(57)【要約】  ２次元に配列されたアンテナ素子（１１０）と、前記アンテナ素子から出力される信号のＩＱデータを、前記アンテナ素子の配列を保った状態で時刻毎に配置する配置部（１４０）と、を備える、無線通信装置（１００）が提供される。
2020031602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元に配列されたアンテナ素子と、
前記アンテナ素子から出力される信号のＩＱデータを、前記アンテナ素子の配列を保った状態で時刻毎に配置する配置部と、
を備える、無線通信装置。
【請求項２】
前記配置部が配置した２次元のＩＱデータに対する圧縮処理を行う圧縮部をさらに備える、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記配置部は、前記圧縮部へ２次元の配列のサイズの情報を通知する、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記圧縮部は、前記アンテナ素子間の相関を考慮して圧縮する、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記アンテナ素子は、それぞれ異なる偏波面を有し、
前記配置部は、同一の時刻のＩＱデータであっても異なる偏波面からのデータは区別して配置する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記配置部は、一部の前記アンテナ素子から出力される信号のＩＱデータを配置する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記圧縮部による圧縮処理後のデータを他装置へ出力する出力部をさらに備える、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記圧縮部による圧縮処理の前に、前記配置部が配置した２次元のＩＱデータに対するビームフォーミング処理を実行するビームフォーミング部をさらに備える、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記ビームフォーミング部は、他装置から前記ビームフォーミング処理で用いる重み係数に関する情報を取得する、請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記ビームフォーミング部は、同時刻のリソースでは同一の方角のビームフォーミング処理のみを実行する旨の情報を、自装置と無線通信を行う装置に対して通知する通知部を備える、請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記通知部は、前記情報をシステム情報として通知する、請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記ビームフォーミング部は、所定のサンプル数に渡って同一の前記重み係数に関する情報を使用する、請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
２次元に配列されたアンテナ素子と、
前記アンテナ素子から出力される信号のＩＱデータに対する圧縮処理を実行する圧縮部と、
前記圧縮部による圧縮処理の前に、前記ＩＱデータに対するビームフォーミング処理を実行するビームフォーミング部と、
を備える、無線通信装置。
【請求項１４】
前記ビームフォーミング部は、他装置から前記ビームフォーミング処理で用いる重み係数に関する情報を取得する、請求項１３に記載の無線通信装置。
【請求項１５】
前記ビームフォーミング部は、同時刻のリソースでは同一の方角のビームフォーミング処理のみを実行する旨の情報を、自装置と無線通信を行う装置に対して通知する通知部を備える、請求項１３に記載の無線通信装置。
【請求項１６】
前記通知部は、前記情報をシステム情報として通知する、請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項１７】
前記ビームフォーミング部は、所定のサンプル数に渡って同一の前記重み係数に関する情報を使用する、請求項１４に記載の無線通信装置。
【請求項１８】
２次元に配列されたアンテナ素子から出力される信号のＩＱデータを取得することと、
前記ＩＱデータを、前記アンテナ素子の配列を保った状態で時刻毎に配置することと、を含む、通信制御方法。
【請求項１９】
２次元に配列されたアンテナ素子から出力される信号のＩＱデータを取得することと、
前記ＩＱデータに対する圧縮処理を実行することと、
前記圧縮処理の前に、前記ＩＱデータに対するビームフォーミング処理を実行することと、を含む、通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線通信装置および通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、無線サービスを提供する基地局システムの構成として、ベースバンド信号を処理するベースバンド処理部（ＢＢＵ；Ｂａｓｅ  Ｂａｎｄ  Ｕｎｉｔ）と、アンテナから電波を送信したり受信したりする無線部（ＲＲＨ；Ｒｅｍｏｔｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｈｅａｄ）とに分離した形態の分離型基地局が主流となっている。そのような分離型基地局を開示した文献として、例えば特許文献１、２などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１４６９７号公報
【特許文献２】特開２０１８−２３０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような分離型基地局の構成のうち、ＢＢＵをネットワーク上のクラウドベースに配置し、ＲＲＨを、アンテナ、ＲＦ回路、およびＡＤ／ＤＡ変換器という簡易な構成とした場合に、特にアンテナ数が増大した場合のデータ量をどのように抑えるかが重要となる。【０００５】
そこで、本開示では、ＢＢＵをネットワーク上のクラウドベースに配置した分離型基地局の構成においてＲＲＨとＢＢＵとの間のデータ量を効果的に削減することが可能な、新規かつ改良された無線通信装置及び通信制御方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示によれば、２次元に配列されたアンテナ素子と、前記アンテナ素子から出力される信号のＩＱデータを、前記アンテナ素子の配列を保った状態で時刻毎に配置する配置部と、を備える、無線通信装置が提供される。【０００７】
また本開示によれば、２次元に配列されたアンテナ素子と、前記アンテナ素子から出力される信号のＩＱデータに対する圧縮処理を実行する圧縮部と、前記圧縮部による圧縮処理の前に、前記ＩＱデータに対するビームフォーミング処理を実行するビームフォーミング部と、を備える、無線通信装置が提供される。【０００８】
また本開示によれば、２次元に配列されたアンテナ素子から出力される信号のＩＱデータを取得することと、前記ＩＱデータを、前記アンテナ素子の配列を保った状態で時刻毎に配置することと、を含む、通信制御方法が提供される。【０００９】
また本開示によれば、２次元に配列されたアンテナ素子から出力される信号のＩＱデータを取得することと、前記ＩＱデータに対する圧縮処理を実行することと、前記圧縮処理の前に、前記ＩＱデータに対するビームフォーミング処理を実行することと、を含む、通信制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本開示によれば、ＢＢＵをネットワーク上のクラウドベースに配置した分離型基地局の構成においてＲＲＨとＢＢＵとの間のデータ量を効果的に削減することが可能な、新規かつ改良された無線通信装置及び通信制御方法を提供することが出来る。【００１１】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＲＡＮの概略構成を示す説明図である。
