JP2005277947A - 無線基地局装置およびリモートユニット - Google Patents

Abstract

【課題】伝送損失やＮＦ劣化による影響が少なく、かつ経済性の高い無線基地局装置を提供する。
【解決手段】図示しない携帯端末との間での無線通信に用いられているＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式に着目し、本体ユニット２００とこれに対して分散配置されるリモートユニット１０１〜１０ｎとの間を拡散処理されたディジタル信号でやりとりするようにしたものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、移動局と無線通信を行う無線基地局装置およびリモートユニットに関する。

周知のように、ビルの地階、地下街、地下駅などは全く電波が届かない場所や、地上であっても、窓の無い閉空間となっている建物内や高層ビルの中高層階などにおける不感帯をカバーするために、簡易な基地局（リモート局）を配設するようにしている（例えば、特許文献１）。

リモート局は、基地局に収容され、基地局内に設けられたＲＦ分配／合成器および同軸ケーブルを通じて、ＲＦ信号が分配される。また逆に移動局から受信したＲＦ信号は、上記同軸ケーブルを通じて、基地局に入力される。

このようなリモート局を用いることで電波不感地帯を解消できるが、上記同軸ケーブルを用いる場合、伝送損失が３００ｄＢ／ｋｍ（１０Ｄ−２Ｗタイプ、２ＧＨｚ帯の場合）を見込まなければいけない。またＲＦ分配／合成器においても２分配ごとに３〜４ｄＢの挿入損失を見込まないといけない。このため、現実的にはせいぜいケーブル長１００ｍ以下、アンテナ数１０以下が限界である。

これに対して従来は、基地局とリモート局との間を光ファイバケーブルで接続する手法が取られることもあった。光ファイバケーブルを用いることで、引き回し長やアンテナ数の問題は改善されているが、ＲＦ信号と光信号を変換するメディア変換器が必要となる。

メディア変換器は、光パワーをＲＦ信号で強度変調して送るアナログ伝送であり、光変調と光検波の過程でのＮＦ劣化が大きく、特に電気／光変換におけるアップリンク信号の加算処理において加算できる数に限界がある。

またダウンリンク信号は光信号を分配するため光パワーが減少し、光検波過程でのＮＦ劣化が大きくとなってしまう。また、アンテナ数は、同軸ケーブルで引き回す場合に比べて多くできるものの、高価な光デバイスをアンテナ数だけ使用する必要があるという問題があった。
特開平５−２５９９５８号公報

従来の無線基地局装置では、リモート局との接続が同軸ケーブルによる場合、伝送損失が多く、増設できるアンテナ数にも限界があるという問題があり、また光ケーブルによる接続の場合には、変調や検波の過程でのＮＦ劣化が大きく、高価な光デバイスが必要とされるという問題があった。
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、伝送損失やＮＦ劣化による影響が少なく、かつ経済性の高い無線基地局装置およびリモートユニットを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は、ネットワークに接続される本体ユニットと、この本体ユニットから受信した信号に基づく無線信号を移動局に送信する複数のリモートユニットとを備える無線基地局装置であって、本体ユニットは、ネットワークから受信したデータに基づいて、ＣＤＭＡ方式で変調したベースバンドの送信信号を生成する送信信号生成手段と、この送信信号生成手段が生成した送信信号をパラレル／シリアル変換して複数のリモートユニットに送出するパラレル／シリアル変換手段とを備え、複数のリモートユニットはそれぞれ、本体ユニットから送出される信号を受信し、これをシリアル／パラレル変換してベースバンド信号を得るシリアル／パラレル変換手段と、このシリアル／パラレル変換手段が得たベースバンド信号に含まれる情報で変調したＲＦ信号を生成して、移動局に送信する送信手段とを具備して構成するようにした。

また、この発明は、それぞれ移動局からＣＤＭＡ方式で変調された無線信号を受信する複数のリモートユニットと、これら複数のリモートユニットから受信した信号に基づく情報をネットワークに送出する本体ユニットとを備えた無線基地局装置であって、複数のリモートユニットはそれぞれ、移動局からＣＤＭＡ方式で変調された無線信号を受信して、この信号を拡散されたベースバンド信号に変換する受信手段と、この受信手段によって得られるベースバンド信号をパラレル／シリアル変換して本体ユニットに送出するパラレル／シリアル変換手段とを備え、本体ユニットは、複数のリモートユニットからそれぞれ送出される信号を受信し、これをそれぞれシリアル／パラレル変換してベースバンド信号を得るシリアル／パラレル変換手段と、このシリアル／パラレル変換手段が得た複数のベースバンド信号を加算する加算手段と、この加算手段の加算結果を逆拡散する逆拡散手段と、この逆拡散手段の逆拡散によって得られる複数の異なる経路を経た信号をＲＡＫＥ合成するＲＡＫＥ合成手段と、このＲＡＫＥ合成手段の合成結果から移動局から送信された情報を再生する情報再生手段とを具備して構成するようにした。

