JP2011521503A - 無線機器(re)に基づく同期 - Google Patents

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Abstract

分散型無線基地局は、第1の無線機器コントローラ(REC)ノード(12)と、第2の無線機器コントローラ(REC)ノード(14)と、1つ以上の無線端末と無線インタフェースを介して情報を送受信する無線機器(RE)ノード(16)とを含む。第1のRECノードおよび第2のRECノードはREノードから物理的に離れている。第1のRECノードおよび/または第2のRECノードは伝送リンクによってREノードに接続されている。同期基準情報はRECノードとREノードとのうちの1つに供給される。一方のノードにおける同期基準情報は、タイミング差を生成するために別のRECノードから受信されたタイミング情報と比較される。タイミング差は、REノードと第1のRECノードと第2のRECノードとの間でタイミング同期化を実現するために別のノードのタイミングユニットを調整するため使用される。

Description

本技術分野は無線通信に関し、本願における技術は分散型無線基地局を同期させることに関する。
分散型無線基地局(RBS)は、典型的に、1つ以上のローカルまたはリモート無線機器(RE)に連結された1つの無線機器コントローラ(REC)を含む。しかし、多数のRECを分散型無線通信局の中に組み込むことが望ましい状況が存在する。たとえば、REが多数のワイヤレス通信規格を同時にサポートすることが技術的に実現可能である。1つのREに接続された多数の低価格RECを異なる無線ワイヤレス規格、たとえば、WCDMA、および、ユニバーサル移動体通信システム(UTMS)のロング・ターム・エボリューション(LTE)に基づいて無線通信の役目を果たすために利用することができる。1つのREに接続された多数のRECは、無線基地局の能力および性能を高めるために役立つことができる。
同期は分散型無線基地局における重要な問題である。いくつかのワイヤレス通信規格、たとえば、LTEは、1マイクロ秒程度の時間同期精度を必要とする。実際には、この種の時間同期精度は、無線基地局サイトにGPS受信機または他の精密な時間基準を必要とすることがあり得る。したがって、基地局はワイヤレス通信システムの進化世代における低価格全地球測位(GPS)配備をサポートすることが望ましい。GPS受信機は良好な衛星受信のため設置されるべきである。このことは、多くの場合に、基地局タワーまたはマストへの設置を意味し、これは少なくともREにきわめて近接していることを示唆する。GPS受信機をREの機械的解法の範囲内で搭載すること、たとえば、美的に魅力的な外観を与えるためにGPS受信機がREに直接ボルト締めされることが望ましい。このような据え付けでは、GPS受信機がRECに接続されている場合、これは、両方ともに望ましくない長い電路および避電を必要とする。
分散型無線基地局は、たとえば、RECと1つ以上のローカルまたはリモートREとの間のインタフェースを規定する公用無線インタフェース(CPRI)規格に基づくことができる。CPRI規格バージョン3.0は参照によって本明細書中に組み込まれている。2005年5月18日に出願された、発明の名称が「Determining A Time Difference Between First And Second Clock Domains」である同一出願人による関連した米国特許出願公開第11/131,347号も同様に参照によってここに組み込まれている。マルチREC分散型無線基地局は現行のCPRI規格ではサポートされていない。RECが多数のボードまたはユニットを使用して構築される場合、専用であり、かつ、独自に開発された同期解決策が使用可能であるが、CPRIの中で多重REC分散型無線基地局を標準化することが望ましい。
同じREのために役立つ2台以上のRECは共通の周波数基準をもつべきである。そうでなければ、たとえば、共通の送信/受信周波数を実現するための協調がないこと、および、CPRIインタフェースのような複数のRECと(複数の)REとの間のインタフェースに「ビットスリップ」といった多数の問題が生じ、次にエアーインタフェースに歪みを生じさせる。また、複数のRECは、共通の時間基準をもつべきであり、そうでなければ、REは、エアーインタフェース測定を参照するために多数の時間基準(各RECに1個ずつ)を維持する必要がある。
従来的に、基地局は着信転送ネットワークのクロックを抽出することにより着信転送ネットワークに同期化される。基地局の中の多数のRECのうちの1つがSDHまたはPDH転送ネットワークにアクセスできる場合、このRECは周波数基準を生成可能である。しかし、いくつかのRECは、安定したビットクロックを供給する転送ネットワークに直接アクセスできないことがあり、たとえば、複数のRECはイーサネットインタフェースだけにアクセスできる。イーサネット転送ネットワークだけに接続されているRECは高度に安定した発振器を有するか、または、GPS受信機にアクセスできることが必要である。
1つのREを共用する2台のRECを、2台のRECが確実に同期化されるように付加専用ケーブルで接続することができる。しかし、この方法は、致命的な障害の可能性の増加のため(付加ケーブルが破損する可能性がある)基地局の信頼性を低下させ、基地局のコストを増加させる。基地局の中に既に存在しているケーブルを利用する方がより有利である。
本願における技術は、上記問題を解決し、背景技術に記載された望ましい目的を達成する。分散型無線基地局は、第1の無線機器コントローラ(REC)ノードと、第2の無線機器コントローラ(REC)ノードと、無線インタフェースを介して1つ以上の無線端末と情報を送受信する無線機器(RE)ノードとを含む。第1のRECノードおよび第2のRECノードはREノードから物理的に離れている。第1のRECノードおよび/または第2のRECノードは伝送リンクによってREノードに接続されている。同期基準情報はREノードおよびRECノードのうちの1つに供給される。一方のノードにおける同期基準情報はタイミング差を生成するため別のRECノードから受信されたタイミング情報と比較される。タイミング差は他のノードでのタイミングユニットを調整するため使用される。
