(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークにおける一以上のユーザ装置からのユーザデータを受信したり、一以上のユーザ装置へとユーザデータを送信したりする無線基地局ユニットであって、
ユーザデータの符号化および復号化と、無線リンクの制御とを担当する第１のパートと、周波数変換と、電力増幅と、無線信号の空中への送信および空中からの受信とを担当する第２のパートとに、前記無線基地局ユニットの機能を細分するユニット内部インターフェースを含み、
前記ユニット内部インターフェースは、機能の細分により生じた前記第１のパートと前記第２のパートとの間における通信を取り扱うための少なくとも１つの第１のリンクと、前記ユーザデータを取り扱うための第２のリンクとを含むことを特徴とする無線基地局ユニット。
【請求項２】
前記第１のパートは、前記無線基地局ユニットの全体についての設定と障害対策処理とを実行する第１の手段を含み、
前記第２のパートは、該第２のパートについての設定と障害対策処理とを実行する第２の手段を含み、
前記第１の手段と前記第２の手段とは前記ユニット内部インターフェースを介して相互接続されていることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局ユニット。
【請求項３】
前記ユニット内部インターフェースは、周波数基準または時刻基準の少なくとも１つを提供する同期リンクを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の無線基地局ユニット。
【請求項４】
前記第１のパートは、パケットデータのビットストリームをデータシンボルのストリームへと変換したり、データシンボルのストリームをパケットデータのビットストリームへと変換したりする手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の無線基地局ユニット。
【請求項５】
前記ユーザ装置の１つへと送信されるユーザデータについての送信周波数と下りリンク電力についてのパラメータを前記第１のパートから前記第２のパートへと少なくとも示す手段を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の無線基地局ユニット。
【請求項６】
前記第２のパートは、自己の稼動性と送信能力とについてのステータスを示す手段を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の無線基地局ユニット。
【請求項７】
前記送信能力は、少なくとも使用可能な送信周波数についてのパラメータと、許可されている最大下りリンク電力についてのパラメータとによって示されることを特徴とする請求項６に記載の無線基地局ユニット。
【請求項８】
前記無線基地局ユニットは、ＣＤＭＡベースの無線通信システムにおける無線基地局の構成要素であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の無線基地局ユニット。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載された無線基地局ユニットにおける第１のパートでのユーザデータを処理する方法であって、
無線アクセスネットワークにおけるユニットから受信したパケットデータのビットストリームをデータシンボルのストリームへと変換し、
少なくとも送信周波数と下りリンク電力とを示すパラメータとともに前記データシンボルのストリームを前記第２のパートへと送信し、
前記第２のパートから受信したデータシンボルのストリームをパケットデータのビットストリームへと変換し、
前記パケットデータのビットストリームを前記無線アクセスネットワーク内のユニットへと転送することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法を実行および制御するためのソフトウエアコード部を含み、無線基地局ユニット内におけるコンピュータにより使用可能な媒体上に記憶されるか、または、該コンピュータの内部メモリ内に直接的にロード可能なコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークユニット（ＣＤＭＡベースの無線通信システムにおいて適用される無線基地局など）についてのアーキテクチャーモデルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線通信システムにおける無線基地局のユニットは、ある範囲に向けてデータを送信したり、ユーザ装置からデータを受信したりする。一方で、このユニットは、無線ネットワーク機能についてのデータ処理も担当している。さらに、このユニットは、ユーザ装置に対する空中インターフェース（エアインターフェース）についての処理も担当している。