JP5126353B6 - 信号多重方法、信号分離方法、デジタル信号基準周波数補正方法、多重装置、分離装置、無線通信システム、およびデジタル信号基準周波数補正装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに関する。詳しくは無線基地局装置の複数のデジタル部とアンプ装置との間で信号を伝送する、信号多重方法、信号分離方法、デジタル信号基準周波数補正方法、多重装置、分離装置、無線通信システム、およびデジタル信号基準周波数補正装置に関する。

近年、デジタル信号を中継する高速なデジタルインタフェースが安価で実現できるようになってきたため、例えば図１２に示すような、アンプ装置と無線基地局装置のデジタル部との間を長距離にできる無線通信システムを構築できるようになってきている。
図１２を参照すると、無線通信システムでは、アンテナ近傍に設置されるアンプ装置（送受信電力増幅装置）と、アンプ装置から離れて設置される無線基地局装置のデジタル部４との間をデジタル信号線で接続し、送受信信号をデジタル信号として伝送している。
この場合、無線周波数の信号をそのままデジタル信号にすると極度に高い伝送速度が必要となるため、送受信ベースバンド信号を中継するデジタル信号として用いるのが一般的である。
ここで、ベースバンド信号としては、フィルタリング等の波形整形処理を行う前のデジタル信号列を用いる方法と、フィルタリングやＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）などの波形整形処理を行った後の信号を用いる方法とが考えられる。前者では、インタフェースの速度を送受信信号の伝送速度と同じとすることができ、ここでは１倍サンプリングと呼ぶ。後者ではインタフェースの速度を送受信信号の伝送速度より大きくする必要があり、ここではオーバーサンプリングと呼ぶ。
以下において、オーバーサンプリングを行う前のデジタル信号のクロック（基準周波数）を伝送クロック、オーバーサンプリング後のデジタル信号のクロックをサンプリングクロックと呼ぶ。

上記のように、アンプ装置と無線基地局装置のデジタル部との間をデジタル信号でインタフェースするのが一般的となってきている。
しかしながら、アンプ装置を設置できる場所は限られているため、今後、複数の無線通信システムで一つのアンプ装置を共用する形態の要求が高まるであろう。このために、複数システムの無線基地局装置デジタル部の入出力デジタル信号を多重してアンプ装置に接続する複数系統のデジタル信号を多重処理／分離処理可能な多重分離装置が必要となる。
複数の無線基地局装置デジタル部の入出力デジタル信号を多重する場合、多重される各デジタル部からの入出力信号のサンプリングクロックは、多重後のインタフェース用デジタル信号のサンプリングクロックと同期している必要がある。このため、多重される各デジタル部からの入出力信号のサンプリングクロックは相互に同期している必要がある。
尚、相互同期が必要な理由は、図１３に示すように、デジタル部と多重分離装置との出力デジタル信号のクロックが同期していない場合、デジタル部の出力信号を、クロック同期していない多重分離装置の信号に乗せかえると、送受信信号列の値が抜けたり、重複したりする問題が発生するためである。図１３の例では、デジタル部と多重分離装置との出力デジタル信号のクロックが同期していないので、多重分離装置の出力デジタル信号において信号列ｎ＋２の値が抜けている。これは、図１３の例では、多重分離装置がライジングエッジのタイミングによってデジタル部出力のデジタル信号をスキャンするものの、各々のクロックに差がある為に、信号列ｎ＋２のデータをスキャンするタイミングを喪失してしまっている為である。
この問題を解決するための一つの方法としては、各無線基地局装置の基準周波数（基準クロック）の同期を取ることにより、予め各デジタル部の入出力信号のサンプリングクロックの同期を取っておくという方法が考えられる。
他方、無線システムによっては、各々の目的に応じた周波数に、基準周波数を同期させておく必要がある。例えば、ＧＰＳに同期させる必要があるシステムが存在する。また、伝送路網の基準クロックに同期させる必要があるシステムが存在する。
このような場合、各無線基地局装置間の基準周波数の同期を取ることができず、各無線基地局装置デジタル部からの入出力信号のサンプリングクロックは、互いに非同期となる。
そのため、各デジタル部からの出力信号をそのまま多重しても、上述したように、送受信信号列の値が抜けたり、重複するため、適切なひとつのデジタル信号として多重化してアンプ装置に伝送することができない。また、アンプ装置からの信号を各デジタル部向けに分離する場合も同様の課題が生じる。
本発明は、上述した課題の少なくとも一つを解決し、同期していない複数のデジタル信号を多重化する／複数のそれぞれ同期していないデジタル信号に分離する、信号多重方法、信号分離方法、デジタル信号基準周波数補正方法、多重装置、分離装置、無線通信システム、およびデジタル信号基準周波数補正装置を提供することにある。

本発明に係る多重装置は、入力系統毎に、夫々の入力系統における動作クロックである第１の基準周波数を入力する手段と、出力系統における動作クロックである第２の基準周波数を入力する手段と、入力系統毎に、前記第１のクロックに同期した第１のデジタル信号を入力する手段と、入力系統毎に、前記第１の基準周波数と前記第２の基準周波数との位相差に関する位相差情報を検出する手段と、入力系統毎に、前記位相差情報に基づき、前記第１のデジタル信号に、内挿信号を内挿処理する手段と、入力系統毎に、前記内挿処理の結果得られた第２のデジタル信号を、前記第２の基準周波数に同期して出力する手段と、入力系統毎に出力された第２のデジタル信号を多重する手段とを有することを特徴とする。