例示的なアプリケーションでは、第1のRECノードは、第1のタイプの無線通信技術に従って動作するように構成され、第2のRECノードは第2の異なるタイプの無線通信技術に従って動作するように構成されている。代替的に、両方のRECノードを、同じタイプの無線通信技術に従って動作するように構成することができる。
好ましい例示的な実施形態では、無線基地局におけるノード間の1つ以上のインタフェースはCPRIインタフェースである。同期基準情報は、タイミング情報、周波数情報、または両方を含むことができる。
例示的な構成では、一方のノードはRECノードのうちの1つであり、比較はREノードまたはRECノードのうちの1つにおいて実行され、REノードは、REノードのタイミングを一方のノードから受信された同期基準情報に同期化する。別の例示的な構成では、一方のノードはREであり、比較はREノードまたはRECノードのうちの1つにおいて実行される。代替的に、RECノードはカスケード接続され、一方のRECノードはタイミング差をもう一方のRECノードへ伝える。別の例示的な構成では、RECノードは並列接続され、一方のRECノードがタイミング差をもう一方のRECノードへ伝えるか、または、REノードがタイミング差を他のRECノードへ伝える。代替的に、多数のREノードがカスケード接続され、少なくとも1つのRCノードが各REノードに接続されている。
REノードは、たとえば、GPSタイミング情報を受信することがあり、同期基準情報は受信されたGPS情報に基づいている。代替的に、RECノードは、転送ネットワークから同期基準情報を受信することができる。
別の例示的な実施形態は、コントローラと、コントローラに連結され、無線インタフェースを介して1つ以上の無線端末と情報を送受信する無線送受信回路と、第1の無線機器コントローラ(REC)ノードおよび第2の無線機器コントローラ(REC)ノードと通信する1つ以上の通信リンクインタフェースとを含む無線機器(RE)ノードに関する。REノードと、第1のRECノードおよび第2のRECノードとは、一体となって無線基地局を形成する。REノードは、同期基準情報を受信するタイミングユニットと、第1のRECノードおよび第2のRECノードのうちの1つからの同期情報を同期基準情報と比較する比較器とを有する。REノードは、第1のRECノードと第2のRECノードとREノードとの間で同期化を可能にするため一方のRECノードで用いられる同期調整情報を供給する。本実施形態の非限定的な例示的な実施では、タイミングユニットは、同期基準情報に対応する値がロードされるエアー・フレーム・カウンタを含む。REノードは、RECノードのうちの1つから、または、外部タイミング源から同期基準情報を受信することができる。
別の実施例の実施形態は、コントローラと、第1の無線機器(RE)ノードと通信するRE通信リンクインタフェースと、第2の無線機器コントローラ(REC)ノードと通信するREC通信リンクインタフェースとを含む第1の無線機器コントローラ(REC)ノードに関する。REノードと、第1のRECノードおよび第2のRECノードとは、一体となって無線基地局を形成する。第1のRECは、REノードと、第1のRECノードと、第2のRECノードとの間のタイミング同期化を実現するために、同期基準情報と第2のRECから受信されたタイミング情報との間で決定されたタイミング差情報を第2のRECに供給する。本実施形態の非限定的な例示的な実施では、第1のRECの中のタイミングユニットと接続されているタイミング比較器は、タイミング差を生成し、REC通信リンクインタフェースを介してタイミング差情報を第2のRECに供給するために、同期基準情報を第2のRECから受信されたタイミング情報と比較する。第1のRECノードは、REノードからまたは外部タイミング源から同期基準情報を受信することができる。
種々の構成および同期オプションの可能性を有する多数のRECを備える分散型無線基地局の非限定的な例示的な機能ブロック図である。 分散型無線基地局において複数のRECおよび(複数の)REを同期化する非限定的な例示的な手順を示すフローチャートである。 種々の構成および同期オプションの可能性を有する多数のRECおよび多数のREを備える分散型無線基地局の別の非限定的な例示的な機能ブロック図である。 CPRIに基づく分散型無線基地局の非限定的な例示的な機能ブロック図である。 多数のRECを有するCPRIに基づく分散型無線基地局の非限定的な例示的な機能ブロック図である。 多数のRECを1つ以上のREと同期化させるため使用されることができる種々の非限定的な例示的な分散型無線基地局構成を示す図である。 多数のRECを1つ以上のREと同期化させるため使用されることができる種々の非限定的な例示的な分散型無線基地局構成を示す図である。 多数のRECを1つ以上のREと同期化させるため使用されることができる種々の非限定的な例示的な分散型無線基地局構成を示す図である。 多数のRECを1つ以上のREと同期化させるため使用されることができる種々の非限定的な例示的な分散型無線基地局構成を示す図である。 多数のRECを1つ以上のREと同期化させるため使用されることができる種々の非限定的な例示的な分散型無線基地局構成を示す図である。 多数のRECを1つ以上のREと同期化させるため使用されることができる種々の非限定的な例示的な分散型無線基地局構成を示す図である。 多数のRECを1つ以上のREと同期化させるため使用されることができる種々の非限定的な例示的な分散型無線基地局構成を示す図である。 多数のRECを1つ以上のREと同期化させるため使用されることができる種々の非限定的な例示的な分散型無線基地局構成を示す図である。 REのCPRIに基づく同期化ブロックの非限定的な例示的な機能ブロック図である。 RECのCPRIに基づく同期化ブロックの非限定的な例示的な機能ブロック図である。 CPRIに基づくシステムにおいてRECおよびREを同期化する非限定的な例示的な手順を示すフローチャートである。 CPRIに基づくシステムにおいて第1のRECおよび第2のRECを同期化する非限定的な例示的な手順を示すフローチャートである。 REが位相比較を実行するCPRIに基づくシステムにおいて複数のRECおよびREを同期化する非限定的な例示的な手順を示すフローチャートである。
