御するため、セルの干渉を回避することが容易ではなかった。
【０００３】
一方、近時、Ｃ−ＲＡＮ（Centralized Radio Access Network）と呼称される無線アクセスネットワークが提案されている。図８Ｂに示すように、このＣ−ＲＡＮでは、各基地局装置にＢＢＵを設けるのではなく、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｏｆｆｉｃｅ８３にＢＢＵ８４を設けることで、複数のＲＲＨを集中制御する構成を採っている。これにより、複数のＲＲＨの連携を図ることができ、基地局装置間の干渉を防止することができるようになる。
【０００４】
ところが、図８Ｂに示したＣ−ＲＡＮでは、ＢＢＵ８４をＣｅｎｔｒａｌ  Ｏｆｆｉｃｅ８３に設けたため、必ずしもＧＰＳアンテナをＢＢＵ８４の近傍に設けることができない。このように、ＧＰＳアンテナ等のクロック源をＢＢＵに設置することができない場合、ＢＢＵにクロック信号を供給できないため、ＢＢＵと各ＲＲＨとの間でリンクアップできなくなってしまう。
【０００５】
遠方に設置されているＧＰＳアンテナで取得したクロック信号を、ＩＰネットワークを経由してＢＢＵに提供する方法として、ＩＥＥＥ１５８８がある。また、特許文献１に開示されている通信システムは、ＩＥＥＥ１５８８を用いて、ネットワークを介した通信装置間の効率的なクロック同期処理を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−００３４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、遠方に設置されているＧＰＳアンテナで取得したクロック信号を、ＩＥＥＥ１５８８によりＩＰネットワークを経由してＢＢＵに提供するためには、ＩＰネットワーク側の機器が、すべてＩＥＥＥ１５８８に対応していなければならない。このため、ＩＰネットワーク側に１台でもＩＥＥＥ１５８８に対応していない機器があった場合、クロック信号をＢＢＵ側に提供することができず、Ｃ−ＲＡＮを実現することができない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＩＥＥＥ１５８８に対応していない機器があっても、Ｃ−ＲＡＮを構成することができる無線装置、ベースバンド処理装置、無線基地局システムおよびプログラム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】
【０００９】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線装置は、無線アクセスネットワークに適用され、ベースバンド処理装置と通信を行なう無線装置であって、高速通信を必要としない低速信号を第１の変調方式で変調する第１の変調部と、高速通信に用いる高速信号を第２の変調方式で変調する第２の変調部と、前記第２の変調方式で変調された高速信号に前記第１の変調方式で変調された低速信号を重畳させて前記ベースバンド処理装置に送信する送受信部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このように、第２の変調方式で変調された高速信号に第１の変調方式で変調された低速信号を重畳させてベースバンド処理装置に送信するので、ベースバンド処理装置にＧＰＳアンテナを設けることなく、クロック信号をベースバンド処理装置に提供することが可能となる。これにより、すべての機器がＩＥＥＥ１５８８に対応していなくても、ベースバンド処理装置と配下の無線装置との間でリンクを形成し、通信システムとして稼働させることが可能となる。
【００１１】
（２）また、本発明の無線装置は、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナを備え、前記第１の変調部は、前記ＧＰＳアンテナで取得したクロック信号を前記低速信号として前記第１の変調方式で変調することを特徴とする。
【００１２】
このように、ＧＰＳアンテナで取得したクロック信号を低速信号として第１の変調方式で変調して、ベースバンド処理装置に送信するので、ベースバンド処理装置にＧＰＳアンテナを設けることなく、クロック信号をベースバンド処理装置に提供することが可能となる。
【００１３】