また、本発明に係る分離装置は、入力系統における動作クロックである第１の基準周波数を入力する手段と、出力系統毎に、夫々の出力系統における動作クロックである第２の基準周波数を入力する手段と、前記第１の基準周波数に同期して多重化されているデジタル信号を、出力系統毎に第１のデジタル信号に分離する手段と、出力系統毎に、前記第１の基準周波数と前記第２の基準周波数との位相差に関する位相差情報を検出する手段と、出力系統毎に、前記位相差情報に基づき、前記第１のデジタル信号に、内挿信号を内挿処理する手段と、出力系統毎に、前記内挿処理の結果得られた第２のデジタル信号を、前記第２の基準周波数に同期して出力する手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、同期していない複数のデジタル信号を多重化する信号多重方法、多重装置、無線通信システムおよびデジタル信号基準周波数補正装置を提供できる。
同様に、本発明によれば、複数のそれぞれ同期していないデジタル信号に分離する信号分離方法、分離装置無線通信システム、およびデジタル信号基準周波数補正装置を提供できる。

図１は、本発明の第１の実施形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。
図２は、本発明の第１の実施形態の多重分離装置の送信側構成（入力信号を多重する場合）を示すブロック図である。
図３は、本発明の第１の実施形態の内挿動作を説明する概念図である。
図４は、本発明の第１の実施形態の無線通信システムにおける信号多重動作を説明するフローチャート図である。
図５は、本発明の第１の実施形態の多重分離装置の受信側構成（入力信号を分離する場合）を示すブロック図である。
図６は、本発明の第１の実施形態の無線通信システムにおける信号分離動作を説明するフローチャート図である。
図７は、本発明の第２の実施形態の内挿動作を説明する概念図である。
図８は、本発明の第３の実施形態の多重分離装置の構成（入力信号を多重する場合）を示すブロック図である。
図９は、本発明の第３の実施形態の無線通信システムにおける信号多重動作を説明するフローチャート図である。
図１０は、本発明の第３の実施形態の多重分離装置の構成（入力信号を分離する場合）を示すブロック図である。
図１１は、本発明の第３の実施形態の無線通信システムにおける信号分離動作を説明するフローチャート図である。
図１２は、無線通信システムの全体構成を示す図である。
図１３は、デジタル部の出力デジタル信号と多重分離装置の出力デジタル信号のクロックが同期しない場合の例を示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。（第一の実施形態）
図１は、本実施形態の無線通信システムの全体構成図である。図１を参照すると、本実施形態に係る無線通信システムでは、アンテナ１に接続されるアンプ装置（送受信電力増幅装置）２と、多重分離装置３と、基地局装置に設けられた複数系統のデジタル部４ａ、４ｂとがデジタル信号線を介して接続されている。なお、図１では、２系統の多重又は分離する無線通信システムが記載されているが、２系統以上を多重又は分離する場合も同様な構成とすればよい。
多重分離装置３は、複数のデジタル部４ａ、４ｂから出力された送信デジタル信号を多重デジタル信号に多重する。また、多重分離装置３は、アンプ装置２から受信した多重デジタル信号を、各無線基地局装置のデジタル部４ａ、４ｂ向けの受信デジタル信号に分離する。
本発明の第一の実施形態では、複数のデジタル部４ａ、４ｂからの送信デジタル信号を多重する際、それぞれの送信デジタル信号に内挿・補間処理（Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）を行うことにより、それぞれの送信デジタル信号を出力側のサンプリングクロック（サンプリング基準周波数）に同期したデジタル信号に変換する。同様に、アンプ装置２からの受信デジタル信号を分離する際、多重分離装置３は、多重デジタル信号に含まれる夫々の受信デジタル信号に内挿・補間処理を行うことにより、それぞれのデジタル部４ａ、４ｂのサンプリングクロックに同期した信号に変換する。なお、第１の実施形態では、デジタル送受信信号がオーバーサンプリングされている場合を想定する。
以下、本実施形態の多重分離装置３の詳細（入力信号を多重する場合）について、図２を参照して説明する。図２を参照すると、多重分離装置３は、内挿回路１１および１３と、位相差検出回路１２および１４と、信号多重回路９とを有している。
位相差検出回路１２および１４は、多重信号のサンプリングクロックと夫々の系統の送信デジタル信号のサンプリングクロックとを入力すると、サンプリングクロック間の位相を比較し、多重信号と送信デジタル信号のサンプリングクロックの位相差に関する情報（以下、位相差情報）を検出する。各無線基地局装置♯１および♯２のデジタル部４ａおよび４ｂから出力される送信デジタル信号と、そのサンプリングクロックの位相差情報とが、それぞれの内挿回路１１および１３に入力される。
内挿回路１１および１３は、位相差検出回路１２および１４で検出された位相差情報に基づき、入力された送信デジタル信号に対し、位相差に相当する時間だけずれた波形を内挿する。それによって、内挿回路１１および１３は、多重信号のサンプリングクロックに同調した送信デジタル信号を得る。それぞれの内挿回路１１および１３で得られた送信デジタル信号は、信号多重回路９に入力される。信号多重回路９は、それぞれの送信デジタル信号を多重信号のサンプリングクロックで多重化し、アンプ装置２に出力する。
なお、多重分離装置３のサンプリングクロックを、いずれかの無線基地局装置のサンプリングクロックと同じものとすることも可能である。その場合は、その無線基地局装置のサンプリングクロックを他の系統の位相差検出回路に入力し、その無線基地局装置の送信デジタル信号をそのまま多重分離装置３に入力することができる。その結果、基準となるサンプリングクロックの無線基地局装置に対する位相差検出回路と内挿回路とは不要となる。
以下、本実施形態の内挿回路の動作について図３を参照して説明する。図３を参照すると、内挿回路では、送信デジタル信号である入力信号の波形に、クロック位相差に相当する時間だけずれた時刻の信号の値を内挿信号として内挿する。