以下の記載では、限定ではなく説明のため、特有のノード、機能的なエンティティ、手法、プロトコル、規格などのような特定の細部が記載された技術の理解をもたらすために示されている。たとえば、いくつかの例示的な実施形態は、CPRIに基づくシステムを使用する。しかし、技術はCPRIに基づくシステムに限定されない。他の例では、周知の方法、装置、手法などの詳細な記載は、不必要な詳説で記載を分かり難くしないように省かれている。個々の機能ブロックは図面に示されている。当業者は、これらのブロックの機能が個々のハードウェア回路を使用して、適切にプログラムされたマイクロプロセッサまたは汎用コンピュータと共にソフトウェアプログラムおよびデータを使用して、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブル・ロジック・アレイを使用して、および/または、1つ以上のデジタル信号プロセッサ(DSP)を使用して実施されてもよいことが分かるであろう。
図1は、種々の構成および同期オプションの可能性を有する多数のREC12および14と少なくとも1つのRE16とを備える分散型無線基地局10の非限定的な例示的な機能ブロック図である。REC1 12は、RE12とのインタフェースI/F1に役立つ通信ユニット26を含む。基地局の構成に依存して、REC1 12は、それ自体のインタフェースI/F2(構成に依存して選択可能であることを示すために破線として図示している)を介してREC2 14と直接的に通信することもできる。コントローラ22はREC12の全体的な動作を制御し、タイミングユニット24は、REC1のためのタイミングの生成を生成し、REC1が同期を達成し、基地局10のためのタイミングと同期した状態を維持することを確実にする役割を担う。タイミングユニット24の中の比較器25は、(その使用が基地局構成に依存するため破線で図示している)、タイミング差を決定するために、他のRECタイミング情報を外部同期基準タイミング情報と比較するため使用されることができる。同期基準タイミング情報は、図示されているように、ブロック18から、または、ブロック20から破線を介して外部同期基準タイミング情報を受信するREから、破線を介してREC1に直接的に供給されることができる。タイミング差は、I/F3を用いて直接的に、または、I/F2を用いてREを介して、少なくとも1つのREC、ここでは、REC2に供給され、REC2において、タイミング差は、RECに固有のタイミングユニットを制御(たとえば、調整)するため使用される。同様に、REC2 14は、コントローラ28、タイミングユニット30、選択可能な比較器31、および通信ユニット32を含む。
RE16は、少なくとも1つのREC1 12とのインタフェースI/F1に役立つ通信ユニット34を含む。基地局の構成に依存して、RE16は、それぞれのインタフェースI/F2(構成に依存して選択可能であることを示すために破線として示している)を介してREC2 14と直接的にさらに通信することができる。コントローラ36はRE16の全体的な動作を制御し、タイミングユニット38はREのためのタイミングを生成し、REが基地局10の中の複数のRECおよびいずれかの他の複数のREのためのタイミングとの同期を達成し、同期を維持し続けることを確実にする役割を担う。タイミングユニット38の中の比較器39(使用が基地局構成に依存するため破線を用いて示している)は、タイミング差を決定するために、RECタイミング情報を外部同期基準タイミング情報と比較するため使用されることができる。同期基準タイミング情報は、ブロック20から破線を用いて示されているように直接的に、または、ブロック18から破線を介して外部同期基準タイミング情報を受信する複数のRECのうちの1つからREに供給されることができる。このタイミング差は、I/F1もしくはI/F2を介して直接的に、または、REC−REC間インタフェースI/F3が存在する場合には別のRECを介して、少なくとも1つのRECに供給され、この少なくとも1つのRECでRECのそれぞれのタイミングユニットを制御(たとえば、調整)するため使用される。
図2は、分散型無線基地局における複数のRECおよび(複数の)REを同期化する非限定的な例示的な手順を示すフローチャートである。分散型基地局は、少なくとも1つのREに連結されている2台以上のRECが設けられている(ステップS1)。同期基準情報は、RECノードまたはREノードのうちの1つのノードに供給される(ステップS2)。同期基準は、タイミング差を生成するために、RECノードまたはREノードのうちの別のノードから受信されたタイミング情報と比較される(ステップS3)。タイミング差は、次に、REと複数のRECノードとの間でタイミング同期を達成するために、無線基地局の中の別のRECノードでタイミングユニットを調整するため使用される。
図3は、種々の構成および同期オプションの可能性を有する多数のRECおよび多数のREを備える分散型無線基地局の別の非限定的な例示的な機能ブロック図である。無線基地局50は、1つ以上のアンテナを用いてインタフェースを介して無線端末と通信する。基地局は(複数の)適当なインタフェースを介して他の(複数の)ネットワークノードとさらに通信する。例示的な実施形態は、1つのRECノードに連結された2台のRECノードを示しているが、3台以上のRECノードをREノードに連結することができる。図3では、52、54および56と呼ばれるN台のRECノードが第1のREノード58に連結されている。これらのN台のRECノードは、それぞれが対応する直接的なインタフェース62、64および68を介して並列に第1のREノード58に連結されることができる。代替的に、N台のRECは、カスケード構成で接続され、REC−REC間インタフェース70および72を用いて第1のRE58と通信することができる。これらのREC間インタフェースは、タイミング情報がRECカスケードチェインに沿って転送されることを可能にする。好ましくは、タイミング調整は、基地局における伝搬遅延、すなわち、同期信号をRECタイミングユニットから測定ポイントへ伝搬させるために要する期間のため補償される。基地局50は、多数のREノードをさらに含むことができる。2台のREノード58および60は、RE−RE間インタフェース70を介して通信する。第2のREノードは、1つ以上のRECへの直接的な接続をさらに有することができる。本実施例では、RE60とREC54との間の代表的な接続がインタフェース66を用いて表されている。