（３）また、本発明の無線装置において、前記第１の変調方式と前記第２の変調方式は、ともに強度変調方式であって、前記第１の変調方式の変調度は前記第２の変調方式の変調度よりも低いことを特徴とする。
【００１４】
このように、前記第１の変調方式と前記第２の変調方式は、ともに強度変調方式であって、前記第１の変調方式の変調度は、前記第２の変調方式の変調度よりも低いため、高速信号の通信に影響を与えることなく、低速信号を高速信号に重畳させることが可能となる。
【００１５】
（４）また、本発明の無線装置において、前記第１の変調方式は、強度変調方式であると共に、前記第２の変調方式は、位相変調方式であることを特徴とする。
【００１６】
このように、第１の変調方式は、強度変調方式であると共に、第２の変調方式は、位相変調方式であるので、高速信号の通信に影響を与えることなく、低速信号を高速信号に重畳させることが可能となる。
【００１７】
（５）また、本発明の無線装置において、前記第１の変調方式は、位相変調方式であると共に、前記第２の変調方式は、強度変調方式であることを特徴とする。
【００１８】
このように、第１の変調方式は、位相変調方式であると共に、第２の変調方式は、強度変調方式であるので、高速信号の通信に影響を与えることなく、低速信号を高速信号に重畳させることが可能となる。
【００１９】
（６）また、本発明の無線装置において、前記高速信号は、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）信号であることを特徴とする。
【００２０】
このように、高速信号は、ＣＰＲＩ信号であるので、すべての機器がＩＥＥＥ１５８８に対応していなくてもＣ−ＲＡＮを実現することが可能となる。
【００２１】
（７）また、本発明のベースバンド処理装置は、無線アクセスネットワークに適用され、配下の無線装置と通信を行なうベースバンド処理装置であって、いずれかの無線装置から、第２の変調方式で変調され高速通信に用いる高速信号に第１の変調方式で変調され高速通信を必要としない低速信号を重畳した信号を受信する受信部と、前記受信した信号から低速信号を抽出する抽出部と、前記抽出した低速信号を用いて、配下の無線装置に対して、前記第２の変調方式で変調した高速信号を送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
このように、いずれかの無線装置から、第２の変調方式で変調され高速通信に用いる高速信号に第１の変調方式で変調され高速通信を必要としない低速信号を重畳した信号を受信し、受信した信号から低速信号を抽出し、抽出した低速信号を用いて、配下の無線装置に対して、第２の変調方式で変調した高速信号を送信するので、ベースバンド処理装置にＧＰＳアンテナを設けなくても、クロック信号を取得することが可能となる。これにより、すべての機器がＩＥＥＥ１５８８に対応していなくても、ベースバンド処理装置と配下の無線装置との間でリンクを形成し、通信システムとして稼働させることが可能となる。
【００２３】
（８）また、本発明の無線基地局システムは、上記（１）から（６）のいずれかに記載の無線装置と、上記（７）記載のベースバンド処理装置と、から構成されることを特徴とする。
【００２４】
この構成により、ベースバンド処理装置にＧＰＳアンテナを設けることなく、クロック信号をベースバンド処理装置に提供することが可能となる。これにより、すべての機器がＩＥＥＥ１５８８に対応していなくても、ベースバンド処理装置と配下の無線装置との間でリンクを形成し、通信システムとして稼働させることが可能となる。
【００２５】
（９）また、本発明のプログラムは、無線アクセスネットワークに適用され、ベースバンド処理装置と通信を行なう無線装置のプログラムであって、高速通信を必要としない低速信号を第１の変調方式で変調する処理と、高速通信に用いる高速信号を第２の変調方式で変調する処理と、前記第２の変調方式で変調された高速信号に前記第１の変調方式で変調された低速信号を重畳させて前記ベースバンド処理装置に送信する処理と、の一連の処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２６】
