JP2007282143A - 無線基地局装置、遅延制御回路及びそれらに用いる遅延制御方法 - Google Patents

無線基地局装置、遅延制御回路及びそれらに用いる遅延制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 各送信電力増幅部でGPSシステム等の絶対時間を必要とせず、遅延補正を行い、コスト削減が可能な無線基地局装置を提供する。
【解決手段】 無線基地局装置の電源が起動された後、送信電力増幅部はタイミング信号を送信する(ステップS1,S2)。ディジタル信号処理部は送信電力増幅部から受信したタイミング信号を送信電力増幅部にループバックする(ステップS11,S12)。送信電力増幅部はディジタル信号処理部によってループバックされたタイミング信号を受信すると(ステップS3)、ループバックにかかった時間を測定し、その測定した時間を基にディジタル信号処理部と送信電力増幅部との距離を算出し、算出した距離に基づいて下り送信信号の補正値を遅延制御バッファに設定する(ステップS4)。遅延制御バッファは設定された値分の遅延を行う(ステップS5)。
【選択図】 図3

Description

本発明は無線基地局装置、遅延制御回路及びそれらに用いる遅延制御方法に関し、特にベースバンド処理部と送信電力増幅部(AMP)との間を光通信にて接続する構成における遅延制御に関する。
現在、W−CDMA(Wideband−Code Division Multiple Access)基地局等の無線通信基地局の装置構成においては、ベースバンド処理部と送信電力増幅部(AMP)とに分け、それらの間を光通信にて接続する構成が検討されている(例えば、特許文献1参照)。
このような構成のメリットとしては、1つのベースバンド処理部を設置することによって複数の送信電力増幅部を離れた場所に簡単に設置することが可能となり、セル数の増加が容易に行えることや、送信電力増幅部のみの置き換えでセルの構成を容易に変更可能なこと等が挙げられる。
しかしながら、このような光通信を用いてベースバンド処理部と送信電力増幅部とを接続するようなシステムの問題として挙げられるのが、各送信電力増幅部間の設置位置(ベースバンド処理部との距離)の違いによって発生する光ケーブルの信号伝搬遅延時間がある。1つのベースバンド処理部と複数の送信電力増幅部との間で高速ディジタル通信を行う場合、各送信電力増幅部間の距離差が大きくなることや、ケーブルの状態等の要因によってベースバンド信号に遅延ばらつきが生じてしまう。
複数の送信電力増幅部の下り信号において、時間的なばらつきを保持したまま以降の処理を行って良いシステムであれば、遅延ばらつきが生じてもなんら問題はないが、例えばダイバーシチ送信やIPDL(Idle Period Down Link)サービス等、各送信電力増幅部間においてデータの遅延ばらつきを保持したまま以降の処理を行ってはならないシステムの場合、発生した遅延に対して補正をかける回路を追加しなければならない。
複数の送信電力増幅部の遅延時間を補正する方法としては、送信電力増幅部に基準となる時間を渡し、その基準時間からの時間を計算して補正することがあげられる。その基準時間の受け渡し方法としては、GPS(Global Positioning System)システムを利用することや各送信電力増幅部を別ケーブル等で接続することが考えられている。
特開2005−323076号公報
しかしながら、上述した従来のGPSを利用したシステムでは、別途、GPS用の回路を装置に組み込む必要があるため、装置構成が複雑となり、かつ装置のコストがあがってしまうという問題がある。
また、上記のシステムでは、別ケーブル等で各送信電力増幅部を接続する方法の場合、別途、専用ケーブルが必要となり、送信電力増幅部を容易に設置することができないという問題がある。
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、各送信電力増幅部でGPSシステム等の絶対時間を必要とせず、遅延補正を行うことができ、コストを削減することができる無線基地局装置、遅延制御回路及びそれらに用いる遅延制御方法を提供することにある。
