JP2009239527A

JP2009239527A - 移動通信無線システム

Info

Publication number: JP2009239527A
Application number: JP2008081720A
Authority: JP
Inventors: Takushi Kotani; 卓士小谷
Original assignee: NEC Saitama Ltd
Current assignee: NEC Saitama Ltd
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-15

Abstract

【課題】光ケーブル分の遅延量をより正確に測定できることを含め、無線基地局装置と遠方に設置されている無線送受信機部との下り回線および上り回線、それぞれの伝播遅延誤差をより改善できる光遅延量補正回路を搭載した無線装置、移動通信無線システムを提供するである。
【解決手段】無線基地局部１と無線送受信機２で接続される入出力Ｉ／Ｆの周辺回路において、シリパラ変換部で発生する遅延量が、光通信の瞬断、再同期などによる回路遅延のばらつきが発生（変動）しても、シリパラ変換部（遅延量測定機能付）にて測定された同期確定後の遅延量をコントローラで読み出し、シリパラ変換遅延設定調整部にて最大絶対時間（固定値）に合うよう、コントローラで計算した遅延補正分を設定させる機能を持たせる。このようにして、本発明は、入力Ｉ／Ｆ周辺回路にて変動する遅延ばらつきを最小にすることで、報告される光ケーブル分の遅延量の値をより正確に改善できるシステムを提供できる。
【選択図】図２

Description

本発明は移動通信無線システムに関し、特に光伝送の全二重化方式（送受信１芯双方向）を採用した移動通信無線システムに関する。

従来の光遅延量補正回路を搭載した無線装置においては、光ケーブル分の遅延量を計算する際に、遅延量往復分の測定カウンタ値を１／２にして算出している。

また、光遅延量補正回路は、無線基地局装置と一番遠方に設置されている無線送受信機の最大遅延時間を合わせるよう、無線基地局の信号処理部にて各無線送受信機との遅延量（往復分）を測定し、その遅延測定結果を１／２にして、送信および受信のバッファ部に補正すべき遅延量をそれぞれ設定している。

特許文献１には、光伝送の全二重化方式（送受信１芯双方向）を採用した移動無線通信システムにおいて、無線基地局部と遠方に張り出されている各送受信機部との異なった絶対遅延時間を認識しなくても、無線基地局部の信号処理部にて各送受信機部との遅延時間を測定し、最も遠方にある送受信機部の最大遅延時間にあわせて補正できる発明が開示されている。

特開２００５−２４４５９７号公報

しかしながら、光遅延量補正回路を搭載した無線装置においては、入力Ｉ／Ｆ周辺のデバイスである直並列器（ＳｅｒＤｅｓ）の仕様によっては、光瞬断又は再同期による遅延ばらつきが発生（変動）するため、報告される光ケーブル分の遅延量にもばらつきが出てしまう可能性がある。

また、光遅延量補正回路は、無線基地局装置と一番遠方に設置されている無線送受信機の最大遅延時間を合わせるよう、無線基地局の信号処理部にて各無線送受信機との遅延量（往復分）を測定し、その遅延測定結果を１／２にして、送信および受信のバッファ部に補正すべき遅延量をそれぞれ設定しているが、デバイスに遅延ばらつきがあると、送信受信のバッファ部に設定する値にも正確ではなくなり、システムに影響を及ぼす可能性がある。すなわち、実際にはデバイス遅延自体が光瞬断又は再同期による遅延ばらつきが発生（変動）するため、再同期する度に光ケーブルの遅延量が変動してしまうことにある。

また、従来、遅延量補正バッファ部の遅延量補正値を計算するときに下り上りの折り返された遅延量測定カウンタ値を単純に半分にした値を使用しているため、特に長距離（例えば５０ｋｍ程度以上）においては、下り上りそれぞれのより正確な遅延補正値を設定できないという問題があった。

本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、その目的は光ケーブル分の遅延量をより正確に測定できることを含め、無線基地局装置と遠方に設置されている無線送受信機部との下り回線および上り回線、それぞれの伝播遅延誤差をより改善できる光遅延量補正回路を搭載した無線装置、移動通信無線システムを提供することにある。

上記課題を解決するにあたり、本発明は、光伝送の全二重化方式（送受信１芯双方向）を採用した移動通信無線システムにおいて、無線基地局装置と遠方に設置されている無線送受信機で、それぞれ異なった絶対遅延時間であっても、無線基地局の信号処理部にて各無線送受信機との遅延時間を測定し、一番遠方にある無線送受信機の最大遅延時間にあわせて、各無線送受信機の遅延時間を補正できる光遅延量補正回路を搭載した無線装置を供給できることを特徴としている。

