JP4032975B2 - W−cdma基地局装置遅延制御システム - Google Patents

W−cdma基地局装置遅延制御システム Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access)基地局装置に関し、特に、基地局に設置された下り送信側パネル(拡散多重用パネル)と、該基地局のサービスエリア内に配置されている複数のアンテナにそれぞれ設置された下り受信側パネル(変復調、電力増幅用パネル)とが、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)信号を通してケーブルで接続されているW-CDMA基地局装置における遅延制御技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
W-CDMA基地局装置は、通常、基地局と、該基地局のサービスエリア内において互いに異なる位置に配置された複数のアンテナを備えており、基地局には1枚の送信側パネル(拡散多重用パネル)が設置され、各アンテナには、それぞれ受信側パネル(変復調、電力増幅用パネル)が設置される。基地局の送信側パネルと各アンテナの受信側パネル間は、LVDSあるいは光通信による双方向高速デジタル信号を通すケーブルで接続されている。
【0003】
この1枚の送信側パネルと複数の受信側パネル間で高速デジタル通信を行う場合、各パネル間接続の距離差が大きくなることや、ケーブルの状態などの様々な要因によりベースバンド信号に遅延ばらつきが生じてしまう。複数の受信側パネルで処理する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、各受信側パネル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。
【0004】
従来、公衆回線網に接続されたマスター基地局と複数のスレーブ基地局と、これらのスレーブ基地局を介して通信する複数の移動体端末局からなる移動体通信システムにおいて、各スレーブ基地局に、当該スレーブ基地局の送信タイミングをマスター基地局の送信タイミングに同期させる手段を設けることにより、各基地局間の伝播遅延のばらつきを補正している(例えば、特許文献1参照)が、W-CDMA基地局装置においても、受信側パネル(変復調、電力増幅用パネル)が設置される各アンテナ間の遅延ばらつきを補正する為の回路を受信側の受け口に配置しそれぞれの受信パネルごとに遅延ばらつきの補正を行い、受信側パネル間でのばらつきを抑えるという手法が考えられている。
【0005】
図3は、W-CDMA基地局装置の従来の遅延量補正システムの一例を示すブロック図である。
【0006】
図3において、W-CDMA基地局装置は、1枚の下り送信側パネル(拡散多重用パネル)201と複数の下り受信側パネル(変復調、電力増幅用パネル)202とが、それぞれ、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)信号を通すケーブル203,216で接続されている。
【0007】
下り送信側パネル(拡散多重用パネル)201において、下り信号送信側は、上位装置より入力されるデータをチャネライゼーションコード拡散処理とスクランブリング拡散処理と拡散された信号に振幅を与える振幅データを加味したデータのユーザ多重を行いフレーム同期信号のベースバンド信号を出力する拡散器部204と、拡散器部204から出力されるパラレルの信号をシリアル信号に変換してケーブル203へ出力するシリアライザ(Ser)部205を備え、上り信号受信側は、受信パネル202よりケーブル216を経由して入力されるシリアル信号を受信してシリアル/パラレル変換を行い、変換したパラレル信号を上位装置側の逆拡散器へ出力するデシリアライザ(Des)部206を備えている。
【0008】
下り受信側パネル(変復調、電力増幅用パネル)202は、それぞれ、下り送信側パネル(拡散多重用パネル)201からケーブル203を経由して入力される下り送信のシリアルデータをパラレルデータにシリアル/パラレル変換するデシリアライザ(Des)部209と、変換されたパラレルデータを一時記憶するFIFOメモリ210と、下り送信側パネルから受信した送信データの遅延量を測定し、FIFOメモリ210から読み出す送信データの遅延量を制御する遅延制御回路部211と、遅延制御回路部211からの制御信号によりFIFOメモリ210のRead/Writeを制御するポインタ制御部212と、下り送信側パネル201より受信した拡散データの変調を行う変調回路部214と、受信した上り信号の復調を行う復調回路部215と、復調回路部215から入力されるパラレルの上りデータをシリアルデータに変換してケーブル216へ出力するシリアライザ(Ser)部217を備えている。
