(57)【要約】デジタル・データ・フレームを含む、送信用のデジタル信号を処理する方法であって、当該デジタル・データ・フレームを圧縮するステップと、複数個の当該圧縮されたデジタル・データ・フレームを含む、送信用の光データ・ユニットを生成するステップとによって、デジタル・データ・フレームを含む、送信用のデジタル信号を処理する方法が提供される。当該光データ・ユニットは、光伝送ネットワークＯＴＮによる伝送のために構成されている。
2015510704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル・データ・フレームを圧縮するステップと、
複数個の前記圧縮されたデジタル・データ・フレームを含む、送信用の光データ・ユニットを生成するステップと
によって、デジタル無線データ・フレームを含む送信用のデジタル信号を処理する方法において、
前記複数個の前記圧縮されたデジタル・データ・フレームは、複数個のリンクからのものであり、前記光データ・ユニットは、光伝送ネットワークＯＴＮによる伝送のために構成されていることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記生成するステップは、複数個の前記圧縮されたデジタル・データ・フレームを連結して複合フレームにするステップと、前記複合フレームをカプセル化して光データ・ユニットを形成するステップとにより行われる、請求項１に記載の処理する方法。
【請求項３】
前記圧縮されたデータ・フレームは、連結されて複数の複合フレームにされ、各複合フレームは、カプセル化されて、それぞれの光データ・ユニットを形成する、請求項２に記載の処理する方法。
【請求項４】
各デジタル無線データ・フレームが、共通公衆無線インターフェイスＣＰＲＩデータ・フレームであり、前記リンクはＣＰＲＩリンクである、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記または各光データ・ユニットは、ＩＴＵ−Ｔ推奨Ｇ．７０９に従ったＯＤＵ２である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の処理する方法。
【請求項６】
前記圧縮するステップは、各デジタル・データ・フレーム内の冗長性を減らすステップと、前記減らすステップから出力されたサンプルのブロックを、スケーリング・ファクタでスケーリングするステップと、前記スケーリングされたサンプルを量子化して、圧縮されたサンプルを生じるステップとを含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理する方法。
【請求項７】
光データ・ユニットを、複数個の圧縮されたデジタル・データ・フレームに分割するステップと、
前記圧縮されたデジタル・データ・フレームの各々を、圧縮解除して、複数個のリンクからのデジタル無線データ・フレームを提供するステップと
によって、光伝送ネットワークＯＴＮからの受信に際して光データ・ユニットを処理する方法。
【請求項８】
前記分割するステップは、前記光データ・ユニットにカプセル化解除を行って、複合データ・フレームを提供するステップと、前記複合データ・フレームを連結解除して、前記複数個の圧縮されたデジタル・データ・フレームを提供するステップとにより行われる、請求項７に記載の処理する方法。
【請求項９】
複数個の光データ・ユニットの各々が受信されて、複数個の光データ・ユニットの各々にカプセル化解除が行われて、それぞれの複合フレームを提供し、各複合フレームが、複数のデジタル・データ・フレームに連結解除される、請求項８に記載の処理する方法。
【請求項１０】
前記または各デジタル無線データ・フレームは、共通公衆無線インターフェイスＣＰＲＩデータ・フレームであり、前記リンクはＣＰＲＩリンクである、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の処理する方法。
【請求項１１】
前記光データ・ユニットは、ＩＴＵ−Ｔ推奨Ｇ．７０９に従ったＯＤＵ２である、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の処理する方法。
【請求項１２】
前記圧縮解除するステップは、受信されたサンプルを逆量子化するステップと、前記逆量子化されたサンプルのブロックをデスケーリングするステップと、前記デスケーリングされたサンプル内に冗長性を挿入して、前記デジタル無線データ・フレームを生じるステップとを含む、請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の処理する方法。
【請求項１３】
複数個のリンクからのデジタル無線データ・フレームを圧縮するように構成された圧縮器と、
複数個の前記圧縮されたデジタル・データ・フレームを含む、送信用の第１の光データ・ユニットを生成するように構成された生成器と、ここで、前記第１の光データ・ユニットは、光伝送ネットワークＯＴＮによる伝送のために構成されており、
光伝送ネットワークＯＴＮからの受信に際して、第２の光データ・ユニットを、複数個の圧縮されたデジタル・データ・フレームに分割するように構成されたプロセッサと、
複数個のリンクからのデジタル無線データ・フレームを提供するために、前記第２の光データ・ユニットからの前記圧縮されたデジタル・データ・フレームの各々を、圧縮解除するように構成された圧縮解除器と
を備える、電気通信ネットワーク用のネットワーク要素。
【請求項１４】
前記生成することは、複数個の前記圧縮されたデジタル・データ・フレームを連結して複合フレームにすることと、前記複合フレームを第１の光データ・ユニットとしてカプセル化することとにより行われ、