図4は、CPRIに基づく分散型基地局80の非限定的な例示的な機能ブロック図である。図示された3台のRE(RE1、RE2およびRE3)はREC82に連結され、それぞれのCPRIインタフェースを介してREC82と通信する。各REはアナログ部88およびデジタル部86を含む。アナログ部は、無線送受信回路と、増幅器と、フィルタなどを含む。デジタル部86は数個の機能ブロックを含む。CPRIインタフェースブロック92は、CPRIインタフェースを介して適切なタイミングに適切なフォーマットで受信および送信を統合し、(REにおける周波数生成のため)CPRIインタフェース・クロックを復元し、基地局のフレーム番号(BFN)番号およびフレーム開始を検出する。同期生成ブロック96は、CPRIインタフェースブロック92からの入力およびCPRI伝搬遅延に関する情報に基づいて、REクロック(BFNおよびフレーム開始を含む)にコヒーレントであるクロック信号を生成する。デジタル無線ブロック94は、チャネル・フィルタリングおよびクリッピングのような種々の信号処理機能を実行する。CPU90はRE88の動作を制御する。
REC82は、トラフィック処理を実施するデジタル信号処理(DSP)部100と、数個の機能ブロックを含むプラットフォーム部10とを含む。CPRIインタフェースブロック106は、CPRIフォーマットを使用してCPRIインタフェース情報を受信し送信する。同期生成ブロック110は、供給された時間および/または周波数基準に基づいて無線基地局において必要な時間および周波数クロックを生成する。転送(TN)インタフェースブロック108は、コアネットワークへの接続性を提供するために信号を受信し転送ネットワークへ送信する。TNインタフェース108は、受信された転送ネットワーク・インタフェース・クロック、および、NTPのような他の転送に基づく同期基準をさらに抽出する。これらの同期基準は、同期生成ブロックへ転送され、基地局クロックへの基準として使用されることができる。
REC82および複数のRE84は、CPRIインタフェースを用いて接続されている。RECの同期生成ブロック110はCPRI時間および周波数を生成し、REは同期ブロック96においてCPRI時間および周波数を生成する。周波数は、RF搬送波生成のための安定した周波数を供給するため再生される。時間は着信するタイミング基準の間で時間測定を実行するために再生される。RECは、CPRI時間および周波数同期の基礎を転送ネットワークまたはGPS信号からの時間および周波数基準においている。1つ以上のGPS受信機をRECに接続することができる。
CPRIの特徴はCPRIが複数のREのカスケード化を許可することである。この構成では、時間基準は一方のREから次のREへ転送される。本願に記載されている技術はカスケードチェインの中のいずれかのREに適用可能である。
図5は、1つのRE84に連結された2台のREC82(3台以上のRECが使用可能である)を有するCPRIに基づくマルチREC無線基地局120の非限定的な例示的な機能ブロック図である。本構成では、複数のRECのうちの1つは、外部同期基準にアクセス可能である。複数のRECのうちの1つは、たとえば、WCDMA REC1であり、もう一方はLTE REC2でもよく、WCDMA REC1は、外部同期基準として転送ネットワークSTM−1ビットクロックにアクセス可能である。それぞれのCPRIインタフェースを介して、両方のRECは、時間情報および周波数情報をREに供給する。REは、REC1が同期マスタであり、REがREの同期ブロック96の基準としてREC1へのCPRIインタフェースを使用することを通知される。REは、他のREC2/CPRIインタフェース上のタイミング情報を測定するだけである。この非限定的な例示的な実施形態では、REの中の位相比較器は、基準間の差を決定するためにこれらの2個のCPRIインタフェースを介して受信されたタイミング情報を比較する。測定された時間差は、CPRIインタフェースによって提供される制御および管理(C&M)リンク上で、REによってスレーブREC2へ送信される。REC2は、その後、外部同期基準を有するマスタREC1の時間および周波数を採用可能であり、その結果として、REとREC1とREC2とがすべて同期化される。
位相比較はRE84で実行され、2台のRECが同じREと通信するので、2台のRECは容易に同期化可能である。2台のRECの間で別個の同期インタフェースを使用する場合と比べると、この同期アプローチは、背景技術の欄に記載されているような付加ケーブル敷設の致命的な故障の可能性を減少させる。この例示的な実施形態の別の利点は、複数のRECとREの両方がシングルREC RBSとマルチREC RBSとにおいて同じ役割を担うことである。RECは、CPRI同期情報を一貫して生成し、REはCPRI同期情報を一貫して再生する。
図6〜13は、多数のRECを1つ以上のREと同期化するため使用されることができる種々の非限定的な例示的な分散型無線基地局構成を示している。これらの構成は、限定されることなくCPRI実施を含む多数のRECを使用するいずれかの分散型基地局のため使用されることができる。使用される構成は、冗長性のためのインタフェースおよびサポートの可用性に依存する。図6は図5におけるCPRIに固有の状況で既に記載されている構成を一般的な形式で表している。
図7では、1つだけのREC1がREとインタフェースをとり、REC1およびREC2はカスケード接続され、同期基準はマスタREC1によって供給される。位相/タイミング差決定(決定の場所はアステリスクによって示している)は、REとインタフェースをとるREC1によって実行されることができる。REC2は、REC2のタイミング情報をREC1に供給し、REC1は、REC2から受信されたタイミング情報を同期基準と非アックし、差をREC2へ返信する。REC2のタイミングブロックは、その後に、RE、REC1、およびREC2が同期化されるように差に基づいてREC2のタイミングを調整する。REC2の中のアステリスクは、代替的な構成では、REC2は、REC1からのタイミング基準に基づいてREC2のタイミングを決定し、REC1のタイミングと同期化させるためREC2のタイミングを調整することができることを意味する。両方の変形では、REC1は、タイミング基準情報をREに供給する。REC1とREC2との間のCPRII伝搬遅延は、REC1およびREC2のいずれか一方(または両方)によって測定可能である。一つの非限定的な例示的な方法は、一方のRECがマスタポートとしての役目を果たし、もう一方のRECがスレイブポートとしての役目を果たすCPRI仕様に記載されている方法である。