【0009】
下り送信側パネル201より出力される拡散データは、ケーブル203を経由して下り受信側パネル202に入力され、デシリアライザ(Des)部209に入力してシリアル/パラレル変換処理を行われ元の伝送速度に戻りパラレルのベースバンド信号として出力変調回路214へ出力される。各ケーブル203の長さ等の要因による遅延ばらつきが存在する場合、ここでのシリアル/パラレル変換処理を行った際に各下り受信パネル202間で送信データに遅延ばらつきが生じる。
【0010】
この遅延ばらつきを測定するために、デシリアライザ(Des)部209から出力されるパラレル信号は遅延制御回路部211へも入力される。遅延制御回路部211では送信データの遅延量がどの程度であるか、どの程度下りデータを遅らせるかの判断を行い、その結果をポインタ制御部212へ出力する。ポインタ制御部212は、FIFOメモリ210のRead/Write信号を制御することにより、FIFOメモリから出力される送信パラレルデータの遅延量を制御することにより、各受信パネル202間における遅延量のばらつきを吸収する。
【0011】
【特許文献1】
特開平9−148978号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例において、受信側パネル202を設計する際に、この遅延量のばらつきを小さく想定してFIFOメモリ210の容量を小さくしすぎると、遅延ばらつきを吸収できなくなってしまう場合が発生する。その為、ほとんど遅延が発生しない接続関係となっている系に対してもシステム全体として起こりえる最大の遅延量を吸収できるだけの段数を持ったFIFOメモリ210を設置しておく必要があり、その結果、受信側パネル202の回路規模が増大してしまうという問題がある。
【0013】
このように、受信側パネルに遅延補正のための回路を設ける場合、送信データを一時貯めておくためのFIFOメモリなどのメモリ装置を設ける必要があり、その場合、送信してくるデータが大きくなったり、あるいは各パネル間の遅延差が大きくなったりすると、FIFOメモリの容量も大きく設計しなければならない。また、補正のための回路を受信パネルごとに配置する必要があり、接続する受信パネルの枚数が多くなればなるほど全体としての回路規模もそれに比例して大きくなってしまうという問題がある。
【0014】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、1枚の送信側パネルと複数の受信側パネル間で高速デジタル通信を行うW-CDMA基地局装置において、各受信側パネル間におけるデータ遅延のばらつき補正を、比較的小さな回路規模で実現する手段を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、W−CDMA基地局において1枚の下り送信側パネルと複数の下り受信側パネル間でLVDSや光通信などの双方向高速デジタル信号伝送を行うシステムにおいて、複数の下り受信側パネル間に下り受信データの遅延ばらつきが存在する場合に、各下り受信側パネルまでの伝送路の遅延量を、各下り受信側パネルで予め測定し、該測定した遅延量を各下り受信側パネルから下り送信側パネルへ伝達し、下り送信側パネル内の各下り受信側パネルへ出力される拡散信号の拡散タイミングを各下り受信側パネルから受信した遅延量に従ってずらすことにより、下り受信側パネルでの遅延量の補正を行うことなく共通のタイミングでデータを受信することを特徴としている。
【0016】
本発明を用いることにより下り受信側パネルに必要であった遅延補正の為の回路規模(FIFOメモリ等)を削減することが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明のW-CDMA基地局装置遅延制御回路の実施形態を示すブロック図である。
【0018】
W−CDMA基地局において、1枚の下り送信側パネル(拡散多重用パネル)101と複数の下り受信側パネル(変復調、電力増幅用パネル)102とが、LVDSあるいは光通信用のケーブル103及び116で接続されている。