前記分割することは、前記第２の光データ・ユニットにカプセル化解除を行って、複合データ・フレームを提供することと、前記複合データ・フレームを連結解除して、複数個の前記圧縮されたデジタル・データ・フレームを提供することとにより行われる、請求項１３に記載のネットワーク要素。
【請求項１５】
各デジタル無線データ・フレームが、共通公衆無線インターフェイスＣＰＲＩデータ・フレームであり、前記リンクはＣＰＲＩリンクであり、各光データ・ユニットが、ＩＴＵ−Ｔ推奨Ｇ．７０９に従ったＯＤＵ２である、請求項１３または請求項１４に記載のネットワーク要素。
【請求項１６】
光伝送ネットワークと或る数のベースバンド・ユニットとの間において接続された、請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の或る数のネットワーク要素を備える電気通信ネットワークであって、ベースバンド・ユニットの前記数が、ネットワーク要素の前記数よりも大きい、電気通信ネットワーク。
【請求項１７】
光伝送ネットワークと或る数のベースバンド・ユニットとの間において接続された、請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の或る数のネットワーク要素を備える電気通信ネットワークであって、ベースバンド・ユニットの前記数が、ネットワーク要素の前記数よりも小さい、電気通信ネットワーク。
【請求項１８】
前記光伝送ネットワークと複数のベースバンド・ユニットとの間において接続された、請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の複数のネットワーク要素を備える電気通信ネットワークであって、前記ネットワーク要素の少なくとも１個が、時刻に依存して、複数の前記ベースバンド・ユニットに、切り替え可能に接続可能であるように構成されている、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、電気通信に関し、特に、ワイヤレス電気通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのワイヤレス基地局においては、ベースバンド・ユニット（ＢＢＵ）が、遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）から分離しており、物理的に遠隔である。これらの解決策において、無線周波フロント・エンドおよびアナログ・デジタル・インターフェイスは、遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）の一部である。ＲＲＨは、デジタル伝送ネットワークを介して、ベースバンド・ユニット（ＢＢＵ）に接続されている。当該伝送ネットワークを通じて、デジタル化されたベースバンド複素同相（Ｉ）および直交位相（Ｑ）サンプルが伝送される。
【０００３】
遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）をベースバンド・ユニット（ＢＢＵ）に接続するために、業界標準として、共通公衆無線インターフェイス（ＣＰＲＩ）スキームが使用されてきた。当該スキームは、異なるネットワークアーキテクチャを許容し、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）に基づいている。ＣＰＲＩフレームは、非圧縮Ｉ／Ｑサンプルを伝送する。ＣＰＲＩの専門用語を使用すると、遠隔無線ヘッドは、無線機器（ＲＥ）であり、ベースバンド・ユニットは、遠隔機器コントローラ（ＲＥＣ）である。
【０００４】
遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）をベースバンド・ユニットに接続する、知られている方式とは、ポイント・ツー・ポイント・リンクとして光ファイバを使用することである。典型的に、ベースバンド・ユニットがあらゆる遠隔無線ヘッドを制御することから、各ベースバンド・ユニットに至る多くのファイバが存在することが考えられ、利用可能な帯域幅が、効率よく使用されない。知られている別の手法とは、必要とされるファイバの数を減らすために、光多重化を使用することである。
【発明の概要】
【０００５】
読者は、添付の特許請求の範囲の独立請求項を参照されたい。いくつかの好ましい特徴は、従属請求項に呈示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の例は、デジタル・データ・フレームを含む、送信用のデジタル信号を処理する方法であって、当該デジタル・データ・フレームを圧縮するステップと、複数個の当該圧縮されたデジタル・データ・フレームを含む、送信用の光データ・ユニットを生成するステップとによって、デジタル・データ・フレームを含む、送信用のデジタル信号を処理する方法である。当該光データ・ユニットは、光伝送ネットワークＯＴＮによる伝送のために構成されている。
【０００７】
好ましい実施形態は、ＯＴＮを介した送信のために、ワイヤレス・セル・サイトにおいて、デジタル無線データの集約および集信をもたらす。好ましい実施形態では、１８個までの遠隔無線ヘッドが、ＯＴＮを介してベースバンド・ユニットに接続可能である。デジタル・データ・フレームは、共通公衆無線インターフェイス（ＣＰＲＩ）データ・フレームであることが好ましい。デジタル・データ・フレームは、圧縮されて、２個までの１０ギガビットＧ．７０９フレーム、すなわちＯＤＵ２に集約され、ＯＴＮを経由して送信される。ＯＴＮは、たとえば、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）、たとえば１０ギガビット受動光ネットワーク（１０ＧＰＯＮ）、波分割多重受動光ネットワーク（ＷＤＭ  ＰＯＮ）、１０ＧＰＯＮへのＷＤＭオーバーレイ、ＣＤＷＭ光リング、またはＤＷＤＭ光リングであり得る。
【０００８】
