JP2023123099A - Processing device to transmit analog signal to wireless device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線信号を送受信する無線装置に、当該無線信号を生成するためのアナログ信号を光ファイバで送信する技術に関する。 The present invention relates to a technology for transmitting analog signals for generating wireless signals to wireless devices that transmit and receive wireless signals through optical fibers.
図1は、移動通信ネットワークの基地局装置の機能を、処理装置1と無線装置2に分割し、無線装置2を、アンテナが設置されたアンテナサイト200に配置し、処理装置1を、アンテナサイトとは地理的に異なる収容サイト100に配置した構成を示している。無線装置2は、アンテナを介して、移動通信ネットワークの無線デバイス(WD)又はユーザ装置(UE)と無線信号を送受信する機能と、当該無線信号を処理する機能と、を有する。一方、処理装置1は、無線装置2が送受信する無線信号のベースバンド信号を処理する機能を有する。処理装置1と無線装置2とは光ファイバを含む光伝送路3により接続される。
FIG. 1 divides the functions of a base station device of a mobile communication network into a processing device 1 and a
非特許文献1は、処理装置1と無線装置2との間の通信インタフェースであるCPRIを開示している。具体的には、処理装置1は、ベースバンド信号の信号波形をサンプリングし、サンプリング値をデジタル値として無線装置2に送信する。なお、CPRIにおいて、処理装置1が無線装置2に送信する制御情報は、サンプリング値を示すデジタル値と時分割多重される。現在、WDへの伝送容量の増大によりCPRIでの伝送は非効率となっている。
Non-Patent Document 1 discloses CPRI, which is a communication interface between the processing device 1 and the
WDへの伝送容量の増大に対応するため、処理装置1においてベースバンド信号から中間周波数(IF)帯のIF信号、又は、無線周波数(RF)帯のRF信号を生成し、IF信号又はRF信号で搬送光を変調することで生成した変調光を無線装置2に送信する構成が考えられる。無線装置2は、変調光を復調することで、処理装置1が送信したIF信号又はRF信号を復元・生成し、これら信号を無線周波数帯の所定の周波数の無線信号に変換した後に、増幅等の必要な処理を行ってアンテナから出力する。なお、RF信号の周波数が当該所定の周波数に一致している場合、周波数変換は省略できる。
In order to cope with the increase in transmission capacity to the WD, the processing device 1 generates an IF signal in the intermediate frequency (IF) band or an RF signal in the radio frequency (RF) band from the baseband signal, and converts the IF signal or the RF signal A configuration is conceivable in which the modulated light generated by modulating the carrier light is transmitted to the
図2は、その様な構成において、処理装置1が生成する例示的な変調光の周波数成分を示している。図2によると、変調光は、周波数多重された4つのIF信号81~84を搬送している。ここで、処理装置1と無線装置2との間で制御情報を送受信するために別の光伝送路3を使用すると構成が複雑になり、かつ、コスト高となる。
FIG. 2 shows the frequency components of an exemplary modulated light produced by processing device 1 in such a configuration. According to FIG. 2, the modulated light carries four frequency multiplexed IF signals 81-84. Here, if another
本発明は、簡易な構成で無線装置に制御情報を送信する技術を提供するものである。 The present invention provides technology for transmitting control information to a wireless device with a simple configuration.
本発明の一態様によると、アナログ信号に基づき無線信号を生成して送信する無線装置に、前記アナログ信号を送信する処理装置は、前記無線装置への制御情報を搬送するパルス信号を生成する制御手段と、前記パルス信号の最大周波数を制限するローパスフィルタを備え、前記ローパスフィルタを通過した前記パルス信号と前記アナログ信号とを合波して合波信号を出力する合波手段と、前記合波信号で搬送光を変調することで変調光を生成し、前記変調光を前記無線装置に送信する変調手段と、を備えている。 According to one aspect of the present invention, to a wireless device that generates and transmits a wireless signal based on an analog signal, the processing device that transmits the analog signal controls to generate a pulse signal that carries control information to the wireless device. combining means for combining the pulse signal and the analog signal that have passed through the low-pass filter and outputting a combined signal; modulating means for generating modulated light by modulating carrier light with a signal and transmitting the modulated light to the wireless device.
