CN101834655B - 无线通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线通信系统，在无线通信系统整体中消除小区边界并且分散负荷。该无线通信系统具有：具备与多个终端进行无线通信的一个天线的至少一个终端通信部、和生成以及解读数据信号的至少一个基带调制解调器，通过所述一个以上的天线形成小区，在该无线通信系统中，所述基带调制解调器，将在所述无线通信中利用的无线频带划分成两个以上的子频带，生成以及解读所述划分而得的个子频带中的固有的所述数据信号，将所述子频带中的固有的数据信号分配给所述终端通信部；所述终端通信部接收通过所述基带调制解调器生成的子频带中的固有的数据信号，通过所述接收到的子频带中的固有的数据信号形成各个所述子频带的小区。

Description

无线通信系统
技术领域
本发明涉及无线通信系统，尤其涉及多个基站以同一频率与终端通信的无线通信系统。
背景技术
为了确保向无线通信中的终端的数据吞吐量，必须进行无线频带的宽频带化，为了进行宽频带化，积极地进行了与多载波通信方法相关的研究开发以及标准化。
在作为无线通信的标准化组织的3GPP(3rd Generation Partnership Project)中，被称为LTE(Long Term Evolution)的标准的标准化取得了进展。
LTE采用了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)。OFDM是在频域中生成数据信号的多载波通信方法，是在通过反傅立叶变换来变换成时域的数据信号后经由无线区间传输数据信号的方法。LTE中的接收侧，在通过傅立叶变换把被变换成时域的数据信号恢复成频域的数据信号后，进行信道变化的补偿、解调以及解码(例如，参照非专利文献3)。
另外，LTE也采用了被称为MIMO(MultiInput Multi Output)的、在同一时间以及同一频率中对数据信号进行空间多路复用来传输的通信方法。MIMO是发送站和接收站使用多条天线，以在发送站和接收站的收发天线间形成的传播途径应答的等级(rank)数为上限，对数据进行空间多路复用来传输的方法。在使用MIMO的情况下，仅通过空间多路复用来传输，终端的吞吐量理想地提高了等级数的倍数(例如，参照非专利文献3)。
另外，作为与OFDM同样的多载波通信方法，存在由标准化组织3GPP2规定的MC-CDMA(Multi Carrier Code Division Multiple Access)。该方法是将窄频带的CDMA信号汇集在多个载波的每一个中，实现表观的宽频带通信的方法，被规定为Spreading Rate3(例如，参照非专利文献5)。
在多个基站以同一频率与终端进行通信的无线通信系统中，基站间的小区间干扰成为问题，另外，存在位于由基站形成的小区的边界的终端的通信品质恶化的问题。针对这些问题，在多个基站间协作来使用所述MIMO进行通信的Network-MIMO得到了积极讨论(例如参照非专利文献6)。根据该Network-MIMO，消除了在现有的蜂窝系统中成为问题的小区间干扰。
基于Network-MIMO的问题解决手段，为了把对于与任意基站进行通信的终端来说目前是干扰信号的其它小区的信号作为终端希望的信号来处理，而进行信号处理。由此，目前作为支配性的干扰的信号的成分，成为希望的信号的成分，因此，尤其位于小区边界的终端的通信品质大幅度改善。但是，在基站间需要信号处理和数据流的协作。
面向所述的Network-MIMO，为了使基站间的协作变得容易，作为面向IMT-Advanced的系统，由标准化组织3GPP提出了蜂窝系统(例如参照非专利文献1)。图38表示非专利文献1中所示的蜂窝系统的全貌。
图38是表示现有技术的在一个地方集中了基带调制解调器的蜂窝系统的说明图。
图38所示的蜂窝系统具备：小区101-1、101-2；终端102-1～102-6；基带调制解调器103-1、103-2；光纤104-1、104-3；以及前端部(front end)105-1～105-8。此外，将小区101-1、101-2标记为小区101，将终端102-1～102-6标记为终端102，将基带调制解调器103-1、103-2标记为基带调制解调器103，将光纤104-1、104-3标记为光纤104，将前端部105-1～105-8标记为前端部105。
图38所示的蜂窝系统的特征在于，把目前对小区101一对一地分配的基带调制解调器103集中在一个地方。通过集中在一个地方，目前认为需要远离的场所中的通信的所述协作，可以通过同一机架内的基板间通信或者芯片间通信来实现，因此认为面向Network-MIMO的基站间的协作变得容易。
【专利文献1】JP特开2007-228213号公报
【非专利文献1】NTT DoCoMo，“Inter-cell Radio Resource Management forHeterogeneous Netork”，3GPP TSG RAN WG1，R1-083019，2008/8.
【非专利文献2】3GPP TSG RAN，“Physical layer procedures(Release8)”，3GPP TS36.213 ver8.4.0，pp.34-35，2008/9.
【非专利文献3】3GPP TSG RAN，“Physical Channels and Modulation(Release 8)”，3GPP TS36.211 ver8.4.0，pp41-73，2008/9.
【非专利文献4】CPRI，“Common Public Radio Interface(CPRI)InterfaceSpecification”，Version 4.0，2008/6.
【非专利文献5】3GPP2，“Physical Layer Standard for cdma2000 SpreadSpectrum Systems Release A”，3GPP C.S0002-A，Version 6.0，pp.3-22-3-34，2002/2
【非专利文献6】Laurence Mailaender，“indoor Network MIMO Perfomancwith Regularized Zero-Forcing Transmission”，IEEE ISSSTA2008，pp.124-128，2008/8.
发明内容
本发明的目的在于，在宽频带的无线通信系统中减小成为通信品质恶化的原因的小区间干扰。为了达到该目的，本发明将无线通信频带整体划分为多个子频带(sub-band)，针对每个子频带改变构成小区的天线的组合，由此至少生成一个使各终端不位于小区边界的子频带。另外，分散基带调制解调器103间的负荷，减少系统整体的基带调制解调器103的数量，由此降低无线通信系统整体的消耗电力。即，本发明的课题是，兼顾在无线通信系统整体中消除小区间的边界、以及通过负荷分散来降低系统整体的消耗电力。以下，具体表示课题。
图38所示的基带调制解调器103和包含天线的前端部105经由光纤104连接。作为可以通过基带调制解调器103收发无线通信信息的区域而构成了小区101。各个终端102将可以通过最强电场强度进行无线通信的任何一个基带调制解调器103作为服务小区来进行无线通信。
在图38所示的蜂窝系统中，终端102-3位于两个小区即小区101-1以及小区101-2的边界，无论将哪个小区101作为服务小区，都从另一方的小区101接收与终端102-2希望的信号相同电平、或者电平在其以上的小区101间被干扰的信号。由此，终端102-3的通信品质大幅度恶化。为使这样的通信品质的恶化不发生，本发明的第1目的在于提供消除小区边界的系统。
作为现有技术，公开了分散基带调制解调器103间的负荷的无线通信系统(例如参照专利文献1)。图39表示在专利文献1中公开的无线通信系统。
图39是表示现有技术的分散基带调制解调器103间的负荷的无线通信系统的说明图。
图39所示的无线通信系统的特征在于，在基带调制解调器103和前端部105之间具备无线部开关106以及基站间开关107。无线部开关106切换传输小区101内的基带调制解调器103和前端部105之间的信号的路径。基站间开关107切换跨越多个小区101来传输信号的路径。
无线部开关106以及基站间开关107根据终端102的流量分布切换传输信号的路径。无线通信系统整体的总流量，与在无线通信系统整体中接受无线通信系统的服务的终端102的数量成比例，而不与小区101的数量成比例。因此，通过根据终端的分布使施加在基带调制解调器103上的负荷分散，可以降低针对一个小区101的基带调制解调器103的最大通信处理量(针对平均通信处理量的余量)，或者减少基带调制解调器103的数量。由此可以减小无线通信系统整体的基带调制解调器103的规模，可以减少基带调制解调器103整体消耗的电力。
但是，在所述现有技术中无法兼顾在无线通信系统整体中消除小区边界、和通过负荷分散来降低系统整体的消耗电力。
以下表示本发明的一个代表性例子。即，一种无线通信系统，其具有：具备与多个终端进行无线通信的一个天线的至少一个终端通信部、生成以及解读数据信号的至少一个基带调制解调器，通过所述一个以上的天线形成小区，该无线通信系统中，所述基带调制解调器，将在所述无线通信中利用的无线频带划分成两个以上的子频带，生成以及解读所述划分而得的各子频带中的固有的所述数据信号，将所述子频带中的固有的数据信号分配给所述终端通信部；所述终端通信部，接收通过所述基带调制解调器生成的子频带中的固有的数据信号，通过所述接收到的子频带中的固有的数据信号形成各个所述子频带的小区。
根据本发明的一个实施方式，在无线通信系统整体中消除小区边界并分散负荷。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的网络系统结构的说明图。
图2A是表示本发明的第1实施方式的每个子频带中小区的形状变化的效果的说明图。
图2B是表示本发明的第1实施方式的每个子频带中小区的形状变化的效果的说明图。
图3是表示本发明的第1实施方式的锚子频带和其它子频带的说明图。
图4A是表示本发明的第1实施方式的锚子频带中的小区的结构的说明图。
图4B是表示本发明的第1实施方式的其它子频带中的小区的结构的说明图。
图5是表示本发明的第1实施方式的网络装置结构的说明图。
图6A是表示本发明的第1实施方式的调制解调器-RRU间开关的说明图。
图6B是表示将本发明的第1实施方式的调制解调器-RRU间开关在子频带间共享，在物理上汇集成一个的情况下的时序图的说明图。
图7是详细表示本发明的第1实施方式的网络装置结构的说明图。
图8是表示本发明的第1实施方式的OFDM系统中的调制解调器-RRU间开关和前端部之间的连接的框图。
图9A是表示本发明的第1实施方式的锚子频带或锚符号中的前端部和小区的对应关系的说明图。
图9B是表示本发明的第1实施方式的锚子频带或锚符号中的前端部和小区的对应关系的说明图。
图9C是表示本发明的第1实施方式的其它第1子频带中的前端部和小区的对应关系的说明图。
图9D是表示本发明的第1实施方式的其它第1子频带中的前端部和小区的对应关系的说明图。
图10A是表示本发明的第1实施方式的控制部中包含的流量信息的说明图。
图10B是表示本发明的第1实施方式的控制部中包含的基带调制解调器和前端部构成的小区的对应、和基带调制解调器的动作状态的说明图。
图11是表示本发明的第1实施方式的针对每个基带调制解调器合计流量信息的处理的说明图。
图12是表示本发明的第1实施方式的控制部进行的小区和基带调制解调器的分配处理的流程图。
图13A是表示本发明的第1实施方式的图12所示的处理前的基带调制解调器和前端部和小区的关系的说明图。
图13B是表示本发明的第1实施方式的图12所示的处理后的基带调制解调器和前端部和小区的关系的说明图。
图14A是表示本发明的第1实施方式的与图13A的状态对应的调制解调器-RRU间开关的开关控制的状态的说明图。
图14B是表示本发明的第1实施方式的与图13B的状态对应的调制解调器-RRU间开关的开关控制的状态的说明图。
图15是表示本发明的第1实施方式的控制部进行的小区和基带调制解调器的分配处理的流程图。
图16A是表示本发明的第1实施方式的图15所示的处理前的基带调制解调器和前端部和小区的关系的说明图。
