JP2015104121A - マルチノード基地局にリーフノードを追加するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の基地局ノードの動作に対する影響を低減しながら新たなノードを追加する方法を提供する。【解決手段】電気通信ネットワーク内のマルチノード基地局トポロジ（たとえば、チェーンまたはツリートポロジ）に新たなサブシステムノードを追加することは、新たな終端ノード（ＲＥ２）の構成中に現在の終端ノード（ＲＥ１）にわたるアップリンクおよびダウンリンクの信号伝達の間のタイミング差を正確に測定することによって、既存の基地局ノードの動作に対する影響を低減しながら新たなノードを追加する。【選択図】図５

Description

本発明は、概してワイヤレス電気通信のための無線機器に関し、より詳細には、マルチノード基地局にリーフノードを追加するための方法に関する。

ワイヤレス電気通信ネットワーク内への基地局の実装において、２つ以上の物理的デバイスにわたって基地局機能を分散する傾向になっている。この傾向は、（ＵＭＴＳ（ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム）およびＬＴＥ（ロング・ターム・エヴォリューション）の最近のリリースなど）３ＧＰＰ標準規格のネットワークアーキテクチャ、および、ＷｉＭＡＸ（マイクロ波アクセスの世界的相互運用）において特に顕著である。

分散基地局サブシステム（distributed base station subsystems）間のデータの通信を可能にするために、共通公衆無線インターフェース（Common Public Radio Interface）、ＣＰＲＩというインターフェース仕様が確立されている［ＣＰＲＩバージョン５．０、２０１１年９月２１日公開］。ＣＰＲＩを使用して、複数の基地局サブシステムを１つのチェーンに構成することが可能である。各分散基地局は、（基地局と電気通信ネットワークのコアネットワークとの間、ならびに他の基地局に対するネットワークインターフェースを確立するため）少なくとも１つのコントローラサブシステムを必要とし、（基地局と、携帯電話、および適切な無線モデム機器を有するコンピューティングデバイスのような通信端末との間に無線インターフェースを提供するため）少なくとも１つの無線アクセスサブシステムを必要とする。「ＣＰＲＩリンク」と称される少なくとも１つの双方向インターフェースが、コントローラサブシステムを無線アクセスサブシステムに直接接続する。さらなる無線アクセスサブシステムが、ＣＰＲＩリンクを使用してすでにリンクされているサブシステムに追加されることができ、それによって、チェーンが作成される。

米国特許第７５７１３３８号明細書

ＣＰＲＩリンクを維持するには、タイミングフローを予測可能なままにするように、既存のサブシステム間の信号伝達を慎重に構成することが必要である。新たなサブシステムノードを追加することによってこの慎重な構成が破綻するおそれがあり、予期せぬ故障、および、場合によっては、分散基地局構成によって提供される無線アクセスネットワークの一部または全体が失われることにつながる。

本発明の一側面は、方法であって、少なくとも１つの制御ノードおよび少なくとも１つのアクティブ無線アクセスノードを有するマルチノード基地局システムにリーフノードを動的に追加するための方法であって、前記アクティブ無線アクセスノードは、前記制御ノードからデータを受信し、前記制御ノードにさらなるデータを送信するための第１のレーンを有する、前記方法は、前記アクティブ無線アクセスノード内で第２のレーンをイネーブルすることであって、前記第２のレーンは前記リーフノードのレーンに結合されている、前記イネーブルすること、前記アクティブ無線アクセスノード内で、前記リーフノードからのアップリンクにおける受信タイミングと、ダウンリンクにおける受信タイミングとの間のフレームタイミング差を測定すること、測定された前記フレームタイミング差を使用して、前記制御ノードと前記リーフノードとの間に同期を確立すること、前記リーフノードのユーザ・プレーン・データ・パラメータを設定して、それによって、前記リーフノードへのユーザデータの送信を開始することを備える。

本発明の一側面は、少なくとも１つの制御ノードを有するマルチノード基地局システム内のノードであって、前記ノードは前記制御ノードと通信する、前記ノードは、第１のレーンであって、少なくとも１つの第１のコンテナにおいて前記制御ノードからダウンリンクデータを受信する第１の受信機ユニットと、前記制御ノードにアップリンクデータを送信し、かつ伝送フレーマを含む第１の送信機ユニットと、前記第１の送信機ユニットにタイミングをルーティングするように動作可能な第１のタイマと、ネットワークインターフェースと、選択された符号語の一部分に対応するデータを転送する符号語フィルタユニットと、を含む前記第１のレーンと、リーフノードと通信するマスタポイントを形成する第２のレーンであって、前記リーフノードからアップリンクデータ受信する第２の受信機ユニットと、前記リーフノードにダウンリンクデータを送信し、かつ伝送フレーマを含む第２の送信機ユニットと、前記第２の送信機ユニットにタイミングをルーティングするように動作可能な第２のタイマと、第２のネットワークインターフェースと、選択された符号語の一部分に対応するデータを転送する第２の符号語フィルタユニットとを含む前記第２のレーンと、前記ノードの前記第１および第２のレーンの各々における受信経路と送信経路との間にタイミング差を確立するタイミング差計算器とを備える。

本発明の一側面は、少なくとも１つのアクティブネットワークノードを有する共通公衆無線インターフェース（ＣＰＲＩ）チェーン内に終端ノードを追加するための方法であって、前記アクティブネットワークノードは少なくとも第１のレーンおよび第２のレーンを有し、前記方法は、前記アクティブネットワークノード内の前記第２のレーンをイネーブルすること、前記終端ノードに設定を命令すること、前記アクティブネットワークノードから電源投入確認応答メッセージを受信して前記アクティブネットワークノードと前記終端ノードとの間の同期を確立すること、前記終端ノードからのアップリンクにおける受信タイミングと、ダウンリンクにおける受信タイミングとの間のタイミング差を計算すること、無線機器コントローラ（ＲＥＣ）ノードに前記タイミング差を報告すること、前記測定されたタイミング差を使用して前記ＲＥＣノードと前記終端ノードとの間に同期を確立すること、前記終端ノードに関するユーザ・プレーン・データ・パラメータを設定して、それによって、前記終端ノードからユーザ・プレーン・データを受信することが可能になることを備える。

１つのコントローラサブシステムおよび２つの無線機器サブシステムを有する従来のＣＰＲＩチェーンを示す図。 図１のＣＰＲＩチェーンへのさらなる無線機器サブシステム（ノード３）の追加を示す図。 ポイント・ツー・ポイント・ネットワークの動作における特定のステップを提示する図。 従来のポイント・ツー・ポイント・ネットワーク内の機能ブロックを示す図。 本発明の実施形態に規定されているものとしての無線機器サブシステムノードを示す図。 本発明の実施形態に応じた、新たな終端ノードを追加するための方法のいくつかのステップを図式的に示す図。 アクティブなポイント・ツー・ポイント・リンクの詳細な動作を示す使用事例を示す図。 新たなノード（ＲＥ２）の設定およびその構成を説明する４段階アルゴリズムの段階Ｉの第１の部分におけるそれぞれのデータプレーンの信号伝達経路を示す図。 対応するステップを示す図。 段階Ｉの第２の部分におけるさらなるステップを示す図。 信号伝達経路を示す図。 段階ＩＩの実施におけるいくつかのステップを示す図。 信号伝達経路を示す図。 ＲＥ１ノードにおいて実行されるタイミング差計算を説明する、段階ＩＩＩの実施におけるいくつかのステップを示す図。 ＲＥＣがＲＥ２に関するオフセットを構成し、ユーザ・プレーン・データを開始する、４段階アルゴリズムの段階ＩＶの信号伝達経路を示す図。 段階ＩＶの第１の部分におけるいくつかのステップを示す図。 段階ＩＶの第２の部分および最後の部分を完結するいくつかのステップを示す図。 １つのチェーン内に１つのＲＥＣおよび３つのＲＥを有する例示的なチェーンを示す図。 ４つのＲＥＣおよび１つのＲＥを有する代替の例示的なチェーンを示す図。 ＣＰＲＩノード（ＲＥ／ＲＥＣ）におけるデイジーチェーン接続された２つのＣＰＲＩリンクを有するまた別の例示的な事例を示す図。 フレーム差に関する制御経路を示す図。 本発明の一実施形態に応じた、例示的なタイミング差計算器のデータ経路実施態様を示す図。

