JP4484929B2 - リモート無線ユニットと集中型無線基地局との間のインターフェイス方法 - Google Patents
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Description
図1Aに示されるように、移動通信システムでは、無線アクセス・ネットワークは、典型的には、無線基地局(BTS)と、主にベース・バンド処理サブシステム、無線周波数(RF)サブシステム、アンテナ等から構成され、無線信号の送信、受信、及び処理を行う責任を負う複数のBTSを制御する基地局制御装置(BSC)又は無線ネットワーク制御装置(RNC)とから構成され、BTSは、図1Bに示されるように、複数のアンテナを用いることによって様々なセルをカバーすることができる。
ジェネリック・フレーミング・プロシージャ(GFP)は、ITU−T及びANSIから共同で推奨され、ブロック符号のデータ・ストリーム又はパケット・タイプを、典型的には例えばSDH(同期デジタル・ハイアラーキ)やOTN(光伝送ネットワーク)のような新しい技術である連続バイトの同期伝送チャネル(continuous byte synchronization transmission channel)に適合させるのに使用され、これらの詳細な技術仕様については、参照により本明細書に組み込まれるITU−T G7041、又はANSI T1X1.5/2000−024R3を参照してもよい。GFPは、PDU(プロトコル・データ単位)をサポートするフレーム・マッピングGFP(GFP−F)と、ブロック符号をサポートするトランスペアレントGFP(GFP−T)とに分類され得、GFP−Fは、プロトコル・パケットをIP/PPP(インターネット・プロトコル/2地点間プロトコル)、MPLS(マルチ・プロトコル・ラベル・スイッチング)、イーサネット(登録商標)MAC(媒体アクセス制御)等に適合させる際に使用され得、GFP−Tは、ブロック符号文字ストリームを1000MBイーサネット(登録商標)回線などに直接適合させるのに使用され得、従って非常に少ない時間遅延の幾つかの適用要件が満足される可能性があるが、GFP−Tの伝送帯域幅利用率は、GFP−Fの伝送帯域幅利用率よりも低くなる。
L=Loverhead+536・N (1)
と表され得、
上式で、Nは、GFP−Tフレーム内のスーパー・ブロックの数であり、Loverheadは、GFP−Tフレーム内のコア・ヘッダー、ペイロード・ヘッダー、選択可能なペイロードのFCS等のオーバーヘッドの長さである。各スーパー・ブロックが、512ビットのクライアント信号ストリームを搬送することができるものとし、元のクライアント信号の転送速度が、BCビット/秒であり、SDH/OTN等の伝送チャネル帯域幅が、BTビット/秒である場合は、GFP−T内のスーパー・ブロックの数Nは、次式を満足することになる。
従って、既存技術におけるRRUとメインBTSとの間の無線信号伝送の諸問題を解決するために、本発明の一目的は、RRH技術を使用するCBTSシステム内のRRUとMUとの間のインターフェイス方法を提供することである。本発明は、GFP技術に基づいてRRUとMUとの間でデジタル無線信号を伝送する方法を提案する。この方法は、特定の伝送技術の必要なしに、成熟した同期デジタル・ハイアラーキ(SDH)/光伝送ネットワーク(OTN)伝送ネットワーク技術を直接使用して、RRUとメインBTSとの間のデジタル無線信号伝送を実現し、従って、信号伝送に必要とされる管理及び保守業務並びにネットワーキング費用も削減する。
図4は、本発明によるRRU/MU間インターフェイス・プロトコルの構造を示す。このインターフェイスは、ユーザ・プレーンと、制御プレーンとから構成される。ここで、ユーザ・プレーンは主に、ユーザ・データに関するI/Qサンプリング・データを搬送する。I/Qサンプリング・データはまず、I/Qデータ・フレーム適合レイヤを介してI/Qデータ・フレームの形に形成された後、GFP−Tを介してSDH/OTN上に送出される。制御プレーンの制御シグナリングは、UDP(ユーザ・データ・プロトコル)/IP及び/又はTCP(伝送制御プロトコル)/IPに基づいて搬送され、IPパケットは、PPPに基づいて搬送され、HDLC(ハイレベル・データ・リンク制御)フレームの形に形成される。最終的に、制御プレーンのシグナリングを含むHDLCフレームが、GFP−Tの制御文字チャネルを介してSDH/OTN上に送出される。
先に説明されたように、本発明は、制御文字の定義の際に無線フレーム同期化指示ビットを定義し、定義されたビットは、無線フレームを同期化し、往復伝送時間遅延(RTT)を測定するのに使用され得、その原理は、図10に示される。