图16B是表示本发明的第1实施方式的图15所示的处理后的基带调制解调器和前端部和小区的关系的说明图。
图17A是表示本发明的第1实施方式的与图16A的状态对应的调制解调器-RRU间开关的开关控制的状态的说明图。
图17B是表示本发明的第1实施方式的与图16B的状态对应的调制解调器-RRU间开关的开关控制的状态的说明图。
图18A是表示本发明的第1实施方式的锚子频带或锚符号中的基带调制解调器103和小区101的关系的说明图。
图18B是表示本发明的第1实施方式的其它第1子频带中的基带调制解调器103和小区101的关系的说明图。
图18C是表示本发明的第1实施方式的通过相同基带调制解调器形成的小区相邻时的前端部的说明图。
图19A是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器的启动的流程图。
图19B是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器的停止的流程图。
图20是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器的状态迁移的说明图。
图21A是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器从inactive状态迁移到active时的inactive状态中的调制解调器-RRU间开关的连接的说明图。
图21B是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器从inactive状态迁移到active时的activating状态中的调制解调器-RRU间开关的连接的说明图。
图21C是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器从inactive状态迁移到active时的active状态中的调制解调器-RRU间开关的连接的说明图。
图22A是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器从active状态迁移到inactive时的active状态中的调制解调器-RRU间开关的连接的说明图。
图22B是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器从active状态迁移到inactive时的inactivating状态中的调制解调器-RRU间开关的连接的说明图。
图22C是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器从active状态迁移到inactive时的inactive状态中的调制解调器-RRU间开关的连接的说明图。
图23A是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器的启动的详细处理的流程图。
图23B是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器的停止的详细处理的流程图。
图24A是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器的启动的处理的顺序图。
图24B是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器的停止的处理的顺序图。
图25是表示用于降低本发明的第1实施方式的无线通信系统整体中的基带调制解调器的消耗电力的网络装置结构的框图。
图26A是表示本发明的第1实施方式的数据屏蔽处理部的框图。
图26B是表示用于实施本发明的第1实施方式的数据屏蔽处理的标题附加的说明图。
图27是表示本发明的第1实施方式的小区固有信号生成部的框图。
图28是表示用于降低本发明的第1实施方式的系统整体中基带调制解调器的消耗电力的网络装置结构的细节的说明图。
图29是表示本发明的第2实施方式的网络系统结构的说明图。
图30是表示本发明的第2实施方式的网络装置结构的说明图。
图31是表示本发明的第3实施方式的网络装置结构的说明图。
图32是表示本发明的第4实施方式的调制解调器-RRU间开关的说明图。
图33是表示本发明的第5实施方式的调制解调器-RRU间开关的说明图。
图34是表示本发明的第6实施方式的OFDM系统中的调制解调器-RRU间开关和前端部之间的连接的框图。
图35是表示本发明的第7实施方式的一般的多载波系统中的调制解调器-RRU间开关和前端部之间的连接的框图。
图36是表示在本发明的第8实施方式的调制解调器-RRU间开关和前端部之间通过无线连接的结构的框图。
图37是表示在本发明的第9实施方式的调制解调器-RRU间开关和前端部之间通过无线连接的结构的框图。
图38是表示现有技术的将基带调制解调器集中在一个地方的蜂窝系统的说明图。
图39是现有技术的分散基带调制解调器间的负荷的无线通信系统的说明图。
图40是表示本发明的第1实施方式的锚符号的其它符号中的子频带的说明图。
图41是表示本发明的第1实施方式的锚符号中的小区的结构的说明图。
图42是表示本发明的第1实施方式的锚符号以外的子频带中的小区的结构的说明图。
图43是表示使用本发明的第1实施方式的锚符号的情况下的调制解调器-RRU间开关的时序图的说明图。
符号说明
101小区；102终端；103基带调制解调器；104光纤；105前端部；106无线部开关；107基站间开关；108调制解调器-RRU间开关；109DFT处理部；110控制部；111多载波结合分离部；112多载波结合分离部；113网关；114小区固有信号插入部；115数据屏蔽处理部；116路由器；117电源；118电源开关；119偏移小区；120边界；121小区；201发送缓冲器；202编码调制部；203层映射；204预编码器；205信道推定部；206层解映射；207解调解码部；208接收缓冲器；209访问信号解析部；210标题插入部；301数字模拟变换部；302上变频器；303功率放大器；304模拟数字变换器；305下变频器；306低噪声放大器；307双工器；308天线；209解码器；310编码器
具体实施方式
图1是表示本发明的第1实施方式的网络系统结构的说明图。
图1所示的小区101-1、101-2、终端102-1～102-6、基带调制解调器103-1、103-2、光纤104-1、104-3、以及前端部105-1～105-8与图38或图39相同。图1所示的网络系统具备调制解调器-RRU间开关108、DFT处理部109以及控制部110。
图1所示的基带调制解调器103具有分配给多个天线的各个输入输出端口，在网络系统中配置了一个或多个。基带调制解调器103，在基带调制解调器103和调制解调器-RRU间开关108(RRU：Remote Radio Unit)之间对每个子频带的基带信号进行通信，还在与核心网络之间对数据位串进行通信。另外，基带调制解调器103向控制部110发送用于切换调制解调器-RRU间开关108的流量信息。基带调制解调器103通过ASIC或FPGA等逻辑电路来实现。另外，基带调制解调器103也根据需要的处理能力通过DSP或CPU等处理器实现。
控制部110具有针对每个子频带来控制调制解调器-RRU间开关108的功能。具体来说，控制部110从基带调制解调器103接收流量信息，按照所接收到的流量信息，针对每个子频带控制调制解调器-RRU间开关108。控制部110通过ASIC或FPGA等逻辑电路、或者DSP或CPU等处理器来实现。此外，控制部110优选的是通过容易更新控制算法的DSP等处理器来实现。
调制解调器-RRU间开关108具有针对每个子频带来切换在分配给基带调制解调器103的各天线的输入输出端口(天线端口)与前端部105之间传输信号的路由的功能，通过逻辑电路、光开关、或旋转开关等机械开关来实现。此外，调制解调器-RRU间开关108，通过加减运算可以容易地进行向多个天线端口以及前端部105的信号的分配以及结合，另外，优选的是通过布线自由度高的逻辑电路来实现。
DFT处理部109具有使用OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)的无线通信系统中的傅立叶变换以及反傅立叶变换的功能。DFT处理部109针对每个前端部105进行傅立叶变换以及反傅立叶变换。
在从DFT处理部109向终端102进行通信的下行通信的情况下，DFT处理部109，把来自被分配了各个子频带的多个调制解调器-RRU间开关108的输入信号合并，生成每个OFDM符号的频域信号，通过反傅立叶变换生成时域的下行发送信号。在从终端102向DFT处理部109进行通信的上行通信的情况下，DFT处理部109对时域的上行接收信号进行傅立叶变换，并针对各个子频带向调制解调器-RRU间开关108发送频域信号。该傅立叶变换以及反傅立叶变换是在OFDM信号处理中特别需要实时处理的部分，因此DFT处理部109优选的是通过逻辑电路实现。
DFT处理部109和前端部105之间通过光纤104连接。在光纤104的两端具备光调制解调器和光/电变换器。光纤104传输基带数字信号或无线频带模拟信号。
在光纤104的末端连接前端部105。前端部105具有收发无线信号的功能，但结构根据通过光纤104传输的信号的种类而不同。本实施方式的前端部105具备：数字模拟变换器(DAC)、模拟数字变换器(ADC)、用于将基带信号提高到无线频带的上变频器(up-converter)以及进行逆变换的下变频器(down-converter)、作为放大器的功率放大器以及低噪声放大器、用于在上行无线信号以及下行无线信号中共用天线的具有滤波器的双工器、和天线。
图2A以及图2B是表示本发明的第1实施方式的每个子频带中小区101的形状变化的效果的说明图。
通过调制解调器-RRU间开关108切换连接，由此子频带的小区101的形状变化。
在图2A所示的子频带#1中，通过左右各4个的前端部105形成各个小区101-1以及小区101-2。在子频带#1中，终端102位于小区101-1和小区101-2的边界。
在图2B所示的子频带#2中，调制解调器-RRU间开关108进行与图2A所示的连接不同的连接，形成由中央4个前端部105构成的小区101-1、和由两端各两个的共4个前端部105构成的小区101-2。
通过调制解调器-RRU间开关108切换连接，在图2A的子频带#1中位于小区101的边界(以后表述为小区边界)的终端102，在图2B的子频带#2中位于小区中央。终端102选择对于自身来说最能够确保通信容量的子频带，为了确保与基站的通信信道，将CQI(Channel Quality Indicator)反馈给基站(例如参照非专利文献2)。通过反馈CQI，终端102不选择终端102位于小区边界的子频带，而选择终端102不位于小区边界的子频带。即，可以不对无线通信协议造成影响地消除小区边界，降低小区101间的干扰。
如前所述，在使用使小区101的形状针对每个子频带来变化的无线通信系统时，产生在现有的无线通信系统中没有的新的问题。所谓新的问题，是如何生成并收发用于形成、控制全部子频带的小区的同步信号以及小区内的公共控制信号。
对新问题的最简单的解决方法是，针对每个子频带来传输同步信号以及公共控制信号。但是，在针对每个子频带传输同步信号以及公共控制信号的情况下，同步信号以及公共控制信号的开销与子频带的数量成比例地增大，因此系统中的传输数据的效率降低。
因此，在本实施方式中，将无线频带划分成用于传输小区公共的同步信号以及公共控制信号的锚子频带(anchor sub-band)和除此以外的子频带。并且，本实施方式的锚子频带的小区与其它子频带的小区部分重叠。即，锚子频带和各个其它子频带共用一部分前端部105。由此，本实施方式的全部子频带，可以使用通过锚子频带传输的同步信号以及公共控制信号来形成小区101。
图3是表示本发明的第1实施方式的锚子频带和其它子频带的说明图。
图3所示的全部子频带(在本实施方式中划分成五个子频带)中，将子频带#3确定为锚子频带。子频带#3传输同步信号以及公共控制信号。子频带#1、2、4、5分别与作为锚子频带的子频带#3共用一部分前端部105。