好ましい実施形態は、いくつかの無線データ・フローの圧縮をもたらし、それらをオプティカル・フローの内部で集約して、帯域幅を活用する。オプティカル・フローは、任意のタイプの光伝送ネットワーク（ＯＴＮ）を経由して送信され得る。好ましい実施形態では、使用されるポイント・ツー・ポイント・リンクの数および波長の数が少ない。
【０００９】
好ましい実施形態では、データ・フレームを、複数個の遠隔無線ヘッドおよびベースバンド・ユニットから／に、切り替えることが可能である。このことは、処理リソースをプールすること、故障の場合にネットワークを管理すること、および、負荷分担に、有利である。
【００１０】
本発明の別の実施態様は、光伝送ネットワークＯＴＮからの受信に際して光データ・ユニットを処理する方法であって、当該光データ・ユニットを、複数個の圧縮されたデジタル・データ・フレームに分割するステップと、当該圧縮されたデジタル・データ・フレームの各々を、圧縮解除するステップとによって、光伝送ネットワークＯＴＮからの受信に際して光データ・ユニットを処理する方法である。
【００１１】
好ましい実施形態では、ＯＴＮへの送信に対して提供されたのと同じように、ＯＴＮからの受信に対し、概して逆の機能性が提供される。
【００１２】
本発明のさらなる実施態様は、電気通信ネットワーク用のネットワーク要素である。当該要素は、デジタル・データ・フレームを圧縮するように構成された圧縮器と、複数個の当該圧縮されたデジタル・データ・フレームを含む、送信用の第１の光データ・ユニットを生成するように構成された生成器であって、当該第１の光データ・ユニットが、光伝送ネットワークＯＴＮによる伝送のために構成されている、生成器と、光伝送ネットワークＯＴＮからの受信に際して、第２の光データ・ユニットを、複数個の圧縮されたデジタル・データ・フレームに分割するように構成されたプロセッサと、デジタル・データ・フレームを提供するために、当該第２の光データ・ユニットからの当該圧縮されたデジタル・データ・フレームの各々を、圧縮解除するように構成された圧縮解除器とを備える。
【００１３】
例として、および、以下の図を含む図面を参照して、本発明の実施形態をこれから説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）およびベースバンド・ユニット（ＢＢＵ）、光伝送ネットワーク（ＯＴＮ）、ならびに、第１および第２のインターフェイス・ボックスを含むシステムを例示する図である。
【図２】図１に示される第１のインターフェイス・ボックスを、より詳細に例示する図である。
【図３】図２に示される第１のインターフェイス・ボックスを、さらに詳細に例示する図である。
【図４】ＣＰＲＩフォーマットされた無線データの圧縮を例示するフロー図である。
【図５】圧縮された無線データを多重化およびカプセル化して、光伝送ネットワーク（ＯＴＮ）を通じた送信用の光データ・ユニットにすることを例示する図である。
【図６】図１に示される第２のインターフェイス・ボックスを、さらに詳細に例示する図である。
【図７】無線データを圧縮解除して、ＣＰＲＩフォーマットされた無線データにすることを例示する図である。
【図８】図１に示されるインターフェイス・ボックスによる切り替えの例（切り替えは、単一のＢＢＵに対するものである）を例示する図である。
【図９】この発明の第２の実施形態における、インターフェイス・ボックスによる切り替えを例示する図である。
【図１０】この発明の第３の実施形態における、インターフェイス・ボックスによる切り替えを例示する図である。
【図１１】この発明の第４の実施形態における、インターフェイス・ボックスによる切り替えを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示されるように、例としてのシステム２は、簡略化するために、それらのうちの３個が示されている、複数個の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）４を含み、それらの各々は、第１のインターフェイス・ボックス６への１個または２個のそれぞれのリンク３によって、光伝送ネットワーク（ＯＴＮ）８に接続されている。ＯＴＮ８は、第２のインターフェイス・ボックス１０にも接続されており、当該第２のインターフェイス・ボックス１０は、第１のインターフェイス・ボックス６から遠隔無線ヘッド４へのリンク３の数に対応する或る数のリンク７によって、ベースバンド・ユニット（ＢＢＵ）１２に接続されている。この例において、遠隔無線ヘッド４は、共有されたセル・サイト５に位置付けられている。
【００１６】
＜遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）およびベースバンド・ユニット（ＢＢＵ）＞
例において、遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）は、ＢＢＵの機能性を実施せず、たとえば、任意の特定のワイヤレス技術に固有の物理層処理を実施しない。さらに、この例では、遠隔無線ヘッドとベースバンド・ユニットとの間において、制御シグナリングが交換されない。
【００１７】
図２に示されるように、簡略化するために、それらのうちの１個が示されている、遠隔無線ヘッド４の各々は、従来の回路を含む。
【００１８】
たとえば、アップリンク上において、ＲＲＨ４は、無線周波フロント・エンド１４とアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）１６とを含み、当該アナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）１６は、受信されたアナログ無線信号を、共通公衆無線インターフェイス（ＣＰＲＩ）標準と整合性を有する、知られているデータ・フレーム・フォーマットにおける、デジタルＩ／Ｑサンプル形式に変換する。ちなみに、この例では、知られているＣＰＲＩ基本フレーム・フォーマットが使用されており、図３の左手側に例示されている。（他の例では、その代わりに、Ｉ／Ｑデータを搬送するための、他の知られているＣＰＲＩフレーム・フォーマットが使用され得る）。ＣＰＲＩフレームは、ＯＴＮ８および第２のインターフェイス・ボックス１０を介してベースバンド・ユニット１２に至るデータ送信用に、第１のインターフェイス・ボックス６に提供される。このことについては、以下に、後でより詳細に説明する。
