JP5373690B2 - 通信システム、メインユニット、無線アクセスユニット及び通信方法 - Google Patents

通信システム、メインユニット、無線アクセスユニット及び通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、通信システム、メインユニット、無線アクセスユニット及び通信方法に関し、特に屋外に設置された無線基地局からの電波信号が届かないビル内または地下街等の空間をサービス可能エリアにするための通信システム、メインユニット、無線アクセスユニット及び通信方法に関する。
従来、図１に示す通信システムが知られている。図１は、従来の通信システム１を示す図である。図１の通信システム１は、無線基地局装置２と、メインユニット３ と、複数の子機４とから主に構成される。また、複数の子機４は、シングルセル＃１０を構成する。
図１の通信システム１では、無線基地局装置２は、下り信号をメインユニット３に送信し、メインユニット３は、複数の子機４へ下り信号を分配する。そして、各子機４は、分配された下り信号をシングルセル＃１０内の図示しない端末に対して無線送信する。また、複数の子機４は、シングルセル＃１０内の図示しない端末から送信された無線信号である上り信号を受信し、受信した上り信号をメインユニット３に送信する。そして、メインユニット３は、受信した上り信号を無線基地局装置２へ送信する。このように、従来の通信システム１は、複数の子機４によりシングルセル＃１０を構成するので、子機の数に比例して広範囲なカバレッジを確保することができる。
また、近年、広範囲なカバレッジの確保の要求に加えて、パケットデータ通信におけるユーザスループットの向上の要求が高まっている。このような要求に対しては、図１に示すようなシングルセルのみを構成する通信システムにより対応することは困難である。例えば、複数ユーザで共有する無線帯域の占有率が高い通信を行っているユーザがシングルセル内に存在する場合には、そのユーザが存在するシングルセルと同一のシングルセル内で通信を行う他のユーザのユーザスループットが低下するという課題がある。
上記の課題を解決する通信システムとしては、異なる通信システムを併用する特許文献１に示すシステム構成を採用することが考えられる。特許文献１によれば、通信システムによりユーザを棲み分けすることができるので、上記の課題を解決することができる。
特開２００２−２５２８６７号公報
しかしながら、特許文献１においては、全ての異なる通信システムの変調または復調を行う設備を親機であるベースユニットに搭載する。従って、特許文献１においては、既存のシステム構成を大幅に変更する必要が生じるとともに、運用開始後のセル数の変更等のシステムの変更に柔軟に対応することができないという問題がある。
本発明の目的は、既存のシステム構成を大幅に変更する必要がなく、システムの変更に柔軟に対応することができることより、システムの導入に伴うコストを低減することができ、広範囲なカバレッジを確保することができるとともに、ユーザスループットを向上させることができる通信システム、メインユニット、無線アクセスユニット及び通信方法を提供することである。
本発明の通信システムは、無線基地局装置と、前記無線基地局装置及びネットワークに接続されるメインユニットと、前記メインユニットに接続される複数の無線アクセスユニットとを具備する通信システムであって、前記無線基地局装置は、第１の通信システムの下り信号を前記メインユニットに出力し、前記メインユニットは、前記無線基地局装置から入力した前記第１の通信システムの下り信号と、前記ネットワークから入力した第２の通信システムの下り信号とを前記複数の無線アクセスユニットの各々に出力し、前記複数の無線アクセスユニットは、前記第１の通信システムのシングルセルを構成するとともに、各々が前記シングルセル内に個別に前記第２の通信システムのマルチセルを構成し、前記メインユニットから入力した前記第１の通信システムの下り信号を前記シングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末に送信するとともに、前記メインユニットから入力した前記第２の通信システムの下り信号を、有線プロトコル信号処理した後に無線プロトコル信号処理して前記マルチセルの前記第２の通信システムを利用する端末に各々送信する構成を採る。
また、本発明の通信システムは、無線基地局装置と、前記無線基地局装置及びネットワークに接続されるメインユニットと、前記メインユニットに接続される複数の無線アクセスユニットとを具備する通信システムであって、前記複数の無線アクセスユニットは、第１の通信システムのシングルセルを構成するとともに各々が前記シングルセル内に個別に第２の通信システムのマルチセルを構成し、前記シングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末から受信した第１の通信システムの上り信号を前記メインユニットに出力するとともに、前記マルチセルの前記第２の通信システムを利用する端末から受信した第２の通信システムの上り信号を、無線プロトコル信号処理した後に有線プロトコル信号処理して前記メインユニットに出力し、前記メインユニットは、前記複数の無線アクセスユニットから入力した前記第１の通信システムの上り信号を合成して前記無線基地局装置に出力するとともに、前記複数の無線アクセスユニットから入力した前記第２の通信システムの上り信号を前記ネットワークに出力し、前記無線基地局装置は、合成した前記第１の通信システムの上り信号を前記メインユニットから取得する構成を採る。
本発明のメインユニットは、入力した第１の通信システムの下り信号を複数の前記第１の通信システムの下り信号に分配する分配手段と、前記分配手段により分配した各々の前記第１の通信システムの下り信号と、入力した第２の通信システムの下り信号とを各々多重して第１の多重信号を生成して出力する多重手段と、前記第１の通信システムの下り信号と前記第１の通信システムの上り信号とが波長分割多重された第２の多重信号から、前記第１の通信システムの下り信号を分離する分離手段と、前記分離手段により分離した前記第１の通信システムの下り信号を光信号から電気信号に変換する変換手段と、入力した前記第２の通信システムの下り信号にダミービットを挿入する信号変換手段と、を具備し、前記分配手段は、前記変換手段により電気信号に変換した前記第１の通信システムの下り信号を複数の前記第１の通信システムの下り信号に分配し、前記多重手段は、分配した前記第１の通信システムの下り信号と、前記ダミービットを挿入した前記第２の通信システムの下り信号とを各々フレーム多重した前記第１の多重信号を、前記第１の通信システムの上り信号と前記第２の通信システムの上り信号とを多重した第３の多重信号と波長分割多重して出力する構成を採る。