本発明は、その目的および利点とともに、以下の好ましい実施形態の説明を添付の図面とともに参照することによって最良に理解することができる。
添付の図面とともに下記に記載する詳細な説明は、本発明の現在好ましい実施形態の説明として意図されており、本発明を実践することができる唯一の形態を表すように意図されているものではない。本発明の精神および範囲内に包含されることが意図されている異なる実施形態によって、同じまたは均等な機能が達成されてもよいことは理解されたい。図面において、同様の参照符号は全体を通じて同様の要素を示すのに使用されている。さらに、「備える」という用語またはその任意の他の変化形は、非排他的な包含を網羅するように意図され、それによって、要素またはステップのリストを含むモジュール、回路、デバイス構成要素、構造および方法ステップはそれらの要素を含むだけでなく、明示的にリストされていない、またはそのようなモジュール、回路、デバイス構成要素またはステップに内在する他の要素またはステップを含むことができる。「〜を備える」の後にくる要素またはステップは、さらに制限されることなく、その要素またはステップを含む追加の同一の要素またはステップが存在することを除外するものではない。

一実施形態において、本発明は、少なくとも１つの制御ノードおよび少なくとも１つのアクティブ無線アクセスノードを有するマルチノード基地局システムにリーフノードを動的に追加するための方法を提供し、少なくとも１つのアクティブ無線アクセスノードは、制御ノードからデータを受信し、制御ノードにさらなるデータを送信するための第１のレーンを有する。

方法は、
上記少なくとも１つのアクティブ無線アクセスノード内で第２のレーンをイネーブルすることであって、上記第２のレーンはリーフノードのレーンに結合されている、前記イネーブルすること、
少なくとも１つのアクティブ無線アクセスノード内で、リーフノードからのアップリンクにおける受信タイミングと、ダウンリンクにおける受信タイミングとの間のフレームタイミング差を測定すること、
測定されたフレームタイミング差を使用して、制御ノードとリーフノードとの間に同期を確立すること、
上記リーフノードのユーザ・プレーン・データ・パラメータを設定して、それによって、上記リーフノードへのユーザデータの送信を開始することを含む。

別の実施形態において、本発明は、少なくとも１つの制御ノードを有するマルチノード基地局システム内のノードを提供し、ノードは制御ノードと通信している。
ノードは、
第１のレーンであって、
少なくとも１つの第１のコンテナにおいて少なくとも１つの制御ノードからダウンリンクデータを受信する受信機ユニットと、
少なくとも１つの制御ノードにアップリンクデータを送信し、かつ伝送フレーマを含む少なくとも１つの送信機ユニットと、
少なくとも１つの送信機ユニットにタイミングをルーティングするように動作可能なタイマと、
ネットワークインターフェースと、
選択された符号語サブセットに対応するデータを転送する符号語フィルタユニットとを備える前記第１のレーンと、
リーフノードに通信するマスタポイントを形成する第２のレーンであって、
リーフノードからアップリンクデータ受信する第２の受信機ユニットと、
リーフノードにダウンリンクデータを送信し、かつ伝送フレーマを含む第２の送信機ユニットと、
第２の送信機ユニットにタイミングをルーティングするように動作可能なタイマと、
第２のネットワークインターフェースと、
選択された符号語サブセットに対応するデータを転送する第２の符号語フィルタユニットとを備える前記第２のレーンと、
前記ノードの第１および第２のレーンの各々における受信経路と送信経路との間にタイミング差を確立するタイミング差計算器とを含む。

また別の実施形態において、本発明は、少なくとも１つのアクティブ無線機器（ＲＥ）ノードを有するＣＰＲＩチェーン内に終端ノードを追加するための方法であって、ＲＥノードは少なくとも第１のレーンおよび第２のレーンを有し、方法は、
アクティブＲＥノード内の第２のレーンをイネーブルすること、
終端ノードに設定を命令すること、
ＲＥノードから電源投入確認応答メッセージを受信することであって、ＲＥノードと終端ノードとの間の同期を確立する、前記受信すること、
終端ノードからのアップリンクにおける受信タイミングと、ダウンリンクにおける受信タイミングとの間のタイミング差を計算すること、
無線機器コントローラ（ＲＥＣ）にタイミング差を報告すること、
測定されたタイミング差を使用してＲＥＣノードと終端ノードとの間に同期を確立すること、
終端ノードに関するユーザ・プレーン・データ・パラメータを設定して、それによって、終端ノードからユーザ・プレーン・データを受信することが可能になることを備える、方法を提供する。

また別の実施形態において、本発明は、第１のデータ・フロー・レーンおよび第２のデータ・フロー・レーンを有するネットワークノードと通信する無線機器コントローラ（ＲＥＣ）を動作させる方法であって、方法は、
ネットワークノードに、その第１のレーンおよび第２のレーンをイネーブルするよう命令すること、
ネットワークノードに構成命令を送ること、
構成命令に対応する確認応答情報を受信すること、
ネットワークノードに結合されている終端ノードにノード識別子を割り当てること、
終端ノードによってノード割り当てが確認応答されると、ネットワークノードからタイミング差情報を受信すること、
タイミング差情報を使用して終端ノードに関するユーザ・プレーン・データ・パラメータを設定して、それによって、ユーザプレーンが確立されることを備える、方法を提供する。

本発明の様々なさらなる態様および実施形態が、添付の独立特許請求項および従属特許請求項において提供される。
本発明の第１の態様および他の態様に関連して上述した本発明の特徴および態様は、上述した特定の組合せだけではなく、必要に応じて本発明の異なる態様に応じた本発明の実施形態に等しく適用可能であり、当該実施形態と組み合わされてもよいことは諒解されよう。さらに、従属特許請求項の特徴は、特許請求の範囲に明示的に提示されている以外の組合せにおいて、独立特許請求項の特徴と組み合わされてもよい。

上記の結果として、本発明は、コントローラサブシステムによって制御される既存のアクティブネットワークにほとんどまたはまったく影響を及ぼすことなく、ＣＰＲＩチェーン内のアクティブリンクをスケーリングすることを可能にする。さらに、本発明は、ソフトウェアおよび制御帯域幅に最小限の影響しか及ぼさず、同相直交ＩＱデータ帯域幅（すなわち、それぞれ移動端末に対するインターフェースおよびバックホール（backhaul）におけるユーザ・プレーン・データ（user plane data）に必要とされる帯域幅）には実質的にまったく影響を及ぼさない。

機器供給元が、ワイヤレス通信ネットワーク内の無線機器・エンティティを提供することができる標準化環境を提供するために、数者の機器製造元が協働して、共通公衆無線インターフェース（ＣＰＲＩ）仕様を規定した。デジタルセルラ電気通信システムのネットワークアーキテクチャは一般的に、基地局として既知のエンティティ（entity）を含む。ワイヤレス電気通信が拡大し多様化するにつれて、「基地局」という用語は、基地局機能構成要素を提供するサブシステム・エンティティの物理的実体または構成を指すに至っている。基地局の例は、ＧＳＭ規格のベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ）、ＵＭＴＳのＮｏｄｅＢおよびより最近にリリースされた通信規格のｅＮｏｄｅＢ（高速ダウンリンク／アップリンク・パケット・アクセス、ＨＳｘＰＡ、およびＬＴＥなど）を含む。ＷｉＭＡＸおよびＬＴＥのような無線アクセス技術は、一般的に多くの場合、異なる地理的位置にある２つ以上の物理的サブシステム構成要素にわたって基地局の機能を分散する。

ＵＭＴＳネットワークアーキテクチャにおける基地局、ＮｏｄｅＢは、複数の移動通信デバイス（「ユーザ機器」または「ＵＥ」と称されることが多い）および通信ネットワークの間の無線インターフェース（air interface）を提供し、このインターフェースは、Ｕｕインターフェース（Uu interface）として既知である。ＮｏｄｅＢは、他の基地局およびコアネットワークとやりとりする通信、いわゆる「バックホール」のためのネットワークインターフェースをも提供する。このインターフェースは、ＵＭＴＳネットワークアーキテクチャにおいてＩｕｂインターフェースと称される。

歴史的に、ＮｏｄｅＢは、単一の統合ネットワークエンティティとして実装されているものであり得るが、Ｕｕインターフェースがリモート・ラジオ・ヘッド（remote radio head : ＲＲＨ）として既知であるサブシステム・エンティティによって提供されることがより一般的になってきている。ＲＲＨは、基地局無線周波数（ＲＦ）回路（当該回路は、アンテナ装置に結合されている）ならびに、関連するアナログ−デジタル／デジタル−アナログコンバータ（ＡＤＣ／ＤＡＣ）およびアップ／ダウンコンバータを組み込んでいる。一般的に、ＲＲＨは、アンテナ塔上の箱の中に載置されており、ここでＲＲＨはアンテナ装置と関連付けられている。