各無線基地局は、ある地理的なエリアをカバーしており、このエリア内に位置するユーザ装置に対して種々のサービスを提供する。よって、無線基地局は２つの異なる技術についてのタスクに関与しているといえる。１つは、無線ネットワーク機能についての通信処理である。もう１つは、ユーザ装置に対するエアインターフェースについての処理である。双方の技術とも異なる要件を有している。また、これらは、異なる進み具合で開発が進む。例えば、標準化の活動の進み具合や、無線通信ネットワークの実現に必要となる各種の顧客条件などに依存して開発が進んでゆく。その結果、広範囲にわたる製品が生み出されることになりうる。無線に関連する機能については、さらなる要件が必要となる。これは、例えば、無線基地局の位置（都市か郊外かなど）、電波伝播に関する条件の違い、または、トラヒックについての収容能力などに依拠する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一見したところ、無線基地局において望ましいか、または必要とされる機能の観点から、要件の範囲を考慮する必要がありそうである。これは、使用される無線基地局に依存する。また、これは、このような無線基地局を使用するオペレータの要件や通信設備の定義にも依存する。例えば、収容能力やサービスの観点、または、ネットワーク設計やセル計画の観点などに依存する。また、高度な柔軟性を有している無線基地局は、無線基地局の用法を変更させてしまうような問題へと最も陥りやすい。これは、無線基地局の機能の全体にわたり、少なくとも潜在的な影響が及ぼされるような問題であることを暗に示している。
【０００４】
従って、本発明の目的は、無線基地局のアーキテクチャーモデルを適切に定義することにある。この無線基地局は、種々の要件と条件に適合できるような手法により、機能が細分されている。同時に、これによって無線基地局などに追加される複雑さは可能な限り最小限にとどめられよう。
【０００５】
本発明は、主に最新の通信システムにおいて実装される機能の着実な増加、および、無線送信の分野における開発や頻繁な変更によって、無線基地局におけるアーキテクチャーの柔軟性が要求されていることを前提としている。
【０００６】
本発明の目的は、次の手段によって達成される。無線ネットワークユニットは、種々の要件と条件に簡単に適合できるような手法により、機能が分割されている。無線ネットワークユニットは、内部ＲＢＳインターフェースを含む。内部ＲＢＳインターフェースは、第１のパート（部分）と第２のパートとに細分されている。第１のパートは、ＲＡＮ部、すなわち無線ネットワークについての機能の部分である。第２のパートは、無線パート、すなわち、空中への送信部にだけ関する部分である。内部ＲＢＳインターフェースは、少なくとも２つのリンクを含む。１つは、細分によって必要となった追加の通信を処理するリンクである。もう１つは、処理対象のユーザデータ、すなわち、無線通信ネットワークによって送信または受信されるユーザデータを処理するリンクである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による第１の利点は、無線基地局の機能の変化に応じて柔軟性を増加させることが可能な無線基地局を達成できることである。
【０００８】
また、本発明に係る無線基地局が、進化や特定の顧客要件に対して簡単にアップグレードできる点も有利である。
【０００９】
また、本発明に係る無線基地局が、モジュール構造を簡潔にできる点も有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係る他の目的、利点、および新規な構成については、添付の図面および請求の範囲とともに、以下の詳細な説明を読むことにより明確に理解できるであろう。
【００１１】
図１は、本発明に係る無線基地局１０のアーキテクチャーモデルを示す図である。無線基地局には、例えば、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）など、ネットワークにおける中央制御装置ユニットに対するＩｕｂインターフェース１４が実装されている。また、無線基地局は、複数のＵｕインターフェースを含むキャリアのインターフェース１５を有する。複数のＵｕインターフェースは、それぞれ、この無線基地局によってサービスを提供されるユーザ装置らに一対一で対応している。本発明によれば、新規なインターフェース１３が無線基地局の内部に導入されている。このインターフェース１３は、無線基地局の機能を異なるパート１１、１２へと細分することを可能ならしめるものである。本発明に係るアーキテクチャーモデルによれば、基地局の機能を最大限に統合することが可能となろう。この統合される機能らは、相互に依存して動作する機能らである。また、入力された識別可能なデータについてのいくつかは、独立して動作可能な機能らへと分割される。これらの手段によって、本発明にかかる無線基地局は、例えば、拡張性、ネットワークのアップグレード、または、空中における無線送信の観点から、拡張可能な設計についての柔軟性を増大させることが可能となろう。