TDDモードの無線インターフェイス技術に関しては、RRUによってそれぞれ実施されるアップ・ストリーム受信と、ダウン・ストリーム送信とが、同期化されることを保証する必要がある。TDDシステムの様々なセルにおけるアップ・ストリーム及びダウン・ストリームの送信/受信タイミングの非同期化は、セル間ハンドオーバの改良型タイミング調整に影響を及ぼす時間スロットの送信/受信干渉を様々なセルで引き起こすことになるので、各RRUの無線フレームのタイミングの同期化は、保証されなければならない。TDDシステムの様々なセル間の同期化に関する論述は、3GPP(第3世代パートナーシップ・プロジェクト)の「TR25.836,NodeB Synchronization for TDD」を参照してもよい。FDD(周波数分割多重)の無線インターフェイス技術に関しては、様々なセル間の厳密な無線フレームの同期化が必要とされない場合は、RRUの時間遅延調整は、実施されないこともあり、必要に応じて実施されることもある。
実際、上記の時間遅延調整は、アップ・ストリームの伝送時間遅延が、大部分の用途に適合されるダウン・ストリームの伝送時間遅延と同じであると仮定するが、アップ・ストリームの伝送時間遅延が、特定の用途のダウン・ストリームの伝送時間遅延と異なる場合は、各RRUに送られる無線フレームのタイミングの進み値/遅れ値(advanced/delay value)に、調整係数が、追加されてもよく、即ち、
移動通信システムでは、BTS無線周波数ユニットの周波数安定度は、比較的高く、一般には0.05ppmの精度とする必要があり、従って、RRUは、高安定度の周波数基準を必要とする。一方、I/Qデータ・ストリームは、非同期のGFP−Tチャネルを介して受信端に送信されるので、受信端でI/Qデータ・ストリームを再構築するには、送信端のビット同期化クロックと同期をとるI/Qデータ・ストリームのビット同期化クロックを復元し、又は取得する必要がある。
Claims (11)
- リモート無線ヘッド(RRH)技術を使用する集中型無線基地局システム内の中央チャネル処理メイン・ユニット(MU)と、1つ又は複数のリモート無線ユニット(RRU)との間で信号を伝送する方法であって、前記中央チャネル処理メイン・ユニット(MU)と前記1つ又は複数のRRUとの間の伝送チャネルは、同期デジタル・ハイアラーキ(SDH)/光伝送ネットワーク(OTN)を使用し、
前記MUと前記RRUとの間の通信インターフェイスを、主にユーザ・データに関するI/Qサンプリング・データを搬送するユーザ・プレーンと、主に制御シグナリングに関するデータを搬送する制御プレーンとに分割するステップと、
前記ユーザ・プレーンによって搬送される前記ユーザ・データに関する前記I/Qサンプリング・データを、I/Qデータ・フレーム適合レイヤを介してI/Qデータ・フレームの形に形成し、次いで、前記I/Qデータ・フレームを、ジェネリック・フレーミング・プロシージャ(GFP)を介してGFPフレームの形に形成し、当該フレームをSDH/OTN上に送出するステップと、
前記制御プレーンの前記制御シグナリングを、ユーザ・データ・プロトコル(UDP)/インターネット・プロトコル(IP)及び/又は伝送制御プロトコル(TCP)/インターネット・プロトコル(IP)に基づいて搬送し、更に、IPパケットを2地点間プロトコル(PPP)に基づいて搬送し、当該パケットをハイレベル・データ・リンク制御(HDLC)フレームの形に形成し、前記制御プレーンのシグナリングを含む前記HDLCフレームを、前記GFPフレームの制御文字チャネルを介して前記SDH/OTN上に送出するステップと、
GFP−Tのクライアント・データ・フレームの制御文字チャネルを使用して、制御プレーンのシグナリング・フレームを伝送するステップと、を含み、
前記RRUと前記MUとの間の前記インターフェイスのGFPを介して、前記I/Qデータ・フレームをGFPフレームの形に形成する前記ステップが、
前記GFP−Tの伝送帯域幅を時分割多重化することによって、各RRUにおけるM個(M≧1である)の搬送波周波数に対応する前記無線信号を、それぞれ前記GFP−Tフレームの各スーパー・ブロック単位で伝送するステップを含み、
前記GFP−Tのクライアント・データ・フレームの制御文字チャネルを使用して、前記制御プレーンのシグナリング・フレームを伝送する前記ステップが、
送信端で、
前記I/Qサンプリング・データを、前記I/Qデータ・フレーム適合層を介してI/Qデータ・フレームの形に形成するステップと、