本発明によると、簡易な構成で無線装置に制御情報を送信することができる。 According to the present invention, it is possible to transmit control information to a wireless device with a simple configuration.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうちの二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and not all combinations of features described in the embodiments are essential to the invention. Two or more of the features described in the embodiments may be combined arbitrarily. Also, the same or similar configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.
<第一実施形態>
図3は、本実施形態による処理装置1及び無線装置2を含む基地局システムの構成図である。制御部10は、処理装置1を制御すると共に、無線装置2に送信する制御信号を生成する。制御信号は制御情報を搬送する信号であり、本実施形態において、制御信号は、デジタル信号、つまり、パルス信号である。例えば、制御信号は、ローカルエリアネットワーク(LAN)において使用される規格に従う信号であり得る。パルス信号は、Non-Return-to-Zero(NRZ)信号又はReturn-to-Zero(RZ)信号であり得る。なお、同じ伝送速度において、NRZ信号は、RZ信号より帯域幅が狭くなるためNRZ信号の方が好ましい。制御部10は、制御信号を合波部13のローパスフィルタ(LPF)11に出力する。LPF11は、閾値周波数f1未満の通過帯域を有し、制御信号の周波数帯域を制限する。合波部13のハイパスフィルタ(HPF)12には、WDに送信する情報を搬送するIF信号若しくはRF信号、又は、それらを周波数多重した周波数多重信号が入力される。IF信号若しくはRF信号又は、それらを周波数多重した周波数多重信号はアナログ信号であり、以下の説明では、HPF12に入力される、IF信号若しくはRF信号、又は、それらの周波数多重信号を総称して"アナログ信号"と表記する。なお、アナログ信号の最も低い周波数は、閾値周波数f1より大きくなる様に設定される。HPF12は、閾値周波数f1未満の不要な周波数成分を抑圧する。
<First embodiment>
FIG. 3 is a configuration diagram of a base station system including a processing device 1 and a
合波部13は、フィルタ後の制御信号及びアナログ信号を合波した合波信号を変調部14に出力する。変調部14は、合波信号で搬送光を変調することで変調光を生成し、変調光を無線装置2に送信する。図4は、変調光の周波数成分を示している。図4の参照符号81~84の全体がアナログ信号であり、参照符号81~84は、それぞれ、4つのIF信号に対応する。図4の参照符号80は、制御信号に対応する。
The combining
復調部24は、処理装置1から受信する変調光を復調し、合波信号を分離部23に出力する。分離部23は、合波信号を分離した後、LPF21を介して制御信号を出力し、HPF22を介してアナログ信号を出力する。LPF21及びHPF22の通過帯域は、それぞれ、LPF11及びHPF12と同様である。制御部20は、LPF21からの制御信号を受信し、当該制御信号に基づき無線装置2を制御する。HPF22が出力するアナログ信号は、図示しない回路により無線信号に変換されWDに向けて送信される。
The
以上、本実施形態では、無線装置20を制御するためのパルス信号である制御信号と、WDに送信する情報を搬送するアナログ信号とを合波し、合波された信号で搬送光を変調して無線装置20に送信する。この構成により、制御信号及びアナログ信号を同じ光ファイバで送信することができる。また、制御情報に基づき正弦波キャリアの電気信号を変調(例えば、ASK、PSK、QAM等)することなく、制御情報をベースバンド信号(例えば、NRZパルス信号)のまま送信するため、制御情報を送信するための構成を簡略化することができる。なお、無線装置2から処理装置1への方向の構成も同様であり、制御部20から制御部10への制御信号は、例えば、制御部20が制御部10から受信した制御信号の応答等に使用され得る。
As described above, in the present embodiment, the control signal, which is a pulse signal for controlling the
<第二実施形態>
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。例えば、無線装置2の設置時等、無線装置2に送信する制御情報のデータ量が大きくなると、閾値周波数f1未満の帯域幅では制御信号を無線装置2に送信するための時間が長くなる。このため、本実施形態では、閾値周波数を、送信すべき制御情報の量、つまり、制御信号に必要な伝送速度に応じて可変にする。