【図２】ＮＲの概略構成を示す説明図である。
【図３】ＲＲＨとＢＢＵの配置例を示す説明図である。
【図４】Analogue/Digital  Hybrid  Antenna  architectureを示す説明図である。
【図５】複数のＲＲＨのデータをＢＢＵの前のスイッチで集約することを示す説明図である。
【図６】Ｉ／Ｑのデータコンテナのフォーマットを示す説明図である。
【図７】本開示の実施の形態に係るＲＲＨの構成例を示す説明図である。
【図８】ＡＤ変換後のデータを２次元の複素データとして格納する例を示す説明図である。
【図９】アンテナ素子の例を示す説明図である。
【図１０】異なる偏波に由来するデータのコンテナへの格納例を示す説明図である。
【図１１】光ファイバー内での送信の順番の例を示す説明図である。
【図１２】アレーアンテナの信号を圧縮することの意味について説明するための説明図である。
【図１３】ＢＢＵにおいてＦＦＴ（高速フーリエ変換）の後段にビームフォーミング処理を行う構成を示す説明図である。
【図１４】本開示の実施の形態に係るＲＲＨ１００とＢＢＵ２００の機能構成例を示す説明図である。
【図１５】本開示の実施の形態に係るＲＲＨ１００とＢＢＵ２００の機能構成例を示す説明図である。
【図１６】重みベクトルのフォーマット例を示す説明図である。
【図１７】複数のユーザのデータが多重された状態を示す説明図である。
【図１８】スケジューリング例を示す説明図である。
【図１９】本実施形態に係るＲＲＨ１００とＢＢＵ２００の機能構成例を示す説明図である。
【図２０】ＢＢＵ２００からＲＲＨ１００に通知するインジケータの情報の例を示す説明図である。
【図２１】本実施形態に係るＲＲＨ１００及びＢＢＵ２００の動作例を示す流れ図である。
【図２２】ＢＢＵからＲＲＨに送られるデータの例を示す説明図である。
【図２３】ＢＢＵからＲＲＨに出力するインジケータの例を示す説明図である。
【図２４】ＢＢＵからＲＲＨに出力するインジケータの例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本開示の実施の形態
１．１．経緯
１．２．実施形態の説明
１．３．
２．まとめ
【００１５】
＜１．本開示の実施の形態＞
［１．１．経緯］
本開示の実施の形態について詳細に説明する前に、本開示の実施の形態の経緯について説明する。
【００１６】
上述したように、ベースバンド信号を処理するベースバンド処理部（ＢＢＵ）と、アンテナから電波を送信したり受信したりする無線部（ＲＲＨ）とに分離した形態の分離型基地局が主流となっている。ここで、ベースバンド処理部と無線部との間のインターフェースとして、たとえば、ＣＰＲＩ（Common  Public  Radio  Interface）規格などの汎用インターフェースが定義されている。ＣＰＲＩ規格において、ベースバンド処理部は無線制御装置（Radio  Equipment  Controller：ＲＥＣ）とも呼ばれ、無線部は無線装置（Radio  Equipment：ＲＥ）とも呼ばれる。また、ＣＰＲＩ規格において、無線制御装置と無線装置との間で伝送されるユーザデータ（Ｕ−ｐｌａｎｅデータ、デジタルベースバンド信号、データ信号とも称呼する）はＩＱ（In-phase  and  Quadrature）データとも呼ばれる。
【００１７】
（New  Radio  AccessとNew  Coreについて）
３ＧＰＰ（Third  Generation  Partnership  Project）では、ＬＴＥ（Long  Term  Evolution）というＲＡＮ（Radio  Access  Network）の後継として、ＮＲ（New  Radio  Access）が検討されている。図１は、ＲＡＮの概略構成を示す説明図である。図２は、ＮＲの概略構成を示す説明図である。またＥＰＣ（Evolved  Packet  Core）というコアネットワーク（ＣＮ）の後継として、Ｎｅｗ  Ｃｏｒｅが検討されている。
【００１８】
ＮＲの特徴は、６ＧＨｚ以上１００ＧＨｚまでの周波数帯を用いて、高速大容量の通信を実現することである。セルラーシステムは、ＲＡＮとＣＮで構成される。セルラーシステムの費用の大部分は、ＲＡＮ部分で必要となる。ＣＮと比べて、設置する台数が数千台となり、非常に数が多いからである。ＣＮの方は、数十台のレベルであると考えられる。
【００１９】
（Ｃ−ＲＡＮについて）
基地局は、非常に多くの計算機コストを必要とする。しかし、各基地局に接続する端末の数は、時間とともに変化する。全ての基地局で、処理能力の最大値を常に使用しているわけではない。従って、基地局の計算機の能力を複数の基地局間で共用することができれば、計算機のコストを下げることが可能になる。また、基地局で消費する電力を削減することもできる。
【００２０】
基地局は、アンテナとＲＦ回路とからなるアナログ部分、アナログ部分とデジタル部分境界に配置されるＡＤ／ＤＡ変換器，複雑なデジタル信号処理を行うデジタル部分で構成されている。デジタル部分は、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）やＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）で構成することも可能であるが、汎用の計算機で処理することも可能になってきている。
【００２１】
Ｃ−ＲＡＮ（Ｃｌｏｕｄ  ＲＡＮ、Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ  ＲＡＮ、Ｃｌｅａｎ  ＲＡＮ）は、ネットワーク側のサーバを使って膨大な計算量を処理することができるＲＡＮである。
【００２２】
上述したように、基地局の機能をＲＲＨとＢＢＵの２つに分離した場合を考える。例えば、アンテナとＲＦ回路とＡＤ／ＤＡ変換器をＲＲＨに配置し、それ以外のデジタル部のＰＨＹ／ＭＡＣのデジタル信号処理部分をＢＢＵに配置する。ＢＢＵの部分をクラウドで処理するのがＣ−ＲＡＮである。
【００２３】
クラウドに配置するＢＢＵの部分は、複数の基地局のＢＢＵを共通のサーバで処理することができるので、基地局のコストを下げることができる。複数の基地局に必要な処理量に対応する汎用の処理サーバを用意すればいいので、低コストが実現できる。
【００２４】
一方、基地局は多くの場所に配置される必要がある。特に、使用する周波数が高くなってくると、一台の基地局がカバーする範囲が狭くなり、非常に多くの基地局を配置することが求められる。そのため、ＲＲＨのより一層の低コスト化が非常に求められている。
【００２５】
以上より、将来のセルラーネットワークは、Ｃ−ＲＡＮのＲＲＨとＢＢＵで構成される可能性が高いといえる。図３に、家屋内には、サーバの中にＢＢＵを配置して、屋外のアンテナユニットの部分にＲＲＨを光ファイバーであるフロントホールで接続している概念図を示す。ＢＢＵは、コアネットワークとバックホールである光ファイバーで繋がっている。もちろん、光ファイバーは、典型的な例であり、ＡＤＳＬや無線通信で置き換えることも可能である。
【００２６】
表１にＲＲＨの機能の例を、表２にＢＢＵの機能の例を、それぞれ示す。
【００２７】
【表１】
2020031602.tif 000003
【００２８】
【表２】