また、本発明のメインユニットは、第１の通信システムの上り信号と第２の通信システムの上り信号とが多重された複数の第１の多重信号を取得し、取得した前記第１の多重信号を前記第１の通信システムの上り信号と前記第２の通信システムの上り信号とに各々分離するとともに、分離した前記第２の通信システムの上り信号を出力する分離手段と、前記分離手段により分離した各々の前記第１の通信システムの上り信号を合成して出力する合成手段と、前記分離手段により分離した前記第２の通信システムの上り信号からダミービットを除去して前記第２の通信システムの上り信号を出力する信号変換手段と、前記合成手段により合成した前記第１の通信システムの上り信号を電気信号から光信号に変換する変換手段と、前記変換手段により光信号に変換した前記第１の通信システムの上り信号を、前記第１の通信システムの下り信号と波長分割多重して出力する多重手段と、を具備し、前記分離手段は、前記第１の通信システムの下り信号と前記第２の通信システムの下り信号とをフレーム多重した第２の多重信号と波長分割多重した前記第１の多重信号を取得し、取得した前記第１の多重信号を前記第１の通信システムの上り信号と前記第２の通信システムの上り信号とにフレーム単位で分離する構成を採る。
本発明の無線アクセスユニットは、第１の通信システムの下り信号と第２の通信システムの下り信号とを取得する取得手段と、前記取得手段により取得した前記第２の通信システムの下り信号を、有線プロトコル信号処理した後に無線プロトコル信号処理するプロトコル処理手段と、前記取得手段により取得した前記第１の通信システムの下り信号を、他の無線アクセスユニットと共に構成した前記第１の通信システムのシングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末に送信するとともに、前記プロトコル処理手段により前記無線プロトコル信号処理した前記第２の通信システムの下り信号を、前記シングルセル内に構成した前記第２の通信システムのマルチセルの前記第２の通信システムを利用する端末に送信する送信手段と、前記取得手段により取得した、前記第１の通信システムの下り信号と前記第２の通信システムの下り信号とをフレーム多重した第１の多重信号を光信号から電気信号に変換する変換手段と、前記変換手段により電気信号に変換した前記第１の多重信号を前記第１の通信システムの下り信号と前記第２の通信システムの下り信号とにフレーム単位で分離する分離手段と、前記分離手段により分離した前記第２の通信システムの下り信号からダミービットを除去する信号変換手段と、を具備し、前記取得手段は、前記第１の通信システムの上り信号と前記第２の通信システムの上り信号とをフレーム多重した第２の多重信号と波長分割多重された前記第１の多重信号を取得し、前記プロトコル処理手段は、前記信号変換手段により前記ダミービットを除去した前記第２の通信システムの下り信号を、前記有線プロトコル信号処理した後に前記無線プロトコル信号処理する構成を採る。
また、本発明の無線アクセスユニットは、他の無線アクセスユニットと共に構成した第１の通信システムのシングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末から前記第１の通信システムの上り信号を受信するとともに、前記シングルセル内に構成した第２の通信システムのマルチセルの前記第２の通信システムを利用する端末から前記第２の通信システムの上り信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記第２の通信システムの上り信号を、無線プロトコル信号処理した後に有線プロトコル信号処理するプロトコル処理手段と、前記受信手段により受信した前記第１の通信システムの上り信号と前記プロトコル処理手段により前記有線プロトコル信号処理した前記第２の通信システムの上り信号とを出力する出力手段と、前記プロトコル処理手段により前記有線プロトコル信号処理した前記第２の通信システムの上り信号にダミービットを挿入する信号変換手段と、前記受信手段により受信した前記第１の通信システムの上り信号と、前記ダミービットを挿入した前記第２の通信システムの上り信号とをフレーム多重した第１の多重信号を生成する多重手段と、前記第１の多重信号を電気信号から光信号に変換する変換手段と、を具備し、前記出力手段は、前記変換手段により光信号に変換した前記第１の多重信号を、前記第１の通信システムの下り信号と前記第２の通信システムの下り信号とをフレーム多重した第２の多重信号と波長分割多重して出力する構成を採る。
本発明の通信方法は、無線基地局装置と、前記無線基地局装置及びネットワークに接続されるメインユニットと、前記メインユニットに接続される複数の無線アクセスユニットとを具備する通信システムにおける通信方法であって、前記無線基地局装置が、第１の通信システムの下り信号を前記メインユニットに出力するステップと、前記メインユニットが、前記無線基地局装置から入力した前記第１の通信システムの下り信号と、前記ネットワークから入力した第２の通信システムの下り信号とを前記複数の無線アクセスユニットの各々に出力するステップと、前記複数の無線アクセスユニットが、前記第１の通信システムのシングルセルを構成するとともに、各々が前記シングルセル内に個別に前記第２の通信システムのマルチセルを構成し、前記メインユニットから入力した前記第１の通信システムの下り信号を前記シングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末に送信するとともに、前記メインユニットから入力した前記第２の通信システムの下り信号を、有線プロトコル信号処理した後に無線プロトコル信号処理して前記マルチセルの前記第２の通信システムを利用する端末に各々送信するステップと、を具備するようにした。
また、本発明の通信方法は、無線基地局装置と、前記無線基地局装置及びネットワークに接続されるメインユニットと、前記メインユニットに接続される複数の無線アクセスユニットとを具備する通信システムにおける通信方法であって、前記複数の無線アクセスユニットが、第１の通信システムのシングルセルを構成するとともに各々が前記シングルセル内に個別に第２の通信システムのマルチセルを構成し、前記シングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末から受信した第１の通信システムの上り信号を前記メインユニットに出力するとともに、前記マルチセルの前記第２の通信システムを利用する端末から受信した第２の通信システムの上り信号を、無線プロトコル信号処理した後に有線プロトコル信号処理して前記メインユニットに出力するステップと、前記メインユニットが、前記複数の無線アクセスユニットから入力した前記第１の通信システムの上り信号を合成して前記無線基地局装置に出力するとともに、前記複数の無線アクセスユニットから入力した前記第２の通信システムの上り信号を前記ネットワークに出力するステップと、前記無線基地局装置が、合成した前記第１の通信システムの上り信号を前記メインユニットから取得するステップと、を具備するようにした。