図8は、REC1およびREC2が共にREとインタフェースをとり、かつ、互いにインタフェースをとる構成を示す。同期基準はマスタREC1によって供給される。位相/タイミング差決定は、図6に示されているように(アステリスクによって示している)REによって実行されることができる。各RECとREとの間のインタフェースに加えて、この構成はREC間のインタフェースを含む。REC−REC間インタフェースは、複数のRECのうちの1つとREとの間のインタフェースが故障した場合に使用可能である。たとえば、REC2からREへのインタフェースが故障した場合、この構成は図7の構成と同じになる。代替的に、位相/タイミング差決定(アステリスクによって示している)は、図7に関して前述された形式と類似し、タイミング同期情報がREC2からREへ直接送信される点で相違する形式でREC2によって実行されることができる。
図9〜11は、同期タイミング基準がREC1ではなくREに供給され、REが位相/タイミング比較を実行する構成を示している。すなわち、REは、REC1およびREC2の両方のためのタイミング比較を行い、REC1およびREC2のそれぞれがタイミングを同期化できるように、それぞれのタイミング差をREC1およびREC2の両方へ送信する。GPS受信機が基地局の中で使用される場合、GPS受信機は、多くの場合に地面に位置しているRECよりも多くの場合にマストまたはタワーに位置しているREの中またはREの付近でGPS衛星信号を受信するためにより適しているので、GPS基準をREに供給することが有利である。このことは、GPSがREの「サンシールド」の下に位置し、REの中で終端される場合、信号ケーブルの避雷を殆ど必要としないか、または、全く必要としない実施を可能にさせる。さらに、GPS受信機は、GPSアンテナまたは付加信号ケーブルが目に見えないので、美的に魅力的な据え付けを提供する。
GPS受信機は、2種類の信号、すなわち、時刻クリアテキスト情報と、クリアテキスト情報が適用される時刻パルスとをRBSに供給する。パルスは、1秒に1回ずつ送信されるので、パルス毎秒(PPS)と呼ばれる。REC同期ブロックは、「位相ロック」および「周波数ロック」を行うためにRBSの時間基準に関連した時刻がわかることを要求する。GPS受信機がREに接続されている場合、REはGPS時間基準をサンプリングし、構成に応じて、クリア・テキスト・メッセージおよびサンプリングされた同期時間(たとえば、フレーム個数およびフレームの端数)を1個以上の制御および管理リンク上で1つ以上のRECへ送信する。
図9では、REC1だけがREに連結されている。REC1がREC1からREへタイミング情報を送信するだけである。REはこのタイミング情報を基準と比較し、タイミング調整メッセージをREC1へ送信する。REC1はタイミング調整メッセージを適用し、よって、外部基準源に同期する。この例示的な構成では、REC2はその後にREC1から受信された同期信号と比較されたREC2の内部クロックのタイミング差を決定するので、REC2もまたアステリスク付きで示されている。REC1およびREC2の中のタイミングブロックは、RE、REC1およびREC2が同期化されるように、それぞれの差に基づいてそれぞれのタイミングを調整する。
図10および11における構成は、REが同期タイミング基準を受信する点を除いて、図8の構成に類似している。REは、REC1およびREC2からタイミング情報を受信し、それぞれのタイミング調整量をそれぞれのインタフェースを介して両方のRECのそれぞれに供給するか、または、図10では、両方のRECのうちの一方だけに供給し、この一方がその後に他のRECのタイミング調整量をREC1−REC2間インタフェースを介して転送する。後者の選択肢は図11では利用できない。
図12は、タイミング基準がREC1ではなくREC2に供給される点を除いて図7に類似している。その結果として、REC1は、REC1のタイミング情報をREC2へ送信し、REC2が位相比較を実行し、タイミング調整量をREC1へ返送する。REC1はREC2と同期するようにREC1のタイミングを調整し、タイミング情報をREへさらに転送する。
さらに別のマルチREC構成は図13に示されている。REC1はRE1に連結され、REC2はRE2に連結されている。RE1およびRE2は適当なインタフェースを介して連結されている。タイミング基準情報はREC1に供給される。この構成では、RE1は、RE1が接続されているREC1から受信されたタイミング情報を他のREへ転送する。他のRE2は、RE2が接続されているREC2から受信されたタイミング情報と比較されたRE−RE間インタフェースからのタイミング基準から時間差を測定し、タイミング差に基づく調整情報をREC2へ送信する。典型的に、同期マスタとしての役目を果たすRECに接続されているREは、PLLをインタフェースにロックする他のRECへ時間情報を転送し、同期マスタとしての役目を果たさないRECへ時間差を報告する。しかし、一般に、位相比較は、RE1またはRE2においてそれぞれのRECから受信され、他のREによってマスタREへ転送されているタイミング情報に関して実行されることができる。
CPRIに基づく無線基地局は、REの中の位相検出器を使用して時間同期化する。REは、再生されたCPRIクロックと着信する基準との間で相対的な周波数測定および時間測定を行い、これらの測定量を同期生成への入力として1つまたは多数のRECへ送信する。REに基づく同期において、時間ベースは、好ましくは、すべてのREに対して同じであるので、RECから生成される。