2020031602.tif 000004
【００２９】
（フロントホールとバックホール）
図３に示すように、ＲＲＨとＢＢＵの間がフロントホールであり、ＢＢＵとＳ−ＧＷの間がバックホールになる。フロントホールは、基地局をＲＲＨとＢＢＵに分離することにより必要となったインターフェースである。フロントホールを無線で接続することもあるが、通常は、有線の光インターフェースで接続する。
【００３０】
従来のフロントホールに求められる通信速度は、１０Ｇｂｐｓ程度が一般的に言われている数字である。フロントホールでは、ＡＤ変換後、またはＤＡ変換前のデータを転送する必要があり、Ｉ／Ｑ軸の信号点のままデータを転送する必要があり、そのため、フロントホールのインターフェースに必要とされるデータ転送速度は大きい。
【００３１】
一方、バックホールのインターフェースに流れるデータは、Ｉ／Ｑ軸の信号点から判定したビット列である。バックホールのインターフェースに流れるデータの情報量は、複数のアンテナからの信号を総合して判定したビット列になるため、最大でも数Ｇｂｐｓに留まる。バックホールは、複数の基地局を束ねるゲートウェイ（ＥＰＣの言葉だとＳ−ＧＷ）との間のインターフェースになる。
【００３２】
従って、Ｓ−ＧＷの前段のスイッチは、数１０から数１０００もの基地局からの情報を束ねる必要があるため、数テラｂｉｔ／ｓの処理能力が必要となる。よって、コアネットワークの中のデータ処理も決して楽ではないが、ＢＢＵをクラウド側に置き、トラフィックのオフロードを行うことにより、処理速度を減らすことができる。一方、フロントホールでは、１本の線で、現状でも、１０Ｇｂｐｓ程度の速度が求められる。従ってフロントホールがクリティカルポイントとなる。
【００３３】
（フロントホールで求められるデータ転送速度）
フロントホールで求められるデータ転送速度は、ＡＤ／ＤＡ変換器の数に依存する。通常は、ＡＤ変換器の方がＤＡ変換器よりも多くのビット数を必要とすることが多い。例えば、ＡＤ変換器が１０ビットで波形を表現するとしたら、ＤＡ変換器は８ビットで波形を表現する。当然、ＡＤ変換器のビット数が増えていくと、フロントホールに求められるデータ転送速度は増加していく。
【００３４】
また、ＡＤ変換器のサンプリングレートもデータ転送速度に影響を与える。ＲＡＮでオペレーションしている周波数帯域幅が２０ＭＨｚの時には、４０Ｍｓｐｓ（sampling  per  second）のＡＤ変換器が必要となる。これは、扱っている周波数の２倍の周波数でサンプリングする必要があるというサンプリング定理によるものである。５ＧのＮＲでは、１ＧＨｚ等の広帯域の周波数帯域幅が想定されているので、ＡＤ変換器に求められるサンプリング周波数は２Ｇｓｐｓになる。
【００３５】
次に影響を与えるのが、コンポーネントキャリアの数である。１ＧＨｚ幅のコンポーネントキャリア（Component  Career；ＣＣ）を最大で３２個使用することができる。これをキャリアアグリゲーションという。コンポーネントキャリアの数が増えれば、その分だけフロントホールへの負担が増加する。
【００３６】
次に影響を与えるのが、ＡＤ変換器の数である。例えばアンテナが３０本ある場合には、３０個のＡＤ変換器が必要となる。
【００３７】
表３に、フロントホールの転送速度に影響を与える要素をまとめている。
【００３８】
【表３】
2020031602.tif 000005
【００３９】
表３によると、フロントホールの転送速度は、１２×２Ｇ×３２×３２＝２４Ｔｂｐｓが最大で必要となってしまう。
【００４０】
（Hybrid  Antenna  architectureについて）
例えば、２５６本のアンテナを基地局が備える場合に、その全てのアンテナに対応したＤＡ／ＡＤ変換機が必要な場合がある。これをFull  Digital  Antenna  architectureという。この場合は、全てのアンテナの振幅と位相をデジタル領域で調整することが可能となるので、アンテナの指向性の自由度は一番大きい。異なる周波数毎に異なるアンテナの指向性を持たせることもできる。
【００４１】
しかしこの方法は、ＲＦの回路も増大し、ＡＤ／ＤＡ変換機も多く必要とする。さらに、デジタル領域での信号処理量も増大する。
【００４２】
そこで、考えられたのが、Analogue/Digital  Hybrid  Antenna  architectureである。図４に示すように、アナログ部で、位相だけを調整できる位相調整器（phase  shifter）を介して複数のアンテナにつなぐことにより、デジタル的に振幅／位相の両方を調整できるブランチの数を減らすというアーキテクチャである。フロントホールへの影響を考えると、ブランチ数を減らすことができるHybrid  Antenna  architectureを使用することが望ましい。
【００４３】
（様々なユースケース）
ここでは、上述のHybrid  Antenna  architectureも考慮して、ユースケース毎に必要なフロントホールのスループットを表４に示す。
【００４４】
【表４】
2020031602.tif 000006
【００４５】
通常のイーサネット（登録商標）ケーブルの速度は、１Ｇｂｐｓ程度である。また、家庭まで光ファイバーが引かれているが、サービスとしての最大速度は、１Ｇｂｐｓである。これは、イーサネット（登録商標）ケーブルと接続することを考えると、１Ｇｂｐｓ以上の速度を出しても有効に活用出来ない可能性があるからだと考えられる。
【００４６】
現状では、家庭内やオフィス内で許容できるフロントホールの速度は、１Ｇｂｐｓ程度であるといえる。従って、現状では、ユースケース１のみがＣ−ＲＡＮを実現できる。もちろん、それ以外のユースケースで、以下で説明する技術を適用できないわけではない。
【００４７】
光ファイバー自体の能力は、時分割多重方式の場合は１０Ｇｂｐｓ、波長分割多重方式や多値変調を使用すると１０Ｔｂｐｓでの転送が可能である。実際に商用で使用されているものとしては、１０Ｇｂｐｓが最大値と考えられる。従って、屋外のＲＲＨに専用の光ファイバーを引く場合には１０Ｇｂｐｓ、家庭内にＲＲＨを引く場合には１Ｇｂｐｓがフロントホールに使用できる通信速度となる。もちろん、それ以上の速度での通信をフロントホールに使用できることも考えられる。
【００４８】
（Common  Public  Radio  Interface（ＣＰＲＩ））
ＣＰＲＩの規格が存在する。Ｏｐｔｉｏｎ１は、６１４．４Ｍｂｉｔ／ｓであり、Ｏｐｔｉｏｎ１０は、２４．３３Ｇｂｉｔ／ｓを送信可能なフロントホールになっている。基本的に、どのように同期信号を来るか、Ｉ／ＱデータをどのようにＴＤＭで多重するかを規定しているものであり、どのように送信すべき信号を減らすかの規格ではない。
【００４９】
Ｉ／Ｑのビット列自体は、１つのアンテナ、１つのキャリアのものをＩ／Ｑのビット列（ＡｘＣコンテナ）にして定義している。複数のアンテナとコンポーネントキャリアのものは、このＡｘＣコンテナを多重することで行っている。なおＣＰＲＩは３ＧＰＰでの規格ではないが、３ＧＰＰに適用可能と規定されており、将来的には、ＣＰＲＩを３ＧＰＰの規格検討のために取り込んで、規格化される可能性がある。
【００５０】
（基地局の受信データと送信データについて）
基地局が受信するデータの方が送信するデータよりも大きなデータ量を必要とする場合が多い。本実施形態は、基地局の受信と送信のどちらにも適用可能であるが、まずは、基地局の受信側の信号の流れを用いて技術を説明していく。この理由は、無線信号処理は、一般的に受信側の方が大きな信号処理能力を必要とし、Ｃ−ＲＡＮは、本質的に受信側の信号処理の削減を狙ったものといえるため、受信側の処理で説明することが重要であると考えるからである。