以上述べたように、この発明では、携帯端末との間での無線通信に用いられているＣＤＭＡ方式に着目し、本体ユニットとこれに対して分散配置されるリモートユニットとの間を拡散処理されたディジタル信号でやりとりするようにしている。
したがって、この発明によれば、本体ユニットとリモートユニットとの間を拡散処理されたディジタル信号でやりとりするので、ノイズ耐性が高く、アナログ信号のような伝送損失やＮＦ劣化による影響が少なく、かつメタルケーブルを用いることができるので経済性の高めることが可能な無線基地局装置およびリモートユニットを提供できる。

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係わる無線基地局装置の構成を示すものである。この無線基地局装置は、複数のリモートユニット１０１〜１０ｎと、本体ユニット２００とを備える。なお、リモートユニット１０１〜１０ｎは、互いに同じ構成からなることより、以下の説明では、特にリモートユニット１０１を例に挙げて説明する。

リモートユニット１０１は、アンテナ１１と、増幅部１２と、無線部１３と、直並列変換部１４とを備える。また本体ユニット２００は、有線伝送路インターフェイス部２１と、ベースバンド信号処理部２２と、直並列変換部２３と、制御部２４とを備える。

制御部２４は、本体ユニット２００の各部を統括して制御するとともに、直並列変換部２３を通じてリモートユニット１０１〜１０ｎをリモートコントロールする機能を備える。
これらの構成は、送信系（ダウンリンク系）と受信系（アップリンク系）の２つの系統からなっている。

まず、ダウンリンク系の構成について説明する。図２は、図１に示した構成のうち、ダウンリンク系の構成を示すものである。
図示しない公衆網を通じて制御局から送信された携帯端末（移動局）宛てのユーザデータ信号は、有線伝送路インターフェイス部２１を通じて、ベースバンド信号処理部２２に入力される。このベースバンド信号処理部２２は、ダウンリンク系の構成として、符号化部２２１と、変調部２２２と、拡散処理部２２３とを備える。

上記ユーザデータ信号は、符号化部２２１にて畳み込み符号やターボ符号などの誤り訂正符号を付加し、無線フレームに分割される。そして、変調部２２２によってＱＰＳＫ信号にデータ変調され、拡散処理部２２３により、各チャネルごとに異なる符号を用いて拡散処理される。拡散処理部２２３では他の物理チャネルからの拡散信号が多重化され、さらにスクランブル拡散処理される。

このような拡散処理によって多重化された信号は、直並列変換部２３のパラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器２３１でパラレル信号からシリアルのビット列に変換され、信号ケーブルを通じてリモートユニット１０１〜１０ｎに伝送される。

これに対してリモートユニット１０１〜１０ｎでは、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器１４１でシリアルのビット列から再びパラレル信号に復元され、無線部１３のＤ／Ａ変換器１３１でアナログ信号に変換された後、直交変調器１３２でキャリア変調されてＲＦ帯まで周波数変換され、送信ＲＦ信号が得られる。

直交変調器１３２にて得られた送信ＲＦ信号は、増幅部１２のパワーアンプ（ＰＡ）１２１で所定の電力まで増幅され、共用器１２２で送受信信号のアイソレーションが取られ
てアンテナ１１へと送られ、空間の放射される。

次に、アップリンク系の構成について説明する。図３は、図１に示した構成のうち、アップリンク系の構成を示すものである。
図示しない携帯端末からアンテナ１１が受信した受信ＲＦ信号は、増幅部１２の共用器１２２で送受信信号のアイソレーションが取られて、低雑音アンプ（ＬＮＡ）１２３で所定の信号レベルまで増幅される。

そして、周波数変換器１３３でベースバンド信号に周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器１３４でディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１３４では、上記ベースバンド信号の中から所望のキャリア信号帯域をフィルタ処理して目的のデータを抽出する。このデータは、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器２２２でシリアルのビット列に変換され、信号ケーブルを通じて本体ユニット２００に伝送される。

これに対して本体ユニット２００では、直並列変換部２３のシリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器２３２でシリアルのビット列から再びパラレル信号に復元され、加算処理器２３３で他のリモートユニット１０１〜１０ｎから伝送されてきたアップリンクのパラレル信号と加算処理され、ベースバンド信号処理部２２に出力される。このベースバンド信号処理部２２は、アップリンク系の構成として、逆拡散処理部２２４と、ＲＡＫＥ合成／復調部２２５と、復号部２２６とを備える。