そのような分散ＮｏｄｅＢの主制御およびベースバンド機能は、ベース・バンド・ユニット（base band unit : ＢＢＵ）として既知の制御サブシステ・エンティティによって提供される。ＢＢＵは一般的に、関連付けられる１つ以上のリモート・ラジオ・ヘッドからいくらか距離がある場合がある、アクセス可能な場所に位置する。したがって、ＢＢＵは、より効率的、安全かつ簡便に修理点検および給電することができる。ＢＢＵは２つ以上のＲＲＨに供給することもできるため、基地局の費用および関連するネットワーク計画が低減される。制御サブシステムは、Ｉｕｂインターフェースに関与する。

ＷＩＭＡＸにおいて、無線機器は「無線インターフェース」と称され、加入者によって使用される端末は、加入者局・エンティティ（加入者局ＳＳおよび移動加入者局ＭＳＳなど）と称される。以下の記載において、「ユーザ機器」および「ＵＥ」という用語は、文脈が別途指示していない場合にはＭＳＳおよびＳＳのような均等な用語を含む。

ＲＲＨおよびＢＢＵのようなサブシステム・エンティティは、「基地局」構成内の他のサブシステムと同じ場所に、または他のサブシステムから遠隔して設けられてもよく、基地局の位置付けおよび操作に関してネットワーク計画者に柔軟性が与えられる。

ＣＰＲＩ仕様の一般化された観点において、リモート・ラジオ・ヘッド（ＲＲＨ）は、無線機器（ＲＥ）として既知のエンティティの特殊な事例であり、一方で、ベース・バンド・ユニット（base band unit : ＢＢＵ）は、無線機器制御部（radio equipment control : ＲＥＣ）の特殊な事例である。ＲＥＣおよびＲＥの両方は、「ノード」の特定の例である。ＣＰＲＩは、それによってＲＥおよびＲＥＣが情報を交換するインターフェースである。一般的に、ＲＥおよびＲＥＣノードは、電気ケーブルまたは光ファイバケーブルを介して通信可能に結合されている。結合ケーブルは、数センチメートル〜数キロメートル長における任意の長さであってもよい。ＣＰＲＩ仕様は、基地局が、第１の機器供給元によって製造されたＢＢＵから構築されることを可能にし、１つ以上のＲＲＨが、同じまたは実際に任意の規格準拠製造元から構築されることを可能にする。

ＣＰＲＩ仕様は、ＷＣＤＭＡ（たとえば、一般的に３Ｇと称されるＵＭＴＳ規格）、ＬＴＥおよびＷＩＭＡＸを含む、いくつかの異なる無線アクセス技術（ＲＡＴ）に準拠した基地局機器において実装されるため、汎用である。

ＣＰＲＩは、シリアル通信インターフェースであり、一般的に、少なくとも１つの無線機器（ＲＥ）ノードと無線機器制御部（ＲＥＣ）ノードとの間の光ファイバケーブル接続として実装される。ＣＰＲＩは、２つのストリーム、すなわち、ＲＥノードからＲＥＣノードへと方向付けられたアップリンクストリーム、および、ＲＥＣノードからＲＥノードへと方向付けられたダウンリンクストリームを提供する。ＣＰＲＩは、いくつかの異なる標準化ストリーム速度を提供し、一般的なストリーム速度は２．４６Ｇｂ毎秒である（ＣＰＲＩ仕様ｖ５．０におけるライン・ビット・レート・オプション３）。

３つの異なるタイプの情報フロー（ユーザ・プレーン・データ、制御および管理（Ｃｏｎｔｒｏｌ ＆ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）プレーンデータならびに同期プレーンデータは、ＣＰＲＩにわたって多重化される。Ｃ＆Ｍプレーンデータはそれ自体、３つの異なるタイプのデータ、すなわち、ベンダ専用（vendor specific : ＶＳＳ）、（ハイレベル・データ・リンク制御ＨＤＬＣに基づく）低速Ｃ＆Ｍチャネルおよび（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ規格に基づく）高速Ｃ＆Ｍチャネルを含む。

独立したアンテナ素子において単一のキャリアの受信または送信のいずれかに必要なユーザ・プレーン・データの量は、ＣＰＲＩ仕様においてはアンテナキャリア（antenna-carrier : ＡｘＣ）と称される。ユーザ・プレーン・データ（同相直交変調データ 「ＩＱデータ」の形態）は、ＡｘＣコンテナ（本明細書においては「コンテナ」とも称する）として既知のＣＰＲＩパッケージの一部において送信される。たとえば、ＵＭＴＳ通信において、ＣＰＲＩ仕様は、所与のＡｘＣコンテナは、１ＵＭＴＳチップの継続時間にわたる１アンテナキャリアのＩＱサンプルを含むと述べている。

５１２ビットのＣＰＲＩパッケージにおいて、４８０ビットがＡｘＣ ＩＱサンプルのために確保されており、残りの３２ビットは「制御語」のために確保されている。制御語は、Ｃ＆Ｍプレーンデータおよび同期プレーンデータフローを含む。５１２ビットのパッケージは、（基本）フレームとも称され、１「チップ」の継続時間を有する。チップは、２５６チップから成る「ハイパーフレーム（hyperframe）」に編成され、各ハイパーフレームのデータは「シンボル」と称される。一連の１５０シンボルが「無線フレーム」を提供する。ＵＭＴＳにおいて、無線フレームは１０ｍｓの継続時間を有する。

無線フレーム内の各ハイパーフレームは、ハイパーフレーム番号（hyperframe number : ＨＦＮ）と称される、関連するフレーム番号を有する。同様に、所与のハイパーフレーム内の各基本フレームは、基本フレーム番号（basic frame number : ＢＦＮ）と称される、関連するフレーム番号を有する。

その最も単純な形態において、ＣＰＲＩ仕様は、（ポイント・ツー・ポイント・ネットワークと称される場合がある）ＲＥＣノードとＲＥノードとの間の単一の直接リンクのためのプロトコルを記述している。ＲＥＣノードは、ＲＥノードにポートをさらし、ＲＥＣノード内のさらされるポートは、同期、制御および管理ならびにユーザプレーンにおいて送られる信号のタイミングが、このノードに関連付けられるクロックに対して設定されるため、「マスタポート（master port）」と称される。ポイント・ツー・ポイント・ネットワークにおいて、ＲＥノードは、信号伝達のタイミングを、マスタポートによって設定されるフレーム境界（frame boundaries）に合わせる必要がある。ＣＰＲＩリンクが確立されると、２つのノードの間のタイミングオフセットが求められる。ハイパーフレームおよび基本フレーム値の観点から測定されるタイミングオフセットは、その後、ＲＥＣおよびＲＥノード間のユーザ・プレーン・データの送信および受信に適用される。

ＣＰＲＩに接続されているデバイスは、複数のネットワークトポロジにおいて構成することができる。特に、ＣＰＲＩ仕様に提示されているように、無線機器制御および無線機器ノードをチェーンに構成することが可能である。ツリー、スターおよびリングのような他のトポロジが企図される。チェーントポロジにおいて、２つ以上のサブシステムノードが次々に接続される。ノードは、上記のすべてのデータプレーンが予測可能なタイミング・フロー・アクセス・ノード（timing flow across nodes）とともに論理的順序において接続するように構成される必要がある。

任意の所与のＣＰＲＩチェーン内に接続される必要があるノードの数は、他の要因の中でも、ユーザベース（すなわち、サービスされているアクティブなユーザ端末の一般的な数および／またはそれらのユーザ端末によって必要とされる容量（capacity））、投資（investment）およびユーザ密度の関数である。したがって、展開されるＣＰＲＩチェーンは、将来の要件がサポートされることを可能にするようにスケーラブルである必要がある。したがって、サービス中のノードのデータプレーンおよび／またはタイミングのいずれにも干渉することなく、アクティブなチェーンを現在終端させているＲＥノードに新たなＲＥノードを動的に追加するための設備を提供することが望ましい。さらに、すでに確立されている論理ネットワークトポロジに一致させて、３つすべてのデータプレーンについてダウンリンクおよびアップリンク両方の通信を開始することを可能にすることが望ましい。

図１は、無線機器コントローラ（ＲＥＣ）１０１と第１の（ネットワーク）無線機器ノード（ＲＥノード１）１０２との間の既存のＣＰＲＩリンク１５０と、第２の（終端）無線機器ノード（ＲＥノード２）１０４へのさらなるＣＰＲＩリンク１５２とを有する従来のＣＰＲＩチェーン１００のいくつかの特徴を示す。