【0019】
下り送信側パネル(拡散多重用パネル)101において、下り信号送信側は、上位装置より入力されるデータをチャネライゼーションコード拡散処理とスクランブリング拡散処理と拡散された信号に振幅を与える振幅データを加味したデータのユーザ多重を行いフレーム同期信号のベースバンド信号を出力する拡散器部104と、拡散器部104から入力されるパラレルの信号をパラレル/シリアル変換してケーブル103へ出力するシリアライザ(Ser)部105で構成されている。
【0020】
上り信号受信側は、受信側パネル102よりケーブル116を経由して入力されるシリアルの上り信号を受信し、シリアル/パラレル変換するデシリアライザ(Des)部106と、下り送信側パネル102が受信した信号の行き先を選択するセレクタ部107と、下り受信側パネル102から送信してきた遅延量データに従って基地局内同期信号を拡散器ごとに個別にずらすための制御回路108とで構成されている。制御回路108は下り受信側パネル102が測定して送信してきた遅延量を記憶しておくバッファ部も含んでいる。
【0021】
下り受信側パネル(変復調、電力増幅用パネル)102は、下り送信側パネル(拡散多重用パネル)101から入力される下り送信のシリアルデータをパラレルデータにシリアル/パラレル変換するデシリアライザ(Des)部109と、各受信側パネル102に共通なタイミングで入力する“下り受信側パネル間同期信号”によりロードをすることが可能でパネル間の遅延量を吸収するのに十分なだけのbit幅を持ったカウンタ110と、下り送信側パネル101から入力されるフレーム同期Bitより下り送信側パネルの拡散器104で付加されたフレーム同期位置を検出するフレーム同期Bit Detect部111と、フレーム同期Bit Detect部111から入力されるシリアルのフレーム同期bitとカウンタ110のカウンタ値とを比較することにより入力されたフレーム同期Bitの位置を検知し、検知したカウンタの値を出力するフレーム同期Bit位置取得部112と、フレーム同期Bit位置取得部112で検知したフレーム同期Bit位置情報と上り信号を選択するセレクタ部113と、セレクタ部113から入力されるパラレルの上りデータのパラレル/シリアル変換を行うシリアライザ(Ser)部117と、下り送信側パネル101より受信した拡散データの変調を行う変調回路部114と、受信した上り信号の復調を行う復調回路部115で構成されている。
【0022】
図2は、本発明の実施形態における同期確立までの動作を示すフローチャートである。以下、本発明の実施形態の動作について、図1〜図2を参照して説明する。
【0023】
下り送信側パネル101と下り受信側パネル102に電源を投入後、本来の下り並びに上りのデータ処理を開始する前に以下に示す処理を行い、下り送信側パネル101の送信タイミングをずらし、各下り受信側パネル102間での受信タイミングを揃える。
【0024】
下り送信側パネル101内でまずパネルに入力する基地局内同期信号を拡散器104に入力する。拡散器104は、本来出力するパラレル信号のうち1bitにフレーム同期信号を挿入し、残りのbitにはALL“0”を挿入して出力する。拡散器104より出力されたパラレル信号はシリアライザ(Ser)部105へ入力されてシリアル信号へパラレル/シリアル変換され、所定の下り受信側パネル102へ接続された下りデータ用ケーブル103を介して送信される。
【0025】
一方各下り受信側パネル102では、電源投入後、各下り受信側パネル102間で共通としている下り受信側パネル間同期信号をロード信号としてカウンタ110をカウントアップし始める。前述の下り送信側パネル101より送信されたフレーム同期信号しか挿入されていない信号は、各下り受信側パネル102で受信され、デシリアライザ(Des)部109においてシリアル/パラレル変換されパラレル信号に戻される。この受信したパラレル信号の内、フレーム同期信号を挿入している1bitだけを取り出しフレーム同期Bit Detect部111へ入力する。
【0026】
入力されたフレーム同期Bit Detect部111へ入力された1bitの信号は送信側パネル101で挿入したフレーム同期Bit位置を送信側パネル101で挿入したパターンより検出し、その位置を出力する。出力された信号はフレーム同期Bit位置取得部112に入力される。またフレーム同期Bit位置取得部112には前述のカウンタ110にてカウントアップされているカウント値が入力されている。