図２の無線基地局部１と無線送受信機２で接続される入出力Ｉ／Ｆの周辺回路において、シリパラ変換部で発生する遅延量が、光通信の瞬断、再同期などによる回路遅延のばらつきが発生（変動）しても、シリパラ変換部（遅延量測定機能付）にて測定された同期確定後の遅延量をコントローラで読み出し、シリパラ変換遅延設定調整部にて最大絶対時間（固定値）に合うよう、コントローラで計算した遅延補正分を設定させる機能を持たせる。

このようにして、本発明は、入力Ｉ／Ｆ周辺回路にて変動する遅延ばらつきを最小にすることで、報告される光ケーブル分の遅延量の値をより正確に改善できるシステムを提供できる。

また、光伝送路において、下り上りの異なる光伝送速度が既知であることを考慮した一定の倍率を、折り返された遅延量測定カウンタ１２の測定値（下り上り合計遅延時間）にかける。その結果をもとに遅延補正値を算出し、送信遅延量バッファ部１１１および受信遅延量バッファ部１１２に設定させることで、下り回線および上り回線、それぞれの伝播遅延誤差が改善でき、より信頼できるシステムを提供できる。

本発明による第１の効果は、光瞬断または再同期時に入力Ｉ／Ｆ周辺回路にて発生する遅延ばらつきを最小（固定値）にすることで、報告される光ケーブル分の遅延量の値をより正確に改善できるシステムを提供できることにある。

これは、光ケーブル分の遅延量を計算する際に、折り返し分の測定カウンタ値３１３を１／２にするが、デバイス遅延自体が光瞬断又は再同期による遅延ばらつきが発生（変動）するため、その遅延ばらつきを最大遅延量（固定値）に合わせるよう、再同期の都度測定および補正値を計算して設定するからである。

また本発明による第２の効果は、第１の効果に加え、遅延バッファ遅延量部の送信受信の補正が精度よく設定できるため、セクタ間の伝播遅延誤差をより改善できる点にある。

これは、第１の効果の受信側シリパラ変換部による遅延のばらつきが固定値になることで、送信受信バッファ部に設定される補正値の精度がより改善できる（測定結果を１／２にする際にデバイス遅延も含むから）ことに加え、下り上りの異なる伝送速度が既知であることを考慮した一定倍率を折り返された測定カウンタ値（合計遅延時間）にそれぞれかけて遅延量補正バッファ部に設定するからである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明による移動通信無線システムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。

図１を参照すると、本システムは、上位装置とデータのアクセスを行う無線基地局部１と、携帯電話とデータの送受信を行う無線送受信機部２とその間を中継する光ケーブル３とで構成される。

なお、本明細書では、無線基地局部１から送受信機部２に向かう方向を下り方向と定義し、送受信機部２から無線基地局部１に向かう方向を上り方向と定義する。

下り回線は、データ多重分離などを行うベースバンド信号処理部４からのパラレルデータをシリアルデータに変換させる直並列器５と、直並列器５からのシリアルデータを光電変換させる光モジュール部６（Ｅ／Ｏ部）と、光ケーブル３通じて、逆光電変換させる光モジュール７（Ｏ／Ｅ部）と、シリパラ変換（シリアル−パラレル変換）を行う直並列器８と、データの多重分離等を行う信号処理部９と、Ａ／Ｄ変換、増幅などを行う無線部１０とで構成される。

上り回線は、無線送受信機部２のアンテナからの受信データをＤ／Ａ変換等処理する無線部１０と、無線部１０からのデータが信号処理部９と直並列器８を通過しシリアル化されたデータを光電変換させる光モジュール７（Ｅ／Ｏ部）と、光ケーブル３を通じて逆光電変換させる光モジュール６（Ｏ／Ｅ部）と、電気変換された信号をパラレル化させる直並列器５と、データ処理を行うベースバンド信号処理部４とで構成される。

ベースバンド信号処理部４は、光ケーブル３下り上りにおける折り返し遅延量の測定用として、固定データを一定周期で送信する遅延量測定データ送信部１１と、無線送受信機部２から、信号処理部９で折り返される固定データを測定する遅延量測定カウンタ１２と、その遅延量カウンタ１２の値から遅延補正量を計算し、データを下り上りそれぞれ遅延させる遅延量補正バッファ部１３とで構成される。