【００１２】
本発明に係る無線基地局１０の好ましい実施形態は、図１に示されたとおりである。無線基地局１０は、第１のパート１１と第２のパート１２とからなる。第１のパート１１は、ＲＡＮ機能を有している。また、第２のパート１２は、無線関連機能を有している。ＲＡＮ部１１は、無線アクセスネットワークの一部である無線基地局１０の動作に関連する機能の全てを含んでいる。これには、ユーザデータの符号化および復号化などのユーザデータ処理や、例えば、無線リンクの確立および開放、無線リンクの監視、送信電力制御など、無線リンクの処理についての様々なタスク処理がある。さらに、この部分には、無線基地局１０の全体にわたる設定や障害対策処理や、Ｉｕｂインターフェース１４についての処理が含まれる。無線部１２は、空中へのデータ送信処理や、例えば、アップ／ダウンコンバータ、電力増幅などの選択された無線ソリューションに関連する機能に加え、クリッピング、制限処理、ゲインコントロールおよび線形化処理などに関連する機能を含んでいる。図１は、無線部が特定の無線ソリューションに関連する機能らにだけ厳格に制限されていることを暗に示している。しかしながら、本発明によれば、無線基地局をＲＡＮ部と複数の無線部とに細分するようにアーキテクチャーモデルを設計することも可能である。この場合の各無線部は、特定の無線ソリューションに依存したものとなろう。
【００１３】
上述したように、無線基地局１０を２つの部分１１および１２へと細分するために、内部ＲＢＳインターフェース１３が導入されている。このインターフェース１３は、ＲＡＮ部および無線部の少なくとも一方が変更または改良された場合であっても他方に影響が無いように定義されている。安定した内部ＲＢＳインターフェース１３は、少なくとも２つの異なる種類のリンクから構成されていなければならない。１つのリンクは、以下でＯ＆Ｍリンクと呼ばれるもので、無線基地局の細分によって必要とされるに至った追加のトラヒックについての処理を担当する。もう１つのリンクは、ユーザデータリンクであり、無線基地局によって送信又は受信されるユーザデータを搬送する処理を担当する。
【００１４】
無線基地局機能を細分することで、分割された部分間においてある程度の追加のシグナリングが必要となる。シグナリングは、Ｏ＆Ｍリンクが処理を担当する。第１の観点によれば、双方の部分とも、いくつかある無線関連のパラメータについて相互に認識していなければならない。無線部は、ＲＡＮ部に対して自己の能力について通知しなければならない。これは、ＲＡＮ部が、各ユーザデータトラヒックについての無線関連の送信特性を決定できるようにするためである。とりわけ、この手段によれば、無線部は、ＲＡＮ部に対して、自己のオペラビリティ（稼動性）に関するステータスや、少なくとも適用可能な周波数および許容可能な下りリンクの最大送信電力に関する能力を通知する。すなわち、ステータスは、無線部に何らかの不具合部分があるなどの情報である。これは、各キャリア（搬送波）について把握されていなければならない。キャリアらは、ユーザ装置に対する複数のＵｕインターフェースに取り込まれる。無線基地局は、キャリアについて確立されたリンクを少々の間維持することになる。キャリアに対して割り当てられた下りリンク送信電力は、複数のＵｕインターフェースへと分配される。これに対して、ＲＡＮ部は、ユーザデータが送信される際に使用される各Ｕｕインターフェースについてのパラメータ（少なくとも送信周波数および下りリンク送信電力）を特定しなければならない。Ｏ＆Ｍリンクには他の責任もある。Ｏ＆Ｍリンクは、構成の全体と通信するため手段を無線部に提供し、また、ＲＡＮ部に配置されている無線基地局の障害対策機能とを提供する。最後に、Ｏ＆Ｍリンクを介して確実な送信を達成するための手段も必要となる。これは、いずれかの適切なリンクレイヤーの障害対策処理によって達成できる。例えば、パリティービットの付加や冗長性を付加するような他の種類の方法によって実現できる。
【００１５】
ＲＡＮ部と無線部との間にあるインターフェースは、ユーザデータリンクを提供しなければならない。ユーザデータリンクは、無線基地局によって送信されるユーザデータまたは無線基地局によって受信されるユーザデータのいずれかを搬送するための高速なインターフェースである。無線部における物理的なユニットへの上りリンク方向および下りリンク方向のリンクの数は、主に、パラメータに依存したものとなる。無線基地局のアーキテクチャーモデルは、無線部において分割されたユニットおよびインターフェース間での独立性をサポートする。例えば、ユニットは、Ｏ＆Ｍリンクと同期リンクとを含み、さらに、単一のキャリアユニットについては、上りリンク方向および下りリンク方向においてそれぞれユーザデータリンクを含み、２つのキャリアユニットについては、下りリンク方向において２つのユーザデータリンクを含み、上りリンク方向において４つのユーザデータリンクを含む。