【0027】
フレーム同期Bit位置取得部112は、フレーム同期Bit Detect部111で検出されたフレーム同期信号が入力されたときにカウンタ110から入力されたカウント値をラッチする。このラッチしたカウント値が遅延量データである。ラッチされた信号(遅延量データ)はセレクタ113へ入力される。セレクタ部113には遅延量データと復調回路部115で復調された上り受信データの2種類のデータが入力されているが、この同期確立動作時には、遅延量データを選択してシリアライザ(Ser)部117へ出力する。
【0028】
シリアライザ(Ser)部117に入力されたパラレルの遅延量データは、パラレル/シリアル変換され、上りデータ用ケーブル116へ出力される。上りデータ用ケーブル116は下り送信側パネル101のデシリアライザ(Des)部106に接続されており、デシリアライザ(Des)部106ではシリアル信号に変換されていた遅延量データをパラレル信号に変換する。
【0029】
パラレル信号に変換された遅延量データはセレクタ107へ出力される。セレクタ107は1入力2出力のセレクタであり、同期確立動作時には、遅延量データを同期信号制御部108へ出力するようにセレクトし、通常動作時には、上り受信データを上位装置へ出力するようにセレクトする。
【0030】
同期信号制御部108は、受信側パネル102から送信された遅延量データに対してどの程度基地局内同期信号をずらすのかの値が書き込まれているテーブルを持っており、入力してくる遅延量データに基づいてテーブルを参照し、テーブルに書き込まれている値だけ基地局内同期信号をずらして拡散器104へ出力する。
【0031】
拡散器104では、拡散器104に入力される拡散するための基準となる同期信号がずらされるため、拡散するタイミングがずれ、それに伴って送信するパラレルデータもずれて出力される。
【0032】
送信側パネル101に接続されている受信側パネル102の枚数分だけ上記の動作が行われ、各拡散器104に入力する同期信号を各遅延量データに従って個別に制御する。その結果、受信側パネル102で受信するデータはそれぞれ共通のタイミングで受信することが可能となる。
【0033】
上記の動作によって下り送信側パネル101の各拡散器104に入力される同期信号をそれぞれ制御し、各下り受信側パネルが共通のタイミングで受信することができるようになった後は、下り送信側パネル101のセレクタ107ならびに、下り受信側パネル102のセレクタ113は本来の動作である拡散、変調、復調ができるように切り替え制御される。
【0034】
本実施形態における同期確立動作の設定は、このW-CDMA基地局装置の運用開始時あるいは増設時等に行われ、一度設定すれば、その後は各受信側パネル102で受信するデータはそれぞれ共通のタイミングで受信されるので、各受信側パネル間におけるデータの遅延ばらつきが解消された状態での運用が可能となる。
【0035】
【発明の効果】
本発明によれば、受信側のメモリ装置、並びにメモリ制御回路が不要となるので受信側パネルに必要であった遅延補正の回路を削減することができ、比較的小さな回路規模で各受信側パネル間における遅延ばらつきの補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図2】本実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図3】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
101,201 下り送信側パネル(拡散多重用パネル)
102,202 下り受信側パネル(変復調、電力増幅用パネル)
103,116,203,216 ケーブル
104,204 拡散器
105,117,205,217 シリアライザ(Ser)部
106,109,206,209 デシリアライザ(Des)部
107,113 セレクタ
108 同期信号制御回路
110 カウンタ
111 フレーム同期Bit Detect部
112 フレーム同期Bit位置取得部
114,214 変調回路
115,215 復調回路
210 FIFOメモリ
211 遅延制御回路
212 ポインタ制御部

Claims (8)

  1. 1枚の拡散多重用パネル(下り送信側パネル)と複数の変復調及び電力増幅用パネル(下り受信側パネル)間でLVDSまたは光通信による双方向高速デジタル信号伝送を行うW−CDMA基地局装置の遅延制御方法であって、