以下、本実施形態の多重分離装置における入力信号を多重する動作について図４を参照して説明する。図４を参照すると、位相差検出回路１２は、多重信号のサンプリングクロック８と各無線基地局装置１の送信デジタル信号のサンプリングクロック１２ａを入力すると、サンプリングクロック８とサンプリングクロック１２ａとの位相差を検出する（ステップＳ１）。位相差検出回路１２で検出された位相差が、内挿回路１１に入力（ステップＳ２）されると、内挿回路１１は、サンプリングクロック１２ａに対して、入力された位相差だけずれたサンプリングタイミング（内挿タイミング）を生成する（ステップＳ３）。内挿回路１１は、生成された内挿タイミングを用いて、無線基地装置１の送信デジタル信号１１ａに内挿処理する（ステップＳ４）。内挿回路１１は、内挿処理後の信号を、多重信号に同期したクロックで信号多重回路９に出力する（ステップＳ５）。
なお、上記ステップＳ１からＳ５と同様の処理が、位相差検出回路１２および内挿回路１１と異なる、他の系統である位相差検出回路１４および内挿回路１３にて実施される（ステップＳ６からＳ１０）。信号多重回路９は、内挿回路１１および１３でそれぞれ内挿処理された信号を多重化し、多重信号として出力する（ステップＳ１１）。
次に、本実施形態の多重分離装置の詳細（入力信号を分離する場合）について、図５を参照して説明する。図５を参照すると、多重分離装置３は、内挿回路１９および２１と、位相差検出回路２０および２２と、信号分離回路１７とを有している。
信号分離回路１７は、アンプ装置２から入力された多重デジタル信号を、各無線基地局装置のデジタル部向けの受信デジタル信号に分離する。また、位相差検出回路２０および２２では、各無線基地局装置のデジタル部で使用するサンプリングクロックと多重信号のベースバンドクロックに同期したサンプリングクロックとが入力される。位相差検出回路２０および２２は、両クロックの位相を比較し、位相差に関する情報（位相差情報）を内挿回路１９および２１に出力する。内挿回路１９および２１では、位相差検出回路２０および２２で検出された位相差情報に基づき、夫々の系統に分離された受信デジタル信号に対し、系統毎に位相差に相当する時間だけずれた波形を内挿する。それによって、内挿回路１９および２１は、各無線基地局のデジタル部で使用されるサンプリングクロックに同期した（サンプリングされた）受信デジタル信号を得る。内挿回路１９および２１で得られた受信デジタル信号１９ｂおよび２１ｂは、夫々の無線基地局のデジタル部に出力される。
なお、多重分離装置３のサンプリングクロックを、いずれかの無線基地局装置のサンプリングクロックと同じものとすることも可能である。その場合は、その無線基地局装置との間の位相差検出回路と内挿回路は不要となり、信号分離回路１７の一系統の出力をそのままその無線基地局装置の受信デジタル信号とすることができる。
以下、本実施形態の多重分離装置における入力信号を分離する動作について図６を参照して説明する。図６を参照すると、位相差検出回路２０は、多重信号のサンプリングクロック１６と無線基地局装置♯１のサンプリングクロック２０ａとの位相差を検出する（ステップＳ２１）。位相差検出回路２０で検出された位相差が、内挿回路１９に入力（ステップＳ２２）されると、内挿回路１９は、サンプリングクロック２０ａに対して前記位相差だけずれたサンプリングタイミング（内挿タイミング）を生成する（ステッＳ２３）。
信号分離回路１７で、多重受信デジタル信号１５を、無線基地局装置♯１および無線基地局装置♯２向けに分離し出力する（ステップＳ２４）。内挿回路１９で、生成したタイミングを用いて、分離された無線基地局装置♯１向け受信信号１９ａに内挿処理する（ステップＳ２５）。内挿回路１９から、内挿処理後の信号１９ｂを、無線基地局装置♯１のサンプリングに同期したクロックで出力する（ステップＳ２６）。
なお、上記ステップＳ２１からＳ２３、Ｓ２５およびＳ２６と同様の処理が、位相差検出回路１９および内挿回路２０と異なる系統である位相差検出回路２２および内挿回路２１にて実施される（ステップＳ２７からＳ２９、Ｓ３０およびＳ３１）。
（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態では、無線基地局装置デジタル部からのデジタル送信信号のサンプリング周期が１倍サンプリングの場合に対応する。なお、本実施形態の無線通信システムの構成は、図１に示した第一の実施形態と同様である。また、本実施形態の多重分離装置の構成および動作は、図２、図４および図６に示した第一の実施形態の構成および動作と基本的に同様である。ここでは、一部相違する部分について、以下に説明する。
多重分離装置３は、入力された送信デジタル信号を、伝送速度の信号列に対しての所望の周波数スペクトルを得るため、オーバーサンプリングしてフィルタリングを行う必要がある。しかしながら、１倍サンプリングの送信デジタル信号は、このフィルタリングを行う前の伝送速度の離散信号列である。即ち、１倍サンプリングの送信デジタル信号は、フィルタリング前の離散信号であるため、連続するサンプル間の波形を規定することができない。そのため、このままではクロック位相分ずれた信号（内挿信号）を内挿処理で得ることはできない。
そこで、無線基地局装置のデジタル部から出力される１倍サンプリングの送信デジタル信号をオーバーサンプリングしてフィルタリングを行う。このときに、本発明の第一の実施形態と同様に、送信デジタル信号のオーバーサンプリング用のクロック（オーバーサンプリング周波数）と、多重信号に同期したサンプリングクロックとの位相を比較し、その位相差に相当する時間だけずれたフィルタリングを行うことにより、多重信号用のサンプリングクロックに同期した送信デジタル信号を得ることができる。
以下、本実施形態の内挿動作について図７を参照して説明する。図７を参照すると、１倍サンプリングの離散信号列である入力デジタル信号は、フィルタリングを行うことで連続信号としての波形が特定される。内挿回路は、特定した波形に、クロック位相差だけずれた２倍オーバーサンプリングの値を内挿信号として内挿処理し、信号多重回路に出力する。尚、オーバーサンプリングは、２倍以上でも構わない。
換言すれば、位相差検出回路が、夫々の入力系統の送信デジタル信号をオーバーサンプリングするオーバーサンプリング周波数と多重信号の基準周波数との位相差を算出する。内挿回路は、入力系統毎の１倍サンプリングの送信デジタル信号に対し、オーバーサンプリング周波数を用いてフィルタリングした波形に、入力系統毎の位相差に相当する時間だけずらした内挿信号を所定数内挿又は補間して、多重信号の基準周波数でサンプリングした入力系統毎の送信デジタル信号を取得する。