【００１９】
反対に、ダウンリンク上において、ＢＢＵ１２は、従来の回路、すなわち、ＣＰＲＩフォーマットのデータ・フレーム内にＩ／Ｑサンプルを生成する送信機１８を含む。これらのフレームは、ＯＴＮ８および第１のインターフェイス・ボックス６を介して遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）４に至るデータ送信用に、第２のインターフェイス・ボックス１０に提供される。従来の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）は、信号を、アンテナ２０を介して送信される無線周波信号に変換するために、デジタル・アナログ・コンバータ（ＤＡＣ、図２には図示していないが、図６に図示）を含む。
【００２０】
ＲＲＨ無線周波フロント・エンド、ＡＤＣ、ＤＡＣ、およびＢＢＵ処理については知られており、それらのサブシステムにおいては、光伝送ネットワーク（ＯＴＮ）を通じた伝送用の、圧縮およびＧ７０９  ＯＤＵへのパックに対応するように実装されたものも、ＣＰＲＩフレーム・フォーマットのデータを再度提供するためのアンパックおよび圧縮解除に対応するように実装されたものも、何ら存在しない。
【００２１】
＜光伝送ネットワーク（ＯＴＮ）＞
光伝送ネットワーク（ＯＴＮ）は、この特許出願の最先の出願日における、ＩＴＵ−Ｔ推奨Ｇ．７０９標準に従ったものである。ＯＴＮは、Ｇ．７０９に準拠している。
【００２２】
他の例において、ＯＴＮは、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）、たとえば、ギガビット受動光ネットワーク（ＧＰＯＮ）、イーサネット（登録商標）受動光ネットワーク（ＥＰＯＮ）、または、波分割多重受動光ネットワーク（ＷＤＭ  ＰＯＮ）であり得る。
【００２３】
他の例において、ＯＴＮは、ファイバ・ツー・ザ・エックス（ＦＴＴｘ）のインフラストラクチャであり得る。他の例において、ＯＴＮは、ＷＤＭリングなどのリング、たとえば、低密度波分割多重（ＣＷＤＭ）リングまたは高密度波分割多重（ＤＷＤＭ）リングであり得る。
【００２４】
さらなる例において、ＯＴＮは、ポイント・ツー・ポイント（Ｐ２Ｐ）ファイバに基づいていることが考えられる。
【００２５】
ＯＴＮ標準では、いくつかの標準化された回線レートが存在し、そのうちの１つが、約１０．７８ギガビット／秒である光伝送ユニット２（ＯＴＵ２）と表記される。ＯＴＵ２は、別のデータ構造、すなわち光データ・ユニット２（ＯＤＵ２）がマッピングされるデータ構造と考えられ得る。ＯＤＵ２信号は、クライアント信号用のサーバ層信号である。ＯＤＵ２は、イーサネット、ＭＰＬＳ、インターネット・プロトコル、または共通公衆無線インターフェイス（ＣＰＲＩ）パケットなどのパケットのストリームを伝送し得る。
【００２６】
＜インターフェイス・ボックス＞
インターフェイス・ボックスは、双方向性である。しかしながら、ＯＴＮによる送信用のアップリンクおよびダウンリンク処理が、本質的に同じ様式で稼動することが注記される。同様に、ＯＴＮからの受信に際したアップリンクおよびダウンリンク処理は、本質的に同じ様式で稼動する。したがって、基本的に言えば、簡潔にするために、ＯＴＮによる送信用の（すなわちアップリンク）処理の単一のインスタンスと、ＯＴＮからの受信に際した（すなわちアップリンク）処理の単一のインスタンスとについて、説明する。
【００２７】
この例において、アップリンクは、ベースバンド・ユニットに向かう方向を表記する。ダウンリンクは、ＲＲＨに向かう方向を表記する。
【００２８】
図２に示されるように、遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）４に接続されたインターフェイス・ボックス６は、この例において、アップリンク圧縮器２２とダウンリンク圧縮解除器２４とから成ることが考えられ得るＣＰＲＩ圧縮器／圧縮解除器２０を含む。アップリンク圧縮器２２は、ＲＲＨ４のＡＤＣ１６に接続されている。ダウンリンク圧縮解除器２４は、ＲＲＨ４のＤＡＣ１８に接続されている。
【００２９】
圧縮器２２および圧縮解除器２４は、スイッチ２６に接続されており、当該スイッチ２６は、マルチプレクサ／デマルチプレクサ（ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ）２８に接続され、当該マルチプレクサ／デマルチプレクサ２８は、Ｇ．７０９コンバータ３０に接続されている。
【００３０】
図３は、インターフェイス・ボックス６を、より詳細に示す。図３に示されるように、この例において、ＣＰＲＩフレーム３４は、１２個のＣＰＲＩ入力リンク３を介して、ＣＰＲＩ圧縮器／圧縮解除器２０に入力される。ＣＰＲＩ圧縮器／圧縮解除器２０と、ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ２８への１２個のリンクを有するスイッチ２６との間には、１２個のリンクが存在する。ＣＰＲＩリンクの各々は、ローカルＣＰＲＩレート２．７において稼動する。この例において、各遠隔無線ヘッド４は、第１のインターフェイス・ボックス６への１個または２個のＣＰＲＩリンクを提供する。
【００３１】