<Second embodiment>
Next, the second embodiment will be described, focusing on differences from the first embodiment. For example, when the data amount of control information to be transmitted to the
図5は、本実施形態による処理装置1及び無線装置2の構成図である。なお、第一実施形態の図3と同様の構成要素については同じ参照符号を付与し、以下では、相違点を中心に説明する。制御部10は、制御信号を合波部17のLPF15にも出力する。LPF15は、閾値周波数f2未満の通過帯域を有し、不要な高周波成分を抑圧する。なお、閾値周波数f2は、閾値周波数f1より大きい。また、アナログ信号は、合波部17のHPF16にも入力される。HPF16は、閾値周波数f2未満の不要な周波数成分を抑圧する。
合波部17は、フィルタ後の制御信号及びアナログ信号を合波し、合波信号を生成する。
FIG. 5 is a configuration diagram of the processing device 1 and the
The combining
選択部18には、合波部13からの合波信号と、合波部17からの合波信号が入力される。制御部10は、最大周波数を閾値周波数f1未満に制限可能な第1制御信号を送信している間、選択部18を制御して、合波部13からの合波信号を変調部14に出力させる。一方、制御部10は、最大周波数が閾値周波数f1より大きいことが必要であるが、閾値周波数f2未満に制限可能な第2制御信号を送信している間、選択部18を制御して、合波部17からの合波信号を変調部14に出力させる。例えば、第1制御信号は100MbEであり、第2制御信号は1GbEであり得る。
The multiplexed signal from the
また、制御部10は、第1制御信号から第2制御信号に切り替える前の所定タイミングにおいて、第1制御信号から第2制御信号に切り替える第1切替タイミングを、第1制御信号により無線装置2に通知する。同様に、制御部10は、第2制御信号から第1制御信号に切り替える前の所定タイミングにおいて、第2制御信号から第1制御信号に切り替える第2切替タイミングを、第2制御信号により無線装置2に通知する。無線装置2の制御部20は、第1切替タイミングになると、選択部28を制御して、復調部24が出力する合波信号を分離部27に出力させる。また、制御部20は、第2切替タイミングになると、選択部28を制御して、復調部24が出力する合波信号を分離部23に出力させる。分離部27は、LPF25を介して第2制御信号を制御部20に出力し、HPF26を介してアナログ信号を出力する。LPF25及びHPF26の通過帯域は、それぞれ、LPF15及びHPF16と同様である。
Further, the
なお、第2制御信号を使用している間、アナログ信号に使用可能な帯域幅は小さくなる。このため、制御部10は、第2制御信号を使用している期間、WDに送信する情報量を制限し、アナログ信号の帯域幅を小さくする。また、本実施形態ではLPF及びHPFを含む合波部を2つ使用していたが3つ以上とすることもできる。なお、3つ以上の合波部それぞれのLPF及びHPFの通過帯域は異なり、制御部10は、送信する制御信号の速度に応じて変調部14に合波信号を出力する合波部を選択する。なお、選択する合波部は、制御信号の送信に必要な最大周波数を通過帯域内とするLPFを有する合波部から選択する。例えば、選択する合波部は、制御信号の送信に必要な最大周波数を通過帯域内とするLPFを有する合波部の内の通過帯域の最も低いLPFを有する合波部とすることができる。
Note that while using the second control signal, less bandwidth is available for analog signals. Therefore, the
以上、本実施形態によると、送信すべき情報量が多くなると、制御信号の速度を増加させることができる。 As described above, according to this embodiment, when the amount of information to be transmitted increases, the speed of the control signal can be increased.
<第三実施形態>
続いて、第三実施形態について、第二実施形態との相違点を中心に説明する。第二実施形態では制御信号の速度を増加させることができる様にLPF及びHPFを含む合波部を2つ以上使用するものであった。本実施形態では、使用する合波部の数を1つとする。
<Third embodiment>
Next, the third embodiment will be described, focusing on differences from the second embodiment. In the second embodiment, two or more multiplexers including LPF and HPF are used so that the speed of the control signal can be increased. In this embodiment, one multiplexing unit is used.