本発明によれば、既存のシステム構成を大幅に変更する必要がなく、システムの変更に柔軟に対応することができることより、システムの導入に伴うコストを低減することができ、広範囲なカバレッジを確保することができるとともに、ユーザスループットを向上させることができる。
従来の通信システムの構成を示す図 本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図 本発明の実施の形態１に係るメインユニットの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る無線アクセスユニットの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る通信システムの構成を示す図 本発明の実施の形態２に係るメインユニットの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る無線アクセスユニットの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２におけるＣＰＲＩフレームの多重処理の方法を示す図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る通信システム１００の構成を示す図である。
通信システム１００は、無線基地局装置１０２と、コアネットワーク（ＣＮ）１０３と、終端装置（ＯＬＴ）１０４と、終端装置（ＯＮＵ）１０５と、ルータ１０６と、メインユニット１０７と、複数の無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎ（ｎは２以上の任意の自然数）とから主に構成される。
無線基地局装置１０２とメインユニット１０７とは、同軸線等の１本の電気信号伝送用のケーブルにより接続される。また、メインユニット１０７と各無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎとは、スター型で接続されるとともに、光ファイバー等の１本の光信号伝送用のケーブルにより各々接続される。以下に、各構成について詳細に説明する。
本実施の形態においては、第１の通信システムをＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）とし、第２の通信システムをＬＴＥ（Long Term Evolution）とした場合を一例として説明する。また、第１の通信システムのＷＣＤＭＡと第２の通信システムのＬＴＥとは、異なる内容のデータを送受信する。また、本実施の形態において、無線基地局装置１０２及びコアネットワーク１０３から無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎへ送出される信号を下り信号とし、無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎから無線基地局装置１０２及びコアネットワーク１０３へ送出される信号を上り信号として説明する。
無線基地局装置１０２は、ＷＣＤＭＡ用の無線基地局であり、ＲＦ信号であるＷＣＤＭＡ下り信号をメインユニット１０７へ出力する。また、無線基地局装置１０２は、メインユニット１０７からのＲＦ信号であるＷＣＤＭＡ上り信号を受信する。
コアネットワーク１０３は、ＬＴＥ方式の第２の通信システムに対するユーザーデータ及び制御信号をＩＰプロトコルに従って生成したＬＴＥのＩＰ信号（以下、「ＩＰ信号」と記載する）として終端装置１０４へ出力する。また、コアネットワーク１０３は、終端装置１０４からのＩＰ信号を受信する。
終端装置１０４は、コアネットワーク１０３から入力したＩＰ信号を電気信号から光信号に変換して終端装置１０５へ出力する。また、終端装置１０４は、終端装置１０５から入力したＩＰ信号を光信号から電気信号に変換してコアネットワーク１０３へ出力する。
終端装置１０５は、終端装置１０４から入力したＩＰ信号を光信号から電気信号に変換してルータ１０６へ出力する。また、終端装置１０５は、ルータ１０６から入力したＩＰ信号を電気信号から光信号に変換して終端装置１０４へ出力する。
ルータ１０６は、終端装置１０５からメインユニット１０７またはメインユニット１０７から終端装置１０５へのＩＰ信号の伝送を中継する。
メインユニット１０７は、無線基地局装置１０２から入力したＷＣＤＭＡ下り信号を複数のＷＣＤＭＡ下り信号に分配するとともに、分配したＷＣＤＭＡ下り信号を電気信号から光信号に変換する。また、メインユニット１０７は、光信号に変換したＷＣＤＭＡ下り信号とルータ１０６から入力したＩＰ信号とを波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）して各無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎへ出力する。また、メインユニット１０７は、各無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎから入力した波長分割多重した多重信号を、ＷＣＤＭＡ上り信号とＩＰ信号とに分離し、分離したＷＣＤＭＡ上り信号とＩＰ信号とを光信号から電気信号に変換する。また、メインユニット１０７は、電気信号に変換した各ＷＣＤＭＡ上り信号を合成して無線基地局装置１０２へ出力する。また、メインユニット１０７は、電気信号に変換したＩＰ信号をルータ１０６へ出力する。なお、メインユニット１０７の構成の詳細については後述する。