【００５１】
まとめると、フロントホールに求められるバックホールとの間のデータ転送量を減らしたい。ＲＲＨが生成するデータ全てを転送できる光ファイバーが仮に存在したとしても、図５に示すように、複数のＲＲＨのデータをＢＢＵの前のスイッチで集約することから、このスイッチでデータパケットが輻輳すると、パケットロスを引き起こす。従って、各ＲＲＨがＢＢＵへ送信するデータ量を減らすことが常に求められている。
【００５２】
前提として、メモリへのアクセス速度を１０ＧＢ／ｓ、ＨＤＤへのアクセス速度を１００ＭＢ／ｓとした場合、ハードディスクへデータを溜め込んでおいて、後でフロントホールを使ってクラウドへデータを転送するという方法を採る場合には、例えば１ＣＣ分や１ＤＡ変換器分毎に、異なるハードディスクを用意する等の方法が必要となるだろう。アクセス速度がＨＤＤより速いメモリを使ってデータを溜めるという方法もあるが、メモリによるコストが非常に大きくなる。従って、基本的には、ＲＲＨでデータを処理しながら、有線ネットワークを使用してクラウドへ順次送信してしまった方が、ＲＲＨの負担は少ない。
【００５３】
そこで、本実施形態では、以下で説明するように、ＲＲＨがＢＢＵへ送信するデータ量を効果的に削減し、ＲＲＨの処理負担を軽減させるための技術を説明する。
【００５４】
［１．２．実施形態の説明］
（１．Ｉ／Ｑのデータコンテナのフォーマット）
１つのアンテナ、１つのコンポーネントキャリアに対応するビット列を一つの処理単位であるコンテナとして定義すると、図６に示すように、異なるアンテナ間の関係が完全に分離される。異なるアンテナで受信するデータに相関があることを用いて圧縮をすることを考えると、複数のアンテナの情報を一つのコンテナに格納した方が、圧縮アルゴリズムにより情報を圧縮し易い。
【００５５】
本実施形態では、ＲＲＨは、１つの時刻に対応する複数のアンテナ素子に対応するＡＤ変換器からの情報を１つのコンテナに格納する。そして本実施形態に係るＲＲＨは、このコンテナを時系列的に並べることにより、フロントホールのデータ構造を作る。複数のアンテナ素子で受信した相関のある信号は、ＲＲＨで同じコンテナに格納されるため、コンテナに格納する前に圧縮がしやすいというメリットがある。また、クラウドのＢＢＵ側でデータを処理する場合も、複数のアンテナ素子の情報が同時刻に届いた方が処理しやすい。ＢＢＵ側でアンテナ信号処理を行う時に、複数のアンテナ素子のデータを待つ必要があったという欠点を解決することができるからである。
【００５６】
２次元アレーアンテナは、アンテナ素子が垂直方向と水平方向に配置された構成を有する。各アンテナ素子への電波の入力は、位相が異なっているだけであり、基本的に同じ信号が到来する。これは、信号発生源がアンテナの素子間の間隔に比べて十分に遠い場合に成り立つ（遠方解近似という）。
【００５７】
従って、アンテナ素子間の情報を情報圧縮アルゴリズムで圧縮することが可能になる。信号発生源が到来する方向により、信号発生源ごとにアンテナ間の位相の差が異なることになるが、例えば、通常の動画像の圧縮に用いられる圧縮アルゴリズムを用いると、アンテナ間の位相差を包含した形で圧縮することができる。
【００５８】
本実施形態では、２次元アレーアンテナのようにアンテナ素子を２次元に配置した場合には、その２次元構造を保ったままＩ／Ｑの情報を映像データの画素のように配置し、Ｉ／Ｑの情報を、時刻を保つように、すなわち、異なる時刻のデータは異なる時刻の２次元画像となるようにコンテナに詰めていく。
【００５９】
ここで、画像にはＩ／Ｑという概念はないが、画像系の圧縮は、２次元離散フーリエ変換を基本とする方法がある。この場合、２次元離散フーリエ変換への入力データは、複素数で与えることができるので、アンテナを２次元に配置したデータからは、２次元の複素データが得られる。２次元の複素データを２次元フーリエ変換した後に、低周波数成分を取り出すことにより、データの圧縮が可能となる。
【００６０】
図７は、本開示の実施の形態に係るＲＲＨの構成例を示す説明図である。図７に示したＲＲＨ１００は、２次元のアレーアンテナ１１０、ＲＦ回路１２０、ＡＤ変換部１３０、２次元データ作成部１４０、データ圧縮部１５０、Ｅ／Ｏ変換部１６０を含んで構成される。
【００６１】
２次元のアレーアンテナ１１０は、通信相手となる端末からの電波を受信したり、端末に向けて電波を送信したりするアンテナがアレー状に配置されたものである、ＲＦ回路１２０は、２次元のアレーアンテナ１１０が受信した信号に対する受信処理を実行するアナログ回路である。ＲＦ回路１２０は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよい。
【００６２】
ＡＤ変換部１３０は、ＲＦ回路１２０が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する回路である。２次元データ作成部１４０は、ＡＤ変換部１３０が出力するデータから、後述するような２次元の複素データを生成する。データ圧縮部１５０は、２次元データ作成部１４０が生成した２次元の複素データに対する圧縮処理を実行する。この際、データ圧縮部１５０は、２次元のアレーアンテナ１１０のアンテナ素子間の相関を考慮して圧縮する。そしてＥ／Ｏ変換部１６０は、電気信号を、ＲＲＨから光ファイバーでＢＢＵに送信するために光信号に変換する。
【００６３】
図８は、２次元に配置されたアンテナからのＡＤ変換後のデータを、２次元データ作成部１４０によって２次元の複素データとして格納する例を示す。D(i,j)は、垂直方向のi番目、水平方向のj番目に対応したＩ／Ｑデータであることを示している。
【００６４】
図８のデータは、１つの時間での２次元アンテナのデータになるため、この図８のデータを時系列的に並べたものが一連のデータになる。コンテナの区切りは、図８に示したようなものにしても良いし、一定程度の時間ごとにコンテナに詰めても良い。ここで一定程度の時間とは、ＡＤ変換器の１サンプルの時間が単位である。
【００６５】
ここで重要なのは、データ圧縮部１５０での圧縮アルゴリズムに対して、縦横の画像数（図８の例でいうと、４×４）という情報を伝えることである。それが、コンテナブロック（２次元データ作成部１４０）と圧縮機能（データ圧縮部１５０）との間のインターフェースになる。この通知自体は、基地局のコンフィギュレーションとして設定しても良いし、規格として定めても良い。
【００６６】
なお、１つのＲＲＨの中では、アナログ回路の数が限られている。そのため、１つのＲＲＨの中で、アンテナとアナログ回路の接続を変更する場合がある。ＲＲＨ１００は、その場合に、アレーアンテナの水平方向と垂直方向のアンテナ数も変化するため、その変化に対応してコンテナを組み換え、そのアレーアンテナの配列のサイズをＢＢＵに通知する。すなわち、ＲＲＨ１００は、２次元のアレーアンテナ１１０からのデータの内、一部のデータだけを用いて、２次元データ作成部１４０によってコンテナに格納しても良い。これによりＢＢＵでは、ＲＲＨの中で、アンテナとアナログ回路の接続を変更した場合でも、圧縮されたデータを解凍することができる。
【００６７】
（２．偏波を用いたアンテナシステムに対応したコンテナへの格納方法）
５Ｇ  ＮＲのアンテナ素子は、水平方向にＮ、垂直方向にＭ個のアンテナ素子を配置した場合には、図９に示したようにＮ×Ｍ個のアンテナ素子が必要となる。加えて、偏波を用いて、さらにもう一組のＮ×Ｍ個のアンテナ素子を用意する方法が用いられる場合がある。異なる偏波面を有するアンテナ素子は、ほぼ同一の場所に置かれる。Ｎ×Ｍ個のアンテナ素子のそれぞれの場所には、異なる偏波を受信するアンテナ素子が２つ配置されていると考えても良い。そのようなアンテナはクロス偏波アンテナと呼ばれる。このようなアンテナ構成の場合のＩ／Ｑデータのコンテナへの格納方法を説明する。