内挿する内挿信号の所定数又は補間数は、オーバーサンプリング周波数の倍数を用いて定めても良いし、他の方法で定めても良い。
（第三の実施形態）
本発明の第三の実施形態では、無線基地局装置からの送信デジタル信号の伝送クロックとアンプ装置２の無線周波数のクロックが同期している必要がある場合に対応する。
無線通信システムによっては、無線基地局装置の送信デジタル信号の伝送クロック（入力系統の伝送周波数）とアンプ装置２の無線周波数のクロック（多重信号の空間における伝送周波数）が同期している必要がある場合がある。これは、通信先の端末装置にて、基地局の無線周波数と、端末装置源振の基準周波数の同期を取り、その源振を用いて、データ受信用のクロックを生成するためである。
アンプ装置２の無線周波数は、多重信号の有線系統における伝送クロック（伝送周波数）に同期する。これは、アンプ装置２の無線周波数が、多重化されたデジタル信号の伝送クロックから生成されるためである。しかし、上記の第一および第二の実施形態の方法では、送信デジタル信号は各無線基地局装置の伝送クロックまたはサンプリングクロックに同期している。従って、無線基地局装置からの送信デジタル信号の伝送クロックまたはサンプリングクロックとアンプ装置２の無線周波数のクロックは同期していない。
そこで、本発明の第三の実施形態では、無線基地局装置の送信デジタル信号の伝送クロックの周波数と多重信号の伝送クロックに同期したアンプ装置の無線周波数の差に相当する周波数シフトを、ベースバンドの送信デジタル信号に加えることによって、両者の周波数を同調させる。尚、同期させたい伝送周波数を、無線周波数を分周した周波数や伝送クロックを定倍した周波数としても良い。尚、本実施形態の無線通信システムの構成は、図１に示した第一の実施形態と同様である。
以下、本実施形態の多重分離装置３の詳細（入力信号を多重する場合）について、図８を参照して説明する。図８を参照すると、多重分離装置３は、内挿回路２８と、位相差検出回路２９と、周波数差検出回路２６、乗算回路２７、位相回転回路２５、信号多重回路（図示せず）とを有している。
周波数差検出回路２６は、無線基地局装置デジタル部から出力される送信デジタル信号の伝送クロックと、多重信号の伝送クロックの周波数差を検出する。乗算回路２７は、検出した周波数差に所定値（例えば、無線周波数／伝送クロックの周波数）を乗算することで、無線周波数における周波数差を算出する。位相回転回路２５は、算出された無線周波数における周波数差に相当する位相回転を、内挿後の送信デジタル信号に与える。
ここでは、内挿後の送信デジタル信号２８ｂに位相回転が与えられるが、この位相回転は、内挿回路２８に入力される内挿前（補間前）の送信デジタル信号２８ａに与えるよう発明を構成してもよい。
また、サンプリングクロックはそれぞれの伝送クロックに同期しているので、伝送クロックのかわりにサンプリングクロックを用いてもよい。尚、周波数差の検出は、伝送クロック毎、又はサンプリングクロック毎に行なう。
また、内挿回路２８と位相差検出回路２５の構成および動作は、第一の実施形態と同様である。また、本実施形態では、１系統のみを用いて説明したが、複数系統であっても同様に受信デジタル信号に位相回転を与えれば良い。
以下、本実施形態の多重分離装置３における入力信号を多重する動作について図９を参照して説明する。図９を参照すると、周波数差検出回路２６は、多重信号の伝送クロックまたはサンプリングクロック２４と、無線基地局装置の伝送クロックまたはサンプリングクロック２９ａとの周波数差を検出する（ステップＳ４１）。周波数差検出回路２６で検出された周波数差が、乗算回路２７に入力される（ステップＳ４２）と、乗算回路２７は、前記周波数差に所定値（例えば、無線周波数／（伝送クロックまたはサンプリングクロック２９ａの周波数））を乗算し、無線周波数における周波数差を算出する（ステップＳ４３）。乗算回路２７は、算出した周波数差を位相回転回路２５に出力する（ステップＳ４４）。
一方で、位相差検出回路２９は、多重信号の伝送クロックまたはサンプリングクロック２４と無線基地局装置の伝送クロックまたはサンプリングクロック２９ａとの位相差を検出する（ステップＳ４５）。位相差検出回路２９で検出された位相差が内挿回路２８に入力されると（ステップＳ４６）、内挿回路２８で、伝送クロックまたはサンプリングクロック２９ａに対して前記位相差だけずれた内挿タイミング（サンプリングタイミング）を生成する（ステップＳ４７）。内挿回路２８は、生成した内挿タイミングを用いて、無線基地装置の送信デジタル信号２８ａを内挿処理する（ステップＳ４８）。内挿回路２８は、内挿処理後の信号２８ｂを位相回転回路２５に出力する（ステップＳ４９）。
位相回転回路２５は、乗算回路２７から入力された周波数差に相当する位相回転を内挿処理後のデジタル信号２８ｂに与える（ステップＳ５０）。位相回転回路２５は、位相回転処理後の信号２８ｃを信号多重回路に出力する（ステップＳ５１）。
次に、本実施形態の多重分離装置３の詳細（入力信号を分離する場合）について、図１０を参照して説明する。図１０を参照すると、周波数差検出回路３３は、無線基地局装置デジタル部から出力される送信デジタル信号の伝送クロック３６ａと、多重信号の伝送クロック３１との周波数差を検出する。この周波数差は乗算回路３４に入力される。乗算回路３４は、周波数差検出回路３３が検出した周波数差に所定値（例えば、無線周波数／伝送クロック３６ａの周波数））を乗算することで、無線周波数における周波数差を算出する。乗算回路３４で、算出した周波数差を位相回転回路３２に出力する。位相回転回路３２は、算出された無線周波数における周波数差に相当する位相回転を、信号分離回路（図示せず）から入力された受信デジタル信号３０ａに与える。位相回転回路３２は、位相回転処理後の受信デジタル信号３０ｂを内挿回路３５に出力する。