複数の無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、シングルセル＃１２０を構成する。また、複数の無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎの各々は、シングルセル＃１２０内に個別にマルチセル＃１３０−１〜＃１３０−ｎを構成する。即ち、複数の無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎと同じ数のマルチセル＃１３０−１〜＃１３０−ｎを構成する。また、複数の無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、メインユニット１０７から入力した多重信号をＷＣＤＭＡ下り信号とＩＰ信号に分離し、分離したＷＣＤＭＡ下り信号とＩＰ信号とを光信号から電気信号に変換する。また、複数の無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、電気信号に変換したＷＣＤＭＡ下り信号を、シングルセル＃１２０の第１の通信システムを利用する端末に送信する。また、複数の無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、電気信号に変換したＩＰ信号を、対応するマルチセル＃１３０−１〜＃１３０−ｎの第２の通信システムを利用する端末に送信する。また、複数の無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、シングルセル＃１２０の第１の通信システムを利用する端末から送信されたＷＣＤＭＡ上り信号またはマルチセル＃１３０−１〜＃１３０−ｎの第２の通信システムを利用する端末から送信されたＩＰ信号を受信する。また、複数の無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、受信したＷＣＤＭＡ上り信号及びＩＰ信号を電気信号から光信号に変換し、光信号に変換したＷＣＤＭＡ上り信号とＩＰ信号とを波長分割多重して多重信号を生成し、生成した多重信号をメインユニット１０７へ出力する。なお、無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎの構成の詳細については後述する。
次に、メインユニット１０７の構成について、図３を用いて説明する。図３は、メインユニット１０７の構成を示すブロック図である。
メインユニット１０７は、分配器３０１と、Ｅ／Ｏ変換器３０２−１〜３０２−ｎと、Ｏ／Ｅ変換器３０３−１〜３０３−ｎと、媒体変換器３０４−１〜３０４−ｎと、ＷＤＭカプラ３０５−１〜３０５−ｎと、合成器３０６とから主に構成される。また、光インタフェース部３５０−１〜３５０−ｎは、Ｅ／Ｏ変換器３０２−１〜３０２−ｎと、Ｏ／Ｅ変換器３０３−１〜３０３−ｎと、媒体変換器３０４−１〜３０４−ｎと、ＷＤＭカプラ３０５−１〜３０５−ｎとを含む。
無線基地局装置１０２と分配器３０１とは、同軸線等の１本の電気信号伝送用のケーブルにより接続される。また、無線基地局装置１０２と合成器３０６とは、同軸線等の１本の電気信号伝送用のケーブルにより接続される。また、ＷＤＭカプラ３０５−１〜３０５−ｎと各無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎとは、スター型で接続されるとともに、光ファイバー等の１本の光信号伝送用のケーブルにより各々接続される。以下に、各構成について詳細に説明する。
分配器３０１は、無線基地局装置１０２から入力したＷＣＤＭＡ下り信号を、ｎ本のＷＣＤＭＡ下り信号に分配し、分配したｎ本の各ＷＣＤＭＡ下り信号をＥ／Ｏ変換器３０２−１〜３０２−ｎへ各々出力する。
Ｅ／Ｏ変換器３０２−１〜３０２−ｎは、分配器３０１から入力したＷＣＤＭＡ下り信号を、電気信号から波長λｄ＿ＲＦの光信号に変換してＷＤＭカプラ３０５−１〜３０５−ｎへ出力する。
Ｏ／Ｅ変換器３０３−１〜３０３−ｎは、ＷＤＭカプラ３０５−１〜３０５−ｎから入力したＷＣＤＭＡ上り信号を、波長ｄ＿ＲＦの光信号から電気信号に変換して合成器３０６へ出力する。
媒体変換器３０４−１〜３０４−ｎは、ルータ１０６から入力したＩＰ信号を、電気信号から波長ｄ＿ＩＰの光信号に変換してＷＤＭカプラ３０５−１〜３０５−ｎへ出力する。また、媒体変換器３０４−１〜３０４−ｎは、Ｅ／Ｏ変換器３０２−１〜３０２−ｎにおいて変換された光信号の波長とは異なる波長の光信号に変換する。
ＷＤＭカプラ３０５−１〜３０５−ｎは、Ｅ／Ｏ変換器３０２−１〜３０２−ｎから入力した波長ｄ＿ＲＦのＷＣＤＭＡ下り信号と、媒体変換器３０４−１〜３０４−ｎから入力した波長ｄ＿ＩＰのＩＰ信号とを波長分割多重して多重信号を生成する。また、ＷＤＭカプラ３０５−１〜３０５−ｎは、生成した多重信号を無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎへ出力する。また、ＷＤＭカプラ３０５−１〜３０５−ｎは、無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎから入力した多重信号を、波長ｄ＿ＲＦのＷＣＤＭＡ上り信号と波長ｄ＿ＩＰのＩＰ信号とに分離する。また、ＷＤＭカプラ３０５−１〜３０５−ｎは、分離した波長ｄ＿ＲＦのＷＣＤＭＡ上り信号をＯ／Ｅ変換器３０３−１〜３０３−ｎへ出力するとともに、分離した波長ｄ＿ＩＰのＩＰ信号を媒体変換器３０４−１〜３０４−ｎへ出力する。
合成器３０６は、Ｏ／Ｅ変換器３０３−１〜３０３−ｎから入力したＷＣＤＭＡ上り信号を合成して無線基地局装置１０２へ出力する。
以上で、メインユニット１０７の構成の説明を終える。
次に、無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎの構成について、図４を用いて説明する。図４は、無線アクセスユニット１０８−１の構成を示すブロック図である。なお、無線アクセスユニット１０８−２〜１０８−ｎの構成は、図４の無線アクセスユニット１０８−１の構成と同一であるので、その説明を省略する。
無線アクセスユニット１０８−１は、ＷＤＭカプラ４０１と、Ｏ／Ｅ変換器４０２と、Ｅ／Ｏ変換器４０３と、媒体変換器４０４と、無線基地局機能部４０５と、ＡＭＰ部４０６と、アンテナ４０７−１、４０７−２とから主に構成される。以下に、各構成について詳細に説明する。
ＷＤＭカプラ４０１は、メインユニット１０７から入力した多重信号を、波長ｄ＿ＲＦのＷＣＤＭＡ下り信号と波長ｄ＿ＩＰのＩＰ信号とに分離する。また、ＷＤＭカプラ４０１は、分離した波長ｄ＿ＲＦのＷＣＤＭＡ下り信号をＯ／Ｅ変換器４０２へ出力するとともに、分離した波長ｄ＿ＩＰのＩＰ信号を媒体変換器４０４へ出力する。また、ＷＤＭカプラ４０１は、Ｅ／Ｏ変換器４０３から入力した波長ｄ＿ＲＦのＷＣＤＭＡ上り信号と媒体変換器４０４から入力した波長ｄ＿ＩＰのＩＰ信号とを波長分割多重して多重信号を生成する。また、ＷＤＭカプラ４０１は、生成した多重信号をメインユニット１０７へ出力する。
Ｏ／Ｅ変換器４０２は、ＷＤＭカプラ４０１から入力した波長ｄ＿ＲＦのＷＣＤＭＡ下り信号を光信号から電気信号に変換してＡＭＰ部４０６に出力する。
Ｅ／Ｏ変換器４０３は、ＡＭＰ部４０６から入力したＷＣＤＭＡ上り信号を、電気信号から波長ｄ＿ＲＦの光信号に変換してＷＤＭカプラ４０１へ出力する。