【００６８】
本実施形態に係るＲＲＨ１００は、異なる偏波に由来するデータは、互いに混じり合わないようにコンテナに格納する。図１０は、異なる偏波に由来するデータのコンテナへの格納例を示す説明図である。この格納されたデータに圧縮等の操作を加える場合も、異なる偏波に由来するデータが混じり合わないように別々に行う。
【００６９】
図１１は、ＲＲＨ１００からＢＢＵ２００に送信する際の、光ファイバー内での送信の順番の例を示す説明図である。光ファイバーにおいて、シングルコアと呼ばれる方式では、データをシーケンシャルに送信している。従って、図１１に示したような順番で、データがＲＲＨ１００からＢＢＵ２００に、光ファイバーを介して送信される。
【００７０】
図１２で、アレーアンテナの信号を圧縮することの意味について説明する。図１２では、説明を簡単にするために、１次元アレーアンテナの図を示している。２つの異なる信号が送信され、一つの信号を異なるアンテナで受信する場合、信号は同一であるが、光路差長に基づいた位相差のみ異なる信号がアレーアンテナで受信できる。したがって、図１２の場合には、アンテナ数が多くても、本質的には、２つの異なる信号のみ存在しており、多くのアンテナがあったとしても、２つの信号しかないことになる。つまり、ＡＤ変換後のデータには冗長な信号が含まれているということになる。
【００７１】
従って、本実施形態に係るＲＲＨ１００は、アンテナの構造を保ったままのデータに対して、圧縮アルゴリズムを適用することにより、効率よく圧縮することができる。また、周波数が異なるリソースブロックに異なる方角から到来する信号が来ていたとしても、データ圧縮部１５０は、これらの信号成分を残したまま圧縮することが可能である。
【００７２】
（３．ビームフォーミングを考慮したＩ／Ｑビット列の生成）
デジタル領域だけでビームフォーミングを実現する場合、周波数領域で異なるビームを用意することが可能である。従ってデジタル領域だけでビームフォーミングを実現する場合、異なる周波数では、異なるビームの方向を提供することが可能である。
【００７３】
一方、アナログ領域で実現するビームフォーミングは、同じ時刻では、異なる周波数であっても同じ方角へのビームしか使用することができない。通常は、デジタル領域だけでビームフォーミングを実現する。すなわち先に述べたように、周波数領域でビームフォーミングを行うので、周波数毎に異なる指向性を持つビームを適用することができる。
【００７４】
しかし、この方法をＣ−ＲＡＮに適用すると、ＡＤ変換後のデータに対してビームフォーミング処理を適用するまでは、ブランチ数（図４の例ではＮ個）に対応するＡＤ変換器の数だけ、Ｉ／Ｑデータを取り扱う必要がある。通常、受信時は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）の後段にビームフォーミング処理が位置する。
【００７５】
図１３は、ＢＢＵにおいてＦＦＴ（高速フーリエ変換）の後段にビームフォーミング処理を行う構成を示す説明図である。図１３に示したＢＢＵ２００には、Ｏ／Ｅ変換部２１０、データ解凍部２２０、高速フーリエ変換部２３０、ビームフォーミング部２４０、および制御部２５０が備えられている。
【００７６】
Ｏ／Ｅ変換部２１０は、光ファイバーでＲＲＨ１００から送られてきた光信号を電気信号に変換する。データ解凍部２２０は、ＲＲＨ１００で圧縮されたデータを解凍してデータを復元する。高速フーリエ変換部２３０は、データ解凍部２２０によって復元されたデータに対する高速フーリエ変換処理を実行する。ビームフォーミング部２４０は、高速フーリエ変換部２３０により高速フーリエ変換処理が行われた後のデータに対してビームフォーミング処理を実行する。制御部２５０は、ＢＢＵ２００の基本機能を実行する。ＢＢＵ２００の基本機能としては、例えばデータのデコード、スケジューリング処理、ＱＯＳ制御などがある。
【００７７】
ビームフォーミング部２４０によるビームフォーミング処理は、具体的にはアンテナ重みの乗算処理であり、各ブランチに対応するアンテナ重み（Ｉ／Ｑの複素数）を受信したＡＤ変換機後のデータに乗算するという処理である。従って、フロントホールは、ブランチ数に対応するＡＤ変換器の数だけ、Ｉ／Ｑデータを運ぶ必要があった。
【００７８】
そこで本実施形態では、Ｃ−ＲＡＮに用いる基地局用としてビームフォーミング処理を時間領域、すなわちＦＦＴの前で行う。ビームフォーミング処理を時間領域で行う場合には、実質的なアンテナ素子の数だけ存在するＡＤ変換器の直後で、ビームフォーミング処理（アンテナ重み乗算処理）を実施する。これを行うことにより、ＡＤ変換器の数だけＩ／ＱデータをＲＲＨからＢＢＵに送信する必要があったのを、アンテナポートの数だけＩ／ＱデータをＲＲＨからＢＢＵに送信すれば良くなり、ＲＲＨからＢＢＵへ送信されるデータ量を削減することが出来る。
【００７９】
図１４は、本開示の実施の形態に係るＲＲＨ１００とＢＢＵ２００の機能構成例を示す説明図である。図１４に示したように、本開示の実施の形態では、ビームフォーミング処理を行うビームフォーミング部１４５を、ＲＲＨ１００のＩ／Ｑビット列の生成ブロックの後段で、かつ、データ圧縮部１５０の前段に持ってくる。
【００８０】
本開示の実施の形態に係るＲＲＨ１００は、この位置でビームフォーミング処理を行うことにより、転送するデータ量を削減することが出来る。例えば、ＲＲＨ１００が２００本のアンテナを持っている場合でも、１台のユーザの１つのレイヤのＭＩＭＯのデータを取り出すと、ＡＤ変換機１つ分のデータになる。つまり、本開示の実施の形態に係るＲＲＨ１００は、ビームフォーミング処理を時間領域で行うことでデータ量を１／２００に削減できる。
【００８１】
この方法を採用した場合、同時刻に、異なる周波数で、異なるフォーミングを行うことはできない。この制約に対しては、裏を返せば、各ユーザに対して、周波数方向での多重を行わなければ良いので、基地局がスケジューリングで周波数方向での多重を行わないような制御を行えば良い。ただし、基地局は、周波数方向での多重を行わないという制限をかけていることを、予めシステム情報としてブロードキャストして端末に通知しておく。
【００８２】
ビームフォーミング処理において用いられるアンテナ重み係数は、ＢＢＵ２００からＲＲＨ１００に通知される。各時間で、どの方向のビームフォーミングが必要であるかは、ＢＢＵ２００が把握しているからである。従って、ＲＲＨ１００とＢＢＵ２００のブロック図は、このアンテナ重みを通知することを考慮すると図１５のようになる。図１５には、ＲＲＨ１００にＯ／Ｅ変換部１７０が設けられ、ＢＢＵ２００にＥ／Ｏ変換部２６０が設けられている。
【００８３】
制御部２５０は、Ｅ／Ｏ変換部２６０を通じて、アンテナ重み係数に関する情報をＲＲＨ１００に通知する。ＲＲＨ１００では、ＢＢＵ２００から通知されたアンテナ重みに関する情報が、Ｏ／Ｅ変換部１７０からビームフォーミング部１４５に送られる。これにより、ＲＲＨ１００はアンテナ重みに関する情報をＢＢＵ２００から得ることが出来る。
【００８４】
上述したように、異なる信号源が２つの場合、アレーアンテナのアンテナには、本質的に、光路差に基づいて位相だけ変化した信号が到来する。従って、アンテナの数が多くても本質的には、信号源の数だけ異なる信号が存在する。このビームフォーミングを考慮したＩ／Ｑビット列の生成では、アレーアンテナの重み係数を、アンテナから出力される信号に乗算することにより、この異なる信号源を取り出している。また圧縮アルゴリズムは、一つの信号源の時間方向の信号も圧縮することが可能である。