図14は、REのCPRIに基づく同期ブロック96の非限定的な例示的な機能ブロック図である。同期ブロック96の中心部は、REのタイミングの発信源であるエアー・フレーム・カウンタ(AFC)208である。エアー・フレーム・カウンタ208は、同期マスタとしての役目を果たすRECによって供給された復元CPRIビットクロックにロックされた位相ロックループ(PLL)210によってクロックされる。このようにして、AFC208は、マスタRECのエアー・フレーム・カウンタに位相ロックされる。エアー・フレーム・カウンタ208の位相は、受信されたCPRIで検出されたフレームによって制御され、CPRI伝搬遅延、すなわち、RECタイミングユニット30からREタイミングユニット38への伝搬時間を用いて調整される。伝搬遅延はRECによって測定され、制御および管理リンクを介してREへ送信され、その後、CPRI遅延補償ブロック200を介してCPU90によって同期ブロック96に適用される。
エアー・フレーム・カウンタ208の値はある程度の個数の信号のうちのいずれか1個の受信時に記憶可能である。これらの信号は、それぞれの検出器202および204によって検出されたREC1およびREC2からの着信CPRIインタフェース・フレーム・ストローブ、または、GPS PPSもしくは他のタイミング基準検出器206のような外部時間基準を含む。CPU90がサンプリングされたAFC値を読み出し、エアー・フレーム・カウンタ208を制御するために、たとえば、エアー・フレーム・カウンタを基準/マスタRECのCPRIインタフェースからの着信タイミング基準信号にロックするために、および/または、時間基準(たとえば、GPS信号)と同期を必要とする1つ以上のRECからのタイミング情報との間の位相もしくはタイミング差を測定するために、このAFC値を使用する。後者の状況では、タイミング差は、その同期ブロックを調整するために1つ以上のRECに提供される。
図15は、RECのCPRIにもとづく同期ブロック110の非限定的な例示的な機能ブロック図である。同期ブロック110の中心部は、RECのタイミングの発信源であるエアー・フレーム・カウンタ(AFC)254である。エアー・フレーム・カウンタ254は、たとえば、温度制御型電圧制御水晶発振機器(OVCXO)256によってクロックされることができる(しかし、他のクロックが使用されてもよい)。CPU104における同期アルゴリズムは、RECの時間ベースを生成するためにRECおよびエアー・フレーム・カウンタ254のための周波数ベースを生成するためにOVCXO256を制御する。エアー・フレーム・カウンタ254およびOVCXO256は、RECのための発信CPRIインタフェースのタイミングおよび周波数情報を生成するため使用される。たとえば、エアー・フレーム・カウンタ254の値は、CPRIフレーム検出器250、または、GPS PPSもしくは他の基準検出器250のような外部時間基準によって検出されるような、このRECに供給された基準タイミングに対応する着信CPRIインタフェース・フレーム・ストローブの受信時に記憶されることができる。CPU104は、サンプリングされた値を読み出し、エアー・フレーム・カウンタ254およびOVCXO256を制御するため使用する。CPU104は、REまたは別のRECから制御および管理リンクを介して対応するサンプル値をさらに受信し、これらのサンプル値を制御アルゴリズムの中で適用することができる。
図14および15に示された非限定的なCPRIに基づく実施形態による種々のREユニットおよびRECユニットの挙動を記述する非限定的な例示的なシーケンスは図16、17および18に示されている。図16は、CPRIに基づくシステムにおいてRECおよびREを同期化する非限定的な例示的な手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、REがREへの直接的な接続をもつREC、たとえば、図7におけるREC1と同期化していることを指定するために「REによるREC同期」と呼ばれている。RECタイミングユニット(時間情報および周波数情報を共に生成する)は、ステップS10で起動される。REと1つ以上のRECとの間のCPRIインタフェース通信は、ステップS12で起動される。ステップS14で、REは、マスタとしての役目を果たすRECによって無線基地局の中の種々のノードへの同期情報の配信、すなわち、(複数の)RECのうちのどれがタイミング調整を必要とするか、および、ノードのうちのどれが同期基準情報を受信するかに関して通知される。本実施例では、REは、ステップS16において、同期情報をエアー・フレーム・カウンタ(AFC)サンプル値の形式でタイミング調整を必要とするRECに供給する。RECは、ステップS18において、受信されたAFCサンプル値に基づいて粗いタイミング調整および周波数調整を行う。これはノードの粗い同期を与え、RECは、ステップS20において、無線ネットワークのセルの設定のようなRECのサービスを可能にするため起動可能である。RECは、ステップS22において、REからAFCサンプル値を受信し続け、ステップS24においてRECの電圧制御発振器256の周波数を調整するためにAFCサンプル値を使用する。
図17は、CPRIに基づくシステムにおいて第1のRECおよび第2のRECを同期化する非限定的な例示的な手順を示すフローチャートである。このフローチャートは「REC2によるREC1同期」と呼ばれ、タイミング比較が、図9の場合と同様に、REではなくREC2において実行される状況に関係する。ステップS30およびS32は、図16に記載されているステップS10およびS12と類似している。ステップS34では、REC1は、REC2から、タイミング調整情報に対応するAFCサンプルの第1の組を受信する。REC1は、その後、図16に記載されたステップS18−S24と同様に、粗い時間調整および周波数調整を行い(ステップS36)、REC1におけるサービスを可能にさせ(ステップS38)、REC2からサンプルを受信し(ステップS40)、REC1のVCXOを調整する(ステップS42)。