前記I/Qデータ・フレームを伝送スケジューリング・ユニットによって処理し、次いで、64B/65B符号化ユニットによって前記GFP−Tのクライアント・データ・フレームを形成するために、当該I/Qデータ・フレームを、埋め込み文字、前記制御プレーンのシグナリング・フレーム文字、並びに前記I/Qデータ・フレームのデータ文字を含む64B/65B符号化ブロックにマッピングするステップと、
形成された前記GFP−Tフレームを、VC(仮想コンテナ)/ODU(光チャネル・データ・ユニット)のマッピング/連結ユニットによってVC/ODUの形に形成し、次いで、STM−N/OTM−nフレームを更に形成するステップと、
受信端で、
前記STM−N/OTM−nフレームから対応するVC/ODUを分離し、それ自体のペイロードを抽出するステップと、
前記64B/65B符号化ブロックを、GFP−Tフレーム処理ユニットによる処理が済んだ後に取得し、前記I/Qデータ・フレーム文字ストリームと、前記制御プレーンのシグナリング・フレーム文字ストリームとを、64B/65B復号化ユニットによって分離するステップであって、各アンテナに由来する各搬送波周波数の前記各I/Qデータ・ストリームを取得するために、前記I/Qデータ・フレーム文字ストリームが、I/Qデータ・フレーム処理ユニットによって更に処理されるステップと、を含む方法。 - 請求項1に記載の信号を伝送する方法であって、前記ユーザ・プレーンによって搬送される前記ユーザ・データに関する前記I/Qサンプリング・データを、I/Qデータ・フレーム適合層を介してI/Qデータ・フレームの形に形成する前記ステップは、
各アンテナに由来し、m=1,2,...Mとするm番目の搬送波周波数の前記I/Qベース・バンド信号を、同じサンプリング時間で順次整列させるステップであって、
各アンテナに由来する前記I/Qベース・バンド信号のサンプリング値の順序が、アンテナ・アレイ又はアンテナ群の空間位置順序と同じになるようにセットされ、単一のI/Qデータ・フレームを形成するために、同じアンテナに由来する前記I/Qベース・バンド信号のサンプリング値が、直交成分のサンプリング値と、同相成分のサンプリング値とに従って順次整列される、ステップを、
含む、方法。 - 請求項1に記載の信号を伝送する方法であって、前記ユーザ・プレーンによって搬送される前記ユーザ・データに関する前記I/Qサンプリング・データを、I/Qデータ・フレーム適合層を介してI/Qデータ・フレームの形に形成する前記ステップは、
各アンテナに由来し、m=1,2,...Mとするm番目の搬送波周波数の前記I/Qベース・バンド信号を、同じサンプリング時間で順次整列させるステップであって、
各アンテナに由来する前記I/Qベース・バンド信号のサンプリング値の順序が、アンテナ・アレイ又はアンテナ群の空間位置順序と同じになるようにセットされ、同じアンテナに由来する前記I/Qベース・バンド信号のサンプリング値が、直交成分のサンプリング値と、同相成分のサンプリング値とに従って順次整列される、ステップと、
複数のデータ・ブロックを形成するために、M個の搬送波周波数に由来する同じサンプリング・タイミングのM個のI/Qデータを順次整列させるステップと、
単一のI/Qデータ・フレームを形成するために、前記複数のデータ・ブロックを、サンプリング時間の増分に従って順次整列させるステップと、
を含む、方法。 - 請求項1に記載の信号を伝送する方法であって、前記符号化ブロック内の前記制御文字は、
最上位ビットb7は、前記64B/65B符号化ブロック内の後続のバイトが前記制御文字であるかどうかを示し、
この後に続くb6は、前記制御文字が埋め込み文字であるかどうかを示し、
この後に続くb5は、無線フレーム同期化を示し、
高位4ビットの最後のビットb4は、拡張のために予約され、
低位4ビットは、帯域内制御文字ストリームを伝送する、
と定義される、方法。 - 請求項1に記載の信号を伝送する方法であって、GFPのクライアント管理フレームは、前記RRU/MU間インターフェイスにおける前記GFPの伝送リンクを検査し維持するのに使用され、ITU−T/ANSIのGFP標準に準拠する、方法。
- 請求項1に記載の信号を伝送する方法であって、無線フレーム同期化指示ビットを使用して前記無線フレームを同期化し、往復伝送時間遅延(RTT)を測定するステップを更に含み、前記ステップは、
MU側の前記無線フレームのタイミングが、当該MUにリンクされた全てのRRUのタイミング基準と同じになるようにするステップと、