光モジュール部６および光モジュール部７は、１本の光ファイバ３で送受信を行う一芯双方向の波長分割多重方式（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を採用している。

また、本装置の構成は、無線基地局部１から光ケーブル１４を通して、無線送受信機部１５、無線送受信機１６など、拡張することができる。

次に、図１に示した本発明の基本構成における、遅延量ばらつき補正に関わる構成の詳細を説明する。

図２は、図１に示した構成において、遅延量ばらつき補正に関わる構成の詳細を示すブロック図である。

無線基地局部１の遅延ばらつき補正部１００は、光モジュール部６からのシリアル受信信号をパラレル化するシリパラ変換部１０１と、遅延量測定機能を持つシリパラ変換部１０１から遅延量測定結果を読み出す遅延量測定読出し部１０２と、遅延量測定結果から最大遅延量（固定値）にするために補正値（差分）を計算するためのコントローラ１０３と、補正されるシリパラ変換補正部１０４とで構成される。

同様に、無線送受信機部２の遅延ばらつき補正部１０５は、光モジュール部７からのシリアル受信信号をパラレル化するシリパラ変換部１０６と、シリパラ変換部１０６から遅延量測定結果を読み出す遅延量測定読出し部１０７と、遅延量補正分を計算するためのコントローラ１０８と、補正されるシリパラ変換補正部１０９と、補正値設定が終了したことを無線基地局部１に知らせる折り返し部１１０とで構成される。

次に、往復分の遅延量測定および送受における遅延量補正の構成について説明する。

ベースバンド信号処理部４は、遅延量測定データ送信部１１から固定データの送信の制御と、遅延量測定カウンタ１２からのカウンタ値を受信し遅延量補正値の計算を行うコントローラ１０３を有する。

遅延量補正バッファ部１３は、コントローラ１０３にて計算された下りの遅延量補正値を受け取り、補正値分送信データを遅延させる送信遅延量補正バッファ部１１１と、同様に上りの遅延量補正値を受け取り、補正値分受信データを遅延させる受信遅延量補正バッファ部１１２とを有して構成される。

次に、コントローラ１０３にて遅延補正量の計算に必要な使用波長の情報を読み出す構成は、コントローラ１０３へ波長種別を転送する光モジュール波長種別（λ１、λ２）読出し部１１３と、その光モジュール波長種別（λ１、λ２）読出し部１１３に光ケーブル３を通した無線送受信機部２の光モジュール部７の波長種別を知らせる光モジュール波長種別（λ２）読出し部１１４とで構成されている。

次に、シリパラ変換による遅延補正の詳細について、図３のデータ構成を用いて説明する。

図３に示すように、光ケーブルの瞬断、再同期により、シリアルデータ２００を通してパラレルデータ２０１の先頭Ｋがずれるため、ワードアライメントデータ２０２化したとき、遅延量測定読出し（Ｘ）の値が異なる。

そのＸ値を、想定されるデバイスの最大遅延量に合わせるため、遅延調整（Ｙ）をコントローラ１０３にて計算する。ここで、
遅延補正（Ｙ）＝最大遅延量（既知）−遅延量測定読出し（Ｘ）
である。

次に、図４に遅延量補正値を設定するための補正倍率を提示した表を示す。

まず、コントローラ１０３にて計算する下り上りの各遅延量補正値は、光ケーブル３を通過する遅延時間が下り上りで異なるため、折り返しトータルで測定する遅延量測定カウンタ１２のカウンタ値を下り上りで倍率を考慮する必要がある。

使用する光モジュールの波長を下りλ１（例１．４９μｍ）、上りλ２（例１．３１μｍ）とすると、それぞれに関係した群屈折率はｎ１，ｎ２となる。

また、光ファイバ内を通過する伝送速度は、真空中の光速度ｃ［ｍ／ｓ］に対する群屈折率の除算によって、Ｖ１，Ｖ２となり、遅延量測定カウンタ１２による実測した往復時間Ｔにかかるそれぞれの補正倍率Ｍ１は、１／（Ｖ１／Ｖ２＋１）、補正倍率Ｍ２は、１／（Ｖ２／Ｖ１＋１）とされる。

その結果、送信遅延量補正バッファ部１１１および受信遅延量補正バッファ部１１２の設定は、無線送受信機部２の設置台数のうち最大遠方にある最大遅延時間に合わせるため、最大遅延量から遅延量測定カウンタ１２の値Ｔ×補正倍率（Ｍ１またはＭ２のいずれか）を差し引いた値となる。