媒体変換器４０４は、ＷＤＭカプラ４０１から入力した波長ｄ＿ＩＰのＩＰ信号を、光信号から電気信号に変換して無線基地局機能部４０５へ出力する。また、媒体変換器４０４は、無線基地局機能部４０５から入力したＩＰ信号を電気信号から波長ｄ＿ＩＰの光信号に変換してＷＤＭカプラ４０１へ出力する。また、媒体変換器４０４は、Ｅ／Ｏ変換器４０３において変換された光信号の波長とは異なる波長の光信号に変換する。
無線基地局機能部４０５は、媒体変換器４０４から入力したＩＰ信号を、ＬＴＥに対応する有線プロトコル信号処理した後に無線プロトコル信号処理し、ＬＴＥのＲＦ下り信号としてＡＭＰ部４０６へ出力する。また、無線基地局機能部４０５は、ＡＭＰ部４０６から入力したＬＴＥのＲＦ上り信号を、ＬＴＥに対応する無線プロトコル信号処理した後に有線プロトコル信号処理し、ＬＴＥのＩＰ信号として媒体変換器４０４へ出力する。例えば、無線基地局機能部４０５は、ＬＴＥのＩＰ信号をＳ１インタフェース信号として媒体変換器４０４へ出力する。なお、無線基地局機能部４０５は、ＷＣＤＭＡ上り信号の場合には、Ｉｕｈインタフェース信号として出力する。また、無線基地局機能部４０５は、例えばフェムトセルの基地局と同様の機能を有する。ここで、フェムトセルとは、小型基地局であり、半径数十ｍ程度のきわめて小さな範囲の携帯電話の通話エリアを構成する。
ＡＭＰ部４０６は、Ｏ／Ｅ変換器４０２から入力したＷＣＤＭＡ下り信号を増幅して、アンテナ４０７−１からシングルセル＃１２０の第１の通信システムを利用する端末に無線送信する。また、ＡＭＰ部４０６は、無線基地局機能部４０５から入力したＬＴＥのＲＦ下り信号を増幅して、アンテナ４０７−２から対応するマルチセル＃１３０−１の第２の通信システムを利用する端末に送信する。また、ＡＭＰ部４０６は、シングルセル＃１２０の第１の通信システムを利用する端末またはマルチセル＃１３０−１の第２の通信システムを利用する端末からアンテナ４０７−１、４０７−２を介して受信した信号を必要に応じて増幅するとともにフィルタ処理する。即ち、ＡＭＰ部４０６は、ＷＣＤＭＡ上り信号で使用する周波数帯域の信号またはＬＴＥのＲＦ上り信号で使用する周波数帯域の信号を抽出する。また、ＡＭＰ部４０６は、抽出したＷＣＤＭＡ上り信号をＥ／Ｏ変換器４０３へ出力する。また、ＡＭＰ部４０６は、抽出したＬＴＥのＲＦ上り信号を無線基地局機能部４０５へ出力する。なお、アンテナ４０７−１、４０７−２は、ＷＣＤＭＡとＬＴＥとで使い分けてもよいし、ＷＣＤＭＡとＬＴＥとで共用してもよい。
以上で、無線アクセスユニット１０８−１の構成の説明を終えるとともに、通信システム１００の構成の説明を終える。
次に、通信システム１００における通信方法について説明する。最初に、下り信号の通信方法について説明する。
無線基地局装置１０２は、ＷＣＤＭＡ下り信号をＲＦ信号としてメインユニット１０７へ出力する。
次に、メインユニット１０７は、無線基地局装置１０２から入力したＷＣＤＭＡ下り信号を無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎと同じ数のＷＣＤＭＡ下り信号に分配する。
次に、メインユニット１０７は、分配したＷＣＤＭＡ下り信号と、コアネットワーク１０３から終端装置１０４、終端装置１０５及びルータ１０６を介して入力したＩＰ信号とを、電気信号から光信号に変換する。
次に、メインユニット１０７は、光信号に変換したＷＣＤＭＡ下り信号とＩＰ信号とを波長分割多重して多重信号を生成し、生成した多重信号を無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎへ出力する。
次に、各無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、メインユニット１０７から入力した多重信号をＷＣＤＭＡ下り信号とＩＰ信号とに分離し、分離したＷＣＤＭＡ下り信号及びＩＰ信号を光信号から電気信号に変換する。
次に、各無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、電気信号に変換したＩＰ信号を、ＬＴＥに対応する有線プロトコル信号処理及び無線プロトコル信号処理し、ＬＴＥのＲＦ下り信号としてマルチセル＃１３０−１〜＃１３０−ｎの端末に無線送信する。
また、各無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、電気信号に変換したＷＣＤＭＡ下り信号をシングルセル＃１２０の第１の通信システムを利用する端末に無線送信する。
以上で、下り信号の通信方法の説明を終える。
次に、上り信号の通信方法について説明する。
各無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、シングルセル＃１２０の第１の通信システムを利用する端末からＷＣＤＭＡ上り信号を受信するとともに、マルチセル＃１３０−１〜＃１３０−ｎの第２の通信システムを利用する端末からＬＴＥのＲＦ上り信号を受信する。
次に、各無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、受信したＬＴＥのＲＦ上り信号を、ＬＴＥに対応する無線プロトコル信号処理及び有線プロトコル信号処理し、ＬＴＥのＩＰ信号を生成する。
次に、各無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、生成したＩＰ信号と受信したＷＣＤＭＡ上り信号とを電気信号から光信号に変換する。
次に、各無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎは、光信号に変換したＷＣＤＭＡ上り信号とＩＰ信号とを波長分割多重して多重信号を生成し、生成した多重信号をメインユニット１０７へ出力する。
次に、メインユニット１０７は、各無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎから入力した多重信号をＷＣＤＭＡ上り信号とＩＰ信号とに分離する。
次に、メインユニット１０７は、分離したＷＣＤＭＡ上り信号とＩＰ信号とを光信号から電気信号に変換する。
次に、メインユニット１０７は、電気信号に変換した各ＷＣＤＭＡ上り信号を合成して無線基地局装置１０２へ出力する。
また、メインユニット１０７は、電気信号に変換したＩＰ信号を、ルータ１０６、終端装置１０５及び終端装置１０４を介してコアネットワーク１０３へ出力する。