このように、第２の変調方式で変調された高速信号に第１の変調方式で変調された低速信号を重畳させてベースバンド処理装置に送信するので、ベースバンド処理装置にＧＰＳアンテナを設けることなく、クロック信号をベースバンド処理装置に提供することが可能となる。これにより、すべての機器がＩＥＥＥ１５８８に対応していなくても、ベースバンド処理装置と配下の無線装置との間でリンクを形成し、通信システムとして稼働させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ベースバンド処理装置にＧＰＳアンテナを設けることなく、クロック信号をベースバンド処理装置に提供することが可能となる。これにより、すべての機器がＩＥＥＥ１５８８に対応していなくても、ベースバンド処理装置と配下の無線装置との間でリンクを形成し、通信システムとして稼働させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態に係る無線基地局システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＧＰＳアンテナが接続された無線装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】無線装置１００の動作を示すフローチャートである。
【図４】無線装置１３がベースバンド処理装置５０に送出する信号の一例を示す図である。
【図５】無線装置２１、３１がベースバンド処理装置５０に送信する信号の一例を示す図である。
【図６】ベースバンド処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】ベースバンド処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図８Ａ】従来の一般的なＲＡＮ（Radio Access Network）の構成を示す図である。
【図８Ｂ】Ｃ−ＲＡＮ（Centralized Radio Access Network）の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明者らは、従来の手法では、Ｃ−ＲＡＮ（Centralized Radio Access Network）において、遠方に設置されているＧＰＳアンテナで取得したクロック信号を、ＩＰネットワークを経由してＢＢＵに提供するには、ＩＰネットワーク側のすべての機器がＩＥＥＥ１５８８に対応していなければクロック信号のＢＢＵへの提供を実現させることができなかった点に着目し、低速信号としてのクロック信号を高速信号としてのＣＰＲＩ信号に重畳させることによって、ＢＢＵにＧＰＳアンテナが無くても、また、すべての機器がＩＥＥＥ１５８８に対応していなくても、Ｃ−ＲＡＮを実現することができることを見出し、本発明をするに至った。
【００３０】
すなわち、本発明の無線装置は、無線アクセスネットワークに適用され、ベースバンド処理装置と通信を行なう無線装置であって、高速通信を必要としない低速信号を第１の変調方式で変調する第１の変調部と、高速通信に用いる高速信号を第２の変調方式で変調する第２の変調部と、前記第２の変調方式で変調された高速信号に前記第１の変調方式で変調された低速信号を重畳させて前記ベースバンド処理装置に送信する送受信部と、を備えることを特徴とする。
【００３１】
これにより、本発明者らは、ベースバンド処理装置にＧＰＳアンテナを設けることなく、クロック信号をベースバンド処理装置に提供することを可能とした。その結果、すべての機器がＩＥＥＥ１５８８に対応していなくても、ベースバンド処理装置と配下の無線装置との間でリンクを形成し、通信システムとして稼働させることを可能とした。以下、本発明の実施形態については、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態に係る無線基地局システムの概略構成を示すブロック図である。基地局１は、ＧＰＳアンテナ１１と無線装置１３を備えており、ＧＰＳ衛星４０からクロック信号を取得する。基地局２は、無線装置２１を備え、基地局３は、無線装置３１を備えている。基地局２および３は、ＧＰＳアンテナを備えていない。ベースバンド処理装置５０は、配下の基地局１〜３を制御する。ベースバンド処理装置５０と各基地局１〜３とは、光ファイバ等の通信回線により接続されている。
【００３３】