無線アクセスネットワークにおいて、ビットストリームの形式をして送信されるパケットデータによってユーザデータは表現される。無線基地局の担当する機能として、このビットストリームを、空中へと送信するのに適した信号へと変換する機能が必要となる。従って、本発明に係る無線基地局の機能の細分によって、どこでユーザデータを変換するかを決定する必要が生じる。ＲＡＮ部と無線部とに細分する場合、これらは相互に独立しているものと想定されるが、内部ＲＢＳインターフェースがユーザデータをシンボルストリームの形式で搬送することが適当である。これは、ＲＡＮ部が、図２に示すように、ユーザデータを変換したり、再変換したりする手段を含まなければならないことを示唆している。ＲＡＮ部は、Ｉｕｂインターフェース２１上でビットストリーム形式のパケットデータを受信する。また、ＲＡＮ部は、チャネル符号化２２、送信電力制御２３および変調２４の各ステップを実行するために必要となる手段を含む。ユーザデータは、シンボルストリームの形式で（例えば、（Ｉ＋Ｑ）成分として、）ユーザインターフェース２５を介して送信される。ユーザ装置によって受信されたユーザデータに対しても、反対の処理が適用される。
【００１６】
ユーザデータリンクは、種々の手段により監視されてもよい。例えば、Ｏ＆Ｍリンクにおいて説明した冗長性を追加する手段や、アドレッシング手段、または、電力測定などの手段がある。アドレッシングにおいては、一般に、各シンボルストリームに対して、対応する識別子が付与される。この識別子は、一般に、ある地理的なエリアとシンボルストリームとを関連付けるものである。地理的なエリアは、例えば、セル、セルセクター、またはアンテナビームと呼ばれることもあり、複数のアンテナと複数の周波数とが適用される場合において異なるアンテナを識別するために使用される。この識別子は、無線部における物理的なユニットには結び付けられてはいない。しかしながら、全体の設定処理に関与するユニットと無線部の双方とも、この識別子を把握していなければならない。識別子は、送信側によって挿入され、受信側によって監視される。これによって、無線基地局を通過するシンボルストリームのルーティングにおける障害位置の特定が容易となる。ユーザデータリンクについての他の監視方法は、電力測定手段による。電力測定手段は、測定期間において測定された、送信シンボル電力についての測定値を用いる。送信シンボル電力は、下りリンクにおけるシンボル電力の平均値をあらわす。電力測定手段は、測定期間において測定された、受信シンボル電力についての測定値を用いる。受信シンボル電力は、上りリンクにおけるシンボル電力の平均値をあらわす。測定結果は、ユーザデータリンクまたはＯ＆Ｍリンク内のデータに搭載されて送信される。同様の測定が、インターフェースの受信部においても実行される。無線パスの構成上の障害は自動利得キャリブレーションによって障害発生位置が特定される。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、内部ＲＢＳインターフェースは、オプションとしての同期リンクを含む。このリンクは、無線部のハードウエアの実装形態に依存して採用されるか否かが決まるオプションである。ある種の実装形態では、フレーム構造など、周波数基準と時刻基準との双方が無線部に伝達される必要があるかもしれない。これは、ＲＡＮ部と無線部とが物理的に離れている場合には、特に有用であろう。好ましい実装形態では、時刻基準がシンボルストリーム内に搭載されよう。時刻基準は、例えば、フレームに含まれる最初のシンボルを示すことになる。周波数基準は、インターフェースのビットクロックとして埋め込まれよう。同期リンクの監視は、インターフェースの遅延キャリブレーションと統合されることが好ましい。すなわち、ＲＡＮ部によって送信される時刻基準は、無線部によってエコーバックされることで、ラウンドトリップ遅延が測定さる。この遅延の情報は、送信ダイバーシチの遅延やＲＡＫＥを調整するために使用されうる。あるいは、エコーバック処理は、無線部が遅延を測定するなど、他の方法によっても達成できる。これは、無線部に多数のユニットが存在し、ＲＡＮ部がたった１つだけしか存在しないシステムでは有利であろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明に係る無線基地局のアーキテクチャーモデルを示す図である。
【図２】図２は、本発明に係る無線基地局の助けを借りて送信されるユーザデータについての信号処理部を示す図である。
【図１】
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【図２】
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