完全を期すために、発明者らは、ここで、様々な数のＣＰＲＩリンクが想定されることを述べる。別の実施形態では、たとえば、１８個のＣＰＲＩリンクが提供され、各々が当該リンクのうちの１個または２個を使用する、複数個の無線ヘッドによって使用される。当然ながら、他の例において、無線ヘッドが、異なる数のＣＰＲＩリンクを使用して、インターフェイス・ボックスに接続され得ること、および／または、異なる数の遠隔無線ヘッドが、インターフェイス・ボックスに接続され得ることを、技量を有する読者は認識されるであろう。いくつかのさらなる実施形態において、２個以上の遠隔無線ヘッドが、たとえばデイジー・チェーン接続されることによって、ＣＰＲＩリンクに接続され得ることも、技量を有する読者は理解されるであろう。
【００３２】
スイッチ２６およびＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ２８は、どの光データ・ユニットＯＤＵ２にＣＰＲＩフレームが方向付けられるかを制御するように働く。
【００３３】
発明者らは、圧縮について、より詳細にこれから説明し、その後、圧縮されたＣＰＲＩフレームが、ＯＴＮによる送信用のＯＤＵ２フレームに、どのようにして変換されるのかを説明する。
【００３４】
＜圧縮＞
図４は、たとえば圧縮器２２において生じる圧縮を示すフロー図である。示されるように、圧縮は、３個の主たるプロセス、すなわち、スペクトル・ドメイン（ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｄｏｍａｉｎ）における冗長性の除去Ｓ５００、ブロック・スケーリング（ｂｌｏｃｋ  ｓｃａｌｉｎｇ）Ｓ５１０、および量子化Ｓ５２０を要する。各プロセスについて、以下に詳細に説明する。
【００３５】
＜スペクトル・ドメインにおける冗長性の除去−Ｓ５００＞
従来、ＡＤＣ、ＤＡＣ、およびＢＢＵ処理のサンプリング・レートは、ナイキストのサンプリング定理に従って必要とされる最小レートよりも高い。たとえば、１０ＭＨｚのＬＴＥシステムにおいて、サンプリング・レートは、（ＢＢＵ処理に対して、および、ＣＰＲＩ非圧縮送信の場合、の両方において）１５．３６ＭＨｚである。さらに、ｃｄｍａ２０００／ＥＶ−ＤＯだけでなく、ＵＭＴＳ／ＨＳＰＡに関しては、２倍および４倍のオーバーサンプリングが通例となっている。このことは、スペクトル・ドメインまたは周波数ドメインにおいて冗長性を生じる。すなわち、非圧縮形式においては、必要であり得るものよりも、スペクトル的に、より広域の信号が送信される。
【００３６】
結果的に、処理Ｓ５００は、これらの冗長性を除去する。図４に示されるように、除去プロセスは、デジタル・ベースバンド信号の低域通過フィルタリングＳ５０２を含み、デシメーションＳ５０４が後に続く。一実施形態において、これらのプロセスは、サンプル毎に、ストリーミング方式で実施される。たとえば、一実施形態において、フィルタリングＳ５０２は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタによって実施され、デシメーションＳ５０４は、アップ・サンプリングおよびダウン・サンプリングによって実施される。フィルタリングＳ５０２およびデシメーションＳ５０４は、ベースバンド信号に、特に、周波数帯域およびオーバーサンプリングの量に、依存する。
【００３７】
概念上、このことは、特定のワイヤレス技術（たとえば、ユニバーサル・モバイル電気通信システム（ＵＭＴＳ）、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）など）に限られるものではない。特定のパラメータ（たとえば、帯域幅およびサンプリング・レート）が、所与のワイヤレス技術に対して指定される。さらに、低域通過フィルタのパラメータは、経験的に選択されるか、または、複雑度対性能のトレード・オフのバランスを取るための、および／もしくは、当該トレード・オフを最適化するための、設計上の選択によって選択される。
【００３８】
＜ブロック・スケーリング−Ｓ５１０＞
ブロック・スケーリングは、ブロック浮動小数点とも呼ばれ得る。ここで、デシメーション演算Ｓ５０４から出力されたＫ個のＩ／Ｑサンプルのブロックは、ステップＳ５１２において、収集される。Ｋ個のＩ／Ｑサンプルのブロックは、次いで、ステップＳ５１４においてスケーリング・ファクタで除算される。
【００３９】
スケーリング・ファクタは、一定数のビットであり得、その値は、ブロック毎に変動し得る。
【００４０】
たとえば、ブロック・スケーリング（ステップＳ５１０）は、２４サンプルのブロック上で実施され、スケーリング・ファクタを表すために１６ビットが使用される。この実施形態では、Ｋ＝２４個のサンプルの各ブロックにおいて、最大絶対値を有するサンプルが特定される。その特定の値は、１６ビットの解像度で量子化されて、Ａｍと表記される。対応するスケーリング・ファクタは、以下の等式によって示されるように、算出され得る（ここでＮｂは、ビット解像度を表記する）。
Ｓ＝２Ｎｂ−１／Ａｍ
【００４１】
ブロック内の各サンプルは、次いで、上記のスケーリング・ファクタで乗算される。この等式は、記載された実施形態のいずれにおいても、スケーリング・ファクタを算出するために、同じく使用され得る。
【００４２】
また、ブロック長Ｋは、設計パラメータであり、所望の信号品質（たとえばＥＶＭおよびＡＣＰＲ）と伝送データ・レートとの間におけるトレード・オフ解析から導出され得る。一実施形態において、ブロック長Ｋは一定であり得る。しかしながら、より詳細に以下に論じるように、ブロック長は、一定であることに限定されない。それよりもむしろ、ブロック長は、動的におよび／または適合的に決定され得る。
【００４３】