此外，同步信号以及公共控制信号的传输方法，可以通过锚子频带传输，也可以使用锚符号(anchor symbol)来传输。
图40是表示本发明的第1实施方式的锚符号与其它符号中的子频带的说明图。
图3所示的子频带，将某个特定的子频带作为锚子频带。另一方面，图40所示的子频带，将某个特定的时间符号(OFDM符号)作为锚符号，通过锚符号跨越全部子频带来传输同步信号以及公共控制信号。
图4A以及图4B表示锚子频带和其它子频带中的小区101的结构。
此外，图4A以及图4B中记载了小区101、前端部105和终端102，省略了其它装置的描述。
图4A是表示本发明的第1实施方式的锚子频带中的小区101的结构的说明图。
为了进行图4A以及图4B所示的小区101和前端部105的对应的识别，涂黑来表示形成中心小区101的前端部105。以下，将小区101中位于中心的小区101表示为中心小区，将位于中心小区的上方的小区101表示为上方小区。
从小区101内的前端部105同时发送相同的同步信号以及公共控制信号。图4A中表示了五个可以最强地接收来自中心小区101的前端部105中的至少一个前端部105的同步信号以及公共控制信号的终端102。在该锚子频带中，五个终端102中仅中央的终端不位于小区边界，其余四个终端位于小区边界。以下，根据图4A所示的配置，将五个终端102分别表示为上方终端、左侧终端、中心终端、右侧终端、以及下方终端。
图4B是表示本发明的第1实施方式的其它子频带中的小区101的结构的说明图。
图4B中的小区101，是与图4A所示的小区101相比使图4A中的全部小区101向下方偏移后的结果。中心小区也向下方偏移。五个终端102中，下方终端位于中心小区的中央，取而代之，在图4A所示的锚子频带中位于中心小区的中心的中心终端位于小区边界。由此，中心终端和下方终端在至少一个子频带中不位于小区边界。
另外，五个终端102中的上方终端也没有位于小区边界，但不在中心小区的中心，而在上方小区的中心。上方终端是上方小区和中心，因此，当上方终端与锚子频带中的中心小区同步地将中心小区作为服务小区时，由于离中心小区的全部前端部105的距离变远，因此该子频带中的上方终端的通信品质降低。为了改善该上方终端的通信品质，需要另外生成使图4A所示的全部小区101向上方偏移后的子频带。
关于右侧终端以及左侧终端也同样地需要使全部小区101向右侧以及左侧偏移。
图41以及图42表示锚符号、锚符号以外的某个子频带中的小区101的结构。
图41是表示本发明的第1实施方式的锚符号中的小区101的结构的说明图。
在图41所示的小区101的结构中配置了28个前端部105，各个小区101由4个前端部105形成。各个小区101是由成为终端102可以最强接收的信号的发送源的前端部105所属的四个前端部105的组形成的区域。图41所示的各个小区101通过小区#1～小区#7来表示。
将本实施方式的小区101的形状假定为六边形。形成一个小区101的一组前端部105与1台基带调制解调器103连接。同步信号以及公共控制信号由各个基带调制解调器103独立地生成，通过与基带调制解调器103连接的全部前端部105发送相同的同步信号以及公共控制信号。
存在于六边形的小区101内的终端102可以最强地接收从形成小区101的前端部105发送的同步信号以及公共控制信号。因此，终端102可以认为被设置在与前端部105连接的基带调制解调器103的管理下。因此，向终端102的数据信号以及与数据信号相关的参照信号，也通过基带调制解调器103生成。但是，形成小区101的前端部105的组合根据各个子频带而不同。
图42是表示本发明的第1实施方式的锚符号以外的子频带中的小区101的结构的说明图。
图42所示的小区101的结构表示用于发送数据信号等的子频带以及时间符号(OFDM符号)中的小区101的结构的一例。
为了发送数据信号以及与数据信号相关的参照信号，生成将图41所示的用于发送同步信号以及公共控制信号的小区101整体向下方偏移后的偏移小区119。
图42所示的实线表示偏移小区119，虚线表示用于发送同步信号以及公共控制信号的小区101。另外，在图42所示的偏移小区119中的各小区101中标记对应的图41所示的小区#1～小区#7。
图42所示的偏移小区119由系统整体中存在的多个子频带中的一部分子频带形成，将小区101的偏移方向向上或左等改变而生成其它子频带的偏移小区119。
图41所示的生成同步信号以及公共控制信号的小区#1是图42所示的小区121。小区121中存在的终端102，处于从被涂黑的前端部105(图41中形成小区#1的前端部105)发送同步信号以及公共控制信号的基带调制解调器103的管理下。
但是，在图42所示的偏移小区119中，将基带调制解调器103与不同于图41所示的与小区101连接的前端部105的前端部105连接。即，与基带调制解调器103连接的前端部105，是形成图42所示的偏移小区119的小区#1的前端部105，具体而言，是被涂黑的两个前端部105、和下面记载的被涂白的两个前端部105。
图42所示的小区101的结构的结果，在形成图42所示的小区101以及偏移小区119的子频带以及时间符号中，改善了位于小区121的下侧的边界120的终端102的通信品质。
改善位于边界120的终端102的通信品质的理由之一是，位于边界120的终端102的周围的全部前端部105将终端102希望的信号发送到终端102。另外，第二个理由是，向终端102发送干扰信号的前端部105位于远方，因此改善了位于边界120的终端102的信干比SIR(Signalto Interference Ratio)。
另一方面，位于小区121上方的终端102，与管理形成偏移小区119中的小区#1的前端部105的基带调制解调器103的通信变得极其困难。即，由于位于小区121上方的终端102的周围的全部前端部105对位于小区121上方的终端102发送干扰信号。
向位于小区121上方的终端102的干扰信号的发送源，是管理形成偏移小区119中的小区#7的前端部105的基带调制解调器103。对于位于小区121上方的终端102来说，管理形成偏移小区119中的小区#1的前端部105的基带调制解调器103位于远方。位于小区121的上方的终端102，在与形成小区#1的基带调制解调器103进行数据通信时，需要重新生成使偏移小区119相对于小区101整体向上方移动的子频带。
此外，图42所示的小区#3、#4、#5，为使偏移小区119相对于小区101向下方偏移，而返回上方。
图5是表示本发明的第1实施方式的网络装置结构的说明图。
基带调制解调器103具备多个天线端口(在图5中，天线端口为4个)，通过天线端口，在基带调制解调器103和调制解调器-RRU间开关108之间收发基带数字信号。另外，基带调制解调器103与网关113收发进行IP分组化的数据信号。基带调制解调器103对IP分组和基带数字信号进行变换。
基带调制解调器103针对每个子频带与各自的调制解调器-RRU间开关108进行数据通信。因此，另外需要基带调制解调器103和调制解调器-RRU间开关108之间的每个子频带的切换，控制切换的装置是后述的控制部110。
网关113是无线通信系统中的网络的末端装置，在与核心网络之间进行协议变换。
控制部110具有：从一个或多个基带调制解调器103接收终端的流量分布的信息，按照接收到的流量分布的信息，针对每个子频带控制调制解调器-RRU间开关的功能。在后面描述流量分布的信息的接收方法以及控制切换的信息的生成方法。
调制解调器-RRU间开关108具有针对每个子频带切换在基带调制解调器103的各天线端口与各前端部105之间传输信号的路由的功能。另外，对多个前端部105复制相同的基带信号，或者结合来自多个前端部105的基带信号。此外，调制解调器-RRU间开关108可以针对每个子频带在物理上被划分，也可以在物理上被安装在一个一个的装置上，在逻辑上按时间划分。
DFT处理部109具有使用OFDM的无线通信系统中的傅立叶变换或反傅立叶变换的功能。DFT处理部109针对每个前端部105进行傅立叶变换以及反傅立叶变换。在下行通信的情况下，DFT通信部109，把来自被分配了各个子频带的多个调制解调器-RRU间开关108的输入信号合并，生成每个OFDM符号的频域信号，通过反傅立叶变换生成时域的下行发送信号。在上行通信的情况下，DFT处理部109对时域的上行接收信号进行傅立叶变换，针对每个子频带将所生成的频域信号发送到各个调制解调器-RRU间开关108。
前端部105具有收发无线信号的功能，具备用于进行无线通信的天线。前端部105的结构根据通过光纤104传输的信号的种类而不同。本实施方式的前端部105由数字模拟变换器(DAC)、模拟数字变换器(ADC)、用于将基带信号提高到无线频带的上变频器、进行逆变换的下变频器、作为放大器的功率放大器和低噪声放大器、用于在上行无线信号和下行无线信号中共用天线的具有滤波器的双工器、以及天线构成。
图6A是表示本发明的第1实施方式的调制解调器-RRU间开关108的说明图。
图6A所示的调制解调器-RRU间开关108通过逻辑电路来实现。
调制解调器-RRU间开关108，最初按输出端口数分别复制来自输入端口的输入信号，在将输入信号分配给输出端口后，对分配后的输入信号进行位屏蔽(bit mask)处理。调制解调器-RRU间开关108，在使输入信号通过的情况下，对输入信号进行位全部为1的AND屏蔽，在不使输入信号通过的情况下，对输入信号进行位全部为0的AND屏蔽。在针对每个输出端口进行了屏蔽处理后，调制解调器-RRU间开关108按全部输入端口的数量把进行屏蔽处理后的输入信号相加，输出相加后的信号。
在上行通信和下行通信中独立地配备调制解调器-RRU间开关108。调制解调器-RRU间开关108，在下行通信情况下如图6所示将输入端口与基带调制解调器103的各天线端口输出连接，将输出端口与各前端部105连接。另外，调制解调器-RRU间开关108，在上行通信的情况下，将输入端口与各前端部105连接，将输出端口与基带调制解调器103的各天线端口输出连接。
图6B是表示在子频带间共享本发明的第1实施方式的调制解调器-RRU间开关108，在物理上汇集成一个的情况下的时序图的说明图。
调制解调器-RRU间开关108，在OFDM符号长度、或者一般的多载波系统中发送子帧长度的信号的时间间隔内，依次从输入端口输入不同的子频带的信号。在调制解调器-RRU间开关108的输入侧，优选的是插入用于进行开关切换的脉冲。控制部110，预先在控制部110内具备的寄存器中记录了作为开关切换信息的屏蔽模式，在调制解调器-RRU间开关108的输入侧插入开关切换脉冲，按照开关切换脉冲的时序来切换屏蔽。被输入调制解调器-RRU间开关108的信号，在屏蔽处理后，在加法运算处理后受到加法运算处理的延迟，从输出端口输出信号。
图43是表示本发明的第1实施方式的使用锚符号的情况下的调制解调器-RRU间开关108的时序图的说明图。
与图6B所示的时序图不同，使用锚符号的情况下的时序图，在锚符号中跨越全部子频带地固定调制解调器-RRU间开关108，在锚符号以外的时间符号中与图6B同样地针对每个子频带切换调制解调器-RRU间开关108。
图7是详细说明本发明的第1实施方式的网络装置结构的说明图。
基带调制解调器103具备：临时记录下行发送数据的发送缓冲器201；针对每个码字进行编码以及调制的编码调制部202；使作为来自编码调制部202的输出的一次调制符号在通过相同时间以及频率进行空间多路复用的每个层的信号中排队的层映射203；使预编码矩阵作用于以每个层的发送信号作为结构要素的发送信号矢量的预编码器204；根据在上行接收数据中包含的在接收侧已知的参照信号推定无线传播途经的应答的信道推定部205；作为层映射203的逆处理，使每个层的接收信号以码字单位排队的层解映射206；根据由信道推定结果生成的发送符号候补和接收信号的接收点的欧几里得距离进行似然度推定，根据似然度比进行发送信号的解码的解调解码器207；临时存储解调解码部207的输出的接收缓冲器208。发送缓冲器201和接收缓冲器208还具有与网关113的数据通信中的缓冲器的功能。