【００８５】
ビームフォーミングを考慮したＩ／Ｑビット列の生成方法では、同一サンプルでは一つの方向のフォーミングのみを取り扱うということで説明した。確かにこの方法では、同一サンプルの周波数領域では、１つの方向のビームだけを取り扱う。しかし、同一サンプルで、異なる方向のビームが全く扱えないわけではない。
【００８６】
例えば、５つの方向のビームを同時に同一サンプルで使用することができる。その時の一つのビームは、全周波数帯に渡って同一の方向に対応したビームということである。したがって、複数の方向のビームを扱うことが可能となる。
【００８７】
図１６は、ビームフォーミング処理で用いられる、重みベクトルのフォーマット例を示す説明図である。重みベクトルは、サンプル毎に変わるようなものではない。少なくとも、１リソースブロックの間は同じビームを使用することを考えると、例えば数１００サンプル程度は、同じ重みベクトルが使用される。したがって、有効な重みベクトルを基地局から端末へ送信しているときは、図１６のようにイネーブル信号を１にする。
【００８８】
このビームフォーミングを考慮したＩ／Ｑビット列の生成方法では、時間領域（ＦＦＴ前）でビームの処理をすると説明した。Hybrid  Antenna  architectureの場合には、表４のユースケース９に示したように３２個のデジタル回路が、それぞれ８個のアナログ構成されたPhase  shifterにつながっているアンテナ構成になる。このユースケースでは、合計で３２×８＝２５６個のアンテナを使ってビームフォーミングを行う。
【００８９】
この場合、アナログのPhase  shifterは、位相のみを調整できる。デジタルの８つの回路は、振幅と位相の両方を調整できる。このアナログのPhase  shifterの調整も、ＲＲＨの段階（時間領域であり、ＦＦＴ前でもある）で行うが、その位相の調整の制御線は、ＢＢＵから来るものである。大まかにアナログのビーム処理がなされた信号は、８本のデジタル信号になる。ＢＢＵは、この８本のデジタル信号に対してアンテナ信号処理を行う。アナログ部分のPhase  shifterの位相の制御は、ＢＢＵから制御するということが本実施形態の特徴である。
【００９０】
また、Phase  shifterで構成するビームフォーミングは、周波数が異なるリソースを使って異なる方向のビームを作ることができないので、特定の時間内においては、一つの端末の方向を向いているデータを処理することになる。
【００９１】
（４．ＲＲＨからＢＢＵへ伝送するＩ／Ｑビット列の減少）
データを大きく圧縮すると、データ量は少なくなるが、その代わりに圧縮されたデータを元に戻す時にデータが劣化する。圧縮率の調整は、例えば、２次元フーリエ変換を使って圧縮するようなアルゴリズムの場合は、低周波成分をどの程度送るかを調整することで行うことができる。データの劣化の典型的な例としては、圧縮されたデータを元に戻した時に、Ｉ／Ｑ平面上のデータに雑音が印加されたようなデータである。
【００９２】
受信データのＳＮが元々悪く、送信されている信号が２５６ＱＡＭではなく、ＱＰＳＫのような低次変調方式のデータである場合には、Ｉ／Ｑデータを大きく圧縮してしまっても問題がないことが多い。従来は、そのような、どの程度圧縮可能かという情報が無く、圧縮を効率良く行うことができなかった。
【００９３】
ＲＲＨとＢＢＵの間に、ＲＲＨが送信する最大レートを転送する光ファイバーを敷設出来た場合であっても、さらに圧縮して、転送するデータの量を減らしたいという要求がある。図５に示したように、数多くのＲＲＨがスイッチを介してＢＢＵに接続されるため、そのスイッチへの負荷を減らさないとパケットロスが起こりうるからである。
【００９４】
そこで本実施形態では、ＢＢＵからＲＲＨに圧縮に関するインジケータを送信することを特徴とする。
【００９５】
基地局には、複数のユーザのデータが多重された状態でデータが到来する。従って、同一時刻に到来した信号の中には、複数のユーザのデータが入っている場合が多い。ここで、あるユーザは、ＱＰＳＫでデータを送信しているかもしれないが、別のユーザは、２５６ＱＡＭを用いてデータを送信しているかもしれない。
【００９６】
ＡＤ変換後のＩ／Ｑデータの段階では、これらのユーザのデータは分離されていない。ユーザのデータが分離されるのは、ビームフォーミング処理を行い、その後にＦＦＴを行って、データを周波数領域のデータに変換した後である。
【００９７】
図１７は、複数のユーザのデータが多重された状態を示す説明図である。図１７には、周波数方向に複数のユーザからの異なる変調方式や符号化レートのデータが多重されている様子が示されている。ＢＢＵの中でビームフォーミング処理を行う構成とすると、ＲＲＨからＢＢＵに大量のデータを送信する必要がある。
【００９８】
従ってＲＲＨからＢＢＵへ送信するデータの量を減少させるためには、ＲＲＨで大きくデータを圧縮させなければならない。しかし、ＲＲＨの中のデータはＩ／Ｑデータであり、その段階では、ユーザの分離ができていない。従って、そのＩ／Ｑデータが一律にＱＰＳＫしか使っていないので大きく圧縮して良い、といえるわけではない。
【００９９】
そこで、ＢＢＵのＭＡＣ（Media  Access  Control）の中にあるスケジューラは、同一の時間の異なる周波数のリソースブロックには、異なる変調方式や符号化レートを割り当てないようにスケジューリングを行う。
【０１００】
図１８は、同一の時間の異なる周波数のリソースブロックには、異なる変調方式や符号化レートを割り当てないようにスケジューリングを行った例を示す説明図である。そしてＢＢＵは、各リソースブロックに対応するＩ／Ｑデータの変調方式や符号化レートの情報をＲＲＨに通知する。
【０１０１】
図１９は、本実施形態に係るＲＲＨ１００とＢＢＵ２００の機能構成例を示す説明図である。ＢＢＵ２００は、リソースブロックに相当する粒度で、Ｉ／Ｑビット列に対して、変調方式や符号化レートの情報をＲＲＨ１００に通知する。ＲＲＨ１００は、ＢＢＵ２００から通知された情報を用いて、最適に圧縮を行うことができる。
【０１０２】
ＢＢＵ２００のＭＡＣ（制御部２５０）の中にあるスケジューラ２５２は、同一の時間の異なる周波数のリソースブロックの中の代表的な変調方式や符号化レートの情報をＲＲＨ１００に通知してもよい。ここで、代表的な変調方式や符号化レートとは、例えば、最も多くの情報量でデータを送ることができる変調方式や符号化レートでもよい。
【０１０３】
例えば、変調方式は６４ＱＡＭで、符号化レートは３／４のリソースブロックと、変調方式はＱＰＳＫで、符号化レートは１／２のリソースブロックとがあった場合を考える。この場合、その時刻のリソースブロックに対応するＩ／Ｑビット列には、変調方式は６４ＱＡＭで、符号化レートは３／４のリソースブロックが含まれている。従って、ＲＲＨ１００は、その６４ＱＡＭの符号化レート３／４のリソースブロックに対して、雑音が増えすぎないような圧縮率を選択して、Ｉ／Ｑビット列を圧縮する。
【０１０４】
ＢＢＵ２００からＲＲＨ１００に通知する情報は、例えば、所定のビット数からなる、圧縮に関するインジケータであってもよい。０〜７の８段階で圧縮率を規定する場合、圧縮に関するインジケータは３ビットで構成される。そして、０が最も圧縮率が高く、７が最も圧縮率が低い、という情報として、ＢＢＵ２００からＲＲＨ１００に圧縮に関するインジケータを通知しても良い。
【０１０５】
図２０は、ＢＢＵ２００からＲＲＨ１００に通知するインジケータの情報の例を示す説明図である。ＢＢＵ２００は、このようにリソースブロック毎に圧縮率の情報を生成してＲＲＨ１００に通知する。ＲＲＨ１００は、ＢＢＵ２００から送られてきた圧縮率の情報を用いて、Ｉ／Ｑビット列に対して圧縮処理を実行する。