このように、本実施の形態によれば、ＬＴＥのＩＰ信号を無線により送受信する無線基地局機能部を各無線アクセスユニットに設けることにより、既存のシステム構成を大幅に変更する必要がなく、システムの変更に柔軟に対応することができる。この結果、システムの導入に伴うコストを低減することができる。また、本実施の形態によれば、複数の無線アクセスユニットによりシングルセルを構成するので、広範囲なカバレッジを確保することができる。また、本実施の形態によれば、複数の無線アクセスユニットの各々によりマルチセルを構成するので、ユーザスループットを向上させることができる。また、本実施の形態によれば、メインユニットと無線アクセスユニットとの間において、ＷＣＤＭＡの信号とＬＴＥの信号とを波長分割多重して伝送するので、ＷＣＤＭＡの信号とＬＴＥの信号とを効率よく伝送することができる。
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る通信システム５００の構成を示す図である。
図５に示す通信システム５００は、図２に示す実施の形態１に係る通信システム１００に対して、無線基地局装置１０２の代わりに無線基地局装置５０１を有し、メインユニット１０７の代わりにメインユニット５０２を有し、無線アクセスユニット１０８−１〜１０８−ｎの代わりに無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎを有する。なお、図５において、図２と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
通信システム５００は、コアネットワーク（ＣＮ）１０３と、終端装置（ＯＬＴ）１０４と、終端装置（ＯＮＵ）１０５と、ルータ１０６と、無線基地局装置５０１と、メインユニット５０２と、複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎとから主に構成される。
コアネットワーク１０３と無線基地局装置５０１とは、同軸線等の１本の電気信号伝送用のケーブルにより接続される。また、無線基地局装置５０１とメインユニット５０２とは、光ファイバー等の１本の光信号伝送用のケーブルにより接続されるとともに、ＣＰＲＩ(Common Public Radio Interface）インタフェースにより接続される。本実施の形態においては、一例として、キャリア周波数が１つで２アンテナ分のＩＱ信号を伝送するＣＰＲIフォーマットを利用して、第１の通信システムと第２の通信システムを多重する場合について説明する。この場合には、無線基地局装置５０１とメインユニット５０２との間で出力されるＣＰＲＩの信号は、アップリンク及びダウンリンクにおいてダイバーシチ方式を採用しない。即ち、アンテナ１本分のＩＱ信号を出力する。また、メインユニット５０２と各無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎとは、スター型で接続されるとともに、光ファイバー等の１本の光信号伝送用のケーブルにより各々接続される。以下に、各構成について詳細に説明する。
本実施の形態においては、第１の通信システムをＬＴＥとし、第２の通信システムをＬＴＥとした場合を一例として説明する。また、第１の通信システムのＬＴＥと第２の通信システムのＬＴＥとは、異なる内容のデータを送受信する。また、本実施の形態において、コアネットワーク１０３から無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎへ送出される信号を下り信号とし、無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎからコアネットワーク１０３へ送出される信号を上り信号として説明する。
コアネットワーク１０３は、第１の通信システムのＬＴＥのＩＰ信号を無線基地局装置５０１へ出力し、第２の通信システムのＬＴＥのＩＰ信号を終端装置１０４へ出力する。また、コアネットワーク１０３は、第１の通信システムのＬＴＥのＩＰ信号を無線基地局装置５０１から受信し、第２の通信システムのＬＴＥのＩＰ信号を終端装置１０４から受信する。
無線基地局装置５０１は、ＬＴＥ用の無線基地局であり、コアネットワーク１０３から入力したＩＰ信号を光信号であるＣＰＲＩの下り信号に変換し、変換したＣＰＲＩの下り信号をＣＰＲＩの上り信号と波長分割多重してメインユニット５０２へ出力する。また、無線基地局装置５０１は、メインユニット５０２から入力した、光信号であるとともにＣＰＲＩの下り信号と波長分割多重されたＣＰＲＩの上り信号を、ＩＰ信号に変換してコアネットワーク１０３へ出力する。
ルータ１０６は、終端装置１０５からメインユニット５０２またはメインユニット５０２から終端装置１０５へのＩＰ信号の伝送を中継する。
メインユニット５０２は、無線基地局装置５０１から入力したＣＰＲＩの下り信号を、ＣＰＲＩの上り信号から分離する。また、メインユニット５０２は、分離したＣＰＲＩの下り信号を光信号から電気信号に変換し、電気信号に変換したＣＰＲＩの下り信号をフレーム単位で分岐する。また、メインユニット５０２は、分岐したＣＰＲＩの下り信号とルータ１０６から入力したＩＰ信号とをフレーム多重して下り多重信号を生成し、生成した下り多重信号を電気信号から光信号に変換する。また、メインユニット５０２は、光信号に変換した下り多重信号を、上り多重信号と波長分割多重して各無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎへ出力する。また、メインユニット５０２は、各無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎから入力した、上り多重信号を下り多重信号から分離するとともに、分離した上り多重信号をフレーム単位で分離する。また、メインユニット５０２は、フレーム単位で分離した各上り多重信号を加算してＣＰＲＩの上り信号を生成し、生成したＣＰＲＩの上り信号を電気信号から光信号に変換する。また、メインユニット５０２は、光信号に変換したＣＰＲＩの上り信号をＣＰＲＩの下り信号と波長分割多重して無線基地局装置５０１へ出力する。なお、メインユニット５０２の構成の詳細については後述する。