来自下行通信的预编码器204的输出信号是每个天线端口的输出，分别从别的输入端口被输入调制解调器-RRU间开关108。图7所示的第1实施方式中，针对每个子频带而配备了调制解调器-RRU间开关108，但如图6B所示，在多个子频带间共用一个调制解调器-RRU间开关108的情况下，上行下行分别准备一个调制解调器-RRU间开关108即可。
向上行通信的信道推定部205的输入信号，分别从来自调制解调器-RRU间开关108的别的输出端口被输出。向上行通信中的调制解调器-RRU间开关108的输入是来自前端部105的接收信号。向信道推定部205输入多个子频带的接收信号。这些多个子频带的接收信号被临时存储在信道推定部205内的缓冲器中，针对每个子频带被依次处理。另外，也可以针对每个子频带配备信道推定电路，一齐处理全部子频带的接收信号。
在调制解调器-RRU间开关108的前端部105侧具备：具有用于在下行通信中将多个子频带的信号结合、在上行通信中进行分离的功能的DFT处理部109或者后述的多载波结合分离部111。在DFT处理部109或后述的多载波结合分离部111和前端部105之间通过光纤104连接。另外，在光纤104的两端具备光调制解调器以及电/光变换器。可以在上行通信用以及下行通信用中分别具备光纤104，也可以具备上行下行共用的光纤104。
图8是表示以本发明的第1实施方式的OFDM系统为前提的调制解调-RRU间开关108和前端部105之间的连接的框图。
图8所示的结构是用于经由光纤104传输基带数字信号的结构。该传输方法基于被称为CPRI(Common Public Radio Interface)的通信标准(例如，参照非专利文献4)。
图8所示的结构具备：下行通信用调制解调器-RRU间开关108-1；上行通信用调制解调器-RRU间开关108-2；IFFT处理部109-1；FFT处理部109-2；数字模拟变换器(DAC)301；模拟数字变换器(ADC)304；上变频器302；下变频器305；功率放大器303；低噪声放大器306；双工器307；以及天线308。
调制解调器-RRU间开关108，针对下行通信以及上行通信具备下行通信用调制解调器-RRU间开关108-1以及上行通信用调制解调器-RRU间开关108-2。下行通信用调制解调器-RRU间开关108-1分别与作为DFT处理部109的下行通信部的IFFT处理部109-1连接。上行通信用调制解调器-RRU间开关108-2与作为DFT处理部109的上行通信部的FFT处理部109-2连接。
IFFT处理部109-1从多个下行通信用调制解调器-RRU间开关108-1接收输入信号，对接收到的信号进行反傅立叶变换，发送到DAC301。FFT处理部109-2对从ADC304接收到的输入信号进行傅立叶变换，针对每个子频带输出到多个上行通信用调制解调器-RRU间开关108-2。
IFFT处理部109-1以及FFT处理部109-2和DAC301以及ADC304之间通过光纤104连接。另外，光纤104的两端具备未图示的光调制解调器和电/光变换器。
在图8中，光纤104的右侧是前端部105。
在DAC301的输出目的地具备进行基带-无线频带的变换的上变频器302，在上变频器302的输出目的地具备用于放大被变换为下行方向的无线频带的信号的功率放大器303。另外，在向ADC304的输入源具备进行无线频带-基带的变换的下变频器305，在向下变频器305的输入源具备用于放大上行无线频带信号的低噪声放大器306。
在功率放大器303以及低噪声放大器306和天线308之间具备用于在上行信号和下行信号中共用天线的具有带通滤波器的双工器307。
接着，使用图17至图18表示通过无线通信系统整体的基带调制解调器103的负荷分散，在无线通信系统整体中降低基带调制解调器的消耗电力的结构。
图9A以及图9B是表示本发明的第1实施方式的锚子频带或锚符号中的前端部105和小区101的对应关系的说明图。
图9A表示前端部105和小区101的对应。图9B是从图9A中仅提取出小区101的图。图9B所示的小区101的编号、即小区#1～#9，是唯一表示各个小区101的编号。
图9C以及图9D是表示本发明的第1实施方式的其它第1子频带中的前端部105和小区101的对应关系的说明图。
图9C以及图9D所示的小区101是与前端部105相比，使图9A以及图9B所示的小区101整体向上方偏移后的小区。因此，图9C以及图9D所示的小区#1、小区#2以及小区#3，通过整体前端部105中的上端的前端部105和下端的前端部105生成。调制解调器-RRU间开关控制基于前端部105的小区的生成，以便成为图9A～图9D所示的小区105和前端部105的对应。
图10A是表示本发明的第1实施方式的控制部110中包含的流量信息的说明图。
图10A所示的说明图表示锚子频带或锚符号中的各小区101与哪个基带调制解调器103连接。另外，控制部110每到单位时间合计各小区101中包含的前端部105和终端102之间可以最强地收发无线信号的终端102的数量、和各小区101中被传输的数据的总量，并在图10A所示的说明图中表示。图10A所示的下行通信数据量以及上行通信数据量以Gbit/hour为单位，但只要可以在小区101间比较数据通信量则可以是任意单位。
图10B是表示本发明的第1实施方式的控制部110中包含的基带调制解调器103和前端部105构成的小区101的对应、和基带调制解调器103的动作状态的说明图。
图10B所示的基带调制解调器103的动作状态，在基带调制解调器103正在进行工作的情况下在“状态”列中标记“Active”(活动)，在基带调制解调器103已经停止的情况下在“状态”列中标记“Inactive”(非活动)。在对包含每个基带调制解调器103的终端102的数量以及数据量的流量信息进行合计的情况下，控制部110通过合计与图10B的小区编号相当的10A的流量信息而取得。
图11是表示本发明的第1实施方式的针对每个基带调制解调器103来合计流量信息的流程图。
最初，控制部110指示基带调制解调器103开始流量信息的合计(S1001)。此外，合计流量信息的时间可以预先被决定，在S1001中从控制部110向基带调制解调器103指示也可以由管理者预先在基带调制解调器103中设定。在本实施方式中将合计流量信息的时间设为1小时。
基带调制解调器103，当接收来自控制部110的指示时，把在自身的存储器中存储的上行以及下行的数据通信量初始化为0(S1002)。另外，基带调制解调器103，把预先在存储器中存储的、表示属于每个小区101的终端102的终端ID的排列(存储器)初始化为当前时刻、即接收到S 1001的指示的时刻的终端102的ID的排列(S1003)。另外基带调制解调器103，为了合计预先决定的时间的流量信息，将每到多载波系统中的子帧等数据发送间隔进行计数的计数器初始化为0(S1004)。此外，基带调制解调器103预先包含每到数据发送间隔进行计数的计数器。
基带调制解调器103，每到多载波系统中的子帧等数据发送间隔，重复以后的处理，直到到达预先决定的合计流量信息的时间为止。
基带调制解调器103，每到数据发送间隔，判定在表示属于在S1003中进行了初始化的每个小区101的终端102的终端ID的排列中是否存在来自在S1003的时刻未包含的新终端的连接，在存在来自新终端的连接时进入S1006，在不存在来自新终端的连接时进入S1007(S1005)。
在S1005中判定为存在来自新终端的连接时，基带调制解调器103，把在S1005中判定的新连接的终端的ID追加到终端ID的排列中(S1006)。然后，基带调制解调器103分别对在下行通信中被发送到终端ID的排列中包含的终端102的发送数据的位数、以及在上行通信中从终端ID的排列中包含的终端102接收到的接收数据的位数进行累计(S1007)。
基带调制解调器103判定在S1004中初始化后的计数器是否达到阈值(例如，在数据发送间隔为1ms、合计流量信息的时间为1小时的情况下，计数器的阈值为3600000)以上(S1008)。在S1008中判定为计数器的值超过阈值的情况下，由于经过了合计流量信息的时间，因此，基带调制解调器103进入S1010。另外，在S1008中判定为计数器的值在阈值以下的情况下，基带调制解调器103进入S1009。
在S1009中，基带调制解调器在计数器上加1，返回S1005。
在S1010中，基带调制解调器103将终端ID的排列中存储的终端ID的数量作为终端102的数量而计算出来，将计算出的终端102的数量和S1007中累计出的上行/下行数据通信量通知给控制部110。控制部110将合计从基带调制解调器103发送来的终端102的数量、和上行/下行数据通信量而得到的流量信息作为信息来接收。
通过所述图11所示的处理，每到单位时间(例如每到1小时)，通过基带调制解调器103合计与基带调制解调器103连接的终端102的数量、以及基带调制解调器103中的上行/下行数据通信量，并通知给控制部110。其结果，控制部110可以基于流量信息来进行后述的调制解调器-RRU间开关的控制。
另外，所述的图11所示的处理可以不针对每个基带调制解调器、而针对每个前端部来进行合计。在针对每个前端部105进行合计的情况下，基带调制解调器103针对每个前端部具有：在S1002和S1003中被初始化的上行/下行数据通信量和终端ID的排列、在S1006中被追加的终端ID的排列、在S1007中被累计的上行/下行数据通信量。
图12是表示本发明的第1实施方式的控制部110所进行的小区101和基带调制解调器103的分配处理的流程图。
此外，图12所示的说明图中的小区101包含一个或多个前端部105。
此外，图12所示的处理作为指标而使用了终端102的数量，但在作为指标而使用数据通信量的情况下也使用相同流程图。在后述的处理中，可以通过数据通信量替换终端102的数量。
首先，控制部110计算出全部基带调制解调器103连接的终端102的数量的合计(图10A中的终端102的数量的合计)(S1101)。控制部110，通过预先取得的各基带调制解调器103中处理的合理的终端102的数量(例如，各基带调制解调器的处理能力极限为250终端，考虑余量而设为200终端)除以在S1101中得到的结果，然后舍去小数点以下。通过该除法运算，控制部110计算无线通信系统整体中需要的基带调制解调器103的数量(S1102)。
控制部110比较表18B中所示的“状态”列为“Active”的基带调制解调器103(以下，标记为Active调制解调器)的数量、和在S1102中计算出的无线通信系统整体中需要的基带调制解调器103的数量(以下标记为合理基带调制解调器)，当合理基带调制解调器的数量比Active调制解调器的数量多时，为了增加Active调制解调器的数量而进入S1104，当合理基带调制解调器的数量比Active调制解调器的数量少时，为了减少Active调制解调器的数量而进入S1107，在Active调制解调器的数量和合理基带调制解调器的数量相等时，结束图12所示的处理(S1103)。
S1103的结果，当合理基带调制解调器的数量比Active调制解调器的数量多时，控制部110为了判定是否可以追加Active调制解调器，参照图10B所示的信息，并判定是否存在为“Inactive”的基带调制解调器103(以下，标记为Inactive调制解调器)(S1104)。
S1104的结果，当图10B所示的信息中没有Inactive调制解调器时，控制部110无法增加Active调制解调器，因此结束图12所示的处理。
S1104的结果，当图10B所示的信息中存在Inactive调制解调器时，控制部110将Active调制解调器中所连接的终端102最多的Active调制解调器形成的小区101中的一部分小区101，分配给Inactive调制解调器(S1105)。S1105的结果，被分配了小区101的Inactive调制解调器的状态被迁移到Active，因此控制部110在S1102中计算出的Active调制解调器的数量上加1，然后返回S1103(S1106)。
S1103的结果，当合理基带调制解调器的数量比Active调制解调器的数量少时，控制部110为了减少Active调制解调器的数量，计算出将两个Active调制解调器结合时预想的终端102的数量的总和，提取出终端102的数量的总和最小的Active调制解调器的组合。以下，在提取出的Active调制解调器的组合中，将一个标记为Active调制解调器A，将另一个标记为Active调制解调器B。控制部110将Active调制解调器B合并到Active调制解调器A中(S1107)。