【０１０６】
１台の基地局で、複数のユーザのデータを、空間多重で同時に同じ時間、同じ周波数のリソースブロックに多重する場合がある。この場合には、ＢＢＵ２００は、１つの時間における異なる周波数に含まれる異なるリソースブロックの変調方式や符号化レートを考慮するだけでなく、マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）で、異なるユーザが一つのリソースブロックに多重されている状況も考慮して、圧縮に関するインジケータを通知する。
【０１０７】
ＲＲＨ１００でデータを圧縮した結果、ＢＢＵ２００との間の通信路（例えば光ファイバー）へ流すデータ量が多くなり、ＲＲＨ１００に搭載しているバッファにデータが多く溜まった場合は、ＲＲＨ１００からＢＢＵ２００に対して、バッファステータスレポートを送信する。
【０１０８】
ＢＢＵ２００でＲＲＨ１００からバッファステータスレポートを受け取り、ＲＲＨ１００でのデータ量が多いことをＢＢＵ２００で認識した場合には、ＢＢＵ２００に搭載しているＭＡＣのスケジューラは、端末に許可するアップリンクのリソースに割り当てる変調方式を、６４ＱＡＭ等ではなく、ＱＰＳＫのような低い変調方式にする。またスケジューラは、ＭＵ−ＭＩＭＯで空間多重する端末の数を制限する等の制御を行っても良い。
【０１０９】
図２１は、本実施形態に係るＲＲＨ１００及びＢＢＵ２００の動作例を示す流れ図である。ＢＢＵ２００は、端末に対してアップリンクのスケジューリングに関する通知を行う（ステップＳ１０１）。端末は、ＢＢＵ２００から通知されたスケジューリングに基づいてアップリンクデータを送信する（ステップＳ１０２）。
【０１１０】
ＲＲＨ１００は、端末から受信したデータからＩ／Ｑビット列を生成し、さらに、その生成したＩ／Ｑビット列を圧縮する（ステップＳ１０３）。
【０１１１】
Ｉ／Ｑビット列を圧縮すると、続いてＲＲＨ１００は、バッファステータスのチェックを行い（ステップＳ１０４）、バッファにデータが多く溜まった場合は、ＲＲＨ１００からＢＢＵ２００に対して、バッファステータスレポートを送信する（ステップＳ１０５）。
【０１１２】
その後、ＲＲＨ１００は、ＢＢＵ２００に対して、圧縮したＩ／Ｑビット列からなるアップリンクデータを送信する（ステップＳ１０６）。
【０１１３】
ＢＢＵ２００は、ＲＲＨ１００からアップリンクデータを受信すると、受信したアップリンクデータの解凍、及び解凍後のデータに対するベースバンド処理を実行する（ステップＳ１０７）。
【０１１４】
そしてＢＢＵ２００は、アップリンクデータに対するベースバンド処理を完了すると、端末に対して、ＲＲＨ１００がＢＢＵ２００に送信したバッファステータスレポートを考慮した、アップリンクのスケジューリングに関する通知を行う（ステップＳ１０８）。
【０１１５】
複数のＲＲＨは、端末からデータを常に受信している。この全ての受信データをＡＤ変換して生成するＩ／Ｑビット列をＢＢＵに送ることは、データ量が多いためになるべく避けたい。図５に示すように、複数のＲＲＨのデータがスイッチでコンジェスチョンを起こす場合があるからである。
【０１１６】
そのため、ＲＲＨからＢＢＵへ送信するデータ量をなるべく削減したい。しかし、ＲＲＨが全くデータを受信していないことを、ＡＤ変換器の受信データの大きさに基づいて判断することは可能かもしれないが、受信する信号の送信電力が非常に小さい場合がある。例えば、ＭＴＣ（Machine  Type  Commination）端末が送信するデータを、複数回受信するUP  link  repetitionで、初めて受信できるようなケースである。従って、受信電力の大きさのみによってデータの有無を判断することは困難である。
【０１１７】
そこで、本実施形態に係るＲＲＨは、ＢＢＵからデータを受信している時だけ、Ｉ／Ｑを取得するような指令をＢＢＵから取得する。ＢＢＵのスケジューラは、そのような指令をＲＲＨに通知する。例えば、意味があるデータがある場合には、ＢＢＵはＲＲＨに１を通知し、意味がないデータの場合には、ＢＢＵはＲＲＨに０を通知する。データ自体は、リソースブロックとして送受信しているため、実際には、リソースブロックの切れ目で１になったり０になったりすることになる。
【０１１８】
図２２は、ＢＢＵからＲＲＨに送られるデータの例を示す説明図である。図２２では、１ＯＦＤＭがリソースブロックの時間方向の単位に相当するケースを示している。ここで示しているのは、１ＯＦＤＭ毎にアップリンクデータが存在したり、また存在しなかったりするケースである。
【０１１９】
複数のＲＲＨが協調動作してデータを送受信するＣｏＭＰ（Coordinated  Multi-Point、多地点協調）という方法がある。例えば、図５に示す３台のＲＲＨが協調して動作し、１台の端末のアップリンク信号を、その３台のＲＲＨが同時に受信して、その受信信号をＢＢＵまで転送し、ＢＢＵで３台のＲＲＨの信号を合成することにより、受信の品質を高める技術である。ここで、２台のＲＲＨでＣｏＭＰを行うか、３台のＲＲＨでＣｏＭＰを行うのかは、状況により異なる。このような場合に、全てのＲＲＨで得られるＩ／ＱデータをＢＢＵに転送することは、フロントホールのリソースを無駄に使用することになる。
【０１２０】
本実施形態では、以下のようにフロントホールのリソースを有効活用する。スケジューラによって、ＵＬを割り当てている１つのＲＲＨ（ＲＲＨ−１とする）があり、他の２つのＲＲＨ（ＲＲＨ−２、ＲＲＨ−３とする）からは、そのようなスケジューリング情報が出ていない場合を考える。このような場合であっても、ＣｏＭＰを行う際には、スケジューラでＲＲＨ−１にアップリンクのリソースが割り当てられているタイミングで、端末から送信されたアップリンクデータを、ＲＲＨ−２、ＲＲＨ−３でも受信する必要がある。
【０１２１】
従って、ＢＢＵは、ＲＲＨに対して、Ｉ／Ｑデータを送信すべきかどうかを示すイネーブル信号を出力する。ＢＢＵは、イネーブル信号を出力する際には、受信したデータから生成するＩ／ＱデータがＣｏＭＰで使用されているデータであるかどうか、ＲＲＨ間の協調受信を考慮する。図２２は、ＢＢＵからＲＲＨに出力するイネーブル信号の例を示す説明図である。
【０１２２】
端末からのアップリンク信号が確実に来ることが分かっているアップリンクリソースに加えて、アップリンク信号が有るかもしれないし、無いかもしれないというアップリンクリソースがある。アップリンク信号があるかもしれないアップリンクリソースを以下の表５に示す。
【０１２３】
【表５】
2020031602.tif 000007
【０１２４】
このようにアップリンクの信号が来るかもしれないし、来ないかもしれないアップリンクリソースにおいて、全ての時間のＩ／ＱデータをＲＲＨからＢＢＵに転送することは、非常に無駄である。
【０１２５】
本実施形態に係るＢＢＵは、表５に示した信号が到達するリソースの場所を把握しているため、ＢＢＵからＲＲＨに、アップリンクのデータが来る可能性があるリソースの場所をインジケータで示す。図２３は、ＢＢＵからＲＲＨに出力するインジケータの例を示す説明図である。
【０１２６】
図２３には、アップリンクのデータが確実に到来するリソースを示すイネーブル信号も示してある。図２３には、アップリンクのデータが来る可能性があるリソースの場所を示すインジケータとして、不確実なイネーブル信号を示している。不確実なイネーブル信号は、表５に示したデータが到来するリソースの場所では１となる信号である。
【０１２７】