次に、図１、図２、図３、図４に示す本実施の形態の動作について、図５のフローチャートを参照して説明する。

無線基地局部１側のベースバンド信号処理部４と、無線送受信機２側のシーケンスにおいて、まず、本無線システムである無線基地局部１側と無線送受信機２側の装置電源をスタートさせる（ステップ３００）。

次に、ベースバンド信号処理部４にて、無線送受信機２側との光回線接続確認（ステップ３０１）の実施後、コントローラ１０３は、無線基地局部１の光モジュール種別λ１の情報と、折り返し部１１０にて折り返し（ステップ３０２）、光回線を通した無線送受信機２側の光モジュール波長種別λ２の情報を認識し、コントローラ１０３へ光モジュールの種別（λ１、λ２）をリードおよび設定される（ステップ３０３）。

次に、ベースバンド信号処理部４において、シリパラ変換部から遅延測定の読出しを行い（ステップ３０４）、コントローラ１０３にてシリパラ遅延補正値の計算および設定を行う（ステップ３０５）。

同様に無線送受信部２においても、シリパラ遅延測定の読出し（ステップ３０６）とシリパラ遅延補正値の計算および設定（ステップ３０７）を行い、折り返し部１１０にて折り返し（ステップ３０８）、光回線を経由して、ベースバンド信号処理部４にて遅延補正設定完了の確認を行う（ステップ３０９）。

無線送受信機２側へ遅延量測定データ送信部１１から下り送信データに多重させた遅延用測定固定データを送信し（ステップ３１０）、無線送受信部２の折り返し部１１０にて、その固定データを折り返し（ステップ３１１）後、ベースバンド信号処理部４の遅延量測定カウンタ１２にて固定データを受信する（ステップ３１２）。

コントローラ１０３は、遅延量測定カウンタ値のリードを（ステップ３１３）にてｉ回繰り返す。ｎ回になるまでの測定結果が仕様ばらつき範囲内であれば（ステップ３１４）、コントローラ１０３にて、最後のカウンタ値又は平均値などをもとに光ケーブル分の遅延量を計算する（ステップ３１５）。光ケーブル遅延量は、折り返し分の測定カウンタ値を１／２した後、デバイス遅延分を引くこととする。

遅延測定カウンタ値仕様ばらつき範囲外であれば（ステップ３１４）、リセットによる再確認または動作停止とする（ステップ３１６）。

次に送信と受信の遅延量補正値を計算（ステップ３１７）した結果を遅延量補正バッファ部１３の送信遅延量補正バッファ部１１１と受信遅延量補正バッファ部１１２に設定し（ステップ３１８）、最大遠方にいる無線送受信機２の最大遅延量にあわせる様、補正値分のデータを遅延させた通常動作に入る（ステップ３１９）。

以上説明した本発明の第１の効果は、光瞬断または再同期時に入力Ｉ／Ｆ周辺回路にて発生する遅延ばらつきを最小（固定値）にすることで、報告される光ケーブル分の遅延量の値をより正確に改善できるシステムを提供できることである。

その理由は、光ケーブル分の遅延量を計算する際に、折り返し分の測定カウンタ値３１３を１／２にするが、デバイス遅延自体が光瞬断又は再同期による遅延ばらつきが発生（変動）するため、その遅延ばらつきを最大遅延量（固定値）に合わせるよう、再同期の都度測定および補正値を計算して設定するからである。

また本発明の第２の効果は、第１の効果に加え、遅延バッファ遅延量部の送信受信の補正が精度よく設定できるため、セクタ間の伝播遅延誤差をより改善できることである。

その理由は、第１の効果の受信側シリパラ変換部による遅延のばらつきが固定値になることで、送信受信バッファ部に設定される補正値の精度がより改善できる（測定結果を１／２にする際にデバイス遅延も含むから）ことに加え、下り上りの異なる伝送速度が既知であることを考慮した一定倍率を折り返された測定カウンタ値（合計遅延時間）にそれぞれかけて遅延量補正バッファ部に設定するからである。

次に別の実施の形態について説明する。

図６は、本発明の、図２とは別の実施の形態を示すブロック図である。

この実施の形態は、図２に説明した光遅延量補正回路を搭載した無線装置において、無線送受信機部２が複数存在し、それらを光ケーブルにてカスケード接続する構成を想定したものである。