図２は、もう１つのＣＰＲＩリンク２５２による、図１のＣＰＲＩチェーンへのさらなる無線機器サブシステム（ＲＥノード３）２０２の追加を示し、そのようなスケーリング後にＣＰＲＩチェーン２００のチェーン強度が増大しているのが示されている。既存のリンクされているノード（または一連のリンクされているノード）にさらなるＲＥノード（すなわち、ＲＥノード３）２０２をリンクするには、既存のノードの各々および追加されることになるノードの間のそれぞれのタイミングオフセットを正確に求めることが必要である。それゆえ、既存のリンクの円滑な動作を妨げることなく、チェーン内に新たなリンクを確立するために必要なすべての情報を提供することが必要とされる。

図１および図２の両方から分かるように、ＣＰＲＩ仕様は、各ＲＥノードが少なくとも２つの「レーン（lane）」１３０、１４０に論理的に分離されることを可能にする。一般的に終端ノードにおいて、これらのレーンのうちの１つのみがアクティブにされる。しかしながら、チェーン、ツリーまたはリングトポロジ内の信号の通過に対応するために、任意の非終端ＲＥノードは両方のノードをアクティブにされる。このとき、各レーンはそれぞれマスタポートまたはスレーブポートとして動作し、それによって、そのポート（または複数のポート）がデフォルトでマスタポートであるＲＥＣから依存するＲＥノードのチェーンは、第１のレーンにおけるＲＥＣのマスタポートと通信しているスレーブポート、および、チェーン内のさらなるＲＥノードと通信している第２のレーン（レーン２）におけるアクティブなマスタポートを有する。終端ノード（「リーフノード」と称されることがある）のみが、非アクティブなレーン（レーン２）およびアクティブなレーン（レーン１−スレーブポートとして動作している）を保持する。この非アクティブなレーンは、図１および図２のそれぞれの（新たな）リーフノードには示されていない。

ＣＰＲＩ仕様に応じて送信されるデータのパケットは、ＲＥＣフレーマモジュール（REC framer module）１１２によって、ダウンリンク方向における通信のために準備される。対応するＲＥノード・デフレーマ（RE node deframer）１１６が、ＲＥノード１０２の第１のレーン１３０のスレーブポート内に設けられている。同様に、アップリンク内のＣＰＲＩパケットは、ＲＥＣマスタ・ポート・デフレーマ（REC master port deframer）１１４に送信するために、第１のレーン１３０のスレーブポート内のＲＥノード・ローカル・フレーマ１１８内で準備される。同期を保証するために、第１のレーン１３０にはタイマモジュール１２０が設けられている。タイマモジュール１２０は同期データを含むＣＰＲＩパケットから受信（Ｒｘ）タイミングを求め、この受信タイミングを、スレーブ・ポート・ローカル・フレーマ１１８を同期させるためにスレーブポート送信機にルーティングし、それによって、アップリンク内のＣ＆Ｍおよびユーザ・プレーン・データがＲＥＣ１０１と正確に同期される。同期が確立されると、ＲＥＣ１０１は、ＲＥノード１０２からのアップリンクＩＱデータに、１つ以上のアンテナシステム（ＡｘＣ）コンテナを割り当てる。ＲＥノードのＲｘおよびＴｘタイミングはＲＥＣ１００によって、ハイパーフレーム番号（ＨＦＮ）および基本フレーム番号（ＢＦＮ）の観点から受信オフセット値を求めるのに使用され、このオフセット値は、ＲＥノードからのアップリンクデータをデフレームする（deframe）のに使用される。その後、割り当てられた１つ以上のコンテナがアップリンクにおいてイネーブルされる。

図３Ａは、ポイント・ツー・ポイント・ネットワークの動作のいくつかのステップを提示する。ステップ３０２において、無線機器ノードタイマ、ＲＥ１タイマが、ＲｘタイミングをＲＥノード自体のＴｘにルーティングする。ステップ３０４において、制御および管理（Ｃ＆Ｍ）プレーンならびにユーザ・プレーン・データが、ＲＥ１内のローカル・フレーマによって生成される。ステップ３０６において、ＲＥ１アップリンクＡｘＣｓ ＩＱデータビット位置（すなわち、ＲＥ１アップリンク・ユーザ・プレーン・データが割り当てられるそのコンテナ（container）または各コンテナが現れる基本フレーム内の位置）が、ＲＥＣノードによって設定されて、ＲＥ１ノードに通知される。ステップ３０８において、ＲＥＣ Ｒｘオフセット値（ＨＦＮおよびＢＦＮにおいて測定される）が設定されて、アップリンクデータのデフレームが開始される。図３Ｂに示すようなポイント・ツー・ポイント・ネットワークにおいて、ステップ３１０では、すべてのアップリンクＶＳＳ Ｃ＆Ｍ語（all uplink VSS C&M words）はＲＥ１からのものである。その後、ステップ３１５において、ＲＥ１ ＵＬ ＡｘＣコンテナ（RE1 UL AxC containers）がイネーブルされる。

図３Ｂは、従来のポイント・ツー・ポイント・ネットワーク内の機能ブロックを示す。ＲＥＣノード３００は、無線機器ノードＲＥ１ ３０５と通信している。図１および図２のように、ＲＥＣノード３００は、ＲＥＣノード（ダウンリンク）送信機Ｔｘ＿ｄｌにあるＲＥＣフレーマモジュール３１２と、ＲＥＣノード（アップリンク）受信機Ｒｘ＿ｕｌにあるＲＥＣマスタ・ポート・デフレーマ３１４とを有する。ＲＥ１ノード３０５は、ＣＰＲＩスレーブポート（たとえば、レーン１内）を提供し、ＲＥ１ノード（ダウンリンク）受信機Ｒｘ＿ｄｌにあるＲＥノード・デフレーマ３１６と、ダウンリンク信号に関する受信機タイミングをＲＥ１ノードの（アップリンク）送信機Ｔｘ＿ｕｌに中継するためのタイマ３２０と、アップリンク送信機Ｔｘ＿ｕｌにあるＲＥノード・ローカル・フレーマ３１８とを含む。

図４は、本発明のいくつかの実施形態に応じたノード内のハードウェア構成要素を示し、これらのハードウェア構成要素が、ダウンリンクＲＥノードの動的な追加をどのように可能にするかを示す。図４は、本発明のいくつかの実施形態に応じた無線機器サブシステム（すなわち、ＲＥノード）４００を示す。示されているＲＥノード４００は、２つのアクティブなレーン、すなわち、スレーブポートを提供する第１のレーン（レーン１）と、マスタポートを提供する第２のレーン（レーン２）を有するネットワークノードである。

ＲＥノード４００は、アップリンク伝送・フレーマ（uplink transmit framer）４０２ｕおよびダウンリンク送信・フレーマ（downlink transmit framer）４０２ｄ、ならびに、アップリンク補助インターフェース（uplink auxiliary interface）４０４ｕおよびダウンリンク補助インターフェース（downlink auxiliary interface）４０４ｄ（受信データを対になったレーン内のそれぞれの伝送・フレーマに転送するためのもの）を含むいくつかの機能要素を備える。補助インターフェース４０４ｄ、４０４ｕは、ネットワークインターフェースとも称される。ＲＥノード４００は、受信タイミングを第１レーン送信機ユニットにルーティングすることが可能な第１レーンタイマ４０６をさらに備える。アップリンク制御語フィルタ（Uplink control word filter）４０８ｕおよびダウンリンク制御語フィルタ（downlink control word filter）４０８ｄもＲＥノード４００内に設けられている（すなわち、選択可能な制御語転送のための手段、これらの「フィルタ」は、基本フレーム内の個々のビットを転送すべきか、またはローカルに挿入すべきかを判定するために必要なパイプライン遅延管理およびマスクビットを適用するための論理を供給する）。ＲＥノード４００は、対になった送信機ユニットＴｘ（すなわち、ＲＥノード４００の、対になった第２のレーン内に新たに追加されるＲＥノードに向けた送信をハンドリングする送信機）に受信タイミングをルーティングすることが可能な第２レーンタイマ４１２をさらに備える。

ＲＥノード４００は、フレームタイミング差計算器４１０をさらに備え、フレームタイミング差計算器４１０は、フレームタイミング差を正確に計算するように動作可能なハードウェア構成要素である。この論理の適切な実施態様は、下記に図１７に関連してより詳細に説明する。

動作時、ＲＥノード４００は、確立されたＣＰＲＩホップまたはマルチホップ接続に新たな終端ノードを追加するために４段階アルゴリズムを実行する。すでに確立されているネットワークが２ノード・ポイント・ツー・ポイント・リンクであるか、または、既存のマルチノードチェーンであるかにかかわらず、同じアルゴリズムが動作することに留意されたい。提案されているノード追加アルゴリズムのフローは、新たなノードが、それ自体をネットワーク・トポロジ・タイミングに同期させ、その後、３つすべてのデータプレーンとシームレスに送受信することを可能にする。