本発明による無線基地局装置は、無線通信システムの中でディジタル信号処理部と複数の送信電力増幅部とを少なくとも光回線を用いて接続して構成される無線基地局装置であって、
前記複数の送信電力増幅部各々は、入力信号を任意の時間だけ遅らせる遅延制御バッファと、装置起動時にタイミング信号を前記ディジタル信号処理部に発信して前記光回線の伝播遅延時間を測定しかつその測定結果を基に前記遅延制御バッファに遅延量を設定する手段とを備えている。
本発明による遅延制御回路は、無線通信システムの中でディジタル信号処理部と複数の送信電力増幅部とを少なくとも光回線を用いて接続して構成される無線基地局装置において前記複数の送信電力増幅部各々に設置される遅延制御回路であって、
入力信号を任意の時間だけ遅らせる遅延制御バッファと、前記無線基地局装置の起動時にタイミング信号を前記ディジタル信号処理部に発信して前記光回線の伝播遅延時間を測定しかつその測定結果を基に前記遅延制御バッファに遅延量を設定する測定手段とを備えている。
本発明による遅延制御方法は、無線通信システムの中でディジタル信号処理部と複数の送信電力増幅部とを少なくとも光回線を用いて接続して構成される無線基地局装置に用いられる遅延制御方法であって、
前記複数の送信電力増幅部各々に、入力信号を任意の時間だけ遅らせる遅延制御バッファを設け、
前記複数の送信電力増幅部各々が、前記無線基地局装置の起動時にタイミング信号を前記ディジタル信号処理部に発信して前記光回線の伝播遅延時間を測定しかつその測定結果を基に前記遅延制御バッファに遅延量を設定する測定処理を実行している。
すなわち、本発明の無線基地局装置は、W−CDMA(Wideband−Code Division Multiple Access)基地局等の無線通信システムの中でディジタル信号処理部(ベースバンド処理部)と複数の送信電力増幅部(AMP)とを少なくとも光回線等を用いて接続したシステムにおいて、装置起動時に送信電力増幅部側からタイミング信号を発信して光回線等の伝播遅延時間の自動測定を行い、測定結果を基に各送信電力増幅部までの信号に対してタイミング補正を加えることによって、下り送信信号の送信タイミングを各送信電力増幅部間で同一のタイミングにすることを特徴としている。
これによって、本発明の無線基地局装置では、各送信電力増幅部でGPS(Global Positioning System)システム等の絶対時間を必要とせずに、遅延補正を行うことが可能となるため、コスト削減が可能となる。
また、本発明の無線基地局装置では、送信電力増幅部側にて光回線等の伝播遅延測定をしているため、元々装置規模の大きなディジタル信号処理部側には必要な回路追加がほとんどなく、遅延補正を行うことが可能となる。
さらに、本発明の無線基地局装置では、装置起動後、自動で光回線等での伝播遅延時間を補正するため、光回線等の距離を考えることなく、新たな送信電力増幅部の設置や、一度設置した送信電力増幅部の再設置が可能となる。
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、各送信電力増幅部でGPSシステム等の絶対時間を必要とせず、遅延補正を行うことができ、コストを削減することができるという効果が得られる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例による無線基地局装置の構成を示すブロック図である。図1において、本発明の一実施例による無線基地局装置はW−CDMA(Wideband−Code Division Multiple Access)基地局であり、ディジタル信号処理部(ベースバンド処理部)1と、送信電力増幅部(AMP部)(#0〜#2)2−0〜2−2とを光ケーブル(#0〜#2)101〜103で接続して構成している。