    前記下り送信側パネルと前記複数の下り受信側パネル間の伝送路の遅延量を、予め前記複数の下り受信側パネルでそれぞれ測定し、該測定した遅延量を前記各下り受信側パネルから前記下り送信側パネルへ伝達し、前記遅延量によって前記下り送信側パネル内の対応する拡散器に入力する同期信号を制御し、それぞれの下り受信側パネルに対応する前記拡散器の拡散タイミングをずらすことにより、前記複数の下り受信側パネルにおける下り受信データの遅延ばらつきを吸収することを特徴とするW-CDMA基地局装置遅延制御方法。
  2. 上位装置より入力されるデータをチャネライゼーションコード拡散処理とスクランブリング拡散処理と拡散された信号に振幅を与える振幅データを加味したデータのユーザ多重を行いフレーム同期信号のベースバンド信号を出力するn個(n≧2)の拡散器と、該各拡散器から入力されるパラレルの信号をそれぞれシリアル信号に変換するn個の第1のシリアライザと、n個の変復調及び電力増幅用パネル(下り受信側パネル)より入力されるシリアルの上り信号をそれぞれ受信しパラレルの信号に変換して前記上位装置へ出力するn個の第1のデシリアライザとを有する拡散多重用パネル(下り送信側パネル)と、
    前記下り送信側パネルから送信される下り送信シリアルデータをパラレルデータに変換する第2のデシリアライザと、該第2のデシリアライザより出力される前記パラレルデータの変調を行う変調回路と、受信した上り信号の復調を行う復調回路と、該復調された上り信号のパラレルデータをシリアル信号に変換する第2のシリアライザとをそれぞれ有する前記n個の変復調及び電力増幅用パネル(下り受信側パネル)と、
    前記下り送信側パネルと前記n個の下り受信側パネル間を接続するn個の下りデータ用ケーブル及び上りデータ用ケーブルとを備えているW-CDMA基地局装置の遅延制御システムにおいて、
    前記n個の下り受信側パネルにそれぞれ、前記下り送信側パネルの対応する拡散器から受信したフレーム同期信号の遅延量を測定し、該測定した遅延量データを前記下り送信側パネルへ送信する同期遅延測定手段を備え、
    前記下り送信側パネルに、前記下り受信側パネルで測定された遅延量データを受信し、該受信した遅延量データに基づいて、前記n個の拡散器に供給される基地局内同期信号を拡散器ごとに個別にずらす制御を行うn個の同期信号制御手段を備えていることを特徴とするW-CDMA基地局装置遅延制御システム。
  3. 前記同期遅延測定手段は、前記n個の下り受信側パネルに共通なタイミングで入力される“下り受信側パネル間同期信号”によりロードをすることが可能で各パネル間の遅延量を吸収するのに十分なbit幅を持ったカウンタと、前記下り送信側パネルから送信されたフレーム同期Bitから前記拡散器で付加されたフレーム同期位置を検出するフレーム同期Bit Detect部と、該フレーム同期Bit Detect部で検出されたフレーム同期信号が入力されたときに前記カウンタから入力されたカウント値をラッチし、該ラッチしたカウント値を遅延量データとして出力するフレーム同期Bit位置取得部と、前記遅延量データと前記復調回路部で復調された上り受信データの2種類のデータが入力され、同期確立動作時には前記遅延量データを選択して前記第2のシリアライザへ出力する第1のセレクタとによって構成されていることを特徴とする請求項2に記載のW-CDMA基地局装置遅延制御システム。
  4. 前記同期信号制御手段は、前記下り受信側パネルから送信された遅延量データに対してどの程度前記基地局内同期信号をずらすのかの値が書き込まれているテーブルを有し、入力された前記遅延量データに基づいて前記テーブルを参照し、前記テーブルに書き込まれている値だけ前記基地局内同期信号をずらして前記拡散器へ出力する同期信号制御回路と、同期確立動作時に前記第1のデシリアライザを経由して入力された前記遅延量データを前記同期信号制御回路へ出力する第2のセレクタとによって構成されていることを特徴とする請求項2または3に記載のW-CDMA基地局装置遅延制御システム。
  5. 上位装置より入力されるデータをチャネライゼーションコード拡散処理とスクランブリング拡散処理と拡散された信号に振幅を与える振幅データを加味したデータのユーザ多重を行いフレーム同期信号のベースバンド信号を出力するn個(n≧2)の拡散器と、該各拡散器から入力されるパラレルの信号をそれぞれシリアル信号に変換するn個の第1のシリアライザと、n個の変復調及び電力増幅用パネル(下り受信側パネル)より入力されるシリアルの上り信号をそれぞれ受信しパラレルの信号に変換して前記上位装置へ出力するn個の第1のデシリアライザとを有する拡散多重用パネル(下り送信側パネル)と、