図１において、クロック源であるＧＰＳ衛星４０からのクロック信号を受信したＧＰＳアンテナ１１は、基地局１内の無線装置１３に対して、クロック信号を送信する。当該クロック信号を受け取った無線装置１３は、無変調の上り信号、例えば、通信回線が光ファイバの場合は連続光、無線回線の場合は電波を第１の変調方式で変調し、通信回線に送出する。これにより、無線装置１３は、クロック信号をベースバンド処理装置５０に送信する。
【００３４】
次に、ベースバンド処理装置５０は、通信回線から受信した上り信号が、第１の変調方式で変調されていることを検知すると、当該信号よりクロック信号を抽出する。そして、当該クロック信号を用いて、配下の無線装置とのリンクアップ動作を開始する。より具体的には、ベースバンド処理装置５０は、無変調の下り信号を第２の変調方式でリンクアップのためのデータ系列により変調し、配下の無線装置１３、２１、３１に送出する。
【００３５】
次に、無線装置１３、２１、３１は、通信回線から受信した下り信号が、第２の変調方式で変調されていることを検知すると、当該変調方式で送信されたデータ系列を抽出し、リンクアップ動作を開始する。より具体的には、無線装置１３、２１、３１は、上り信号を第２の変調方式でリンクアップのためのデータ系列により変調し、ベースバンド処理装置５０に送出する。
【００３６】
なお、ＧＰＳアンテナが接続された無線装置１３は、同一の無変調の上り信号を、第１の変調方式と第２の変調方式で二度変調し、クロック信号とリンクアップのためのデータ系列を、ともに送出する。これにより、無線基地局システム体のクロック配信動作およびリンクアップ処理を実行することが可能となる。
【００３７】
図２は、ＧＰＳアンテナが接続された無線装置の概略構成を示すブロック図である。この無線装置１００は、光ファイバ伝送を行なうための光源１０１、無線信号を送受信するアンテナ部１０３、クロック信号を生成するクロック信号生成部１０５、第１の変調方式を用いて変調を行なう第１の変調部１０７、種々の信号処理を行なう処理部１０９、第２の変調方式で変調を行なう第２の変調部１１１、上りおよび下りの光信号の合成と分離を行なう合分波部１１３、第２の変調方式で変調された信号を復調する復調部１１５から構成されている。以下、無線装置１００の特徴的な動作を説明する。
【００３８】
まず、無線装置１００において、クロック信号生成部１０５が、ＧＰＳアンテナからＧＰＳ信号を取得し、３０．７２ＭＨｚのクロック信号を生成する。第１の変調部１０７は、当該クロック信号により、光源１０１からの連続光を、例えば、１０％程度の変調度で強度変調する。一方、第２の変調方式による変調部１１１は、この時点では何もせず、そのまま光信号を通過させ、合分波部１１３を経由して通信回線（例えば、光ファイバ）に送出する。
【００３９】
次に、無線装置１００は、ベースバンド処理装置から信号を受信する。図３は、無線装置１００の動作を示すフローチャートである。処理部１０９は、合分波部１１３を介して、下り光信号から第２の変調方式の信号を復調する復調部１１５がリンクアップ用のデータパタンを検知するどうかを判断する（ステップＳ１）。復調部１１５が、リンクアップ用データパタンを検知しなければ、ステップＳ１の判断を繰り返し、復調部１１５が、リンクアップ用データパタンを検知した場合は、受信した下り信号が、第２の変調方式で正しく変調されているものとみなし、クロック抽出を行う（ステップＳ３）。次に、リンクアップ用データパタンにて第２の変調方式で上り信号を変調し、送出する（ステップＳ５）。第２の変調方式としては、例えば９０％かそれ以上の変調度での強度変調がある。
【００４０】
次に、下り光信号に対する第２の変調方式の復調を行なう復調部１１５が、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）フレームを受信したかどうかを判断する（ステップＳ７）。下りＣＰＲＩフレームを受信していない場合は、ステップＳ７の判断を繰り返し、下りＣＰＲＩフレームを受信した場合は、下りＣＰＲＩフレームからベースバンド信号を生成し、アンテナ部１０３から空間に向かって電波として送出する（ステップＳ９）。同時に、アンテナ部１０３から受信した上りベースバンド信号をＣＰＲＩフレーム化して、第２の変調方式にて上り信号を変調し、通信回線に送出する（ステップＳ１１）。
【００４１】