ここでは、分離後の受信デジタル信号３０ａに位相回転を与えているが、この位相回転を、内挿回路３５から出力される受信デジタル信号３０ｃに与えてもよい。また、サンプリングクロックはそれぞれの伝送クロックに同期しているので、伝送クロックのかわりにサンプリングクロックを用いてもよい。なお、内挿回路３５と位相差検出回路３６の構成および動作は、第一の実施形態と同様である。また、本実施形態では、１系統のみを用いて説明したが、複数系統であっても同様に分離された受信デジタル信号に位相回転を与えれば良い。
以下、本実施形態の多重分離装置３における入力信号を分離する動作について図１１を参照して説明する。図１１を参照すると、周波数差検出回路３３は、多重信号の伝送クロックまたはサンプリングクロック３１と無線基地局装置の伝送クロックまたはサンプリングクロック３６ａとの周波数差を検出する（ステップＳ６１）。周波数差検出回路３３で検出された周波数差が乗算回路３４に入力される（ステップＳ６２）と、乗算回路３４は、入力された周波数差に所定値（例えば、無線周波数／（伝送クロックまたはサンプリングクロックの周波数））を乗算し、無線周波数における周波数差を算出する（ステップＳ６３）。乗算回路３４は、算出した周波数差を位相回転回路３２に出力する（ステップＳ６４）。位相回転回路３２は、乗算回路３４から入力された周波数差に相当する位相回転を信号分離回路３０から入力した受信デジタル信号３０ａに与え（ステップＳ６５）、位相回転処理後の受信デジタル信号３０ｂを内挿回路３５に出力する（ステップＳ６６）。
一方で、位相差検出回路３６は、多重信号の伝送クロックまたはサンプリングクロック３１と無線基地局装置の伝送クロックまたはサンプリングクロック３６ａとの位相差を検出する（ステップＳ６７）。位相差検出回路３６で検出された位相差が内挿回路３５に入力される（ステップＳ６８）と、内挿回路３５は、伝送クロックまたはサンプリングクロック３６ａに対して入力された位相差だけずれた内挿タイミング（サンプリングタイミング）を生成する（ステップＳ６９）。内挿回路３５は、内挿タイミングを用いて、無線基地装置の受信デジタル信号３０ｂに内挿処理する（ステップＳ７０）。内挿回路３５は、内挿処理後の信号３５ｃを無線基地局装置のデジタル部に出力する（ステップＳ６５）。なお、内挿回路と位相差検出回路の構成および動作は、第一の実施形態と同様である。また、本実施形態では、１系統のみを用いて説明したが、複数系統であっても同様に受信デジタル信号に位相回転を与えれば良い。
上述したように、本実施形態においては、無線基地局装置の送信デジタル信号の伝送クロックの周波数とアンプ装置の無線周波数の差に相当する周波数シフトを、ベースバンドの送信デジタル信号に加えることによって、両者の周波数を同期させ、無線基地局装置からの送信デジタル信号の伝送クロックとアンプ装置の無線周波数のクロックが同期している必要があっても、システム的に問題をおこすことなく、それを多重してひとつのデジタル信号にまとめ、アンプ装置に伝送することができる。同様に、周波数シフトを受信デジタル信号に加えることによって、無線基地局装置の伝送クロックとアンプ装置の無線周波数のクロックが同期している必要があっても、システム的に問題をおこすことなく分離して、無線基地局装置のデジタル部に伝送することができる。
以上の複数の実施の形態では、内挿回路、位相差検出回路、周波数差検出回路、乗算回路、位相回転回路の全て又は一部が、多重分離装置に設けられるように発明を構成したが、無線基地局のデジタル部またはアンプ装置に本発明の構成を設けても良い。また、無線基地局装置について、１つのデジタル部を含む構成を無線基地局装置として説明したが、複数のデジタル部および多重分離装置を含む構成を無線基地局装置としてもよい。
また、デジタル信号の同期クロックを補正する観点て見た場合、上記実施の形態は、系統毎に、デジタル信号の基準周波数を補正する装置を有する無線通信システムともいえる。
即ち、デジタル信号の基準周波数を補正する装置として、第１の基準周波数および前記第１の基準周波数に同期した第１のデジタル信号を入力する第１の入力手段と、前記第１のデジタル信号を同期させたい動作クロックである第２の基準周波数を入力する第２の入力手段と、前記第１の基準周波数と前記第２の基準周波数とを用いて基準周波数間の位相差を検出する検出手段と、前記第１のデジタル信号に、検出した位相差に基づく内挿信号を内挿処理して第２のデジタル信号を取得すると共に、前記内挿処理の結果得られた第２のデジタル信号を、前記第２の基準周波数に同期して出力する内挿手段を備えている。
また、上記装置は、前記検出手段において、前記第１のデジタル信号をオーバーサンプリングする為の周波数と前記第２の基準周波数との位相差を検出し、前記内挿手段において、オーバーサンプリングされた前記第１のデジタル信号を、検出した位相差に基づく時間だけずれたフィルタリングを実施し、前記第２のデジタル信号を取得するようにしても良い。
また、上記装置は、更に、前記第１の基準周波数と前記第２の基準周波数との周波数差を検出する周波数差検出手段と、算出された周波数差と、前記第１のデジタル信号を伝送する周波数と、前記第２のデジタル信号を伝送する周波数とを用いて、伝送周波数における周波数差を算出する乗算部と、算出された伝送周波数における周波数差に相当する位相回転を、前記第１又は第２のデジタル信号に与える位相回転手段とを設けても良い。
即ち、上記実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細は、本発明の請求の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更を行なうことができる。
例えば、上記した複数の実施形態を別の観点から説明すると以下のようになる。
デジタル信号を多重する多重装置として、入力系統毎に、夫々の入力系統における動作クロックである第１の基準周波数を入力する手段と、出力系統における動作クロックである第２の基準周波数を入力する手段と、入力系統毎に、前記第１のクロックに同期した第１のデジタル信号を入力する手段と、入力系統毎に、前記第１の基準周波数と前記第２の基準周波数との位相差に関する位相差情報を検出する手段と、入力系統毎に、前記位相差情報に基づき、前記第１のデジタル信号に、内挿信号を内挿処理する手段と、入力系統毎に、前記内挿処理の結果得られた第２のデジタル信号を、前記第２の基準周波数に同期して出力する手段と、入力系統毎に出力された第２のデジタル信号を多重する手段とを有する。