    前記下り送信側パネルから送信される下り送信シリアルデータをパラレルデータに変換する第2のデシリアライザと、該第2のデシリアライザより出力される前記パラレルデータの変調を行う変調回路と、受信した上り信号の復調を行う復調回路と、該復調された上り信号のパラレルデータをシリアル信号に変換する第2のシリアライザとをそれぞれ有する前記n個の変復調及び電力増幅用パネル(下り受信側パネル)と、
    前記下り送信側パネルと前記n個の下り受信側パネル間を接続するn個の下りデータ用ケーブル及び上りデータ用ケーブルとを備えているW-CDMA基地局装置の遅延制御システム用いられる前記下り受信側パネルであって、
    前記下り送信側パネルの対応する拡散器から受信したフレーム同期信号の遅延量を測定し、該測定した遅延量データを前記下り送信側パネルへ送信する同期遅延測定手段を備えていることを特徴とする下り受信側パネル。
  6. 前記同期遅延測定手段は、前記n個の下り受信側パネルに共通なタイミングで入力される“下り受信側パネル間同期信号”によりロードをすることが可能で各パネル間の遅延量を吸収するのに十分なbit幅を持ったカウンタと、前記下り送信側パネルから送信されたフレーム同期Bitから前記拡散器で付加されたフレーム同期位置を検出するフレーム同期Bit Detect部と、該フレーム同期Bit Detect部で検出されたフレーム同期信号が入力されたときに前記カウンタから入力されたカウント値をラッチし、該ラッチしたカウント値を遅延量データとして出力するフレーム同期Bit位置取得部と、前記遅延量データと前記復調回路部で復調された上り受信データの2種類のデータが入力され、同期確立動作時には前記遅延量データを選択して前記第2のシリアライザへ出力するセレクタとを備えていることを特徴とする請求項5に記載の下り受信側パネル。
  7. 上位装置より入力されるデータをチャネライゼーションコード拡散処理とスクランブリング拡散処理と拡散された信号に振幅を与える振幅データを加味したデータのユーザ多重を行いフレーム同期信号のベースバンド信号を出力するn個(n≧2)の拡散器と、該各拡散器から入力されるパラレルの信号をそれぞれシリアル信号に変換するn個の第1のシリアライザと、n個の変復調及び電力増幅用パネル(下り受信側パネル)より入力されるシリアルの上り信号をそれぞれ受信しパラレルの信号に変換して前記上位装置へ出力するn個の第1のデシリアライザとを有する拡散多重用パネル(下り送信側パネル)と、
    前記下り送信側パネルから送信される下り送信シリアルデータをパラレルデータに変換する第2のデシリアライザと、該第2のデシリアライザより出力される前記パラレルデータの変調を行う変調回路と、受信した上り信号の復調を行う復調回路と、該復調された上り信号のパラレルデータをシリアル信号に変換する第2のシリアライザとをそれぞれ有する前記n個の変復調及び電力増幅用パネル(下り受信側パネル)と、
    前記下り送信側パネルと前記n個の下り受信側パネル間を接続するn個の下りデータ用ケーブル及び上りデータ用ケーブルとを備えているW-CDMA基地局装置の遅延制御システム用いられる前記下り送信側パネルであって、
    前記下り受信側パネルで測定された遅延量データを受信し、該受信した遅延量データに基づいて、前記n個の拡散器に供給される基地局内同期信号を拡散器ごとに個別にずらす制御を行うn個の同期信号制御手段を備えていることを特徴とする下り送信側パネル。
  8. 前記同期信号制御手段は、前記下り受信側パネルから送信された遅延量データに対してどの程度前記基地局内同期信号をずらすのかの値が書き込まれているテーブルを有し、入力された前記遅延量データに基づいて前記テーブルを参照し、前記テーブルに書き込まれている値だけ前記基地局内同期信号をずらして前記拡散器へ出力する同期信号制御回路と、同期確立動作時に前記第1のデシリアライザを経由して入力された前記遅延量データを前記同期信号制御回路へ出力するセレクタとを備えていることを特徴とする請求項7に記載の下り送信側パネル。
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