図18は、REが位相/タイミング比較を実行し、タイミング差をタイミング調整のため一方または両方のRECへ配信するCPRIに基づくシステムにおいて複数のRECおよびREを同期化する非限定的な例示的な手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図14においてREが実行することができる可能なステップを記載している。複数のRECの1つずつとのCPRIインタフェースはステップS50で起動され、基地局における同期タイミング配信に関する情報は、ステップS52においてREによって受信される。選択されたREは、このREのエアー・フレーム・カウンタと、マスタRECのCPRIインタフェースへの位相ロックループとをロックする。REは、ステップS56において、マスタRECからの同期タイミング基準と同期化されるべき選択されたRECのタイミング情報との間のタイミング差を測定する。REは、その後、ステップS58において、選択されたRECへ向けてタイミング差を送信する。タイミング差は、REによって直接的に、または、REに連結された他のRECとのカスケード型インタフェース接続を介して供給されることができる。
記載されている技術は多数の利点を提供する。第一に、この技術は、同じREを使用しているとき、多数のRECを互いに同期化させるために、低価格かつ高可用性の解決策を提供する。第二に、この技術は、最小限のケーブル敷設および避電を必要とするGPS受信機の低価格配備を提供する。第三に、複数のRECおよび複数のREのカスケード化がサポートされている。第四に、カスケード化されるREおよびRECの個数がスケーラブルである。第五に、RECは、オンサイトでいずれかの他の同様に能力のあるRECから同期化させることが可能であり、すなわち、この技術は他の業者サイトへ容易に移転可能である。
種々の実施形態が図示され詳述されているが、請求項はいずれの特有の実施形態または実施例にも限定されない。前述の記載は、特有の要素、ステップ、範囲、または機能が請求項の範囲に含まれなければならない程に本質的であることを示唆するものとして読み取られるべきでない。特許対象の範囲は請求項だけによって定められる。法的保護の範囲は、許可された請求項に記載された文言とその均等物とによって定められる。前述の好ましい実施形態の要素に関して当業者に公知であるあらゆる構造的均等物および機能的均等物は、参照によってここに明示的に組み込まれ、現請求項によって包含されることが意図されている。その上、装置または方法は、現請求項によって包含されるために、本発明によって解決されることが求められている一つ一つの問題を取り扱う必要がない。請求項は、「〜する手段」または「〜するステップ」という文言が使用されない限り、合衆国法典第35巻第112条第6項を発動することが意図されていない。さらに、本明細書中の実施形態、特徴、コンポーネント、またはステップは、実施形態、特徴、コンポーネント、またはステップが請求項に記載されているかどうかにかかわらず、公開されることが意図されていない。

Claims (32)

  1. 第1の無線機器コントローラ(REC)ノード(12)と、第2の無線機器コントローラ(REC)ノード(14)と、無線インタフェースを介して1つ以上の無線端末と情報を送受信する無線機器(RE)ノード(16)とを含み、前記第1のRECノードおよび前記第2のRECノードが前記REノードから物理的に離れており、前記第1のRECノードおよび/または前記第2のRECノードが伝送リンクによって前記REノードに接続されている無線基地局の作動方法であって、
    前記REノードおよび前記RECノードのうちの1つに同期基準情報を供給すること(S2)と、
    タイミング差を生成するために、前記同期基準情報を前記RECノードのうちの別のノードのタイミング情報と比較すること(S3)と、
    前記別のノードのタイミングユニットを調整するために前記タイミング差を使用すること(S4)と
    を特徴とする方法。
  2. 前記第1のRECノードが第1のタイプの無線通信技術に従って動作するように構成されており、前記第2のRECノードが第2の異なるタイプの無線通信技術に従って動作するように構成されている、請求項1に記載の方法。
  3. 無線基地局における前記ノード間の1つ以上のインタフェースがCPRIインタフェースである、請求項1に記載の方法。
  4. 前記1つのノードが前記RECノードのうちの1つであり、前記比較が前記REノードまたは前記RECノードのうちの1つで実行され、前記REノードがこのREノードのタイミングを前記1つのノードから受信された前記同期基準情報に同期化する、請求項1に記載の方法。
  5. 前記1つのノードが前記REであり、前記比較が前記REまたは前記RECノードのうちの1つで実行される、請求項1に記載の方法。
  6. 前記RECノードがカスケード接続されており、一方のRECノードが前記タイミング差を他方のRECノードへ伝える、請求項1に記載の方法。
  7. 前記RECノードが並列接続されており、一方のRECノードが前記タイミング差を他方のRECノードへ伝えるか、または、前記REノードが前記タイミング差を前記他方のRECノードへ伝える、請求項1に記載の方法。
  8. 多数のREノードがカスケード接続されており、少なくとも1つのRECノードが各REノードに接続されている、請求項1に記載の方法。
  9. 前記REノードがGPSタイミング情報を受信し、前記同期基準情報が前記受信されたGPS情報に基づいている、請求項1に記載の方法。
  10. 前記RECノードが転送ネットワークから前記同期基準情報を受信する、請求項1に記載の方法。
  11. 前記同期基準情報が、タイミング情報、周波数情報、またはそれらの両方を含んでいる、請求項1に記載の方法。
  12. 第1の無線機器コントローラ(REC)ノード(12)と、
    第2の無線機器コントローラ(REC)ノード(14)と、
    無線インタフェースを介して1つ以上の無線端末と情報を送受信する無線機器(RE)ノード(16)と
    を備える無線基地局(10)であって、
    前記第1のRECノードおよび前記第2のRECノードが前記REノードから物理的に離れており、前記第1のRECノードおよび前記第2のRECノードのうちの一方または両方が伝送リンクによって前記REノードに接続されており、