また、デジタル信号を分離する分離装置として、入力系統における動作クロックである第１の基準周波数を入力する手段と、出力系統毎に、夫々の出力系統における動作クロックである第２の基準周波数を入力する手段と、前記第１の基準周波数に同期して多重化されているデジタル信号を、出力系統毎に第１のデジタル信号に分離する手段と、出力系統毎に、前記第１の基準周波数と前記第２の基準周波数との位相差に関する位相差情報を検出する手段と、出力系統毎に、前記位相差情報に基づき、前記第１のデジタル信号に、内挿信号を内挿処理する手段と、出力系統毎に、前記内挿処理の結果得られた第２のデジタル信号を、前記第２の基準周波数に同期して出力する手段を有する。
詳しくは、通信システムにおける複数の入力系統の信号を多重信号に多重する信号多重装置であって、多重信号の基準周波数と夫々の入力系統の基準周波数とから位相差を検出する位相差検出部と、前記位相差検出部で検出された位相差に基づき、夫々の入力系統の送信デジタル信号に対し、入力系統毎の位相差に相当する時間をずらした信号を内挿して、多重信号の基準周波数でサンプリングした入力系統毎の送信デジタル信号を取得する内挿部と、前記内挿部で取得した、入力系統毎の送信デジタル信号を、前記多重信号の基準周波数を用いて多重する信号多重部を備える。
また、通信システムにおける多重信号を複数の出力系統の信号に分離する分離装置であって、多重信号を、出力系統毎の受信デジタル信号に分離する信号分離部と、多重信号の基準周波数と夫々の出力系統の基準周波数とから位相差を検出する位相差検出部と、前記位相差検出部で検出された位相差に基づき、夫々の出力系統の受信デジタル信号に対し、出力系統毎の位相差に相当する時間をずらした信号を内挿して、出力系統毎の基準周波数でサンプリングした出力系統毎の受信デジタル信号を取得する内挿部を備える。
また、デジタル信号を多重・分離する多重分離装置として、多重信号の基準周波数と夫々の入出力系統の基準周波数とから位相差を検出する位相差検出部と、位相差検出部で検出された位相差に基づき、夫々の入出力系統の送受信デジタル信号に対し、入出力系統毎の位相差に相当する時間をずらした信号を内挿して、多重信号の基準周波数でサンプリングした入出力系統毎の送受信デジタル信号を取得する内挿部と、入出力系統毎の送受信デジタル信号を多重信号の基準周波数を用いて多重化又は分離する信号多重分離部とを設ける。
更に、多重装置は、前記位相差検出部が夫々の入力系統の送信デジタル信号をオーバーサンプリングするオーバーサンプリング周波数と多重信号の基準周波数との位相差を算出し、内挿部が入力系統毎の１倍サンプリングの送信デジタル信号に対し、オーバーサンプリング周波数を用いてフィルタリングした波形に、入力系統毎の位相差に相当する時間だけずらした内挿信号を所定数内挿又は補間して、多重信号の基準周波数でサンプリングした入力系統毎の送信デジタル信号を取得しても良い。
同じく、多重装置は、多重信号の基準周波数と夫々の入力系統の基準周波数とからとの周波数差を検出して周波数差検出部と、算出された周波数差に（多重信号の伝送周波数／入力系統の伝送周波数）を乗算することで、伝送周波数における周波数差を算出する乗算部と、算出された伝送周波数における周波数差に相当する位相回転を、内挿前又は内挿後の送信デジタル信号に与える位相回転部とを備えても良い。
同じく、分離装置は、多重信号の基準周波数と夫々の入力系統の基準周波数とからとの周波数差を検出する周波数差検出部と、算出された周波数差に（多重信号の伝送周波数／入力系統の伝送周波数）を乗算することで、伝送周波数における周波数差を算出する乗算部と、算出された伝送周波数における周波数差に相当する位相回転を、内挿前又は内挿後の受信デジタル信号に与える位相回転回路を備えても良い。
以上説明したように、本発明によれば、信号を多重または分離する際、各信号について内挿処理を行うことにより、所定のクロックでサンプリングされている信号を、多重または分離する際に多重または分離した後の信号のクロックによってサンプリングされた信号に変換できる。そのため、例えば、多重前の信号のサンプリングクロックまたは分離後の信号のサンプリングクロックが相互に同期しない場合でも、信号の伝送先ごとに適切に、信号を多重または分離することができる。
尚、本発明では、複数在る無線基地局装置のデジタル部がそれぞれ異なる通信方式であっても多重及び分離が可能である。本発明において使用できる通信方式を例示すれば、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ：）、３Ｇ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）などが挙げられる。また、４Ｇ（４ｔｈ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）でも使用可能であると思われる。
この出願は、２００８年３月４日に出願された日本出願特願２００８−０５３２２８号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ アンテナ
２ アンプ装置（アンプ部、アンプ手段）
３ 多重分離装置
４ａ 無線基地局装置♯１のデジタル部（第１の系統）
４ｂ 無線基地局装置♯２のデジタル部（第２の系統）
９ 信号多重回路（信号多重部、信号多重手段）
１１、１３ 内挿回路（内挿部、内挿手段）
１２、１４ 位相差検出回路（位相差検出部、位相差検出手段）
１７ 信号分離回路（信号分離部、信号分離手段）
１９、２１ 内挿回路（内挿部、内挿手段）
２０、２２ 位相差検出回路（位相差検出部、位相差検出手段）
２５、３２ 位相回転回路（位相回転部、位相回転手段）
２６、３３ 周波数差検出回路（周波数差検出部、周波数差検出手段）
２７、３４ 乗算回路（乗算部、乗算手段）
２８、３５ 内挿回路（内挿部、内挿手段）
２９、３６ 位相差検出回路（位相差検出部、位相回転手段）

Claims (14)