複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、シングルセル＃５２０を構成する。また、複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎの各々は、シングルセル＃５２０内に個別にマルチセル＃５３０−１〜＃５３０−ｎを構成する。即ち、複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎと同じ数のマルチセル＃５３０−１〜＃５３０−ｎを構成する。また、複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、メインユニット５０２から入力した下り多重信号を上り多重信号から分離し、分離した下り多重信号を光信号から電気信号に変換する。また、複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、電気信号に変換した下り多重信号をフレーム単位で分離し、分離した下り多重信号を、シングルセル＃５２０の第１の通信システムを利用する端末において受信可能な無線周波数のＲＦ信号になるようにアップコンバートする。また、複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、ＲＦ信号をシングルセル＃５２０の第１の通信システムを利用する端末に無線送信する。また、複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、分離した下り多重信号をＩＰ信号に変換し、変換したＩＰ信号を、対応するマルチセル＃５３０−１〜＃５３０−ｎの第２の通信システムを利用する端末に送信する。また、複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、シングルセル＃５２０の第１の通信システムを利用する端末から送信されたＲＦ信号またはマルチセル＃５３０−１〜＃５３０−ｎの第２の通信システムを利用する端末から送信されたＲＦ信号を受信する。また、複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、シングルセル＃５２０の第１の通信システムを利用する端末から受信したＲＦ信号をダウンコンバートする。また、複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、マルチセル＃５３０−１〜＃５３０−ｎの第２の通信システムを利用する端末から受信したＲＦ信号を、無線プロトコル信号処理した後に有線プロトコル信号処理してＩＰ信号を生成する。また、複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、生成したＩＰ信号とダウンコンバートしたシングルセル＃５２０の第１の通信システムを利用する端末から受信した信号とをフレーム多重して上り多重信号を生成し、生成した上り多重信号を電気信号から光信号に変換する。また、複数の無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、光信号に変換した上り多重信号を電気信号から光信号に変換し、光信号に変換した上り多重信号を下り多重信号と波長分割多重してメインユニット５０２へ出力する。なお、無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎの構成の詳細については後述する。
次に、メインユニット５０２の構成について、図６を用いて説明する。図６は、メインユニット５０２の構成を示すブロック図である。
メインユニット５０２は、ＷＤＭカプラ６０１と、Ｏ／Ｅ変換器６０２と、Ｅ／Ｏ変換器６０３と、信号分岐部６０４と、信号変換部６０５−１〜６０５−ｎと、フレーム多重部６０６−１〜６０６−ｎと、フレーム分離部６０７−１〜６０７−ｎと、Ｅ／Ｏ変換器６０８−１〜６０８−ｎと、ＷＤＭカプラ６０９−１〜６０９−ｎと、Ｏ／Ｅ変換器６１０−１〜６１０−ｎと、信号加算部６１１とから主に構成される。また、ＲＥＣインタフェース部６５０は、ＷＤＭカプラ６０１と、Ｏ／Ｅ変換器６０２と、Ｅ／Ｏ変換器６０３とを含む。また、多重分離部６６０−１〜６６０−ｎは、信号変換部６０５−１〜６０５−ｎと、フレーム多重部６０６−１〜６０６−ｎと、フレーム分離部６０７−１〜６０７−ｎとを含む。また、無線アクセスユニットインタフェース部６７０−１〜６７０−ｎは、Ｅ／Ｏ変換器６０８−１〜６０８−ｎと、ＷＤＭカプラ６０９−１〜６０９−ｎと、Ｏ／Ｅ変換器６１０−１〜６１０−ｎとを含む。なお、ＲＥＣとは、ＣＰＲＩの仕様で規定されている無線基地局装置の変調及び復調を行う機能を有する装置であることを意味する。以下に、各構成について詳細に説明する。
ＷＤＭカプラ６０１は、無線基地局装置５０１から入力したＣＰＲＩの下り信号とＣＰＲＩの上り信号とが波長分割多重された多重信号から、ＣＰＲＩの下り信号を分離する。また、ＷＤＭカプラ６０１は、分離したＣＰＲＩ下り信号をＯ／Ｅ変換器６０２へ出力する。また、ＷＤＭカプラ６０１は、Ｅ／Ｏ変換器６０３から入力したＣＰＲＩの上り信号をＣＰＲＩの下り信号と波長分割多重して多重信号を生成し、生成した多重信号を無線基地局装置５０１へ出力する。
Ｏ／Ｅ変換器６０２は、ＷＤＭカプラ６０１から入力したＣＰＲＩの下り信号を光信号から電気信号に変換して信号分岐部６０４へ出力する。
Ｅ／Ｏ変換器６０３は、信号加算部６１１から入力したＣＰＲＩの上り信号を電気信号から光信号に変換してＷＤＭカプラ６０１へ出力する。
信号分岐部６０４は、Ｏ／Ｅ変換器６０２から入力したＣＰＲＩの下り信号をｎ本のＣＰＲＩの下り信号に分岐し、分岐した各々のＣＰＲＩの下り信号をフレーム多重部６０６−１〜６０６−ｎへ出力する。
信号変換部６０５−１〜６０５−ｎは、ルータ１０６から入力したＩＰ信号を疑似ＩＱ信号に変換してフレーム多重部６０６−１〜６０６−ｎへ出力する。ここで、疑似ＩＱ信号とは、無線基地局装置５０１とＲＥＣインタフェース部６５０との間のＣＰＲＩインタフェース間で送受信されるＩＱ信号と同等な信号速度になるように、ダミービットを挿入することにより連続信号として扱うことができる信号である。また、信号変換部６０５−１〜６０５−ｎは、フレーム分離部６０７−１〜６０７−ｎから入力した疑似ＩＱ信号からダミービットを除去してＩＰ信号に変換し、ＩＰ信号をルータ１０６へ出力する。
フレーム多重部６０６−１〜６０６−ｎは、信号分岐部６０４から入力したＣＰＲＩの下り信号と、信号変換部６０５−１〜６０５−ｎから入力した疑似ＩＱ信号とをフレーム多重したＣＰＲＩフレーム下り信号を生成する。ＣＰＲＩフレーム下り信号は、ＣＰＲＩフォーマット上で多重される信号である。また、フレーム多重部６０６−１〜６０６−ｎは、生成したＣＰＲＩフレーム下り信号をＥ／Ｏ変換器６０８−１〜６０８−ｎへ出力する。フレーム多重部６０６−１〜６０６−ｎは、入力したＣＰＲＩの下り信号と疑似ＩＱ信号とを、ＣＰＲＩインタフェース上において異なるアンテナの信号として扱う。なお、信号変換部６０５−１〜６０５−ｎにおける処理については後述する。
フレーム分離部６０７−１〜６０７−ｎは、Ｏ／Ｅ変換器６１０−１〜６１０−ｎから入力したＣＰＲＩフレーム上り信号を、ＣＰＲＩインタフェース上において異なるアンテナの信号として扱うＩＱ信号と疑似ＩＱ信号とに分離する。また、フレーム分離部６０７−１〜６０７−ｎは、分離したＩＱ信号を信号加算部６１１へ出力し、分離した疑似ＩＱ信号を信号変換部６０５−１〜６０５−ｎへ出力する。