逆拡散処理部２２４は、逆拡散処理によって拡散状態の加算処理器２３３の出力を復元する。そしてＲＡＫＥ合成／復調部２２５が色々な経路を辿ることにより遅延した多重波をタイミングをそろえて加算合成する、いわゆるＲＡＫＥ合成を行って受信特性を改善する。そしてさらにＲＡＫＥ合成／復調部２２５は、ＲＡＫＥ合成によって得られるＢＰＳＫ信号からデータ復調を行う。

この復調によって得られたデータは、復号部２２６によって、分割されている無線フレームから取り出されて組立てられ、畳み込み符号やターボ符号などの誤り訂正符号で訂正処理を施され、上記携帯端末から送られたデータとして有線伝送路インタフェース部２１を通じて制御局に送信される。

以上のように、上記構成の無線基地局装置では、携帯端末との間の無線通信にＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式が用いられていることに着目し、本体ユニット２００とこれに対して分散配置されるリモートユニット１０１〜１０ｎとの間を拡散処理されたディジタル信号でやりとりするようにしている。

したがって、上記構成の無線基地局装置によれば、本体ユニット２００とリモートユニット１０１〜１０ｎとの間を拡散処理されたディジタル信号でやりとりするので、ノイズ耐性が高く、アナログ信号のような伝送損失やＮＦ劣化による影響が少なく、かつメタルケーブルを用いることができるので経済性の高めることができる。

例えば、配線ケーブルとしてカテゴリ５ケーブルのようなメタル線を用いた場合、１５５Ｍｂ／ｓの通信速度で概ね１００ｍの伝送が可能であり、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の３．８４ＭＨｚ帯域信号を４倍サンプリングで約１０ｂｉｔ／サンプルの伝送能力がある。デジタル伝送であるから信号分配しても信号が減衰することはないため、リモートユニット１０１〜１０ｎの設置数に制約が生じない。

さらに、配線ケーブルとして光ファイバを用いた場合、デジタル光伝送は数Ｇｂ／ｓまで容易に実現可能であり、メタル線よりはるかに高速な伝送ができる。このため複数のキャリア信号を多重化して伝送も可能である。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明に係わる無線基地局装置の一実施形態の構成を示す回路ブロック図。 図１に示した無線基地局装置のダウンリンク系の構成を示す回路ブロック図。 図１に示した無線基地局装置のアップリンク系の構成を示す回路ブロック図。

符号の説明

１０１〜１０ｎ…リモートユニット、１１…アンテナ、１２…増幅部、１２１…パワーアンプ（ＰＡ）、１２２…共用器、１３…無線部、１３１…Ｄ／Ａ変換器、１３２…直交変調器、１３３…周波数変換器、１３４…Ａ／Ｄ変換器、１４…直並列変換部、１４１…シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器、２００…本体ユニット、２１…有線伝送路インターフェイス部、２２…ベースバンド信号処理部、２２１…符号化部、２２２…変換器、２２２…変調部、２２３…拡散処理部、２２４…逆拡散処理部、２２５…ＲＡＫＥ合成／復調部、２２６…復号部、２３…直並列変換部、２３１…パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器、２３２…シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器、２３３…加算処理器、２４…制御部。

Claims (8)