スケーリング・ファクタ、および、可能性としてブロック長が変化し得るため、これらのパラメータのうちの１個または複数は、送信されて、オーバーヘッドを増すことが考えられる。たとえば、スケーリング・ファクタは、Ｋ個のＩ／Ｑサンプル毎に１度送信され得る。ブロック長Ｋを短くすることにより、その後の量子化誤差が減ることになるが、その一方で、送信オーバーヘッドを増大させる。したがって、ブロック長Ｋは、必要とされる信号品質と伝送データ・レートとの間におけるトレード・オフ解析から導出される設計パラメータである。
【００４４】
＜量子化−Ｓ５２０＞
ブロック・スケーリングＳ５１０の後に、Ｉ／Ｑサンプルは、各複素成分毎にＮｂビット解像度を使用する量子化器を使用して、量子化される。この例において、サンプルを表すビットの数は、Ｎｂ個の最上位ビットに切り捨てられる。この演算は、サンプル毎に実施される。
【００４５】
代替的に、簡単な線形（すなわち一様）量子化器が適用され得る。しかしながら、量子化レベル間において最適化された間隔を用いる量子化器を適用することは、量子化誤差の一層の減少と、信号品質の改善とを生じる。非線形（すなわち非一様）量子化器の一例を、以下の擬似コード（Ａ）に関して提示する。その場合、量子化レベルは、上記のブロック・スケーリングと併せて最適化される。
【００４６】
より高い解像度は、信号品質を改善し（すなわち、量子化雑音を減らし）、その一方で、伝送データ・レートを上げる。したがって、解像度Ｎｂは、必要とされる信号品質とデータ・レートとの間におけるトレード・オフ解析から導出される設計パラメータである。
【００４７】
アップリンクおよびダウンリンク上で所望の性能を達成するために、異なるパラメータが使用され得ることに留意されたい。アップリンクの場合において、たとえば、より高い量子化器解像度と、より短いブロック長とが予想されるが、その理由は、アップリンク信号が、より大きなダイナミック・レンジだけでなく、相加性雑音および干渉も存在させることが予想されるためである。
【００４８】
＜圧縮されたＣＰＲＩフレームの、ＯＤＵ２フォーマットへの変換＞
図３に示されるように、複数個のＣＰＲＩフレームは、スイッチ２６およびＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ２８によって方向付けられた後に、共に集約されて、単一の光データ・ユニット（ＯＤＵ２）内にカプセル化された状態で送られる。スイッチ２６は、圧縮されたＣＰＲＩフレームを方向付けるように働く。ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ２８は、入力よりも出力が少なくなるように、および、結果として、より少ない帯域幅（換言すると、より小さい「ラムダ」）が送信用に使用されるように、複数個の圧縮されたＣＰＲＩフレームを、共有されたチャネルに多重化するように働く。
【００４９】
図５に、より詳細に示すように、複数個のリンクからの複数個のＣＰＲＩフレームは、一旦圧縮されると、送信用に、ＯＤＵ２フレームのペイロード内に共に挿入される。このことは、「ｘＣＰＲＩフレーミング」と考えることができ、それによって、圧縮後の複数個のＣＰＲＩフレームは、共に連結され、次いで、結果的に生じたデータには、ＯＤＵ２フレームを提供するために、Ｇ．７０９カプセル化が施される。
【００５０】
ＯＤＵ２フレームは、複数個のＣＰＲＩフレームに加え、ＯＤＵ２オーバーヘッドと、光チャネル・ペイロード・ユニット（ＯＰＵ２）オーバーヘッドとを含む。図５に示されるように、光伝送ユニット（ＯＴＵ２）としての送信用に、付加的なアライメントおよびオーバーヘッド・データが加えられ、順方向誤り訂正（ＦＥＣ）が加えられる。
【００５１】
戻って図３を参照すると、この例において、ＣＰＲＩリンク、したがってフレームが、連結されて、２個の出力ＯＤＵ２に、したがって、２個のＯＴＵ２にされる（図３において３８と表記される）ことが視認されるであろう。図３において、これらはアクティブ（ＡＣＴＩＶＥ）と表記される。加えて、正しい送信を確保することを助ける保護の目的で、各ＯＴＵ２フレームに関し、第２の経路を介して複製フレームが送られる（保護（ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ）と表記される）。ＯＴＵ２  ３４は、出力ポート３６を介して、ＯＴＮネットワーク内に出力される（図３には図示せず）。
【００５２】
ちなみに、インターフェイス・ボックス間においてＯＴＮを介して送信される必要のある運用＆管理（ＯＡＭ）情報は（存在するとすれば）、ＯＤＵ２内の制御チャネルＧＣＣ１またはＧＣＣ２内に含まれる。
【００５３】
＜受信に際した処理＞
図６に示されるように、ＯＴＵ２フレームは、光伝送ネットワーク（ＯＴＮ）８を通じて伝送され、第２のインターフェイス・ボックス１０によって受信される。第２のインターフェイス・ボックスは、ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ２８’に接続されたＧ．７０９コンバータ３０’を含み、当該ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ２８’は、スイッチ２６’に接続されている。当該スイッチは、ＣＰＲＩ圧縮器／圧縮解除器２２’のアップリンク圧縮解除器２４’およびダウンリンク圧縮器２２’に接続されている。
【００５４】
この第２のインターフェイス・ボックス１０は、本質的に、第１のインターフェイス・ボックス６内で請け負われた処理のステップを逆にするように、このアップリンク方向で働く。Ｇ．７０９コンバータ３０’は、ＯＴＵ２およびＯＤＵ２ヘッダ、ＦＥＣなどを除去することによって、圧縮されて連結されたＣＰＲＩデータにカプセル化解除を行うように働く。結果的に生じたデータストリームは、次いで、ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ２８’において多重分離化されて、圧縮されたＣＰＲＩフレームが提供される。スイッチ２６’は、次いで、圧縮されたＣＰＲＩフレームを、アップリンク圧縮解除器２２’に送る。