光ケーブル(#0〜#2)101〜103は、ディジタル信号処理部1と送信電力増幅部(#0〜#2)2−0〜2−2との距離に対応しているため、それぞれケーブル長が異なる。例えば、無線基地局装置1(ディジタル信号処理部)と送信電力増幅部(#0)2−0との距離は「x」であり、無線基地局装置1(ディジタル信号処理部)と送信電力増幅部(#1)2−1との距離は「x−z」であり、無線基地局装置1(ディジタル信号処理部)と送信電力増幅部(#2)2−2との距離は「x−y」である。よって、光ケーブル(#0〜#2)101〜103はこれらの距離にそれぞれ対応している。つまり、送信電力増幅部(#0)2−0はディジタル信号処理部1との設置距離が遠いものとする。
図2は図1のディジタル信号処理部1の構成を示すブロック図である。図2において、ディジタル信号処理部1は送信電力増幅部(#0〜#2)2−0〜2−2各々に対応する下り送信/上り受信信号処理部10−i(i=0,1,・・・)を備えている。
下り送信/上り受信信号処理部10−0内の下り送信信号処理部は上位側より入力される下り送信データをディジタル信号処理するディジタル信号制御部11と、8B/10B(8Bit/10Bit)エンコード処理を行うエンコーダ(8B/10B Encoder)12と、入力されるパラレル信号のパラレル−シリアル変換を行うシリアライザ(Ser)13と、2入力1出力のセレクタ(SEL)(#1)14と、電気信号を光信号へと変換処理を行う電気−光変換部15とから構成されている。
また、下り送信/上り受信信号処理部10−0内の上り受信信号処理部は、送信電力増幅部(#0)2−0から入力される光信号(上り受信データ)を電気信号への変換を行う電気−光変換部15と、1入力2出力のセレクタ(SEL)(#2)16と、セレクタ(#1,#2)14,16のコントロール(Control)信号を出力するセレクタ(SEL)制御部17と、入力されるシリアル信号のシリアル−パラレル変換を行うデシリアライザ(Des)18と、8B/10Bデコード処理を行うデコーダ(8B/10B Decoder)19とから構成されている。
ディジタル信号処理部1内の下り送信/上り受信信号処理部10−iは接続可能な送信電力増幅部の数だけ持つ構成であり、それらの構成は上記の下り送信/上り受信信号処理部10−0と同様の構成となっている。
図3は図1の送信電力増幅部(#0〜#2)2−0〜2−2各々の構成を示すブロック図である。図3においては、送信電力増幅部(#0)2−0の構成を示しているが、多野送信電力増幅部(#1,#2)2−1,2−2各々も送信電力増幅部(#0)2−0と同様の構成となっている。
送信電力増幅部(#0)2−0内の下り信号処理部は、光ケーブル(#0)1−1によってディジタル信号処理部1と接続されており、光信号から電気信号への変換処理を行う光−電気変換部21と、シリアル−パラレル変換を行うデシリアライザ(Des)22と、8B/10Bデコード処理を行うデコーダ(8B/10B Decoder)23と、1入力2出力のセレクタ(SEL)(#3)24と、入力信号を任意の時間だけ遅らせる機能を持つ遅延制御用バッファ25と、光ケーブルの遅延量を測定して遅延制御用バッファ25に対する遅延量を設定する遅延測定部26とから構成されている。
送信電力増幅部(#0)2−0内の上り信号処理部は、2入力1出力のセレクタ(SEL)(#4)27と、8B/10Bエンコード処理を行うエンコーダ(8B/10B Encoder)28と、入力されるパラレル信号のパラレル−シリアル変換を行うシリアライザ(Ser)29と、電気信号を光信号へと変換処理を行う光−電気変換部21とから構成されている。
図4は本発明の一実施例における下り送信信号の補正値を遅延制御用バッファ25に設定するまでの処理を示すシーケンスチャートであり、図5は本発明の一実施例における装置起動時(=遅延時間測定中)のディジタル信号処理部1内の下り送信/上り受信信号処理部10−0の信号の流れを示す図であり、図6は本発明の一実施例における装置起動時(=遅延時間測定中)の送信電力増幅部(#0)2−0内の信号の流れを示す図であり、図7は本発明の一実施例における通常動作時のディジタル信号処理部1内の下り送信/上り受信信号処理部10−0の信号の流れを示す図であり、図8は本発明の一実施例における通常動作時の送信電力増幅部(#0)2−0内の信号の流れを示す図である。これら図1〜図8を参照して本発明の一実施例による無線基地局装置の動作について説明する。