1. 各無線基地局装置のデジタル部に接続されて、各デジタル部から送信デジタル信号を受ける入力系統毎に、夫々の入力系統における前記各無線基地局装置のデジタル部の動作クロックであり非同期である複数の第１の基準周波数を入力するステップと、
   アンプ装置に接続されている出力系統における該アンプ装置で用いられる動作クロックである第２の基準周波数を入力するステップと、
   前記入力系統毎に、それぞれの前記第１の基準周波数に同期したそれぞれの第１のデジタル信号を入力するステップと、
   前記入力系統毎に、それぞれの前記第１の基準周波数と前記第２の基準周波数との位相差に関する位相差情報を検出するステップと、
   前記入力系統毎に、それぞれの前記位相差情報に基づき、前記それぞれの第１のデジタル信号に、内挿信号を内挿処理するステップと、
   前記入力系統毎に、前記内挿処理の結果得られたそれぞれの第２のデジタル信号を、前記第２の基準周波数に同期して出力するステップと、
   前記入力系統毎に出力された前記各無線基地局装置のデジタル部からの送信デジタル信号にあたる同期させた複数の第２のデジタル信号を多重するステップと
   を前記アンプ装置と前記各無線基地局装置のデジタル部とをインタフェースする多重装置に行わせる
   ことを特徴とする無線通信システムでの信号多重方法。
2. アンプ装置に接続されている入力系統における該アンプ装置で用いられる動作クロックである第１の基準周波数を入力するステップと、
   各無線基地局装置のデジタル部に接続されて、各デジタル部に受信デジタル信号を出力する出力系統毎に、夫々の出力系統における前記各無線基地局装置のデジタル部の動作クロックであり非同期である複数の第２の基準周波数を入力するステップと、
   前記第１の基準周波数に同期して多重化されているデジタル信号を、前記出力系統毎にそれぞれの第１のデジタル信号に分離するステップと、
   前記出力系統毎に、前記第１の基準周波数とそれぞれの前記第２の基準周波数との位相差に関する位相差情報を検出するステップと、
   前記出力系統毎に、それぞれの前記位相差情報に基づき、前記それぞれの第１のデジタル信号に、内挿信号を内挿処理するステップと、
   前記出力系統毎に、前記内挿処理の結果得られたそれぞれの第２のデジタル信号を、前記それぞれの第２の基準周波数に同期して出力するステップと、
   を前記アンプ装置と前記各無線基地局装置のデジタル部とをインタフェースする分離装置に行わせることを特徴とする無線通信システムでの信号分離方法。
3. 無線通信システムにおける各無線基地局装置のデジタル部から受けた複数の入力系統の送信デジタル信号をアンプ装置に入力する多重信号に多重すると共に、前記アンプ装置から受けた多重信号を前記各無線基地局装置のデジタル部に入力する前記複数の入力系統に対応する複数の出力系統の受信デジタル信号に分離する信号多重分離方法であって、
   複数の位相差検出手段を用いて、前記多重信号の基準周波数と夫々の入力系統の基準周波数とからそれぞれの系統の位相差を検出し、
   複数の第１の内挿手段を用いて、前記複数の位相差検出手段で検出されたそれぞれの位相差に基づき、夫々の前記入力系統の送信デジタル信号に対し、前記入力系統毎の位相差に相当する時間をずらした信号を内挿して、多重信号の基準周波数でサンプリングした前記入力系統毎のそれぞれの送信デジタル信号を取得し、
   信号多重手段を用いて、前記複数の第１の内挿手段で取得した、前記入力系統毎のそれぞれの送信デジタル信号を、前記多重信号の基準周波数を用いて多重し、
   他方、
   信号分離手段を用いて、多重信号を、前記出力系統毎のそれぞれの受信デジタル信号に分離し、
   複数の第２の内挿手段を用いて、前記複数の位相差検出手段で検出されたそれぞれの系統毎の位相差に基づき、夫々の出力系統の受信デジタル信号に対して、前記出力系統毎の位相差に相当する時間をずらした信号を内挿して、前記出力系統毎の基準周波数でサンプリングした前記出力系統毎の受信デジタル信号を出力する
   ことを特徴とする信号多重分離方法。
4. 前記複数の位相差検出手段は、夫々の入力系統の送信デジタル信号をオーバーサンプリングするオーバーサンプリング周波数と多重信号の基準周波数との位相差を算出し、
   前記複数の第１の内挿手段は、入力系統毎の１倍サンプリングの送信デジタル信号に対してそれぞれ、オーバーサンプリング周波数を用いてフィルタリングした波形に、前記算定した入力系統毎の位相差に相当する時間だけずらした内挿信号を所定数内挿又は補間して、多重信号の基準周波数でサンプリングした入力系統毎の送信デジタル信号を取得する
   ことを特徴とする請求項３記載の信号多重分離方法。
5. 系統ごとに周波数差検出手段を用いて、多重信号の基準周波数と夫々の入力系統の基準周波数とからとの周波数差を検出し、
   系統ごとに乗算手段を用いて、算出された周波数差に（多重信号の伝送周波数／入力系統の伝送周波数）を乗算することで、伝送周波数における周波数差を算出し、
   位相回転手段を用いて、算出された伝送周波数における周波数差に相当する位相回転を、内挿前又は内挿後のデジタル信号に与える
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の信号多重分離方法。
6. 各無線基地局装置のデジタル部に接続されて、各デジタル部から送信デジタル信号を受ける入力系統毎に、夫々の入力系統における前記各無線基地局装置のデジタル部の動作クロックであり非同期であり得る複数の第１の基準周波数を入力する手段と、
   アンプ装置に接続されている出力系統における該アンプ装置で用いられる動作クロックである第２の基準周波数を入力する手段と、
   前記入力系統毎に、それぞれの前記第１の基準周波数に同期したそれぞれの第１のデジタル信号を入力する手段と、
   前記入力系統毎に、それぞれの前記第１の基準周波数と前記第２の基準周波数との位相差に関する位相差情報を検出する手段と、
   前記入力系統毎に、それぞれの前記位相差情報に基づき、前記それぞれの第１のデジタル信号に、内挿信号を内挿処理する手段と、
   前記入力系統毎に、前記内挿処理の結果得られたそれぞれの第２のデジタル信号を、前記それぞれの第２の基準周波数に同期して出力する手段と、