被合并后的Active调制解调器B的状态迁移到Inactive，因此，控制部110从S1102中计算出的Active调制解调器的数量中减去1(S1108)。
此外，在图12所示的处理中基带调制解调器103的状态迁移的情况下，控制部110更新图10B所示的信息。
图13A以及图13B表示图12所示的处理的具体的结果。
图13A是表示本发明的第1实施方式的图12所示的处理前的基带调制解调器103和前端部105和小区101的关系的说明图。
图13B是表示本发明的第1实施方式的图12所示的处理后的基带调制解调器103和前端部105和小区101的关系的说明图。
图13A所示的说明图与图10B所示的说明图相同。在将图12所示的S1102中使用的阈值设为200时，根据图10A所示的基带调制解调器103的状态，将合理基带调制解调器的数量计算为4。根据所计算出的合理基带调制解调器的数量，在S1103中，控制部110判定出合理基带调制解调器的数量比Active调制解调器的数量少，进入S1107。
在S1107中，控制部110如图13A所示的箭头的组合那样，合并基带调制解调器103。图13B表示在S1107中合并而得的结果。
在图13B所示的结果中，存在对一个基带调制解调器103分配了一个或多个小区101的情况、和图12所示的处理前状态为“Active”的基带调制解调器103成为“Inactive”的情况。图13B所示的终端102的数量，是根据图10A所示的小区101和终端102的数量的对应而计算出的、与基带调制解调器103连接的终端102的数量。图13B所示的基带调制解调器#1上连接的终端102的数量为240，超过在S1102中使用的阈值200。终端102的图12所示的处理仅使基带调制解调器103的数量成为合理值，因此不使终端102的数量成为合理值。因此，在图15中在后面描述另外针对每个基带调制解调器103，使与基带调制解调器103连接的终端102的数量成为合理值的处理。
图14A是表示与本发明的第1实施方式的图13A的状态对应的调制解调器-RRU间开关108的开关控制的状态的说明图。
图14B是表示与本发明的第1实施方式的图13B的状态对应的调制解调器-RRU间开关108的开关控制的状态的说明图。
图14A所示的○标记表示将对应的基带调制解调器103与小区101连接，×标记表示未将对应的基带调制解调器与小区101连接。此外，在使用图6A所示的调制解调器-RRU间开关108的情况下，图14A所示的○标记表示使用位全部为1的AND屏蔽，×标记表示使用位全部为0的AND屏蔽。控制部110对于图14A所示的开关控制的状态，通过进行图12所示的处理，如图14B那样分配基带调制解调器103和小区101。图12所示的处理的结果为，变更后的基带调制解调器103和小区101的对应是变更了背景的部分所表示的对应。例如，基带调制解调器#1与小区#1、#3、#4以及#6并联连接，在发送下行信号时向这些小区#1、#3、#4以及#6发送同一信号，在发送上行信号时将在这些小区#1、#3、#4以及#6中接收到的来自终端102的信号全部重叠来进行接收。
因此，如图14B的结果那样使基带调制解调器103和小区101对应的情况下，在上行通信中对终端分配频带等通信资源时，若对属于小区#1、#3、#4以及#6的终端102分配相同的通信资源，则终端102发送的上行数据信号相互干扰。为了防止该上行数据信号相互干扰，需要将小区#1、#3、#4以及#6视为一个大的小区101，向属于大的小区101的全部终端102分配通信资源。
在下行通信中，这些小区#1、#3、#4以及#6成为一个大的小区101，向属于其中的某一个小区101的终端102发送的数据信号，通过这些小区#1、#3、#4以及#6的大的小区被广播。
但是，例如对于属于小区#6的终端102来说，不需要以属于小区#1的终端为目的地的下行信号，结果对小区#6周边的小区101(小区#3、#5、#9)造成不必要的干扰。因此，需要实现用于抑制对小区#1、#3、#4以及#6的各个放射不需要的信号的屏蔽处理。用于抑制对于小区#1、#3、#4、#6的各个放射不需要的信号的屏蔽处理，在图26A中在后面进行叙述。
图15是表示本发明的第1实施方式的控制部110进行的小区101和基带调制解调器103的分配处理的流程图。
图15所示的处理，是在图12所示的处理后的小区101、小区101中包含的一个或多个前端部105、和基带调制解调器103的分配处理。此外，图15所示的处理作为指标而使用了终端102的数量，但在作为指标而使用数据通信量的情况下，也使用相同的流程图。终端102的数量，在后述的处理中可以通过数据通信量来替换。
首先，控制部110判定是否存在所连接的终端102的数量比阈值(在图15中也与图12相同，将阈值设为200)多的基带调制解调器103。当不存在所连接的终端102的数量比阈值多的基带调制解调器103时，由于与基带调制解调器103连接的终端102的数量适当，所以控制部110结束图15所示的处理。另外，当存在所连接的终端102的数量比阈值多的基带调制解调器103时，与基带调制解调器103连接的终端102的数量不适当，所以控制部110进入S1202(S1201)。
然后，控制部110，为了减少所连接的终端102的数量比阈值多的基带调制解调器103的终端102的数量，即为了将基带调制解调器103的负荷划分给其它基带调制解调器103，判定是否存在Inactive调制解调器。当不存在Inactive调制解调器时，由于不存在作为划分终端102的目的地的基带调制解调器103，因此控制部110结束图15所示的处理。当存在Inactive调制解调器时，存在作为划分终端102的目的地的基带调制解调器103，因此控制部110进入S1203(S1202)。
在S1202中存在Inactive调制解调器时，控制部110把在S1201中所连接的终端102的数量超过了阈值的基带调制解调器103的终端102划分给Inactive调制解调器中的一个(S1203)。
控制部110使划分了终端102的Inactive调制解调器的状态迁移到Active，在Active调制解调器数上加1(S1204)。
图16A和图16B表示前面所述的图15所示的处理的结果。
图16A是表示本发明的第1实施方式的图15所示的处理前的基带调制解调器103和前端部105和小区101的关系的说明图。
图16B是表示本发明的第1实施方式的图15所示的处理后的基带调制解调器103和前端部105和小区101的关系的说明图。
图16A与图13B相同。在将图16A的状态设为图15中的初始状态、将图15所示的阈值设为200时，通过S1201中的控制部110的判定，所连接的终端102的数量超过阈值的基带调制解调器103被判定为基带调制解调器#1。
接着，在S1202的判定中，控制部110选择图16A所示的Inactive调制解调器的基带调制解调器3。在S1202中Inactive调制解调器为多个，但控制部110可以选择任意的Inactive调制解调器。
控制部110，通过S1203的处理将基带调制解调器1所管理的小区#1、#3、#4以及#6中的小区#4以及小区#6的两个小区101划分给基带调制解调器3。此外，在S1203中可以随机地选择被划分给基带调制解调器3的小区101。另外，在S1203中，控制部110当如图10A那样针对每个小区101来管理终端102的数量时，在通过基带调制解调器1和基带调制解调器3来划分了小区101的情况下，可以以所连接的终端102的数量的各个的差达到最小的方式划分小区101。
图16B表示在S1203中通过控制部110划分小区101后的基带调制解调器103和小区101的关系。
此外，控制部110，为了针对每个小区101(构成小区101的一个或多个前端部)来管理终端102的数量，需要发送小区101固有的信号的机构、和解析来自与该小区对应的终端的访问信号的机构。在后面描述该机构。
图17A是表示本发明的第1实施方式的与图16A的状态对应的调制解调器-RRU间开关108的控制的状态的说明图。
图17B是表示本发明的第1实施方式的与图16B的状态对应的调制解调器-RRU间开关108的控制的状态的说明图。
图17A以及图17B所示的○以及×与图14A以及图14B所示的○以及×的含义相同。
图17A所示的说明图表示基带调制解调器#1和小区#4以及小区#6连接，基带调制解调器#3和小区#4以及小区#6未连接，与之相对，图17B所示的说明图表示基带调制解调器#1和小区#4以及小区#6未连接，基带调制解调器#1和小区#4以及小区#6连接。
图18A是表示本发明的第1实施方式的锚子频带或锚符号中的基带调制解调器103和小区101的关系的说明图。
图18B是表示本发明的第1实施方式的其它第1子频带中的基带调制解调器103和小区101的关系的说明图。
图18A以及图18B表示在调制解调器-RRU间开关108的切换中，在下行通信中将输入设为1、将输出设为N，在上行通信中将输入设为N、将输出设为1时的基带调制解调器和小区的关系。图18A以及图18B所示的说明图，针对每个与小区101对应的基带调制解调器103，通过不同的背景来标记。图18A以及图18B所示的说明图基于图17B所示的调制解调器-RRU间开关108的控制的状态。
调制解调器-RRU间开关108，在通过从控制部110发送图14A所示的关系，如图14A所示的关系那样划分基带调制解调器103和小区101的情况下，无线通信系统，需要通过9个基带调制解调器103形成9个小区101。与之相对，在使用图18A所示的基带调制解调器103和小区101的关系的情况下，无线通信系统通过5个基带调制解调器103形成9个小区101，因此可以降低4个基带调制解调器103的消耗电力。另外，在使用图18A所示的关系的情况下，无线通信系统也可以由地理上远离的多个小区101共享相同的基带调制解调器103，可以根据流量分布来灵活地构成小区101。
图18B所示的基带调制解调器103和小区101的关系，与图18A所示的小区101相比，使全部小区101向上方偏移，将上端的小区101分配给下端。在图18B所示的关系中，在下端中央，相同基带调制解调器103的小区101相邻。图18C表示将图18B所示的下端中央放大后的图。
图18C是表示通过本发明的第1实施方式的相同基带调制解调器103形成的小区101相邻的情况下的前端部的说明图。
基带调制解调器#2的4个天线端口如图18C所示那样与前端部105相连时，在下侧4个前端部105之间存在的小区101的边界，由于小区101相同，因此对于位于边界的场所的终端来说不是小区边界。即，在使连接相同基带调制解调器103的小区相邻的情况下，可以消除相邻的小区的边界。
图19A是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器103的启动的流程图。
图19A所示的流程图表示通过控制部110管理的基带调制解调器103的状态按照图12或图15的动作流程，从Inactive迁移到Active的情况下的基带调制解调器103的启动的处理。
首先，控制部110，当通过图12或图15所示的处理被新分配了小区101或终端102、产生状态被指示为Active的基带调制解调器103时，使要成为Active的基带调制解调器103的状态迁移到表示正在成为Active的状态的“Activating”(S1301)。控制部110把使状态迁移到了Activating的基带调制解调器103和电源之间的开关切换成ON(S1302)。
此后，控制部110等待基带调制解调器103的启动处理(向处理器或逻辑电路读入程序、初始化)(S1303)，接收来自进行启动处理后的基带调制解调器103的启动处理结束通知(S1304)，此后，使发送了启动处理结束通知的基带调制解调器103的状态向Active迁移(S1305)。
图19B是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器103的停止的流程图。