【００５５】
＜圧縮解除＞
図７に示されるように、圧縮解除は、３個の主たるプロセス、すなわち、逆量子化Ｓ６００、デスケーリングＳ６１０、および、冗長性の挿入Ｓ６２０、すなわち、アップ・サンプリングを要する。各プロセスについて、以下に説明する。
【００５６】
逆量子化Ｓ６００中に、量子化演算の逆が実施される。すなわち、サンプルを表すのに使用されるビットの数が、ステップＳ５２０における量子化の前と同じ解像度まで増やされる。この実施形態において、このことは、最下位ビットとしてゼロを加えることによって実施される。代替的に、ステップＳ５２０において行われた量子化プロセスの逆が実施され得る。たとえば、ステップＳ５２０における量子化が、以下に示される擬似コード（Ａ）において述べられているように進行する場合、当該擬似コード（Ａ）の逆が実施され得る。
【００５７】
デスケーリングＳ６１０中に、逆量子化Ｓ６００からのＫ個のサンプルのブロックが収集されて、スケーリング・ファクタで乗算される。
【００５８】
冗長性の挿入Ｓ６２０中に、デスケーリングＳ６１０からの各サンプルは、ステップＳ５０４におけるデシメーションの逆である、逆デシメーション（ｉｎｖｅｒｓｅ  ｄｅｃｉｍａｔｉｏｎ）Ｓ６２２を受ける。同様に、結果的に生じたサンプルは、Ｓ６２４において逆フィルタリングされ、ここで、「フィルタリング」は、ステップＳ５０２において実施されたフィルタリングの逆である。これは、アップ・サンプリングのプロシージャである。
【００５９】
＜その後の処理＞
この多重分離化および圧縮解除の後に、圧縮解除されたＣＰＲＩフレームは、次いで、遠隔無線ヘッド４と第１のインターフェイス・ボックス６との間におけるような、対応する数のＣＰＲＩリンクを介して、従来のベースバンド・ユニット１２に渡される。従来のベースバンド・ユニット１２において、受信ベースバンド処理（すなわち、物理層処理が請け負われる。
【００６０】
＜動作不良によるアラームの取り扱い、ならびに、他の運用および管理シグナリング＞
完全を期すために、発明者らは、遠隔無線ヘッド側におけるインターフェイス・ボックス６（およびベースバンド・ユニット１２側におけるインターフェイス・ボックス１０）の各々が、イーサネット・ポート（図示せず）を含むことを述べる。これらのｅｔｅｒｎｅｔポートは、無線ヘッド側とベースバンド・ユニット側との間で、イーサネット・データ・フロー、たとえば、無線ヘッド側で収集されたバックホーリング情報またはデータを、トンネリングするために使用される。たとえば、この情報は、ベースバンド・ユニット１２側におけるインターフェイス・ボックス１０にとって利用可能な状態にされるために、ＯＡＭチャネル（光データ・ユニットＯＤＵ２の制御チャネルＧＣＣ１もしくはＧＣＣ２）の内部で、インターフェイス・ボックス６によってトンネリングされるか、または、ＯＤＵ２ペイロードの内部で、ＣＰＲＩデータと共に多重化されるか、のいずれかである。
【００６１】
ベースバンド・ユニット１２側においては、同様に、インターフェイス・ボックス１０も、制御の目的のために、ベースバンド・ユニット１２に接続するために使用されるイーサネット・ポート（図示せず）を有する。
【００６２】
＜送受信可能な機能性＞
以前に述べたように、遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）からベースバンド・ユニットへの経路について、詳細に解説してきたが、反対方向においても、すなわち、ベースバンド・ユニットから遠隔無線ヘッドにおいても、経路が存在する。これらは、それぞれ、アップリンクおよびダウンリンクと表記される。
【００６３】
インターフェイス・ボックスは、双方向性である。しかしながら、ＯＴＮによる送信用のアップリンクおよびダウンリンク処理が、本質的に同じ様式で稼動することが注記される。同様に、ＯＴＮからの受信に際したアップリンクおよびダウンリンク処理は、本質的に同じ様式で稼動する。したがって、基本的に言えば、簡潔にするために、ＯＴＮによる送信用の（すなわちアップリンク）処理の単一のインスタンスと、ＯＴＮからの受信に際した（すなわちアップリンク）処理の単一のインスタンスとについて、上で説明された。
【００６４】
＜いくつかの代替的実装例＞
図１〜図７を参照して上で説明した例では、１個のセル・サイト５の遠隔無線ヘッド４に、単一の第１のインターフェイス・ボックス６が接続され、単一のベースバンド・ユニット１２に、単一の第２のインターフェイス・ボックス１０が接続されている（これは、図８において例示される）。しかしながら、たとえば以下のように、代替例が可能である。
【００６５】
図９に示されるように、第２のインターフェイス・ボックス１０’は、その出力のいくつかがベースバンド・ユニット１２’に向かい、その出力の別のいくつかが第２のベースバンド・ユニット１２ａに向かうように、接続される。このことにより、複数個のベースバンド・ユニットが含まれることが可能になり、容易にベースバンド・ユニットの容量が拡張される。
【００６６】
図１０に示されるように、２個の第１のインターフェイス・ボックス６、６ａは、異なるセル・サイト５ａ、５ｂからの２組の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）４ａ、４ｂを、ＯＴＮ８’と、両方がベースバンド・ユニット１２’’に接続されている２個の第２のインターフェイス・ボックス１０ａ、１０ｂとに接続する。ＣＰＲＩリンクの、ベースバンド・ユニット１２’’への割り当ては、静的なものであるが、ベースバンド・ユニット１２’’は、第１のインターフェイス・ボックス６ａから第２のインターフェイス・ボックス１０ａまでのシステムと、第１のインターフェイス・ボックス６ｂから第２のインターフェイス・ボックス１０ｂまでのシステムとの両方によって共有される。ＣＰＲＩリンクの、ベースバンド・ユニットへの適切な割り当ては、トラフィックの統計分布と、応対されるべき遠隔無線ヘッドの数との知識を必要とする。