従来のＲＥノードの動作と比較して、それぞれのデータフローの異なるルーティングが必要とされる。ネットワークノード内部の示されているハードウェア構成要素は、新たな終端ＲＥノードのシームレスな追加を保証するために使用される。

所与のノード（ＲＥまたはＲＥＣ）内の各レーンは、それ自体のレーンの受信機からのＲｘストリーム上で、または、対になったレーンのＲｘストリームから受信される同期プレーンからフレーム境界を選択する（すなわち、その出力信号のタイミングを設定する）ことができる、対応するそれぞれのタイマを有する。選択されたフレーム境界は、レーンのＴｘストリームを再調整するのに使用される。

それぞれのネットワークインターフェースは、ＲＥノードのレーンの間に存在する。これらのインターフェースは、１つのレーンのＲｘからのユーザおよびＣ＆Ｍプレーンデータを、ノード内の対になったもう１つのレーンのＴｘに供給するように動作する。各レーンには、制御語フィルタが設けられている。このフィルタは、Ｃ＆Ｍ語の選択可能なマスキングを実行し、それによって、特定であり所定のＣ＆Ｍ語が任意の所与のハイパーフレーム、たとえば、ＶＳＳデータブロック内の特定のサブチャネル内で転送されることを保証するように動作するハードウェア構成要素である。

無線機器サブシステムには、レーン１ Ｒｘ上で受信されるＤＬタイミングとレーン２ Ｒｘ上で受信されるＵＬタイミングとの間のタイミング差を計算するフレームタイミング差計算論理がさらに設けられている。

図５は、本発明のいくつかの実施形態に応じた、新たな終端ＲＥノード５０６を追加するための適切なアルゴリズムにおけるいくつかのステップを図式的に示す。この文脈において、アルゴリズムは、以下の４つの別個の段階を有するものと考えられ得る。

段階Ｉ ５１０ ＲＥＣ（ＲＥ）ノード５０２がチェーンの末端に新たなノード５０６を追加し始める。
段階ＩＩ ５２０ 新たなノード５０６が既存のマルチノードチェーン５０２に提示され、リンク設定ルーチンが新たなノード５０６に対して作動する。

段階ＩＩＩ ５３０ （レーン１および２内の）受信機が、接合されるべき（現在の）終端ノードＲＥ１に対して、新たなノードに対する同期をとる。
段階ＩＶ ５４０ オフセット計算が行われ前者の終端ノードＲＥ１と新たに追加されたノードとの間でユーザプレーン（ＩＱデータ）がイネーブルされる。

段階Ｉ ５１０において、ＲＥＣノードがノードのチェーンの末端に新たなノード（ＲＥ２）を追加し始める。ＲＥＣノードは、新たなＲＥノードＲＥ２に割り当てるためのＵＬ／ＤＬユーザプレーン（ＩＱデータ）のためのコンテナ（ＡｘＣ）を選択する。ＩＱデータビット位置がＲＥ２について決定される。コンテナ自体は、ＣＰＲＩ仕様が厳密に実装されるのに応じて、各基本フレームのＩＱブロック内の異なるビット位置に現れる場合があるため、これは重要である。したがって、ＣＰＲＩ仕様の４．２．７．２．３節は、それぞれ「充填位置（packed position）」および「柔軟位置（flexible position）」においてＡｘＣビット位置を示している。ＲＥＣは、情報のタイプをマークする（mark）ために、ＶＳＳデータ内に（情報のタイプに対応する）既知のパターンを挿入する。その後、ＲＥＣは、ＲＥ１内の両方のレーンに対して、以下のいずれかを通じて補助経路をイネーブルする。

ＶＳＳ経路：ＶＳＳデータにおける構成要求をマークするためにパターンが選択される。補助経路イネーブル要求がＤＬ経路上で送られる、または
Ｅｔｈ経路：補助経路をイネーブルするための構成マーカを有するイーサネット（登録商標）パケットがＲＥ１に送られる。

次に、ＲＥＣは、対になったレーン上で受信されるタイミング（すなわち、レーン１上の受信機から得られるタイミング）に同期するためにＲＥ１のレーン２内のＴｘ（すなわち、ＲＥ２にデータを送信することになる送信機）のタイマを設定する。ＲＥＣは、ＲＥ２に対して適切なＶＳＳサブチャネルを選択する。適切な選択を行うためのメカニズムは決して以下には限定されないが、これを行うための２つの代替的な方法を、例として説明する。

第１の方法において、ＲＥＣは、既知のマーカを使用して固定サブチャネル上での始動時に各ノードにそれぞれのノードＩＤを送る。ＣＰＲＩ仕様（ｖ．５．０）の４．２．７．４節に説明されているように、ハイパーフレームの２５６個の制御語が、各々４つの制御語から成る６４個のサブチャネルに編成される。したがって、１つのサブチャネルは、ハイパーフレームあたり４つの制御語を含む。Ｃ＆Ｍ符号語内のＶＳＳブロックは、サブチャネル１６〜Ｐに対応し、Ｐは、高速Ｃ＆Ｍデータに対する必要に応じて１９〜６３の任意の場所に設定することができるポインタである。各ノードに割り当てられたＶＳＳサブチャネルは、そのノードＩＤ＋１６（ＵＬの場合）、および、ＤＬの場合はノードＩＤ＋１７に等しい。したがって、ＲＥＣの隣の第１のノードは、ノードＩＤ＝０を取得し、制御語からのＶＳＳデータをサブチャネル１６内に挿入し、サブチャネル１７上で受信する。ＤＬ経路サブチャネル１６はすべてのノードによって読み取られ、ＲＥＣからのブロードキャストと同様に使用されることに留意されたい。

代替的に、第２の方法において、ＲＥＣは、第１６のサブチャネルを新たなノードに割り当ててもよく、現在の最後のノードに固定サブチャネルが割り当てられてもよい。したがって、ＲＥＣ＞ＲＥ１＞ＲＥ２＞新たなノードとリンクするノードのチェーンにおいて、ＲＥ１は割り当てられた第１７のサブチャネルによって開始し、ＲＥ２は第１６のサブチャネルによって開始する。新たなノードが追加されている間、ＲＥ２にはサブチャネル１８が割り当てられ、新たなノードにはサブチャネル１６が割り当てられる。

例示されているＶＳＳサブチャネル割り当て方法のいずれが採用されるかに応じて、ＲＥ１は、ローカルＶＳＳデータをＲＥ１に割り当てられたサブチャネル上に挿入し、すべての他のＶＳＳデータをＵＬ経路上で転送するように構成される。

ＲＥＣは、ＲＥ１レーン１ Ｔｘを、ローカルＩＱデータビット（すなわち、ＲＥ１ノードに現在関連付けられているＡｘＣコンテナ内のＩＱデータ）のみを挿入し、他のすべてを転送するように構成する。すべてのＲＥ１構成要求に対して、ＲＥＣは、任意選択的に、確認応答を待ってもよい。その後、ＲＥ１のレーン２ Ｔｘが、ＤＬ経路上で受信されたすべてのデータを転送する。ＲＥＣは、１無線フレーム後に、ＲＥ２にノードＩＤを送る。ＲＥＣはＲＥ１に、レーン２上のｒｘ ｓｙｎｃを待ち、その後、１０ｍｓ（すなわち、無線フレームの継続時間）後にフレームタイミング計算を開始するよう命令する。ＲＥＣは、ＲＥ２に割り当てられているＵＬ ＶＳＳサブチャネル上で、ノードＩＤの受信の確認を待つ。

段階ＩＩ ５２０において、新たなノード（ＲＥ２）が電源投入される。ＲＥ２のＴｘタイマが、それ自体のＲｘ上で受信されるタイミングに同期するように構成される（ＲＥ２は、ここでは終端ノードとして動作しているため、１つのレーンのみがアクティブにされている）。Ｒｘ ｓｙｎｃがＤＬ経路を通じてＲＥ２において受信されると、ノードＩＤがＲＥ２によって特定される。デフォルトで、これはノードＩＤ＝０を使用してもよい。

ノードＩＤ情報が受信されると、正確なＶＳＳサブチャネルが、ＲＥ２によってＲＥＣノードに確認応答を送るために使用される。いずれのサブチャネルが使用されるかは、使用される方法に選択に応じて決まる。この例示的な方法においては、最後の（終端）ノードはＵＬ／ＤＬの両方において常に第１６のＶＳＳサブチャネルを使用するか、または、ノードＩＤを使用して正確なＶＳＳサブチャネルを選択するかのいずれかである。ＶＳＳデータ内の既知のマーカ（marker）を使用して確認応答が送られる。