カスケード接続下り信号は、光モジュール部７から分岐（スルー）した信号を後段の無線送受信機４００に渡すため、Ｅ／Ｏ変換させる光モジュール部４０１と、光ケーブル４０２を通して接続される光モジュール部４０３と、Ｏ／Ｅ変換後のデータをパラレル化させるシリパラ変換部４０４と、シリパラ変換部４０４で発生する遅延ばらつきを補正するためのシリパラ変換遅延設定補正部４０５とで構成される。

カスケード接続上り信号は、折り返し部４０６からのデータをシリアル化させるパラシリ（パラレル−シリアル）変換部４０７と、光モジュール部４０１（Ｅ／Ｏ変換）と、光モジュール部４０３（Ｏ／Ｅ変換）と、データを無線基地局部１に渡すための多重部４０８とで構成される。

さらに後段のカスケード接続構成としては、同様に、光モジュール部４０９と、多重部４１０と、後段に接続させる光ケーブル４１１とで構成される。

このような構成においても本発明の光遅延量補正回路を適用することができる。

本発明による移動通信無線システムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。図１に示した構成において、遅延量ばらつき補正に関わる構成の詳細を示すブロック図である。シリパラ変換による遅延補正の詳細について説明する図である。遅延量補正値を設定するための補正倍率を提示した表を示す図である。本実施の形態の動作のフローチャートである。本発明の、図２とは別の実施の形態を示すブロック図である。

符号の説明

１無線基地局部
２無線送受信機部
３光ケーブル
４バースバンド信号処理部
５直並列器
６光モジュール部
７光モジュール部
８直並列器
９信号処理部
１０無線部
１１遅延量測定データ送信部
１２遅延量測定カウンタ
１３遅延量補正バッファ部
１４光ケーブル
１５無線送受信機部
１６無線送受信機部
１００遅延ばらつき補正部
１０１シリパラ変換部
１０２遅延量測定読出し部
１０３コントローラ
１０４シリパラ変換遅延設定補正部
１０５遅延ばらつき補正部
１０６シリパラ変換部
１０７遅延量測定読出し部
１０８コントローラ
１０９シリパラ変換遅延設定補正部
１１０折り返し部
１１１送信遅延量補正バッファ部
１１２．受信遅延量補正バッファ部
１１３光モジュール波長種別（λ１／λ２）読出し部
１１４光モジュール波長種別（λ２）読出し部
２００シリアルデータ
２０１パラレルデータ
２０２ワードアライメントデータ
４００無線送受信機部
４０１光モジュール部
４０２光ケーブル
４０３光モジュール部
４０４シリパラ変換部
４０５シリパラ変換遅延設定補正部
４０６折り返し部
４０７パラシリ変換部
４０８多重部
４０９光モジュール
４１０多重部
４１１光ケーブル

Claims

光回線の遅延量を測定し、下り上りの遅延量を補正するＷＤＭ光モジュールを有する光遅延量補正回路を搭載した無線装置において、
入出力Ｉ／Ｆの周辺回路による遅延ばらつきに基づいた遅延補正を行うことを特徴とする無線装置。
前記入出力Ｉ／Ｆの周辺回路の直並列器による遅延ばらつきに基づいた遅延補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
光回線の遅延量を測定し、下り上りの遅延量を補正するＷＤＭ光モジュールを有する光遅延量補正回路を搭載した無線装置の動作を制御するソフトウェアプログラムにおいて、
入出力Ｉ／Ｆの周辺回路による遅延ばらつきに基づいた遅延補正を行うことを特徴とするソフトウェアプログラム。
前記入出力Ｉ／Ｆの周辺回路の直並列器による遅延ばらつきに基づいた遅延補正を行うことを特徴とする請求項３に記載のソフトウェアプログラム。
無線基地局部と、送受信機部と、前記無線基地局部と前記送受信機部とを接続する光ケーブルとを備え、
前記無線基地局部が、前記光ケーブルを介して前記送受信機部に対してデータ送信し、該データが前記送受信機部で折り返されて帰還するまでの時間に基づいた伝送遅延量を測定して遅延量補正を行う手段と、入出力Ｉ／Ｆの周辺回路による遅延ばらつきに基づいた遅延補正を行う手段とを有する
ことを特徴とする移動無線通信システム。
前記入出力Ｉ／Ｆの周辺回路の直並列器による遅延ばらつきに基づいた遅延補正を行うことを特徴とする請求項５に記載の移動無線通信システム。
前記送受信機部が複数も受けられてカスケード接続されていることを特徴とする請求項５または６に記載の移動無線通信システム。