图19B所示的流程图表示通过控制部110管理的基带调制解调器103的状态按照图12或图15的动作流程从Active迁移到Inactive的情况下的基带调制解调器103的停止的处理。
首先，控制部110，当通过图12或图15所示的处理全部切断小区101或终端102、产生状态被指示为Inactive的基带调制解调器103时，使要成为Inactive的基带调制解调器103的状态迁移到表示正在成为Inactive的状态的“Inactivating”(S1401)。
控制部110，使状态已成为Inactivating的基带调制解调器103中的新通信停止，等待已有通信的结束(S1402)。状态已成为Inactivating的基带调制解调器向控制部110通知已有通信的结束(S1403)。控制部110将已有通信已结束的基带调制解调器103和电源之间的开关切换为OFF(S1404)。
此后，控制部110使与电源之间的开关被切换到OFF的基带调制解调器103的状态向Inactive迁移(S1405)。
图20是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器103的状态迁移的说明图。
图20表示图18A以及图18B中所示的状态迁移。
图21A～图21C是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器从Inactive状态迁移到active时的Inactive状态中的调制解调器-RRU间开关的连接的说明图。
图21A～图21C表示通过图19A的处理使基带调制解调器#2的状态从Inactive迁移到active的情况。
图21A表示基带调制解调器#2的状态为Inactive时的调制解调器-RRU间开关108的连接。图21A所示的基带调制解调器#1与形成小区#1的一个或多个前端部、和形成小区#2的一个或多个前端部105双方相连。控制部110接通基带调制解调器#2的电源，在接收到启动完成通知后，进入图21B。
图21B表示控制部110使基带调制解调器#2的状态从Inactive迁移到Activating时的调制解调器-RRU间开关108的连接。在接收到基带调制解调器#2的启动完成通知后，形成小区#2的一个或多个前端部105临时与基带调制解调器#1和基带调制解调器#2双方连接。在属于小区#2的终端102的数据通信中，调制解调器-RRU间开关108切换连接前开始的持续数据通信(例如再次发送中的数据通信)，通过基带调制解调器#1来处理。
另外，在基带调制解调器#1中被缓冲的、发送到属于小区#2的终端102的、资源分配未完的数据通信，经由控制部110或者根据来自控制部110的指示，通过基带调制解调器103间的通信被转发给基带调制解调器#2。从网关113到来的新数据通信也被转发到基带调制解调器#2。
在基带调制解调器#1中，当调制解调器-RRU间开关108切换连接前开始的持续数据通信完成后，调制解调器-RRU间开关108切换成图21C所示的连接。控制部110在被切换成图21C所示的连接后，将基带调制解调器#2的状态设为Active。
图22A～图22C是表示基带调制解调器从active状态迁移到inactive时的active状态中的调制解调器-RRU间开关108的连接的说明图。
图22A～图22C表示通过图19B所示的处理使基带调制解调器#2的状态从active迁移到inactive的情况。
图22A表示基带调制解调器#2的状态为active时的调制解调器-RRU间开关108的连接。图22A所示的基带调制解调器#1与形成小区#1的一个或多个前端部105连接，图2A所示的基带调制解调器#2与形成小区#2的一个或多个前端部105连接。
图22B表示控制部110使基带调制解调器#2的状态从active迁移到inactivating的情况下的调制解调器-RRU间开关108的连接。通过控制部110，基带调制解调器#2的状态从active迁移到inactivating后，形成小区#2的一个或多个前端部临时与基带调制解调器#1和基带调制解调器#2双方连接。属于小区#2的终端102的数据通信中，通过调制解调器-RRU间开关108被切换连接前开始的继续数据通信(例如再次发送中的数据通信)，通过基带调制解调器#2来处理。
另外，在基带调制解调器#2中被缓冲的、发送到属于小区#2的终端102的、资源分配未完的数据通信，经由控制部110或者通过来自控制部110的指示，通过基带调制解调器103间的通信被转发到基带调制解调器#1。从网关113侧到来的新数据通信，也被转发到基带调制解调器#1。
在基带调制解调器#2中，调制解调器-RRU间108切换连接前开始的持续数据通信完成后，调制解调器-RRU间开关108切换到图22C所示的连接。控制部110，将基带调制解调器#2的状态设为Inactive，切断基带调制解调器#2的电源。
图23A是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器103的启动的详细处理的流程图。
图23A是在图19A的处理流程中追加了图21A～图21C所示的调制解调器-RRU间开关108的处理流程而得到的处理流程。
首先，控制部110把要使状态迁移到Active的基带调制解调器103的电源的开关切换成ON(S1401)，已使状态迁移到Active的基带调制解调器103实施启动处理(S1402)。启动处理完成后，从已启动的基带调制解调器103向控制部110通知启动完成(S1403)。
控制部110接收启动完成的通知，使基带调制解调器103的状态迁移到Activating(S1404)。控制部110通过向调制解调器-RRU间开关108发送指示，把状态成为Activating的基带调制解调器103、和要向该基带调制解调器103划分处理的其它基带调制解调器103，与形成相同小区101的前端部连接(S1405)。
划分处理的其它基带调制解调器等待已有的数据通信的完成(S1406)，将表示已有的数据通信完成的通知发送到控制部110(S1407)。接收到表示已有的数据通信已完成的通知，控制部切断在S1405中形成相同小区的前端部上连接的基带调制解调器103中的、在S1407中已有的数据通信已完成的其它基带调制解调器103侧的连接(S1408)。最后，控制部110使成为activating状态的基带调制解调器的状态迁移到Active。
图23B是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器103的停止的详细处理的流程图。
图23B是在图19B的处理流程中追加了图22A～图22C所示的调制解调器-RRU间开关108的处理流程而得到的处理流程。
首先，控制部110使要停止的基带调制解调器103的状态迁移到inactivating(S1501)，把要停止的基带调制解调器103、和从要停止的基带调制解调器103接管处理的其它基带调制解调器103与形成相同小区的前端部105连接(S1502)。控制部110等待要停止的基带调制解调器103的已有的数据通信的完成(S1503)。停止的基带调制解调器103把表示已有的数据通信完成的通知发送到控制部110(S1504)。接收该通知，控制部切断在S1502中形成相同小区101的前端部105上连接的多个基带调制解调器103中的、在S1504中已有的数据通信已完成的基带调制解调器103侧的连接(S1505)。此后，控制部110把被切断了与前端部105的连接的基带调制解调器103的电源开关设为OFF(S1506)，使该基带调制解调器的状态迁移到inactive。
图24A是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器的启动的处理的顺序图。
控制部110向基带调制解调器#2指示接通电源、并将状态设为active的基带调制解调器#2的电源ON，等待基带调制解调器#2的电源接通、启动处理。在启动处理完成后，基带调制解调器#2对控制部110发送启动完成通知。控制部110当接收启动完成通知时，使基带调制解调器#2的状态迁移到Activating。与此相伴，控制部110向调制解调器-RRU间开关108进行指示，使得对于基带调制解调器#1所管理的小区101中、向基带调制解调器#2接管处理的小区101的前端部105(特定前端部)的调制解调器-RRU间开关108的连接，与基带调制解调器#1和基带调制解调器#2双方连接。并且，控制部110向基带调制解调器#1发送与向基带调制解调器#2移交的、与小区101相关的数据信号的处理的停止新通信的指示。此后，基带调制解调器#1使数据通信为持续中(例如再次发送中)的已有的数据通信完成，在完成后向控制部110发送表示已有的数据通信已完成的通知。控制部110当接收到表示已有的数据通信已完成的通知时，指示调制解调器-RRU间开关108切断与基带调制解调器#1和基带调制解调器#2双方连接的开关中的、基带调制解调器#1侧的开关。此后，控制部110使基带调制解调器#2的状态迁移到Active。
图24B是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器的停止的处理的顺序图。
控制部110指示调制解调器-RRU间开关108切断电源，使状态为inactive的基带调制解调器#2的状态迁移到inactivating，将与基带调制解调器#2连接的全部小区101的前端部105(特定前端部)对应的调制解调器-RRU间开关108的连接，与基带调制解调器#1和基带调制解调器#2双方连接。并且，控制部110向基带调制解调器#2发送停止新通信的指示，基带调制解调器#2使数据通信为持续中(例如再次发送中)的已有的数据通信完成，在完成后向控制部110发送表示已有的数据通信已完成的通知。控制部110当接收表示已有的数据通信已完成的通知时，指示调制解调器-RRU间开关108切断与基带调制解调器#1和基带调制解调器#2双方连接的开关中、基带调制解调器#2侧的开关。此后，控制部110使基带调制解调器#2的状态迁移到inactive。
图25是表示在本发明的第1实施方式的系统整体中，用于降低基带调制解调器的消耗电力的网络装置结构的框图。
在图5所示的网络装置结构中追加了：在基带调制解调器103间分配数据的路由器116；电源117；用于在电源117和各基带调制解调器103之间控制向各基带调制解调器的电源供给的ON/OFF的电源开关118；在下行通信中用于防止干扰的不必要的放射的数据屏蔽处理部115；以及用于插入通过一个或多个前端部105形成的每个小区101的固有信号的小区固有信号出入部114。
路由器116接收来自控制部110的指示，将每个终端102的数据通信分配给基带调制解调器103。控制部110参照与每个基带调制解调器103连接的小区101、以及属于小区101的终端102的信息，向每个终端102分配基带调制解调器103。
从控制部110按照图23A以及图23B所示的处理对电源开关118指示ON/OFF。
数据屏蔽处理部115位于下行通信用的调制解调器-RRU间开关108的后级，进行用于防止干扰的不必要的放射的数据屏蔽处理、即数据放弃。
图26A是表示本发明的第1实施方式的数据屏蔽处理115的框图。
数据屏蔽处理115进行如下切换：原样输出从调制解调器-RRU间开关108发送的数据信号、或者输出0并放弃接收到的数据信号。在数据屏蔽处理115中，放弃向不需要原样发送数据信号的小区101的数据信号，因此数据屏蔽处理115预先从控制部110接收需要原样输出接收到的输出的小区102的ID的信息，存储在判定条件缓冲器中，根据判定条件缓冲器进行开关控制。
基带调制解调器103，为使数据屏蔽处理115的数据信号的切换有效，生成图26B所示的数据信号。
图26B是表示用于实施本发明的第1实施方式的数据屏蔽处理的标题附加的说明图。
基带调制解调器103在数据信号中附加包含成为目标的小区101的ID的信息的标题，当所附加的标题与在判定条件缓冲器中存储的小区101的ID一致时原样输出数据信号，在不一致时输出0。
图27是表示本发明的第1实施方式的小区固有信号生成部114的框图。
小区固有信号生成部114在数据屏蔽处理部115的输出、和小区固有信号生成单元输出之间切换开关。小区固有信号生成单元是生成小区101中固有的信号的单元，具有通过由协议规定的方法生成公共控制信号以及同步信号，并向由协议规定的资源分配公共控制信号以及同步信号的资源映射的作用。