段階ＩＩＩ ５３０において、ＲＥ１上のそれぞれのＲｘ構成要素が同期される。ＲＥ１は両方のレーンにおける同期を検出し、その後、ＲＥ１は、レーン１ Ｒｘおよびレーン２ Ｒｘ上で受信されるタイミングの間の、ハードウェア割り当てタイミング差計算を開始する。計算された差が、既知のマーカ内に封入されているそれ自体のＵＬ ＶＳＳサブチャネルを使用してＲＥＣに信号伝達される。

最後に段階ＩＶ ５４０において、ＲＥＣはＲＥ１によって実行されたタイミング計算を受信する。ＲＥＣは、以下のようにＲＥ２のＴｘオフセット値を計算する。
ＲＥ２ Ｔｘオフセット＝ＲＥＣ Ｒｘオフセット−計算された累積差分（すなわち、ＲＥノード１を含む）
このＴｘオフセットは、ＲＥ２ ＶＳＳサブチャネル上のＶＳＳ符号語を通じてＲＥ２に信号伝達される。ＲＥ２のＲｘオフセットはＲＥＣ Ｔｘオフセットと同じであり、同様にＶＳＳの信号伝達（VSS signaling）を通じてプログラムされる。その後、ＲＥＣはＩＱデータのためにＲＥ２ Ｒｘコンテナをイネーブルする。同様に、ＲＥ２のＲｘオフセットがプログラムされると、ＲＥＣはＴｘ ＩＱデータをイネーブルする。

結果として、ＲＥ２はここで、それ自体のＲｘオフセット値においてＤＬ経路上でＩＱデータを受信することになる。次に、ＲＥＣは、ＲＥ２から予測されるコンテナに対応するそれ自体のＲｘ上で新たなコンテナ（ＡｘＣ）をイネーブルする。新たなＡｘＣに対して有効なＲｘデータは、ＲＥＣにおいてプログラムされたＲｘオフセットから利用可能になる。その後、Ｔｘオフセットがプログラムされると、ＲＥＣはＲＥ２ Ｔｘコンテナをイネーブルする。最後に、ＲＥ２はプログラムされたＴｘオフセットにおいてＵＬ ＩＱデータの送信を開始する（ステップ５４２）。

ＵＬおよびＤＬにおける２つのＡｘＣをサポートすることになる新たなノードが追加されなければならない。ＶＳＳ上の情報をマークするために以下のプロトコルが使用される。
［７ｂｉｔ ｐａｔｔｅｒｎ］［１ｂｉｔ ｌａｎｅ］［３２ｂｉｔ ｒｅｇ ａｄｄｒｅｓｓ］［３２ｂｉｔ ｖａｌｕｅ］
この例における［７ｂｉｔ ｐａｔｔｅｒｎ］に対して適切な値は以下のようになり得る。

１１１１＿１１０：構成
１１１１＿１１１：構成後の確認応答
１１１１＿１００：ノードＩＤの送信
１１１１＿１０１：ノードＩＤ受信後の確認応答
１１１１＿０００：タイミング差値
１１１１＿００１：タイミング差ＡＣＫ
［１ｂｉｔ ｌａｎｅ］は、簡便に、所与のノード内のレーン１を選択するために０に設定され、レーン２を選択するために１に設定されてもよい。

ＶＳＳサブチャネル選択は、上記で説明されたように、この例においてはノードＩＤを使用して行われる。このプロトコルを使用して、以下のように基本構成ステップが実施されることになる。

ＲＥＣが、ＤＬ経路ＶＳＳサブチャネル上で［１１１１＿１１０］［ｘ］［ｒｅｇ］［ｖａｌ］を送り、
ＲＥが、ＵＬ経路ＶＳＳサブチャネル上で［１１１１＿１１１］［ｘ］［ｒｅｇ］［ｖａｌ］を送る
同様に、所与のノードＩＤを通知するためのステップは以下のようになる。

ＲＥＣが、［１１１１＿１００］［］［］［ｎｏｄｅｉｄ］を送り、
ＲＥが、［１１１１＿１０１］［］［］［ｎｏｄｅｉｄ］を送る
したがって、ノードＩＤ ＡＣＫを送ったいかなるＲＥも、ノードＩＤを設定するためにＤＬサブチャネル１６をモニタリングしない。通常動作において、ＶＳＳサブチャネル１６上のＤＬ信号をモニタリングするノードは１つ（新たに追加されるもの）しかなくなる。ＲＥＣがノードＩＤを変更するよう決定した場合、ＲＥＣは、その要求を、先行する「ノードＩＤ＋１７」のＤＬ ＶＳＳサブチャネル上で送る。

図６に示すような、９．８ＧＨｚで作動するアクティブなポイント・ツー・ポイント・リンクの動作の一例を考察する。このシステムは、それぞれＵＬ（ＡｘＣ３および４）およびＤＬ（ＡｘＣ１および２）内に各々２つのアクティブなＡｘＣを有する。ＤＬ送信機（ＲＥＣノード６００内）は、４ＨＦＮ、１０ＢＦＮのＲＥＣ Ｔｘオフセットを有するＡｘＣ１および２をサポートするように構成されている（６１２）。ＤＬ受信機（ＲＥ１ノード６０２内）は、４ＨＦＮ、１０ＢＦＮのＲＥ１ Ｒｘオフセット（すなわち、ＲＥＣ Ｔｘオフセットと同じ）を有するＡｘＣ１および２をサポートするように構成されている（６１６）。ＵＬ送信機（ＲＥ１ノード６０２内）は、４ＨＦＮ、２０ＢＦＮのＲＥ１ Ｔｘオフセットを有するＡｘＣ３および４をサポートするように構成されている（６１８）。ＵＬ受信機（ＲＥＣノード６００内）は、４ＨＦＮ、２０ＢＦＮのＲＥＣ Ｒｘオフセット（すなわち、ＲＥ１ Ｔｘオフセットと同じ）を有するＡｘＣ３および４をサポートするように構成されている（６１４）。

図３Ｂにおける一般的なポイント・ツー・ポイント・ネットワークと同様に、図６におけるＲＥＣ６００はタイミングマスタとして機能し、すべてのノード６０２はそれらのタイミングをそれによって生成されるフレーム境界に合わせる必要がある。タイミングの他に、ＲＥＣはオフセット（ｔｘ／ｒｘ）としてプログラムされた既知のハイパーフレーム−基本フレーム値（ＨＦＮ、ＢＦＮ）においてユーザ・プレーン・データを送受信する。図６における使用事例から続け、図１からの参照符号を使用して、図７Ａは、段階Ｉの第１の部分におけるそれぞれのデータプレーンの信号伝達経路を示し、ＲＥＣ１０１はノードＲＥ１ １０２をネットワーク（すなわち、非終端ノード）として設定し、ノードＲＥ１ １０２の構成を確認する。図７Ｂは、対応するステップを示す。

ステップ７０２において、ＲＥＣは、ＲＥノード１（ＲＥ１）に、上述のプロトコルを使用してレーン１およびレーン２の両方において補助経路をイネーブルするよう命令する。その後、ＲＥＣは、ＲＥ１に、ローカルレーン１に制御語マスクを適用するよう命令する（ステップ７０４）。これは、サブチャネル１６のような「ブロードキャスト」を除くすべてのＶＳＳサブチャネル上の信号伝達をフィルタリング除外する。

同様に、その後、ＲＥＣは、ＲＥ１に、ローカルレーン１にＩＱデータマスクを適用するよう命令する（ステップ７０６）。これは、ＲＥ１に割り当てられたコンテナ、すなわち、ＩＱデータブロックの最初の６４ビット内のＡｘＣ３および４を除くすべてのコンテナ上の信号伝達をフィルタリング除外（filter out）する。その後、ＲＥＣは、ＲＥ１のレーン２に、各基本フレーム内でＩＱおよびＣ＆Ｍデータブロック内のすべてのビットを転送するよう命令する（ステップ７０８）。その後、ＲＥ１のレーン２上の対になったＴｘタイマが、レーン１からの受信機タイミングと同期するように設定される（ステップ７１０）。

図８は、段階Ｉの第２の部分を示し、接続記号「Ａ」から続く。ＲＥ１は、先行する構成命令の各々を確認応答する。ステップ８０２において、各補助レーンのイネーブルが確認される。ステップ８０４において、ＶＳＳサブチャネルおよびＩＱデータコンテナのレーン１マスキングが確認応答される。ステップ８０６において、すべてのＩＱおよびＣ＆Ｍデータブロックの転送が確認され、対になったＴｘタイマの同期が確認応答される。