無線基地局装置の電源が起動された後、送信電力増幅部(#0)2−0はタイミング信号を送信する(図4ステップS1,S2)。ディジタル信号処理部1は送信電力増幅部(#0)2−0から受信したタイミング信号を送信電力増幅部(#0)2−0にループバックする(図4ステップS11,S12)。
この後、ディジタル信号処理部1ではセレクタ制御部17にてタイミング信号を受信すると、セレクタ(#1)14/セレクタ(#2)16のコントロール信号を以下のように制御する(図4ステップS13)。セレクタ(#1)14に対してはa側からの入力データを出力するように制御し、セレクタ(#2)16に対してはb側のみにデータを出力するように制御する。
送信電力増幅部(#0)2−0はディジタル信号処理部1によってループバックされたタイミング信号を受信すると(図4ステップS3)、ループバックにかかった時間を測定し、その測定した時間を基にディジタル信号処理部1と送信電力増幅部(#0)2−0との距離を算出し、算出した距離に基づいて下り送信信号の補正値を遅延制御バッファ25に設定する(図4ステップS4)。遅延制御バッファ25は設定された値分の遅延を行う(図4ステップS5)。
遅延測定部26は遅延量の測定を終えると、セレクタ(#3)24/セレクタ(#4)27のコントロール信号を以下のように制御する(図4ステップS6)。セレクタ(#3)24に対してはa側にデータを出力するように制御し、セレクタ(#4)27に対してはb側からの入力データを出力するように制御する。
本実施例では、以上の動作を各送信電力増幅部(#0〜#2)2−0〜2−2で行うことによって、各送信電力増幅部(#0〜#2)2−0〜2−2の出力タイミングを揃える。
次に、ディジタル信号処理部1及び送信電力増幅部(#0〜#2)2−0〜2−2での装置起動時(=遅延時間測定中)の処理及び通常動作時の処理について説明する。
装置起動後、ディジタル信号処理部1内のセレクタ(#1)14及びセレクタ(#2)16は送信電力増幅部(#0)2−0からの受信信号をループバックする設定とする。また、送信電力増幅部(#0)2−0内のセレクタ(#3)24及びセレクタ(#4)27はタイミング信号を導通する設定とする。
電源投入後、初めに遅延測定部26はタイミング信号をセレクタ(#4)27に対して出力する。タイミング信号は固有のパターンを持つ信号とする。ここで、遅延測定部26内ではタイミング信号の出力と同時に、内部でカウンタを動作させておく。出力されたタイミング信号はセレクタ(#4)27に入力される。
セレクタ(#4)27はタイミング信号を出力する設定になっているため、上り受信データではなく、タイミング信号をエンコーダ28へ出力する。エンコーダ部28ではタイミング信号に対して8B/10Bエンコード処理を行った後に、そのタイミング信号をシリアライザ29へ出力する。
シリアライザ29ではタイミング信号に対してパラレル−シリアル変換を行った後に、そのタイミング信号を電気−光変換部21に出力する。電気−光変換部21では電気信号を光信号に変換し、光信号に変換したタイミング信号をディジタル信号処理部1に対して出力する。
送信電力増幅部(#0)2−0から出力されたタイミング信号は、光ケーブル(#0)101を通ってディジタル信号処理部1の下り送信/上り受信信号処理部10−0に入力される。下り送信/上り受信信号処理部10−0に入力したタイミング信号は電気−光変換部15で電気信号に変換されてセレクタ(#2)16に出力される。
セレクタ(#2)16ではセレクタ(#1)14とデシリアライザ18とに対してタイミング信号を出力する。セレクタ(#1)14では入力したタイミング信号を電気−光変換部15に出力する。