【００６７】
図１１に示されるように、別のシナリオにおいて、第２のベースバンド・ユニット１２ｂは、時刻に従って、異なるセル・サイト５ａ’、５ｂ’からの２組の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）４ａ’、４ｂ’間において共有される。午前７時から午後７時まで（日中）において、第１の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）４ａ’からの、選択されたＣＰＲＩリンクＨ、Ｉ、Ｊは、ＯＴＮを介して第２のベースバンド・ユニットＢＢＵ＃２に向かい、その一方で、第１の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）４ａ’からの、他の選択されたＣＰＲＩリンクＡ、Ｂ、Ｃは、第１のＢＢＵ＃１に向かう。反対に、午後７時から午前７時（夜分）においては、第２の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）４ｂ’からの、選択されたＣＰＲＩリンクＨ’、Ｉ’、Ｊ’は、ＯＴＮを介して第２のベースバンド・ユニットＢＢＵ＃２に向かい、その一方で、第２の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）４ｂ’からの、他の選択されたＣＰＲＩリンクＤ、Ｅ、Ｆは、第１のＢＢＵ＃１に向かう。第１の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）４ａ’が、日中において、より良好に応対され、これに対し、第２の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）４ｂ’が、夜間において、より良好に応対されることが考えられ得る。この手法は、ＯＴＮとＢＢＵとの間における、インターフェイス・ボックス１０ａ’、１０ｂ’による適切な切り替えによる、ＢＢＵとＲＲＨとの間の動的な負荷分担と考えることができる。
【００６８】
図９〜図１１に示される特定の例は、第１および／または第２のインターフェイス・ボックスなどの重複を要するが、他の例では、任意の数の第１のインターフェイス・ボックス、第２のインターフェイス・ボックス、遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）、およびベースバンド・ユニットが使用され得る。
【００６９】
さらなる例が考えられることが理解されるであろう。たとえば、２個以上の第１のインターフェイス・ボックスが、２個以上の遠隔無線ヘッドを、光伝送ネットワークおよび単一の第２のインターフェイス・ボックスを介して、単一のベースバンド・ユニットに接続するために使用され得る。
【００７０】
ＧＣＣ１またはＧＣＣ２メッセージングを使用して、ＯＤＵ２においてシグナリングされ得るような故障の場合に、ＯＤＵ２を受信するインターフェイス・ボックスは、故障管理の目的で、その出力を切り替えて、たとえば、故障であることが分かっているベースバンド・ユニットに、デジタル日付フレームを送ることを回避することができる。
【００７１】
＜通則＞
上記の例は、ＣＰＲＩを要するが、さらなる例では、その代わりに、他のデジタル・データ・フォーマット、たとえば、オープン基地局アーキテクチャ・イニシアティブ（ＯＢＳＡＩ）またはオープン無線イニシアティブ（ＯＲＩ）が使用され得る。
【００７２】
例としての実施形態は、異なるワイヤレス技術、たとえば、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシップ・プロジェクト）ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、ＬＴＥアドバンスト、高速パケット・アクセス（ＨＳＰＡ）などのユニバーサル・モバイル電気通信システム（ＵＭＴＳ）に、アップリンクおよびダウンリンク上においても適用可能である。
【００７３】
本発明は、その本質的な特性から逸脱することなく、他の固有の形式で具体化され得る。記載された実施形態は、あらゆる点において、単なる例示として、および、限定的ではないと考えられるべきである。したがって、この発明の範囲は、前述の説明によってではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲によって示される。請求項の等価物の意味および範囲内に収まる全ての変更は、当該請求項の範囲内に包含されるべきである。
【００７４】
上記の様々な方法のステップが、プログラミングされたコンピュータによって実施され得ることを、当該技術において技量を有する者は、容易に認識されるであろう。いくつかの実施形態は、プログラム・ストレージ・デバイス、たとえば、機械可読またはコンピュータ可読であって、かつ、命令の、機械実行可能またはコンピュータ実行可能なプログラムを符号化する、デジタル・データ記憶媒体に関し、ここで、前記命令は、前記上記の方法のステップのいくつかまたは全てを実施する。プログラム・ストレージ・デバイスは、たとえば、デジタル・メモリ、磁気ディスクおよび磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハード・ドライブ、または、光学的に可読なデジタル・データ記憶媒体であり得る。いくつかの実施形態は、上記の方法の前記ステップを実施するようにプログラミングされたコンピュータを要する。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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