ダウン・ストリームで、無線フレームの開始時間が、MU側で確認されたときに、ダウン・ストリームI/Qデータ・ストリームを、GFP−Tを介して前記RRUに送るステップであって、前記埋め込み文字が、現時点で送信される場合には、当該文字の前記無線フレーム同期化指示ビットが、「1」にセットされ、前記I/Qデータ・フレーム文字が、現時点で送信される場合には、その時点で直ちに埋め込み文字を挿入し、当該文字の前記無線フレーム同期化指示ビットを「1」にセットし、それ自体の無線フレーム同期化指示ビットが「1」にセットされた前記制御文字を前記RRUが受信する時間は、RRU側の前記無線フレームの開始時間となり、RRU側の前記無線フレームのタイミングと、MU側の前記無線フレームのタイミングとの間には、伝送時間遅延を原因とするある遅延が確認される、ステップと、
アップ・ストリームで、前記RRUが、ダウン・ストリームの前記無線フレーム同期化指示を受信したときに、アップ・ストリームI/Qデータ・ストリームを、GFP−Tを介して前記MUに送るステップであって、前記埋め込み文字が、現時点で送信される場合には、当該文字の前記無線フレーム同期化指示ビットが、「1」にセットされ、前記I/Qデータ・フレーム文字が、現時点で送信される場合には、その時点で直ちに埋め込み文字を挿入し、当該文字の前記無線フレーム同期化指示ビットを「1」にセットし、前記RRUから前記MUによって受信された前記無線フレーム同期化指示と、RRU側の前記無線フレームのタイミングとの間には、伝送時間遅延を原因とするある遅延が確認される、ステップと、
前記RRUからフィード・バックされる前記無線フレームの開始時間と、前記MU内の元の無線フレームのタイミングの開始時間との差を計算することによって、前記往復伝送時間遅延(RTT)の推定値を取得するステップと、
を含む、方法。 - 請求項6に記載の信号を伝送する方法であって、前記無線フレームのタイミングがCBTS内の各セル間で同期化されることを保証するために、RRUの時間遅延を調整するステップを更に含み、RRUの時間遅延を調整する前記ステップは、
前記MUが、各RRUの前記無線フレームのタイミングが同じになるように、各RRUの前記RTTの変動を途切れなく追跡し、各RRU間の前記無線フレームのタイミングを同期化された状態に保つために、各RRUに関して取得されたRTT測定値を使用することによって、前記無線フレームのタイミングを各RRUに送るステップを
含む、方法。 - 請求項1に記載の信号を伝送する方法であって、
前記RRUが、周波数基準を取得するステップと、
前記受信端でI/Qデータ・ストリームを再構築するときに、前記送信端のビット同期化クロックと同期をとる前記I/Qデータ・ストリームのビット同期化クロックを復元し、又は取得するステップと、
を更に含む方法。 - 請求項8に記載の信号を伝送する方法であって、
前記MUと各RRUがどちらも、デジタル無線信号データ・ストリームのビット・タイミングと、前記RRUによって必要とされる周波数基準とを獲得するために、前記周波数基準を全地球測位システム(GPS)から獲得し、当該周波数基準を前記デジタル無線信号データ・ストリームのサンプリング・クロック・ソースとして使用するステップ
を更に含む方法。 - 請求項8に記載の信号を伝送する方法であって、位相同期ループを介して一定のデータ・ストリームのクロックを復元するために、伝送される連続的なデータ・ストリーム自体が、一定のビット・レートを有する特徴を使用するステップを更に含む方法。
- 請求項10に記載の信号を伝送する方法であって、
ダウン・ストリームで、
前記MUが、MU側の前記MU/RRU間インターフェイスの前記送信端のGFP−Tフレーミング及びVC/ODUマッピング・モデルのタイミングを提供する前記基準クロック・ソースを使用するステップと、
RRU側の前記受信端が、前記PLLを使用し、FIFO(先入れ先出し)に基づいて、前記デジタル無線信号データ・ストリームのクロックを復元すると同時に、当該クロックも、前記RRUの前記基準周波数ソースとなる、ステップと、
アップ・ストリームで、
RRU側の前記MU/RRU間インターフェイスにおける前記送信端の前記GFP−Tフレーミング及びVC/ODUマッピング・モデルが、ダウン・ストリームで取得された前記同期化クロックを使用してデータを送るステップと、
MU側の前記受信端が、前記MU内の上記の基準クロック・ソースを使用して、前記GFP−Tフレーム復号化及びVC/ODU逆マッピング・モデルのタイミングを提供するステップと、
前記送信端/受信端におけるSTM−N/OTM−nインターフェイスの前記クロックが、上記のクライアント・データ・クロックを使用せずに、SDH/OTN回線から直接抽出されるステップと、
を更に含む方法。
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