また、デシリアライザ18に対して出力されたタイミング信号はシリアル−パラレル変換が行われた後に、セレクタ制御部17に対して出力される。セレクタ制御部17ではタイミング信号を認識すると、セレクタ(#1)14、セレクタ(#2)16に対して入出力設定の制御を行う。この場合、セレクタ制御部17はセレクタ(#1)14においてa側からのデータを出力し、セレクタ(#2)16においてb側に対してデータを出力するようにそれぞれ制御を行う。
一方、電気−光変換部15では、セレクタ(#2)16及びセレクタ(#1)14にてループバックされたタイミング信号を光信号に変換し、送信電力増幅部(#0)2−0に対して出力する。
下り送信/上り受信信号処理部10−0から出力されたタイミング信号は光ケーブル(#0)101を通って送信電力増幅部(#0)2−0に入力される。光−電気変換部21では送信電力増幅部(#0)2−0に入力されたタイミング信号を電気信号に変換し、そのタイミング信号をデシリアライザ22に出力する。
デシリアライザ22ではタイミング信号に対してシリアル−パラレル変換を行った後に、そのタイミング信号をデコーダ23へ出力する。デコーダ23ではタイミング信号に対して8B/10Bデコード処理を行った後に、そのタイミング信号をセレクタ(#3)24へ出力する。セレクタ(#3)24ではb側に対して信号を出力する設定となっているため、タイミング信号を遅延測定部26に出力する。
遅延測定部26ではタイミング信号を受信した際に、タイミング信号を出力した時に動作させていたカウンタの値をラッチする。ここで、ラッチしたカウンタの値はタイミング信号が送信電力増幅部(#0)2−0とディジタル信号処理部1との間の往復にかかった時間である。ディジタル信号処理部1と送信電力増幅部(#0)2−0との間で最も設置距離が遠い場合に必要な往復にかかる時間がシステムの設定時間として予め決められているので、遅延測定部26はその設定時間と測定したカウンタの値とを比較することによって遅延補正量を決定する。したがって、最も設定距離が遠い場合の補正量は“0”となり、設置距離が近くなるにつれて大きな値が設定される。
遅延測定部26では遅延制御用バッファ25に対して遅延量を設定した後に、セレクタ(#3)24及びセレクタ(#4)27に対して入出力設定の制御を行う。この場合、遅延測定部26はセレクタ(#3)24においてa側に対してデータを出力し、セレクタ(#4)27においてb側からのデータを出力するように制御を行う。
上記の処理を設置された各送信電力増幅部(#0〜#2)2−0〜2−2が各々の起動時に行うことによって下り送信データの出力タイミングを各送信電力増幅部(#0〜#2)2−0〜2−2間で同一タイミングに揃えることが可能となる。
このように、本実施例では、各送信電力増幅部(#0〜#2)2−0〜2−2でGPS(Global Positioning System)システム等の絶対時間を必要とせずに、遅延補正を行うことができるため、コストの削減を図ることができる。
また、本実施例では、送信電力増幅部(#0〜#2)2−0〜2−2にて光ケーブル遅延の測定をしているため、元々装置規模の大きなディジタル信号処理部1側には必要な回路追加がほとんどなく、遅延補正を行うことができる。
さらに、本実施例では、装置起動後、自動で光ケーブル(#0〜#2)101〜103での遅延時間を補正するため、光ケーブル(#0〜#2)101〜103の距離を考えることなく、新たな送信電力増幅部の設置や、一度設置した送信電力増幅部の再設置を行うことができる。
本発明の一実施例による無線基地局装置の構成を示すブロック図である。 図1のディジタル信号処理部の構成を示すブロック図である。 図1の送信電力増幅部各々の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例における下り送信信号の補正値を遅延制御用バッファに設定するまでの処理を示すシーケンスチャートである。 本発明の一実施例における装置起動時(=遅延時間測定中)のディジタル信号処理部1内の下り送信/上り受信信号処理部10−0の信号の流れを示す図である。 本発明の一実施例における装置起動時(=遅延時間測定中)の送信電力増幅部(#0)2−0内の信号の流れを示す図である。 本発明の一実施例における通常動作時のディジタル信号処理部1内の下り送信/上り受信信号処理部10−0の信号の流れを示す図である。 本発明の一実施例における通常動作時の送信電力増幅部(#0)2−0内の信号の流れを示す図である。