図４は、無線装置１３がベースバンド処理装置５０に送出する信号の一例を示す図である。第２の変調方式で変調された２．５Ｇｂｉｔ／ｓのＣＰＲＩ信号に、第１の変調方式で変調された３０．７２ＭＨｚのＣｌｏｃｋ信号が重畳されている。このため、光強度は、時間方向に向けて若干波を打っているように観察される。このような上り光信号により、すべての機器がＩＥＥＥ１５８８に対応していなくても、クロック信号をベースバンド処理装置に提供することが可能となる図５は、無線装置２１、３１がベースバンド処理装置５０に送信する信号の一例を示す図である。図４と比較すると、クロック信号が重畳されていないため、光強度は一定値となっている。
【００４２】
図６は、ベースバンド処理装置の概略構成を示すブロック図である。ベースバンド処理装置５００は、上りおよび下りの光信号の合成と分離を行なう合分波部５０１、第１の変調方式で変調された信号を復調する第１の復調部５０３、第１の復調部５０３で復調された信号からクロック信号を再生するクロック信号再生部５０５、第２の変調方式で変調された信号を復調する第２の復調部５０７、種々の信号処理を行なう処理部５０９、光ファイバ伝送を行なうための光源５１１、および第２の変調方式で信号を変調する第２の変調部５１３から構成されている。このように構成されたベースバンド処理装置５００は、以下のように動作する。
【００４３】
図７は、ベースバンド処理装置の動作を示すフローチャートである。まず、第１の復調部５０３がクロック信号を検知したかどうかを判断する（ステップＴ１）。第１の復調部５０３がクロック信号を検知しない場合は、ステップＴ１の判断を繰り返す。一方、ステップＴ１において、第１の復調部５０３がクロック信号を検知した場合は、クロック信号再生部５０５で、クロック信号を再生する（ステップＴ３）。次に、リンクアップ用データパタンにて、第２の変調方式で下り信号を変調し（ステップＴ５）、送出する。
【００４４】
次に、復調部５０７がリンクアップ用データパタンを受信したかどうかを判断し（ステップＴ７）、リンクアップ用データパタンを受信していない場合は、ステップＴ７の判断を繰り返す。一方、ステップＴ７において、リンクアップ用データパタンを受信した場合は、下りベースバンド信号をＣＰＲＩフレーム化し、第２の変調部５１３において、第２の変調方式で下り信号を変調して、送出する（ステップＴ９）。次に、復調部５０７が上りＣＰＲＩフレームを受信したかどうかを判断し（ステップＴ１１）、上りＣＰＲＩフレームを受信していない場合は、ステップＴ１１の判断を繰り返す。一方、ステップＴ１１において、上りＣＰＲＩフレームを受信した場合は、上りＣＰＲＩフレームから、上りベースバンド信号を生成し、上位側へ送出する（ステップＴ１３）。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態によれば、ベースバンド処理装置５００にＧＰＳアンテナを設けることなく、クロック信号をベースバンド処理装置５００に提供することが可能となる。これにより、すべての機器がＩＥＥＥ１５８８に対応していなくても、ベースバンド処理装置５００と配下の無線装置１３、２１、３１との間でリンクを形成し、通信システムとして稼働させることが可能となる。
【符号の説明】
【００４６】
１−３  基地局
１１  ＧＰＳアンテナ
１３、２１、３１  無線装置
４０  ＧＰＳ衛星
５０  ベースバンド処理装置
８０ｃ、８１ｃ  セル
１００  無線装置
１０１  光源
１０３  アンテナ部
１０５  クロック信号生成部
１０７  第１の変調部
１０９  処理部
１１１  第２の変調部
１１３  合分波部
１１５  復調部
５００  ベースバンド処理装置
５０１  合分波部
５０３  第１の復調部
５０５  クロック信号再生部
５０７  第２の復調部
５０９  処理部
５１１  光源
５１３  第２の変調部
【図１】
0006381372.tif 000002
【図２】
0006381372.tif 000003
【図３】
0006381372.tif 000004
【図４】
0006381372.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006381372.tif 000007
【図７】
0006381372.tif 000008
【図８Ａ】
0006381372.tif 000009
【図８Ｂ】
0006381372.tif 000010