ステップ８０８において、ＲＥＣは、ＶＳＳサブチャネル１６上でノードＩＤを送る前に１無線フレームに対応する期間だけ待つ。ノードＩＤが受信された（ここでＲＥ１が将来におけるその命令について異なるＶＳＳサブチャネルをモニタリングすることになることを暗示する）ことが確認されている場合（ステップ８１０）、かつ、レーン２ Ｒｘが正確に同期されていることを条件として（ステップ８１２）、方法は、次の段階、段階ＩＩへ進む。

図９Ａは信号伝達経路を示し、図９Ｂは、新たなノード（ＲＥ２）の設定およびその構成を説明するアルゴリズムの段階ＩＩの実施におけるいくつかのステップを示す。
ＲＦノード２（ＲＥ２）が始動し、ステップ９０２において、ＲＥ２ Ｒｘにおいて受信されたタイミングが、ＲＥ２タイマ９２０を同期するのに使用される。ステップ９０４において、ＲＥ２はＶＳＳサブチャネル１６上のノードＩＤの（ＲＥＣによる）信号伝達を待ち、ＵＬ（サブチャネル１７）およびＤＬ（サブチャネル１８）に対して新たなＶＳＳサブチャネルを選択し、ここで、受信されたノードＩＤは１である。その後、ＲＥ２はノードＩＤ更新に関して、ＲＥＣに確認応答メッセージを送る（ステップ９０６）。ＤＬ ＶＳＳサブチャネル１７上でＡｘＣ、ビット位置およびオフセットがすべて受信されることを条件として（ステップ９０８）、ＲＥ２はすべてのプレーン上でのデータの送信および受信を開始する（ステップ９１０）。

図１０Ａは信号伝達経路を示し、図１０Ｂは、ＲＥ１ノードにおいて実行されるタイミング差計算を説明するアルゴリズムの段階ＩＩＩの実施におけるいくつかのステップを示す。

ステップ１００２において、ＲＥ１はそのレーン２受信機からＲｘ ｓｙｎｃデータを受信する。このｓｙｎｃデータおよびレーン１受信機からのＲｘ ｓｙｎｃデータを使用して、アップリンクおよびダウンリンク内のタイミングが比較され、計算ユニット１０１０においてフレームタイミング差計算が実行される（ステップ１００４）。結果もたらされるフレームタイミング差はＲＥＣに信号伝達され（ステップ１００６）、ＲＥＣはその専用ＤＬ ＶＳＳサブチャネル上でこのタイミング差の受信をＲＥ１に確認する（ステップ１００８）。

図１１Ａは、ＲＥＣがＲＥ２に関するオフセットを構成し、ユーザ・プレーン・データを開始する、アルゴリズムの段階ＩＶの信号伝達経路を示す。図１１Ｂは、段階ＩＶの第１の部分におけるいくつかのステップを示す。

ステップ１１０２において、ＲＥＣは、受信されたフレームタイミング差ＴｉｍｉｎｇＤｉｆｆＡｌｌＨｏｐｓを使用してＲＥ２のＴｘオフセットを計算し、この値をＲＥ２の割り当てられたＤＬ ＶＳＳサブチャネル１８を通じてＲＥ２に信号伝達する。その後、ＲＥＣは、ＲＥ２に、ＲＥＣのＴｘオフセットを、ＲＥ２ Ｒｘオフセットタイミングとして採用するよう命令する（ステップ１１０４）。新たなコンテナがダウンリンクにおいてＲＥ２のＩＱデータに割り当てられる（ステップ１１０６）。その後、ＲＥＣは、これらの新たに割り当てられたコンテナにおいてＩＱデータを送り始める（ステップ１１０８）。

図１２は、段階ＩＶの第２の部分および最後の部分を完結するいくつかのステップを示す。接続記号「Ｂ」から継続して、ＲＥＣはその後、アップリンク内のＲＥ２のＩＱデータをさらなる新たなコンテナに割り当てる（ステップ１２０２）。その後、ＲＥＣは、ＲＥ２に、これらの新たに割り当てられたＵＬコンテナにおいてＩＱデータを送信するよう命令する（ステップ１２０４）。任意選択的に、ＲＥＣは、ＲＥ２がこれらのＵＬコンテナにおいてＩＱデータを送信するように構成されていることの確認を待ってもよい（ステップ１２０６）。

その後、それぞれのＴｘオフセット値においてＲＥＣおよびＲＥ２内でユーザ・プレーン・データが開始される。結果として、このデータは、それらのＲｘのそれぞれのオフセット値において受信されると予測され得る（ステップ１２０８）。結果として、新たなノードＲＥ２の追加は完了し、３つすべてのデータプレーンにおけるＵＬおよびＤＬ内の信号伝達がイネーブルされる（ステップ１２１０）。

上述のように、本発明は、チェーン内のノード（ＲＥまたはＲＥＣ）上の２つのＣＰＲＩリンクの間の正確なタイミング差を計算する（たとえば、ステップ１００４）ための適切なハードウェア１０１０を含む。図１３は、タイミング差を計算する必要があるタイミングトポロジを示す。図１３は、１つのチェーン内に１つのＲＥＣ１３００、および、複数Ｍ個のＲＥ１３０２、１３０４、１３０６、１３０８を有する例示的なチェーンを示す。Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、．．．Ｎ＃Ｍは各ノードにおけるフレーム差であることに留意されたい。Ｎ＃ＭはリーフノードＲＥ（Ｍ）１３０８におけるフレーム差である。

図１４は、例示的なチェーンが４つのＲＥＣ１４００、１４１０、１４２０、１４３０および少なくとも１つのＲＥ１４０２を有する代替形態を示す。概して、任意の所与のデイジーチェーン内にＸ個のＲＥＣおよびＹ個のＲＥを有することが可能である。

図１５は、デイジーチェーン接続された２つのＣＰＲＩリンクを有するＣＰＲＩノード（たとえば、ＲＥまたはＲＥＣノードのいずれか）のまた別の例示的な事例を示す。ここでは、ＣＰＲＩノードのレーンにわたるＣＰＲＩリンク１のＲｘとＣＰＲＩリンク２のＴｘとの間の接続が示されている。データ接続は、補助論理インターフェース１５０４によって可能になる。同様の接続が、ＣＰＲＩリンク２のＲｘとＣＰＲＩリンク１のＴｘとの間に存在する。

ダウンリンク経路（図１３および図１４参照）において、同じタイミング情報がチェーンを下って伝搬し、そのため、フレーム差計算器１５１０において計算されるフレーム差は常に０である。

アップリンク経路において、ＲＥ／ＲＥＣノードのＣＰＲＩスレーブポートからループバックされるが、ＲＥ／ＲＥＣのマスタポートの受信経路において、タイミング情報は別のノードに伝搬した後に到着する。このタイミングは遅延されることになり、そのため、ＲＥ／ＲＥＣノードの２つのＣＰＲＩリンク間のタイミング差が計算される必要がある。

２つのＣＰＲＩリンクからのＴｘおよびＲｘタイミング情報は以下を含む。
ハイパーフレーム番号 ＨＦＮ（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｈｆｎ、ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｈｆｎ）
基本フレーム番号 ＢＦＮ（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｘ、ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｘ）
基本フレーム内のデータの位置（シーケンス番号）（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｓｅｑ、ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｓｅｑ）
基本フレームが開始するとき、シーケンス値はゼロであり、そのため、シーケンスは基本フレームの開始を検出するのに使用される。

図１６は、フレーム差計算器の制御経路を示す。計算は、「計算」状態１６０４において行われる。フレーム差を計算するための論理は図１７に示されている。フレーム差計算は、両方のフレーマが同期を達成しており、フレーム差を計算するためのトリガが設定されたときに開始される。計算が行われると、状態機械は「アイドル」状態１６０２に戻る。

図１７は、例示的なタイミング差計算器のデータ経路実施態様を示す。示されている「ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿＊」および「ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿＊」信号は、それぞれの異なるＣＰＲＩ・フレーマからのものである。このデータ経路の結果として、ハードウェア構成要素の数および／または複雑度を制限しながら、タイミング差の正確な測定がもたらされる。最終的なフレーム差がレジスタ（フリップフロップまたはラッチなど）に記憶され、後に使用されることができる。参照符号Ｎ．Ｘは基本フレーム番号に対応し、一方で参照符号Ｎ．ＨＦＮはハイパーフレーム番号に対応する。

図１７の論理は２つの要素、すなわち、基本フレーム差計算器およびハイパーフレーム差計算器を含む。基本フレーム差計算器の場合、ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｓｅｑがｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｓｅｑ以下であるか否かが特定される。ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｓｅｑがｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｓｅｑ以下である（すなわち、マルチプレクサ１７０４に「１」が適用される）場合、フレーム差は（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｘ−ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｘ）をわずかに下回るため基本フレーム差は（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｘ−ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｘ）によって与えられ、そうでない場合、基本フレーム差は（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｘ−ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｘ＋１）によって与えられる。