符号の説明
1 ディジタル信号処理部
2−0〜2−2 送信電力増幅部(#0〜#2)
10−0,10−1 下り送信/上り受信信号処理部
11 ディジタル信号制御部
12,28 エンコーダ(8B/10B Encoder)
13,29 シリアライザ(Ser)
14 セレクタ(#1)
15 電気−光変換部
16 セレクタ(#2)
17 セレクタ制御部
18,22 デシリアライザ(Des)
19,23 デコーダ(8B/10B Decoder)
21 光−電気変換部
24 セレクタ(#3)
25 遅延制御用バッファ
26 遅延測定部
27 セレクタ(#4)
101〜103 光ケーブル(#0〜#2)

Claims (9)

  1. 無線通信システムの中でディジタル信号処理部と複数の送信電力増幅部とを少なくとも光回線を用いて接続して構成される無線基地局装置であって、
    前記複数の送信電力増幅部各々は、入力信号を任意の時間だけ遅らせる遅延制御バッファと、装置起動時にタイミング信号を前記ディジタル信号処理部に発信して前記光回線の伝播遅延時間を測定しかつその測定結果を基に前記遅延制御バッファに遅延量を設定する手段とを有することを特徴とする無線基地局装置。
  2. 前記遅延制御バッファは、通常動作時に、前記装置起動時に設定された遅延量に基づいて前記入力信号を遅延することを特徴とする請求項1記載の無線基地局装置。
  3. 前記ディジタル信号処理部は、前記複数の送信電力増幅部各々からのタイミング信号をそれぞれループバックすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の無線基地局装置。
  4. 無線通信システムの中でディジタル信号処理部と複数の送信電力増幅部とを少なくとも光回線を用いて接続して構成される無線基地局装置において前記複数の送信電力増幅部各々に設置される遅延制御回路であって、
    入力信号を任意の時間だけ遅らせる遅延制御バッファと、前記無線基地局装置の起動時にタイミング信号を前記ディジタル信号処理部に発信して前記光回線の伝播遅延時間を測定しかつその測定結果を基に前記遅延制御バッファに遅延量を設定する測定手段とを有することを特徴とする遅延制御回路。
  5. 前記遅延制御バッファは、通常動作時に、前記装置起動時に設定された遅延量に基づいて前記入力信号を遅延することを特徴とする請求項4記載の遅延制御回路。
  6. 前記測定手段は、前記タイミング信号の発信時に前記ディジタル信号処理部にてループバックされた信号を基に前記光回線の伝播遅延時間を測定することを特徴とする請求項4または請求項5記載の遅延制御回路。
  7. 無線通信システムの中でディジタル信号処理部と複数の送信電力増幅部とを少なくとも光回線を用いて接続して構成される無線基地局装置に用いられる遅延制御方法であって、
    前記複数の送信電力増幅部各々に、入力信号を任意の時間だけ遅らせる遅延制御バッファを設け、
    前記複数の送信電力増幅部各々が、前記無線基地局装置の起動時にタイミング信号を前記ディジタル信号処理部に発信して前記光回線の伝播遅延時間を測定しかつその測定結果を基に前記遅延制御バッファに遅延量を設定する測定処理を実行することを特徴とする遅延制御方法。
  8. 前記遅延制御バッファが、通常動作時に、前記装置起動時に設定された遅延量に基づいて前記入力信号を遅延することを特徴とする請求項7記載の遅延制御方法。
  9. 前記測定処理において、前記タイミング信号の発信時に前記ディジタル信号処理部にてループバックされた信号を基に前記光回線の伝播遅延時間を測定することを特徴とする請求項7または請求項8記載の遅延制御方法。
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