   前記入力系統毎に出力された前記各無線基地局装置のデジタル部からの送信デジタル信号にあたる同期させた複数の第２のデジタル信号を多重する手段と
   を有する
   ことを特徴とする無線通信システムの多重装置。
7. アンプ装置に接続されている入力系統における該アンプ装置で用いられる動作クロックである第１の基準周波数を入力する手段と、
   各無線基地局装置のデジタル部に接続されて、各デジタル部に受信デジタル信号を出力する出力系統毎に、夫々の出力系統における前記各無線基地局装置のデジタル部の動作クロックであり非同期であり得る複数の第２の基準周波数を入力する手段と、
   前記第１の基準周波数に同期して多重化されているデジタル信号を、前記出力系統毎にそれぞれの第１のデジタル信号に分離する手段と、
   前記出力系統毎に、前記第１の基準周波数とそれぞれの前記第２の基準周波数との位相差に関する位相差情報を検出する手段と、
   前記出力系統毎に、それぞれの前記位相差情報に基づき、前記それぞれの第１のデジタル信号に、内挿信号を内挿処理する手段と、
   前記出力系統毎に、前記内挿処理の結果得られたそれぞれの第２のデジタル信号を、前記それぞれの第２の基準周波数に同期して出力する手段と、
   を有することを特徴とする無線通信システムの分離装置。
8. 無線通信システムにおける各無線基地局装置のデジタル部から受けた複数の入力系統の送信デジタル信号をアンプ装置に入力する多重信号に多重すると共に、前記アンプ装置から受けた多重信号を前記各無線基地局装置のデジタル部に入力する前記複数の入力系統に対応する複数の出力系統の受信デジタル信号に分離する信号多重分離装置であって、
   前記多重信号の基準周波数と夫々の前記入力系統の基準周波数とからそれぞれの系統の位相差を検出する位相差検出手段と、
   前記複数の位相差検出手段で検出されたそれぞれの位相差に基づき、夫々の前記入力系統の送信デジタル信号に対し、前記入力系統毎の位相差に相当する時間をずらした信号を内挿して、多重信号の基準周波数でサンプリングした前記入力系統毎のそれぞれの送信デジタル信号を取得する複数の第１の内挿手段と、
   前記複数の第１の内挿手段で取得した、前記入力系統毎のそれぞれの送信デジタル信号を、前記多重信号の基準周波数を用いて多重する信号多重手段と、
   多重信号を、前記出力系統毎のそれぞれの受信デジタル信号に分離する信号分離手段と、
   前記複数の位相差検出手段で検出されたそれぞれの系統毎の位相差に基づき、夫々の出力系統の受信デジタル信号に対して、前記出力系統毎の位相差に相当する時間をずらした信号を内挿して、前記出力系統毎の基準周波数でサンプリングした前記出力系統毎の受信デジタル信号を出力する複数の第２の内挿手段と
   を備えることを特徴とする多重分離装置。
9. 前記複数の位相差検出手段は、夫々の入力系統の送信デジタル信号をオーバーサンプリングするオーバーサンプリング周波数と多重信号の基準周波数との位相差を算出し、
   前記複数の第１の内挿手段は、入力系統毎の１倍サンプリングの送信デジタル信号に対してそれぞれ、オーバーサンプリング周波数を用いてフィルタリングした波形に、前記算定した入力系統毎の位相差に相当する時間だけずらした内挿信号を所定数内挿又は補間して、多重信号の基準周波数でサンプリングした入力系統毎の送信デジタル信号を取得する
   ことを特徴とする請求項８に記載の多重分離装置。
10. 多重信号の基準周波数と夫々の入力系統の基準周波数との周波数差を検出する系統ごとの周波数差検出手段と、
    算出された周波数差に（多重信号の伝送周波数／入力系統の伝送周波数）を乗算することで、伝送周波数における周波数差を算出する系統ごとの乗算手段と、
    算出された伝送周波数における周波数差に相当する位相回転を、内挿前又は内挿後のデジタル信号に与える系統ごとの位相回転手段と
    を備えることを特徴とする請求項８または９に記載の多重分離装置。
11. アンプ部と、多重装置と、それぞれ同期していないデジタル信号を用いる複数の基地局装置と、を含みなる無線通信システムであって、
    前記複数の基地局装置は、夫々、第１の基準周波数および前記第１の基準周波数でサンプリングした第１のデジタル信号を前記多重装置に出力し、
    前記多重装置は、多重信号の第２の基準周波数を取得して、前記それぞれの第１の基準周波数と前記第２の基準周波数との位相差に関するそれぞれの位相差情報に基づき、前記第１のデジタル信号毎に内挿処理してそれぞれの第２のデジタル信号を生成し、
    前記内挿処理の結果得られた前記基地局装置毎の第２のデジタル信号を、前記第２の基準周波数によってサンプリングして多重化して、アンプ部に送信する
    ことを特徴とする無線通信システム。
12. アンプ部と、信号分離装置と、それぞれ同期していないデジタル信号を用いる複数の基地局装置と、を含みなる無線通信システムであって、
    前記信号分離装置は、
    第１の基準周波数でサンプリングされている前記アンプ部から受けた多重デジタル信号を、前記それぞれの基地局装置向けの第１のデジタル信号に分離し、
    前記複数の基地局装置から、それぞれの動作クロックである第２の基準周波数を取得し、
    前記第１の基準周波数と前記それぞれの第２の基準周波数との位相差に関するそれぞれの位相差情報に基づき、それぞれの第１のデジタル信号に内挿処理して、前記それぞれの基地局装置向けの第２のデジタル信号を生成し、
    前記生成したそれぞれの第２のデジタル信号を、前記それぞれの基地局装置の前記第２の基準周波数によってサンプリングして、前記それぞれの基地局装置に向けて出力する
    ことを特徴とする無線通信システム。
13. 請求項１１に記載された多重装置および請求項１２に記載された信号分離装置を備えたことを特徴とする無線通信システム。
14. 異なる通信方式を用いる複数の基地局装置を前記アンプ装置にインタフェースしたことを特徴とする請求項１３に記載の無線通信システム。

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