ＲＲＨは、不確実なイネーブル信号が１であるアップリンクリソースにおいて、受信のレベルが所定の閾値以下の場合には、その受信により生成したＩ／ＱデータをＢＢＵに転送をしないという判断を行うことができる。この処理をＲＲＨで実現するためには、アップリンクのデータが来る可能性があるリソースと、アップリンクのデータが確実に来ることが分かっているリソースとは、周波数方向で多重しないことが望ましい。
【０１２８】
しかし、アップリンクのデータが来る可能性があるリソースと、アップリンクのデータが確実に来ることが分かっているリソースとを同一時間で、例えば周波数方向で（ＦＤＭ多重）多重した場合には、ＲＲＨは、アップリンクのデータが確実に来ることが分かっているリソースの方のスケジューリングに従ってもよい。
【０１２９】
図２４は、ＢＢＵからＲＲＨに出力するインジケータの例を示す説明図である。図２４に示したのは、アップリンクのデータが来る可能性があるリソースと、アップリンクのデータが確実に来ることが分かっているリソースとを同一時間で、例えば周波数方向で（ＦＤＭ多重）多重した場合のインジケータの例である。
【０１３０】
図２４の例では、イネーブル信号と、不確実なイネーブル信号とが同一時間でハイになっている。この場合は、ＲＲＨは、アップリンクのデータが確実に来ることが分かっているリソースの方のスケジューリングに従って、すなわち、イネーブル信号の方に従って受信処理を実行する。
【０１３１】
まとめると、本実施形態では、ＲＲＨはＢＢＵへ送信するデータ量を削減するための処理を実行する。データ量を削減するための処理としては、上述したように、Ｉ／Ｑビット列の圧縮や、転送するデータの選択などがある。
【０１３２】
そして、ＲＲＨは、データ量の削減に関する様々な情報をＢＢＵから取得することができる。ＲＲＨは、ＢＢＵから取得した情報に基づいて、ＢＢＵへ送信するデータ量を削減するための処理を実行することが出来る。
【０１３３】
＜２．まとめ＞
本実施形態を適用することにより、オペレータやユーザは、低コスト基地局を様々な場所に配置することが可能になる。またオペレータは、周波数の有効利用を促進することにより、安定した安価な無線通信環境によるサービスをユーザに提供することができる。そしてユーザは、安定した安価な無線通信環境によるサービスを享受することが可能となる。
【０１３４】
ここで、本実施形態における２次元データ作成部１４０は、本開示の配置部の一例として機能しうる。また本実施形態におけるデータ圧縮部１５０は、本開示の圧縮部の一例として機能しうる。
【０１３５】
本明細書の各装置が実行する処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、各装置が実行する処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
【０１３６】
また、各装置に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した各装置の構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供されることが可能である。また、機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。
【０１３７】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３８】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【０１３９】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
２次元に配列されたアンテナ素子と、
前記アンテナ素子から出力される信号のＩＱデータを、前記アンテナ素子の配列を保った状態で時刻毎に配置する配置部と、
を備える、無線通信装置。
（２）
前記配置部が配置した２次元のＩＱデータに対する圧縮処理を行う圧縮部をさらに備える、前記（１）に記載の無線通信装置。
（３）
前記配置部は、前記圧縮部へ２次元の配列のサイズの情報を通知する、前記（２）に記載の無線通信装置。
（４）
前記圧縮部は、前記アンテナ素子間の相関を考慮して圧縮する、前記（２）または（３）に記載の無線通信装置。
（５）
前記アンテナ素子は、それぞれ異なる偏波面を有し、
前記配置部は、同一の時刻のＩＱデータであっても異なる偏波面からのデータは区別して配置する、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の無線通信装置。
（６）
前記配置部は、一部の前記アンテナ素子から出力される信号のＩＱデータを配置する、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の無線通信装置。
（７）
前記圧縮部による圧縮処理後のデータを他装置へ出力する出力部をさらに備える、前記（２）に記載の無線通信装置。
（８）
前記圧縮部による圧縮処理の前に、前記配置部が配置した２次元のＩＱデータに対するビームフォーミング処理を実行するビームフォーミング部をさらに備える、前記（２）に記載の無線通信装置。
（９）
前記ビームフォーミング部は、他装置から前記ビームフォーミング処理で用いる重み係数に関する情報を取得する、前記（８）に記載の無線通信装置。
（１０）
前記ビームフォーミング部は、同時刻のリソースでは同一の方角のビームフォーミング処理のみを実行する旨の情報を、自装置と無線通信を行う装置に対して通知する通知部を備える、前記（８）または（９）に記載の無線通信装置。
（１１）
前記通知部は、前記情報をシステム情報として通知する、前記（１０）に記載の無線通信装置。
（１２）
前記ビームフォーミング部は、所定のサンプル数に渡って同一の前記重み係数に関する情報を使用する、前記（９）に記載の無線通信装置。
（１３）
２次元に配列されたアンテナ素子と、
前記アンテナ素子から出力される信号のＩＱデータに対する圧縮処理を実行する圧縮部と、
前記圧縮部による圧縮処理の前に、前記ＩＱデータに対するビームフォーミング処理を実行するビームフォーミング部と、
を備える、無線通信装置。
（１４）
前記ビームフォーミング部は、他装置から前記ビームフォーミング処理で用いる重み係数に関する情報を取得する、前記（１３）に記載の無線通信装置。
（１５）
前記ビームフォーミング部は、同時刻のリソースでは同一の方角のビームフォーミング処理のみを実行する旨の情報を、自装置と無線通信を行う装置に対して通知する通知部を備える、前記（１３）または（１４）に記載の無線通信装置。
（１６）
前記通知部は、前記情報をシステム情報として通知する、前記（１５）に記載の無線通信装置。
（１７）
前記ビームフォーミング部は、所定のサンプル数に渡って同一の前記重み係数に関する情報を使用する、前記（１４）に記載の無線通信装置。
（１８）
２次元に配列されたアンテナ素子から出力される信号のＩＱデータを取得することと、
前記ＩＱデータを、前記アンテナ素子の配列を保った状態で時刻毎に配置することと、を含む、通信制御方法。
（１９）
２次元に配列されたアンテナ素子から出力される信号のＩＱデータを取得することと、
前記ＩＱデータに対する圧縮処理を実行することと、
前記圧縮処理の前に、前記ＩＱデータに対するビームフォーミング処理を実行することと、を含む、通信制御方法。
【符号の説明】
【０１４０】
１００    ＲＲＨ
２００    ＢＢＵ
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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