图28是表示在本发明的第1实施方式的系统整体中用于降低基带调制解调器103的消耗电力的网络装置结构的细节的说明图。
图28的网络装置结构，在图7所示的网络装置结构中追加了：标题插入部210；访问信号解析部209；数据屏蔽部115以及小区固有信号插入部114。关于数据屏蔽部115和小区固有信号出入部114，与图25所示的数据屏蔽部115以及小区固有信号插入部114相同。
标题插入部210具有图28B所示的在数据信号中附加标题的功能。标题插入部210，把从发送缓冲器201发往特定的终端102的数据信号输入编码调制部202时，在标题中附加终端102所属的小区101的ID。
访问信号解析部209，解析从终端102发送的访问信号，识别发送了访问信号的终端102请求连接的小区101。终端102发送的访问信号，针对每个小区101进行改变地包含特定的相互相关性低的访问信号序列(例如PN序列或Zadoff-Chu序列)的循环移位量。访问信号解析部209通过确定该循环移位量(cyclic shift)，使终端102和小区101的关系明确。基带调制解调器103有时与多个小区101连接，因此在这种情况下使循环移位量根据连接的小区101的数量变化，同时确定最接近的循环移位量。所谓最接近是指，例如通过匹配滤波器计算从终端102接收到的访问信号与改变了循环移位量的已知的访问信号序列的相互相关性的结果为得到最高相互相关性。
以后记载的实施方式使用与本发明的第1实施方式中使用的网络结构不同的网络结构。
图29是表示本发明的第2实施方式的网络系统结构的说明图。
相对于第1实施方式使用了OFDM无线通信系统，图29所示的第2实施方式使用一般的多载波无线通信系统。与第1实施方式的结构的不同在于光纤104的两端。对多载波无线通信系统中的各载波信号分别独立地分配光纤的情况下，无线通信系统可以通过针对每个光纤具备光调制解调器和光/电变换器来实现。但是，当对各载波分配光纤时铺设光纤的成本增大，因此希望通过1条光纤传输多个载波信号。因此，第2实施方式的无线通信系统，在光纤104的两端具备用于结合多个载波的信号或者进行分离的多载波结合分离部111、以及多载波结合分离部112。多载波结合分离部111具备下行多路复用器(multiplexer)以及上行多路分离器(demultiplexer)。另外，多载波结合分离部112具备上行多路复用器以及下行多路分离器。对多个载波的信号进行多路复用的方法是时分多路复用、频分多路复用以及波分多路复用等。
图30是表示本发明的第2实施方式的网络装置结构的说明图。
与图5所示的第1实施方式的网络装置结构的不同点是，代替DFT处理部109，在光纤104的两端具备用于结合多个载波的信号或进行分离的多载波结合分离部111、以及多载波结合分离部112。多载波结合分离部111具备下行多路复用器以及上行多路分离器。另外，多载波结合分离部112具备上行多路复用器以及下行多路分离器。对多个载波的信号进行多路复用的方法是时分多路复用、频分多路复用以及波分多路复用等。
图31是表示本发明的第3实施方式的网络装置结构的说明图。
光纤104的末端，在图5所示的第1实施方式中是DFT处理部109，在图30所示的第2实施方式中是多载波结合分离部111。
第3实施方式的网络装置结构，各基带调制解调器103对多个天线端口一起进行作为调制解调器-RRU间开关108的控制单位的子频带的信号处理。根据第3实施方式，不需要基带调制解调器103和调制解调器-RRU间开关108之间的每个子频带的切换，与之相伴，该区间的配置布线变得容易。
图32是表示本发明的第4实施方式的调制解调器-RRU间开关108的说明图。
图32所示的调制解调器-RRU间开关108通过3D-MEMS(3Dimensions-Micro Electro Mechanical Systems)光开关来实现。
将输入端口侧的镜面排列成可以向全部的输出侧镜面反射输入信号，例如可以在高度方向上排列。将输出端口侧的镜面排列成，无论从哪个输入端口侧镜面反射的信号都可以输出到该输出端口，例如可以在平面方向上排列。控制部110针对每个子频带控制镜面的方向。
在调制解调器-RRU间开关108的输入侧具有电/光变换器(E/O)，在输出侧具备光/电变换器(O/E)。但是，当本发明的无线通信系统不是像一般的多载波无线通信系统那样需要DFT处理的系统时，前端部105侧(下行通信中为输出，上行通信中为输入)可以是光信号，因此不需要下行输出侧的O/E变换以及上行输入侧的E/O变换。并且不需要调制解调器-RRU间开关108侧的光纤104末端的下行E/O变换和上行O/E变换。
图33是表示本发明的第5实施方式的调制解调器-RRU间开关108的说明图。
图33所示的调制解调器-RRU间开关108，通过旋转开关来实现。旋转开关通过手动被切换，被应用于在小规模的无线通信系统中固定小区101的结构来运用的情况。图33所示的调制解调器-RRU间开关108针对每个输入端口具备旋转开关，针对每个输出端口合成全部输入端口的旋转开关输出来进行输出。通过针对每个子频带具备调制解调器-RRU间开关108，改变各个开关设定而可以实现。
图34是表示以本发明的第6实施方式的OFDM系统为前提的调制解调器-RRU间开关108和前端部105之间的连接的框图。
图34是通过光纤104传输无线频带的模拟信号的结构。图34所示的结构一般被称为RoF(Radio on Fiber)。
图34所示的结构的特征在于，在调制解调器-RRU间开关侧具备图8所示的上变频器302以及下变频器305，在图34所示的位置具备光纤104，由此，可以简单地安装前端部105。但是，当通过光纤传输模拟信号时，由于光纤内的群延迟，信号的EVM(误差矢量振幅)增大，信号的SINR(Signal toInterference plus Noise Ratio)的上限降低，因此难以高速地传输模拟信号。另外，EVM随着在光纤104中传输信号的距离延伸而增大。
根据该特征，图34所示的结构适合于在光纤的配线长度短的室内(例如建筑物或地下等)大量配置前端部105的情况下。此外，图8的结构，由于是基带数字信号的传输，因此EVM恶化较少，在光纤104中可以长距离且高速地传输信号。因此，图8所示的结构适合于在室外具备前端部105的蜂窝系统。
图35是表示本发明的第7实施方式的一般的多载波系统中的调制解调器-RRU间开关108和前端部105之间的连接的框图。
图35所示的结构是使用两个载波时的结构，在使用3个载波以上的情况下的多载波系统中，通过与图35所示的结构同样的结构来实现。另外，图35所示的结构以图8所示的结构为基础，但在以图34所示的结构为基础的情况下，在下行通信中在上变频器302和下变频器303之间具备多载波结合分离部111、112，在上行通信中在低噪声放大器306和下变频器305之间具备多载波结合分离部111、112，每个子频带的DAC301以及ADC304与每个子频带的调制解调器-RRU间开关108直接连接。
图35所示的结构的特征在于，为了通过一条104传输多个子频带的信号，在光纤104的两端具备多载波结合分离部111、112。在前端部105内分别处理每个子频带的模拟信号。另外，上变频器302和下变频器305，为了通过针对每个子频带不同的无线频率发送通信，必须针对每个子频带而分别具备，并行地进行处理。
此外，上变频器302以及下变频器305以外的装置可以在子频带间共用。DAC301以及ADC304的采样率在子频带间不同，因此难以共用，但功率放大器303以及低噪声放大器306，如果在各放大器可以保证性能的频带范围内容纳了多个子频带，则可以在子频带间共用。在子频带间共用功率放大器303以及低噪声放大器306的情况下，在功率放大器303的输入源追加多路复用器。
图36是表示在本发明的第8实施方式的调制解调器-RRU间开关108和前端部105之间通过无线连接的情况下的结构的框图。
图36所示的前端部105具有放大信号来进行中继的中继器的功能。
图36的上半部分所示的调制解调器-RRU间开关108追加了IFFT处理部109-1、FFT处理部109-2、DAC301、ADC304、上变频器302、下变频器305、功率放大器303、低噪声放大器306、双工器307、天线308-1。调制解调器-RRU间开关108，通过天线308-1以无线方式与图36的下半部分所示的前端部105通信。
前端部105具有：用于与调制解调器-RRU间开关108进行无线通信的天线308-2；用于在上行通信和下行通信中共用天线308-2的双工器307-2。
前端部105，当从调制解调器-RRU间开关108接收下行信号时，通过低噪声放大器306-2放大所接收到的信号、即被变换为下行方向的无线频带的信号，通过下变频器305-2将放大后的下行信号恢复为基带。接着，恢复到基带的下行信号，经由用于将下行信号变换为与终端102进行无线通信的频带的上变频器302-2、以及放大该无线信号的功率放大器303-2，经由终端侧的双工器307-3和天线308-3被发送到终端102。
从终端发送的上行方向的无线频带的信号经由天线308-3以及双工器308-3被接收。接收到的上行信号通过低噪声放大器306-3被放大，被传输到用于将在终端102中被上变频的上行信号恢复到基带的下变频器305-3。上行信号，然后经由用于变换为与调制解调器-RRU间开关108进行无线通信的频带的上变频器302-3、和放大该无线信号的功率放大器303-3，经过双工器307-2、天线308-2被发送到天线308-1。
在图36所示的结构中，调制解调器-RRU间开关108和前端部105之间的无线频带、以及前端部和终端之间的无线频带可以是相同的频带，也可以是不同的频带。
根据图36所示的结构，可以降低铺设调制解调器-RRU间开关108和前端部105之间的光纤104的成本。但是，图36所示的结构，由于调制解调器-RRU间开关108和前端部105中具备的用于收发无线信号的装置的追加，需要较多成本，另外需要新的无线频带，所以使已有的无线频带紧张。
图37是表示在本发明的第9实施方式的调制解调器-RRU间开关108和前端部105之间通过无线来连接的结构的框图。
图37所示的前端部105追加了作为基带调制解调器103的功能的编码器和解码器，具有进行再生中继(将由于传输而加入了噪音的信号恢复为传输前的信号的功能)的中继器的功能。与图37所示的前端部105通信的调制解调器-RRU间开关108，与图36的上半部分所示的调制解调器-RRU间开关108、以及在调制解调器-RRU间开关108中追加的结构相同，因此在图37中省略。
前端部105通过低噪声放大器306-2放大从调制解调器-RRU间开关108接收到的下行信号，在通过下变频器305-2进行下变频后，通过模拟数字变换器304-2变换为基带数字信号。此后，前端部105通过进行信道推定以及解码的解码器309-1对下行信号进行解码。前端部105，为了对解码后的下行信号进行再生中继，在编码器310-1中对下行信号进行从编码调制到IFFT的处理。前端部105，通过数字模拟变换器301-2，把来自编码器310-1的输出变换为基带模拟信号，通过上变频器302-2变换为无线频带模拟信号，并通过功率放大器302-2进行放大。放大后的信号，经由双工器307-3和天线308-3被无线传输到终端102。来自终端102的上行信号，被进行对下行信号进行的处理的逆处理，被发送到调制解调器-RRU间开关108。
根据本发明的第1实施方式，如图1所示的网络系统的结构，通过做成可以针对每个子频带切换基带调制解调器103和前端部105之间的开关的调制解调器-RRU间开关108，可以解决本发明的问题。
具体来说，如图2A所示，与现有技术同样地设定调制解调器-RRU间开关108的子频带，如图2B所示的小区101的形状那样针对每个子频带生成与图2A不同的小区形状，由此，终端102在图2A的子频带中位于小区边界，但在图2B的子频带中位于不是小区边界的场所(图2B的例子中为小区中央)，可以解决消除小区边界这样问题。
另外，通过按照终端102的流量分布来切换该调制解调器-RRU间开关108，可以分散基带调制解调器103间的负荷，降低无线通信系统整体的消耗电力。