    前記REノードおよび前記RECノードのうちの1つが同期基準情報を受信または生成し、タイミング差を生成するために前記同期基準情報を前記RECノードのうちの別のRECノードのタイミング情報と比較し、前記REノードと前記第1のRECノードと前記第2のRECノードとの間でタイミング同期を実現するために前記タイミング差を前記別のRECノードに供給するように構成されている、ことによって特徴付けられている、無線基地局。
  13. 前記第1のRECノードが第1のタイプの無線通信技術に従って動作するように構成されており、前記第2のRECノードが第2の異なるタイプの無線通信技術に従って動作するように構成されている、請求項12に記載の無線基地局。
  14. 無線基地局における前記ノード間の1つ以上のインタフェースがCPRIインタフェースである、請求項12に記載の無線基地局。
  15. 前記1つのノードが前記RECノードのうちの1つであり、前記比較が前記REノードまたは前記RECノードのうちの1つで実行され、前記REノードがこのREノードのタイミングを前記1つのノードから受信された前記同期基準情報に同期化する、請求項12に記載の無線基地局。
  16. 前記1つのノードが前記REノードであり、前記比較が前記REまたは前記RECノードのうちの1つで実行されるように構成されている、請求項12に記載の無線基地局。
  17. 前記RECノードがカスケード接続されており、一方のRECノードが前記タイミング差を他方のRECノードへ伝えるように構成されている、請求項12に記載の無線基地局。
  18. 前記RECノードが並列接続されており、一方のRECノードが前記タイミング差を他方のRECノードへ伝えるように構成されているか、または、前記REノードが前記タイミング差を前記他方のRECノードへ伝えるように構成されている、請求項12に記載の無線基地局。
  19. 多数のREノードがカスケード接続されており、少なくとも1つのRECノードが各REノードに接続されている、請求項12に記載の無線基地局。
  20. 前記REノードがGPSタイミング情報を受信し、前記同期基準情報が前記受信されたGPS情報に基づいている、請求項12に記載の無線基地局。
  21. コントローラ(36)と、
    前記コントローラに連結されて、無線インタフェースを介して1つ以上の無線端末と情報を送受信する無線送受信回路(34)と、
    第1の無線機器コントローラ(REC)ノード(12)および第2の無線機器コントローラ(REC)ノード(14)と通信する1つ以上の通信リンクインタフェース(I/F1、I/F2)と
    を含み、
    前記第1のRECノードおよび前記第2のRECノードと一体となって無線基地局(10)を形成する無線機器(RE)ノード(16)であって、
    同期基準情報を受信するタイミングユニット(38)と、
    前記第1のRECノードおよび前記第2のRECノードのうちの一方からの同期情報を前記同期基準情報と比較して、前記第1のRECノードと前記第2のRECノードと前記REノードとの間で同期化を可能にするために前記一方のRECノードで用いられる同期調整情報を供給するように構成されている比較器回路(39)と
    を特徴とするREノード。
  22. 前記第1のRECノードが第1のタイプの無線通信技術に従って動作するように構成されており、前記第2のRECノードが第2の異なるタイプの無線通信技術に従って動作するように構成されている、請求項21に記載のREノード。
  23. 前記タイミングユニットがGPS受信機から同期基準情報を受信する、請求項21に記載のREノード。
  24. 前記タイミングユニットが前記RECノードのうちの一方から同期基準情報を受信する、請求項21に記載のREノード。
  25. 前記タイミングユニットが、
    エアー・フレーム・カウンタ(254)と、
    前記エアー・フレーム・カウンタに前記同期基準情報に対応する値をロードする手段(CPU)と
    を含む、請求項21に記載のREノード。
  26. 前記タイミングユニットが同期調整情報を前記一方のRECノードに直接供給する、請求項21に記載のREノード。
  27. 前記タイミングユニットが同期調整情報をもう一方のRECノードを介して前記一方のRECノードに間接的に供給する、請求項21に記載のREノード。
  28. コントローラ(22、28)と、
    第1の無線機器(RE)ノード(16)と通信するRE通信リンクインタフェース(IF1、IF2)と、
    前記REノードおよび第1のRECノードと一体となって無線基地局を形成する第2の無線機器コントローラ(REC)ノード(14、12)と通信するREC通信リンクインタフェース(26、32)と、
    タイミングユニット(24、30)と
    を含む第1の無線機器コントローラ(REC)ノード(12、14)であって、
    前記REノードと前記第1のRECノードと前記第2のRECノードとの間にタイミング同期化を実現するために、同期基準情報と前記第2のRECから受信されたタイミング情報との間で決定されたタイミング差情報を前記第2のRECノードに供給するように構成されていることを特徴とする、第1のRECノード。
  29. 前記第1のRECノードが第1のタイプの無線通信技術に従って動作するように構成されており、前記第2のRECノードが第2の異なるタイプの無線通信技術に従って動作するように構成されている、請求項28に記載の第1のRECノード。
  30. 前記タイミングユニットに接続されたタイミング比較器(25、31)をさらに備え、
    前記タイミング比較器は、前記タイミング差情報を生成して、前記REC通信リンクインタフェースを介して前記タイミング差情報を前記第2のRECに供給するために、前記同期基準情報を前記第2のRECから受信されたタイミング情報と比較する、請求項28に記載の第1のRECノード。
  31. 前記RE通信リンクインタフェースを介して前記REノードから前記同期基準情報を受信して、前記REC通信リンクインタフェースを介して前記タイミング差情報を前記第2のRECに供給するように構成されている、請求項28に記載の第1のRECノード。
  32. 外部タイミング源から前記同期基準情報を受信するように構成されている、請求項28に記載の第1のRECノード。
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