ハードウェアにおいて、減算演算は一般的に符号なしであり、（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｘ−ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｘ）および（２５５−ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｘ＋ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｘ）は同じ値をもたらすため、ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｘは実際にはｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｘを下回る可能性がある。ここで計算された基本フレーム差の値は第１のレジスタ１７１０内に記憶される。（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｘ−ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｘ＋１）演算はオーバーフローを引き起こす可能性があるため、このオーバーフローが機能ブロック１７０６において検出される。

ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｓｅｑがｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｓｅｑ以下である場合、さらなるマルチプレクサ１７０８は「１」を生成し、そうでない場合、「０」を生成する。このゲート１７０８の出力はその後、（第３のマルチプレクサ１７１２において）ハイパーフレーム差を１だけ増分するのに使用される。

ハイパーフレーム差計算器は中間ハイパーフレーム差を計算し、これはその後、第３のマルチプレクサ１７１２に直接適用され、１ハイパーフレームだけ増分される（後者はブロック１７１４において実行される）。

中間ハイパーフレーム差は以下のように計算される。
（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｈｆｎ＝＝ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｈｆｎ）がブロック１７１６において判定された場合、それぞれ（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｘ≧ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｘ）が真であるか否かに応じてＨｆｎ＿ｄｉｆｆ＿ｉｎｔは（８’ｄ０）または（８’ｄ１４９）のいずれかである［マルチプレクサ１７２２、１７３０］。

しかしながら、（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｈｆｎ＞ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｈｆｎ）がブロック１７１８において判定された場合、それぞれ（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｘ≧ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｘ）が真であるか否かに応じてＨｆｎ＿ｄｉｆｆ＿ｉｎｔは（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｈｆｎ−ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｈｆｎ）または（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｈｆｎ−ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｈｆｎ−１）のいずれかである［マルチプレクサ１７２２、１７２４、１７２８］。そうでない（すなわち、ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｈｆｎ≦ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｈｆｎがブロック１７１８において判定された）場合、それぞれ（ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｘ≧ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｘ）が真であるか否かに応じてＨｆｎ＿ｄｉｆｆ＿ｉｎｔは（１５０＋ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｈｆｎ−ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｈｆｎ）または（１４９＋ｃｐｒｉ＿ｔｘ＿ｈｆｎ−ｃｐｒｉ＿ｒｘ＿ｈｆｎ）のいずれかである［マルチプレクサ１７２２、１７２４および１７２６］。

基本フレーム差計算においてロールオーバーが検出された（すなわち、マルチプレクサ１７０８がマルチプレクサ１７１２に「１」を出力した）場合、Ｈｆｎ＿ｄｉｆｆ＿ｉｎｔが増分されて（ブロック１７１４）、第２のレジスタ１７２０に記憶される。そうでない場合、Ｈｆｎ＿ｄｉｆｆ＿ｉｎｔ値は第２のレジスタ１７２０内に記憶される。

本発明の様々な実施形態の結果として、ＣＰＲＩチェーンは容易にスケーラブルになる。新たなノードの追加は、先行するノードからの現在アクティブなトランザクションに影響を及ぼすことなく、完全にランタイムで達成することができる。

本発明の好ましい実施形態の記載が例示および説明を目的として提示されてきたが、網羅的であること、または、本発明を開示されている形態に限定することは意図されていない。その広範な発明的概念から逸脱することなく、上述の実施形態に変更を行うことができることが、当業者には諒解されよう。それゆえ、本発明は開示されている特定の実施形態には限定されず、添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の精神および範囲内の改変をカバーすることが理解される。

Claims (9)

1. 方法であって、
   少なくとも１つの制御ノードおよび少なくとも１つのアクティブ無線アクセスノードを有するマルチノード基地局システムにリーフノードを動的に追加するための方法であって、前記アクティブ無線アクセスノードは、前記制御ノードからデータを受信し、前記制御ノードにさらなるデータを送信するための第１のレーンを有する、前記方法は、
   前記アクティブ無線アクセスノード内で第２のレーンをイネーブルすることであって、前記第２のレーンは前記リーフノードのレーンに結合されている、前記イネーブルすること、
   前記アクティブ無線アクセスノード内で、前記リーフノードからのアップリンクにおける受信タイミングと、ダウンリンクにおける受信タイミングとの間のフレームタイミング差を測定すること、
   測定された前記フレームタイミング差を使用して、前記制御ノードと前記リーフノードとの間に同期を確立すること、
   前記リーフノードのユーザ・プレーン・データ・パラメータを設定して、それによって、前記リーフノードへのユーザデータの送信を開始することを備える、方法。
2. 前記リーフノードへ命令を通信するのに使用するためのサブチャネルを選択することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記サブチャネルを選択することは、
   特定のノード識別子を選択すること、
   前記ノード識別子の関数として特定のサブチャネル値を計算することを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記サブチャネルを選択することは、
   前記リーフノードに所定の第１のサブチャネル値を割り当てること、
   前記アクティブ無線アクセスノードに第２のサブチャネル値を割り当てることであって、前記第２のサブチャネル値は前記第１のサブチャネル値とは異なる、前記割り当てることを含む、請求項２に記載の方法。
5. 前記同期を確立することは、
   前記制御ノードに前記フレームタイミング差を送信すること、
   前記リーフノードの送信タイミングオフセットを計算すること、
   前記選択されたサブチャネルを使用して前記リーフノードに前記計算された送信タイミングオフセットを送信することを含む、請求項２に記載の方法。
6. 少なくとも１つの制御ノードを有するマルチノード基地局システム内のノードであって、前記ノードは前記制御ノードと通信する、前記ノードは、
   第１のレーンであって、
   少なくとも１つの第１のコンテナにおいて前記制御ノードからダウンリンクデータを受信する第１の受信機ユニットと、
   前記制御ノードにアップリンクデータを送信し、かつ伝送フレーマを含む第１の送信機ユニットと、
   前記第１の送信機ユニットにタイミングをルーティングするように動作可能な第１のタイマと、
   ネットワークインターフェースと、
   選択された符号語の一部分に対応するデータを転送する符号語フィルタユニットと、を含む前記第１のレーンと、
   リーフノードと通信するマスタポイントを形成する第２のレーンであって、
   前記リーフノードからアップリンクデータ受信する第２の受信機ユニットと、
   前記リーフノードにダウンリンクデータを送信し、かつ伝送フレーマを含む第２の送信機ユニットと、
   前記第２の送信機ユニットにタイミングをルーティングするように動作可能な第２のタイマと、
   第２のネットワークインターフェースと、
   選択された符号語の一部分に対応するデータを転送する第２の符号語フィルタユニットとを含む前記第２のレーンと、
   前記ノードの前記第１および第２のレーンの各々における受信経路と送信経路との間にタイミング差を確立するタイミング差計算器とを備える、ノード。
7. 前記タイミング差計算器は、
   基本フレームを単位とした、受信経路と送信経路との間の前記タイミング差を計算する基本フレーム差計算器と、
   ハイパーフレームを単位とした、受信経路と送信経路との間の前記タイミング差を計算するハイパーフレームタイミング差計算器と、
   前記基本フレーム差計算器においてロールオーバー状態が検出されると、前記ハイパーフレームタイミング差計算器の出力を増分するように構成されているマルチプレクサとを含む、請求項６に記載のノード。
8. 少なくとも１つのアクティブネットワークノードを有する共通公衆無線インターフェース（ＣＰＲＩ）チェーン内に終端ノードを追加するための方法であって、前記アクティブネットワークノードは少なくとも第１のレーンおよび第２のレーンを有し、前記方法は、
   前記アクティブネットワークノード内の前記第２のレーンをイネーブルすること、
   前記終端ノードに設定を命令すること、
   前記アクティブネットワークノードから電源投入確認応答メッセージを受信して前記アクティブネットワークノードと前記終端ノードとの間の同期を確立すること、
   前記終端ノードからのアップリンクにおける受信タイミングと、ダウンリンクにおける受信タイミングとの間のタイミング差を計算すること、
   無線機器コントローラ（ＲＥＣ）ノードに前記タイミング差を報告すること、
   前記測定されたタイミング差を使用して前記ＲＥＣノードと前記終端ノードとの間に同期を確立すること、
   前記終端ノードに関するユーザ・プレーン・データ・パラメータを設定して、それによって、前記終端ノードからユーザ・プレーン・データを受信することが可能になることを備える、方法。
9. 前記アクティブは無線機器（ＲＥ）ノードまたは無線機器コントローラ（ＲＥＣ）ノードである、請求項８に記載の方法。