図6は、本実施形態による処理装置1及び無線装置2の構成図である。制御部10は、制御信号を選択部18にも出力する。制御部10は、最大周波数を閾値周波数f1未満に制限可能な第1制御信号を送信している間、選択部18を制御して、合波部13からの合波信号を変調部14に出力させる。一方、制御部10は、最大周波数を閾値周波数f1未満に制限できない第3制御信号を送信している間、選択部18を制御して、制御部10からの制御信号を変調部14に出力させる。
FIG. 6 is a block diagram of the processing device 1 and
また、制御部10は、第二実施形態と同様に、第1制御信号と第3制御信号との切替タイミングを制御部20に通知する。したがって、第1制御信号は、選択部28から分離部23を介して制御部20に入力され、第3制御信号は、選択部28から直接、制御部20に入力される。
Further, the
なお、第二実施形態と異なり、第3制御信号を使用している間、制御部10は、WDへの送信を一時的に停止し、アナログ信号の送信を行わない。多くの場合、制御信号の情報量が増大するのは、無線信号の送受を開始する前(リブート時などを含む)の処理装置と無線装置の間でリンクを確立する期間であり、その期間に限定して上述の機能を働かせることで、第二実施形態より簡素な構成で所望の効果を得ることが可能となる。
Note that unlike the second embodiment, while the third control signal is being used, the
<第四実施形態>
本実施形態では、制御信号を使用することで処理装置1から無線装置2に至る光伝送路3の品質を測定し、当該光伝送路3で搬送されているアナログ信号の品質を判定する。具体的には、制御部10は、制御信号により既知パターンのデータを制御部20に送信し、制御部20は、この既知パターンのデータに基づきエラーが生じているか否かを判定する。搬送光のレベルを変化させながら既知パターンの測定を行うことで処理装置1から無線装置2に至る光伝送路3の信号対雑音比(SN比)を判定することができる。
<Fourth embodiment>
In this embodiment, the control signal is used to measure the quality of the
以上の構成により、簡易な構成で無線装置に制御信号を送信することができる。したがって、国連が主導する持続可能な開発目標(SDGs)の目標9「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。 With the above configuration, the control signal can be transmitted to the wireless device with a simple configuration. Therefore, it will be possible to contribute to Goal 9 of the Sustainable Development Goals (SDGs) led by the United Nations, "Build resilient infrastructure, promote sustainable industrialization and foster innovation."
13:合波部、14:変調部 13: Multiplexer, 14: Modulator
Claims (7)
前記無線装置への制御情報を搬送するパルス信号を生成する制御手段と、
前記パルス信号の最大周波数を制限するローパスフィルタを備え、前記ローパスフィルタを通過した前記パルス信号と前記アナログ信号とを合波して合波信号を出力する合波手段と、
前記合波信号で搬送光を変調することで変調光を生成し、前記変調光を前記無線装置に送信する変調手段と、
を備えている、処理装置。 A processing device that transmits the analog signal to a radio device that generates and transmits a radio signal based on the analog signal,
control means for generating a pulse signal carrying control information to said wireless device;
combining means for combining the pulse signal passed through the low-pass filter and the analog signal and outputting a combined signal;
modulating means for generating modulated light by modulating carrier light with the multiplexed signal and transmitting the modulated light to the wireless device;
A processing unit, comprising:
前記制御手段は、前記パルス信号の送信に必要な最大周波数が前記ローパスフィルタの通過帯域内である場合、前記合波信号が前記変調手段に出力される様に前記選択手段を制御し、前記パルス信号の送信に必要な最大周波数が前記ローパスフィルタの通過帯域外である場合、前記パルス信号が前記変調手段に出力される様に前記選択手段を制御する、請求項1に記載の処理装置。 selecting means for receiving the combined signal and the pulse signal and outputting either the combined signal or the pulse signal to the modulating means;
The control means controls the selection means so that the combined signal is output to the modulation means when the maximum frequency required for transmission of the pulse signal is within the passband of the low-pass filter, and the pulse signal 2. The processor according to claim 1, controlling said selection means so that said pulse signal is output to said modulation means when the maximum frequency required for signal transmission is outside the passband of said low-pass filter.
複数の前記合波手段からの複数の前記合波信号の内の1つの合波信号を前記変調手段に出力する選択手段と、
を備え、
複数の前記合波手段それぞれの前記ローパスフィルタの通過帯域は異なり、
前記制御手段は、前記パルス信号の送信に必要な最大周波数に応じて前記選択手段が前記変調手段に出力する前記1つの合波信号を選択する、請求項1に記載の処理装置。 a plurality of multiplexing means;
selecting means for outputting one of the multiplexed signals from the multiplexing means to the modulating means;
with
The passbands of the low-pass filters of the plurality of multiplexing means are different,
2. The processing apparatus according to claim 1, wherein said control means selects said one combined signal output by said selection means to said modulation means according to a maximum frequency required for transmission of said pulse signal.
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