通过引入可以针对每个子频带来进行切换的调制解调器-RRU间开关108，可以兼顾在无线通信系统整体中消除小区101的边界，和通过负荷分散来降低系统整体的消耗电力。
另外，根据本发明的第1实施方式，可以独立地选择针对每个子频带形成小区101的前端部105或其组合，可以使每个子频带的小区101的形状变化，在某个子频带中位于小区边界的终端在其它子频带中位于不是小区边界的场所，因此，各终端的通信品质提高。
另外，通过共用子频带间或者时间符号间至少一个前端部105，共用的前端部105可以针对每个子频带发送子频带间公共的控制信号以及同步信号，不需要子频带间的复杂的控制信号或同步信号的管理、运用。
另外，将锚子频带或者锚符号的位置设为系统的既定值，通过锚子频带或锚符号可以发送子频带间公共的控制信号以及同步信号。另外，终端102将锚子频带或锚符号的位置预先设为既定值，控制信号以及同步信号的掌握变得容易。
另外，通过根据信号处理的负荷选择前端部105或其组合，可以选择多个负荷轻的前端部105或者其组合，通过多个前端部105或其组合广播相同的数据信号。其结果，可以减少与实施数据信号处理的装置的数量、或者该装置的运行数成比例的消耗电力。
另外，可以针对每个前端部105或其组合来收集负荷信息，基于此，可以根据需要通过多个前端部105或其组合来广播相同的数据信号。其结果，可以与广播相同数据信号的数量成比例地减少与基带调制解调器103的数量或者基带调制解调器103的运行数，减少消耗电力。
另外，可以针对每个基带调制解调器103收集负荷信息，对负荷重的基带调制解调器103分配较少的前端部105或其组合，对负荷轻的基带调制解调器103分配较多的前端部105或其组合，由此可以分散基带调制解调器103间的负荷。其结果，可以减少与基带调制解调器103的数量或者基带调制解调器103的运行数成比例的消耗电力。
另外，通过在基带调制解调器103和前端部105之间引入调制解调器-RRU间开关108，并且针对每个子频带独立地控制调制解调器-RRU间开关108，对于终端102来说，可以在至少一个子频带中消除小区101的边界，由此提高通信品质。
另外，通过根据负荷信息切换调制解调器-RRU间开关108，降低了消耗电力。
另外，通过调制解调器-RRU间开关108向多个前端部105输出来自基带调制解调器103的发送信号，由此可以扩大基带调制解调器103连接的小区以及服务区域。其结果，可以减少为覆盖全部服务区域所需要的基带调制解调器103的数量，降低消耗电力。
另外，针对向多个输出端口复制输出的信号，针对每个输出端口独立地放弃数据信号的一部分，即放弃发往无法与在输出端口上连接的前端部105通信的终端102的数据信号，由此减少了对于从前端部105的周围的前端部105发送的数据信号的不必要的干扰。
另外，通过调制解调器-RRU间开关108把通过多个前端部105接收到的接收信号合成，并输入一个基带调制解调器103，由此可以扩大基带调制解调器103覆盖的服务区域。其结果，降低了消耗电力。
另外，通过调制解调器-RRU间开关108的切换而变得不与前端部105连接的基带调制解调器103，成为被调制解调器-RRU间开关108切断了通信路径的状态。被切断了通信路径的基带调制解调器103，即使电源被切断，系统也不停止。因此，通过切断基带调制解调器103的电源降低了消耗电力。
另外，通过调制解调器-RRU间开关108的切换，开始与前端部105连接，与此配合地接通基带调制解调器103的电源。由此，当系统整体的信号处理的负荷状况饱和时，通过接通已切断了电源的基带调制解调器103的电源，系统整体的信号处理允许量增加，可以使系统整体以及每个终端的吞吐量增加。
另外，考虑基带调制解调器103的处理能力和实际的处理量来计算合理的基带调制解调器103的数量，根据计算结果与进行计算时的运行中的基带调制解调器103的数量的比较结果，使基带调制解调器103的状态迁移，由此，根据流量状况来使基带调制解调器103的运行数合理化，例如防止：基带调制解调器103运行数相对于流量状况过多，发生基带调制解调器103的多余的电力消耗；以及基带调制解调器103运行数相对于流量状况过少，每个基带调制解调器103处理的终端102的数量增多，每个终端102的吞吐量降低。
另外，通过把从运行中迁移到停止中的基带调制解调器103的处理移交到别的运行中的基带调制解调器103，可以不因成为终端的通信对象的基带调制解调器103的变更而切断基带调制解调器103-终端102间的通信，来实现运行的基带调制解调器103的数量的减少引起的消耗电力降低的效果。
另外，通过从别的运行中的基带调制解调器103向从停止中迁移到运行中的基带调制解调器103移交处理，可以不切断基带调制解调器103-终端102间的通信地使运行的基带调制解调器103的数量增加。其结果，各基带调制解调器103处理的终端102的数量减少，每个终端102的吞吐量增大。
根据第2实施方式，在针对每个基带可以独立控制的调制解调器-RRU间开关108和前端部105之间的区间中具备汇集多个子频带的信号的多路复用器、针对每个子频带分解所汇集的信号的多路分离器中的至少某一个，按多个子频带来汇集地实施区间的信号传输，由此，无需针对多个子频带分别确保独立的通信路径，因此可以降低用于构建区间中的通信路径的成本。
根据第7实施方式，通过有线线缆连接调制解调器-RRU间开关108和前端部105之间的区间，传输将基带数字信号的多个子频带汇集后的信号，由此可以抑制线缆中的群延迟所导致的EVM恶化，可以进行长距离的线缆布线。其结果，可以在基带调制解调器103中集中更多的前端部105，可以通过统计多路复用效果，提高由于基带调制解调器103的数量或者其运行数减少而引起的消耗电力降低的效果。
根据第6实施方式，通过有线线缆连接调制解调器-RRU间开关108和前端部105之间的区间，传输将无线频带的模拟信号的多个子频带汇集后的信号，由此可以简化前端部105侧的装置结构，因此可以降低前端部105的设置成本。
根据第8实施方式，通过无线通信来传输调制解调器-RRU间开关108和前端部105之间的区间，调制解调器-RRU间开关108和前端部105双方中另外具备用于通过区间来实施无线通信的无线通信单元，由此，不需要在调制解调器-RRU间开关108和前端部105之间布设线缆。
通过在至少一个子频带中消除小区边界，解决了在无线通信系统中成为大问题的小区间干扰。其结果，可以消除无线通信系统的服务区域内的终端间的服务差别。另外，通过改善由于小区间干扰而成为瓶颈的终端的通信品质，不产生向该终端的过剩的资源分配，由此，无线通信系统整体的频率利用效率有望改善。
另外，通过由控制部控制负荷分散，可以降低在基带调制解调器中消耗的电力，因此可以提供对环境友好的无线通信系统。

Claims (17)

1.一种无线通信系统，具有：具备与多个终端进行无线通信的一个天线的至少一个终端通信部、生成以及解读数据信号的至少一个基带调制解调器，通过一个以上的天线形成小区，该无线通信系统的特征在于，
所述基带调制解调器，
将在所述无线通信中利用的无线频带划分成两个以上的子频带，
生成以及解读所述划分而得的各子频带中的所述数据信号，
将所述子频带中的数据信号分配给所述终端通信部，
所述终端通信部，
接收通过所述基带调制解调器生成的子频带中的数据信号，
通过所述接收到的子频带中的数据信号形成各个所述子频带的小区；
所述基带调制解调器，对分配给形成相邻的所述小区的至少一个所述终端通信部的所述子频带中的数据信号进行分配，以便在所述子频带间共用数据信号；
所述划分而得的子频带包含用于发送同步信号和公共控制信号的第一子频带、和所述第一子频带以外的第二子频带，所述基带调制解调器，以使所述第一子频带中的同步信号和公共控制信号在各所述小区中共用的方式，将所述第一子频带中的同步信号和公共控制信号分配给所述终端通信部；或者，所述基带调制解调器，以使在多个所述子频带中的同步信号和公共控制信号在特定的时间内发送的方式，将所述同步信号和公共控制信号分配给所述终端通信部；
所述基带调制解调器，根据所述无线通信系统的负荷的信息，来决定形成所述子频带的小区的所述终端通信部的分配。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述基带调制解调器，针对每个所述终端通信部、或形成所述子频带的小区的多个所述终端通信部中的每一个合计所述负荷信息。
3.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述基带调制解调器，针对每个所述基带调制解调器合计所述负荷信息。
4.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述基带调制解调器和所述终端通信部通过开关部相连，
所述开关部，
接收所述基带调制解调器的所述子频带中的数据信号，
针对每个所述子频带分配向所述终端通信部发送所述数据信号的路径。
5.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
所述开关部，按照所述基带调制解调器取得的负荷信息，针对每个所述子频带分配向所述终端通信部发送所述数据信号的路径。
6.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
所述开关部，
复制从所述基带调制解调器或所述终端通信部接收到的数据信号，
从多个端口输出所述复制的各个数据信号。
7.根据权利要求6所述的无线通信系统，其特征在于，
针对所述多个端口的每一个，所述无线通信系统中的数据屏蔽处理部放弃从所述多个端口输出的数据信号。
8.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
所述开关部，
合成从所述基带调制解调器或所述终端通信部接收到的数据信号，
从一个端口输出所述合成后的数据信号。
9.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
所述开关部切断没有与所述终端通信部收发数据信号的基带调制解调器的电源。
10.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
所述开关部接通被分配了与至少一个所述终端通信部收发数据信号的路径的基带调制解调器的电源。
11.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
所述基带调制解调器和所述开关部与控制部相连，
所述控制部，
取得通过所述基带调制解调器处理的数据信号的收发量、和所述基带调制解调器的处理能力，
当将所述取得的收发量与所述取得的处理能力进行比较的结果被判定为所述基带调制解调器的处理能力不足时，将所述收发的数据信号的一部分分配给其它所述基带调制解调器。
12.根据权利要求11所述的无线通信系统，其特征在于，
所述基带调制解调器，在切断电源的情况下，将通过该基带调制解调器处理的数据信号的收发，移交给其它所述基带调制解调器。
13.根据权利要求11所述的无线通信系统，其特征在于，
所述基带调制解调器，在接通电源的情况下，接管通过其它所述基带调制解调器处理的数据信号的收发。
14.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述终端通信部和所述开关部之间具备：针对每个子频带结合所述数据信号的多路复用器、和针对每个子频带分离结合后的所述数据信号的多路分离器。
15.根据权利要求14所述的无线通信系统，其特征在于，
所述开关部和所述终端通信部之间通过至少一条有线线缆连接，
所述开关部，通过所述有线线缆传输被变换为基带的数字信号的所述子频带中的数据信号。
16.根据权利要求14所述的无线通信系统，其特征在于，
所述开关部和所述终端通信部之间通过至少一条有线线缆连接，
所述开关部，通过所述有线线缆传输被变换为无线频率的模拟信号的所述子频带中的数据信号。
17.根据权利要求14所述的无线通信系统，其特征在于，
所述开关部和所述终端通信部之间通过无线方式连接。
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