1. ネットワークに接続される本体ユニットと、この本体ユニットから受信した信号に基づく無線信号を移動局に送信する複数のリモートユニットとを備える無線基地局装置であって、
   前記本体ユニットは、
   前記ネットワークから受信したデータに基づいて、ＣＤＭＡ方式で変調したベースバンドの送信信号を生成する送信信号生成手段と、
   この送信信号生成手段が生成した送信信号をパラレル／シリアル変換して前記複数のリモートユニットに送出するパラレル／シリアル変換手段とを備え、
   前記複数のリモートユニットはそれぞれ、
   前記本体ユニットから送出される信号を受信し、これをシリアル／パラレル変換して前記ベースバンド信号を得るシリアル／パラレル変換手段と、
   このシリアル／パラレル変換手段が得たベースバンド信号に含まれる情報で変調したＲＦ信号を生成して、前記移動局に送信する送信手段とを備えることを特徴とする無線基地局装置。
2. ネットワークから受信した情報を、複数のリモートユニットを通じて移動局に送信する無線基地局装置であって、
   前記ネットワークから受信したデータに基づいて、ＣＤＭＡ方式で変調したベースバンドの送信信号を生成する送信信号生成手段と、
   この送信信号生成手段が生成した送信信号をパラレル／シリアル変換して前記複数のリモートユニットに送出するパラレル／シリアル変換手段とを具備することを特徴とする無線基地局装置。
3. ネットワークに接続される本体ユニットから送出される信号に含まれる情報に基づいて無線信号を生成して移動局に送信するリモートユニットであって、
   前記本体ユニットからＣＤＭＡ方式で変調されたベースバンド信号がパラレル／シリアル変換されて伝送され、この伝送された信号をシリアル／パラレル変換して前記ベースバンド信号を得るシリアル／パラレル変換手段と、
   このシリアル／パラレル変換手段が得たベースバンド信号に含まれる情報で変調したＲＦ信号を生成して、前記移動局に送信する送信手段とを具備することを特徴とするリモートユニット。
4. それぞれ移動局からＣＤＭＡ方式で変調された無線信号を受信する複数のリモートユニットと、これら複数のリモートユニットから受信した信号に基づく情報をネットワークに送出する本体ユニットとを備えた無線基地局装置であって、
   前記複数のリモートユニットはそれぞれ、
   移動局からＣＤＭＡ方式で変調された無線信号を受信して、この信号を拡散されたベースバンド信号に変換する受信手段と、
   この受信手段によって得られるベースバンド信号をパラレル／シリアル変換して前記本体ユニットに送出するパラレル／シリアル変換手段とを備え、
   前記本体ユニットは、
   前記複数のリモートユニットからそれぞれ送出される信号を受信し、これをそれぞれシリアル／パラレル変換して前記ベースバンド信号を得るシリアル／パラレル変換手段と、
   このシリアル／パラレル変換手段が得た複数の前記ベースバンド信号を加算する加算手段と、
   この加算手段の加算結果を逆拡散する逆拡散手段と、
   この逆拡散手段の逆拡散によって得られる複数の異なる経路を経た信号をＲＡＫＥ合成するＲＡＫＥ合成手段と、
   このＲＡＫＥ合成手段の合成結果から前記移動局から送信された情報を再生する情報再生手段とを備えることを特徴とする無線基地局装置。
5. 移動局からＣＤＭＡ方式で変調された無線信号を受信し、この受信した信号に基づく情報をネットワークに接続される本体ユニットに送出するリモートユニットであって、
   移動局からＣＤＭＡ方式で変調された無線信号を受信して、この信号を拡散されたベースバンド信号に変換する受信手段と、
   この受信手段によって得られるベースバンド信号をパラレル／シリアル変換して前記本体ユニットに送出するパラレル／シリアル変換手段とを具備することを特徴とするリモートユニット。
6. ＣＤＭＡ方式により移動局が送信する情報を複数のリモートユニットを通じて受信し、この受信した情報をネットワークに送信する無線基地局装置であって、
   前記複数のリモートユニットからそれぞれ送出されるパラレル／シリアル変換されたベースバンド信号を受信し、これをそれぞれシリアル／パラレル変換して前記ベースバンド信号を得るシリアル／パラレル変換手段と、
   このシリアル／パラレル変換手段が得た複数の前記ベースバンド信号を加算する加算手段と、
   この加算手段の加算結果を逆拡散する逆拡散手段と、
   この逆拡散手段の逆拡散によって得られる複数の異なる経路を経た信号をＲＡＫＥ合成するＲＡＫＥ合成手段と、
   このＲＡＫＥ合成手段の合成結果から前記移動局から送信された情報を再生する情報再生手段とを具備することを特徴とする無線基地局装置。
7. ネットワークに接続される本体ユニットと、この本体ユニットから受信した信号に基づく無線信号を移動局に送信する複数のリモートユニットとを備える無線基地局装置であって、
   前記本体ユニットは、
   前記ネットワークから受信したデータに基づいて、ＣＤＭＡ方式で変調したベースバンドのディジタル信号を生成する送信信号生成手段と、
   この送信信号生成手段が生成したディジタル信号を前記複数のリモートユニットに送出する送信手段とを備え、
   前記複数のリモートユニットはそれぞれ、
   前記本体ユニットから送出されるディジタル信号を受信する受信手段と、
   この受信手段が得た受信したディジタル信号に含まれる情報で変調したＲＦ信号を生成して、前記移動局に送信する送信手段とを備えることを特徴とする無線基地局装置。
8. それぞれ移動局からＣＤＭＡ方式で変調された無線信号を受信する複数のリモートユニットと、これら複数のリモートユニットから受信した信号に基づく情報をネットワークに送出する本体ユニットとを備えた無線基地局装置であって、
   前記複数のリモートユニットはそれぞれ、
   移動局からＣＤＭＡ方式で変調された無線信号を受信して、この信号を拡散されたベースバンドのディジタル信号に変換する受信手段と、
   この受信手段によって得られるディジタル信号を前記本体ユニットに送出する送信手段とを備え、
   前記本体ユニットは、
   前記複数のリモートユニットからそれぞれ送出されるディジタル信号を受信する受信手段と、
   この受信手段が受信したディジタル信号を加算する加算手段と、
   この加算手段の加算結果を逆拡散する逆拡散手段と、
   この逆拡散手段の逆拡散によって得られる複数の異なる経路を経た信号をＲＡＫＥ合成するＲＡＫＥ合成手段と、
   このＲＡＫＥ合成手段の合成結果から前記移動局から送信された情報を再生する情報再生手段とを備えることを特徴とする無線基地局装置。

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