Ｅ／Ｏ変換器６０８−１〜６０８−ｎは、フレーム多重部６０６−１〜６０６−ｎから入力したＣＰＲＩフレーム下り信号を電気信号から光信号に変換してＷＤＭカプラ６０９−１〜６０９−ｎへ出力する。
ＷＤＭカプラ６０９−１〜６０９−ｎは、Ｅ／Ｏ変換器６０８−１〜６０８−ｎから入力したＣＰＲＩフレーム下り信号を、ＣＰＲＩフレーム上り信号と波長分割多重して各無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎへ出力する。また、ＷＤＭカプラ６０９−１〜６０９−ｎは、ＣＰＲＩフレーム下り信号とＣＰＲＩフレーム上り信号とを波長分割多重した多重信号から、ＣＰＲＩフレーム上り信号を分離し、分離したＣＰＲＩフレーム上り信号をＯ／Ｅ変換器６１０−１〜６１０−ｎへ出力する。
Ｏ／Ｅ変換器６１０−１〜６１０−ｎは、ＷＤＭカプラ６０９−１〜６０９−ｎから入力したＣＰＲＩフレーム上り信号を光信号から電気信号に変換してフレーム分離部６０７−１〜６０７−ｎへ出力する。
信号加算部６１１は、フレーム分離部６０７−１〜６０７−ｎから入力したｎ本のＩＱ信号を加算してＣＰＲＩの上り信号を生成する。また、信号加算部６１１は、生成したＣＰＲＩの上り信号をＥ／Ｏ変換器６０３へ出力する。
以上で、メインユニット５０２の構成の説明を終える。
次に、無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎの構成について、図７を用いて説明する。図７は、無線アクセスユニット５０３−１の構成を示すブロック図である。なお、無線アクセスユニット５０３−２〜５０３−ｎの構成は、図７の無線アクセスユニット５０３−１の構成と同一であるので、その説明を省略する。
無線アクセスユニット５０３−１は、ＷＤＭカプラ７０１と、Ｏ／Ｅ変換器７０２と、フレーム分離部７０３と、ＴＲＸ部７０４と、信号変換部７０５と、無線基地局機能部７０６と、ＡＭＰ部７０７と、フレーム多重部７０８と、Ｅ／Ｏ変換器７０９と、アンテナ７１０−１、７１０−２とから主に構成される。以下に、各構成について詳細に説明する。
ＷＤＭカプラ７０１は、メインユニット５０２から入力したＣＰＲＩフレーム下り信号とＣＰＲＩフレーム上り信号とが波長分割多重された多重信号から、ＣＰＲＩフレーム下り信号を分離する。また、ＷＤＭカプラ７０１は、分離したＣＰＲＩフレーム下り信号をＯ／Ｅ変換器７０２へ出力する。また、ＷＤＭカプラ７０１は、Ｅ／Ｏ変換器７０９から入力したＣＰＲＩフレーム上り信号を、ＣＰＲＩフレーム下り信号と波長分割多重してメインユニット５０２へ出力する。
Ｏ／Ｅ変換器７０２は、ＷＤＭカプラ７０１から入力したＣＰＲＩフレーム下り信号を光信号から電気信号に変換してフレーム分離部７０３へ出力する。
フレーム分離部７０３は、Ｏ／Ｅ変換器７０２から入力したＣＰＲＩフレーム下り信号を、ＣＰＲＩインタフェース上において異なるアンテナの信号として扱うＩＱ信号と疑似ＩＱ信号とに分離する。また、フレーム分離部７０３は、分離したＩＱ信号をＴＲＸ部７０４へ出力し、分離した疑似ＩＱ信号を信号変換部７０５へ出力する。
ＴＲＸ部７０４は、フレーム分離部７０３から入力したＩＱ信号を所定の無線周波数のＲＦ信号になるようにアップコンバートしてＡＭＰ部７０７へ出力する。また、ＴＲＸ部７０４は、ＡＭＰ部７０７から入力したＲＦ信号をダウンコンバートしてＩＱ信号を生成し、生成したＩＱ信号をフレーム多重部７０８へ出力する。
信号変換部７０５は、フレーム分離部７０３から入力した疑似ＩＱ信号からダミービットを除去してＩＰ信号に変換し、変換したＩＰ信号を無線基地局機能部７０６へ出力する。また、信号変換部７０５は、無線基地局機能部７０６から入力したＩＰ信号にダミービットを挿入して疑似ＩＱ信号を生成し、生成した疑似ＩＱ信号をフレーム多重部７０８へ出力する。
無線基地局機能部７０６は、信号変換部７０５から入力したＩＰ信号を、ＬＴＥに対応する有線プロトコル信号処理した後に無線プロトコル信号処理し、ＬＴＥのＲＦ下り信号としてＡＭＰ部７０７へ出力する。また、無線基地局機能部７０６は、ＡＭＰ部７０７から入力したＬＴＥのＲＦ上り信号を、ＬＴＥに対応する無線プロトコル信号処理した後に有線プロトコル信号処理し、ＬＴＥのＩＰ信号として信号変換部７０５へ出力する。例えば、無線基地局機能部７０６は、ＬＴＥのＩＰ信号をＳ１インタフェース信号として信号変換部７０５へ出力する。なお、無線基地局機能部７０６は、ＷＣＤＭＡ上り信号の場合には、Ｉｕｈインタフェース信号として出力する。無線基地局機能部７０６は、例えばフェムトセルの基地局と同様の機能を有する。
ＡＭＰ部７０７は、ＴＲＸ部７０４から入力したＲＦ信号を増幅して、アンテナ７１０−１からシングルセル＃５２０の第１の通信システムを利用する端末に無線送信する。また、ＡＭＰ部７０７は、無線基地局機能部７０６から入力したＲＦ信号を増幅して、アンテナ７１０−２から対応するマルチセル＃５３０−１の第２の通信システムを利用する端末に送信する。また、ＡＭＰ部７０７は、シングルセル＃５２０の第１の通信システムを利用する端末またはマルチセル＃５３０−１の第２の通信システムを利用する端末からアンテナ７１０−１、７１０−２を介して受信した信号を必要に応じて増幅するとともにフィルタ処理する。即ち、ＡＭＰ部７０７は、シングルセル＃５２０のＬＴＥで使用する周波数帯域の信号またはマルチセル＃５３０−１のＬＴＥで使用する周波数帯域の信号を抽出する。また、ＡＭＰ部７０７は、抽出したシングルセル＃５２０のＬＴＥのＲＦ信号をＴＲＸ部７０４へ出力する。また、ＡＭＰ部７０７は、抽出したマルチセル＃５３０−１のＬＴＥのＲＦ信号を無線基地局機能部７０６へ出力する。なお、アンテナ７１０−１、７１０−２は、各ＬＴＥで使い分けてもよいし、各ＬＴＥで共用してもよい。
フレーム多重部７０８は、ＴＲＸ部７０４から入力したＩＱ信号と信号変換部７０５から入力した疑似ＩＱ信号とをフレーム多重したＣＰＲＩフレーム上り信号を生成する。ＣＰＲＩフレーム上り信号は、ＣＰＲＩフォーマット上で多重される信号である。また、フレーム多重部７０８は、生成したＣＰＲＩフレーム上り信号をＥ／Ｏ変換器７０９へ出力する。
Ｅ／Ｏ変換器７０９は、フレーム多重部７０８から入力したＣＰＲＩフレーム上り信号を電気信号から光信号に変換してＷＤＭカプラ７０１へ出力する。
以上で、無線アクセスユニット５０３−１の構成の説明を終えるとともに、通信システム１００の構成の説明を終える。
次に、通信システム５００における通信方法について説明する。最初に、下り信号の通信方法について説明する。
無線基地局装置５０１は、コアネットワーク１０３より取得したＣＰＲＩ下り信号を電気信号から光信号に変換し、光信号に変換したＣＰＲＩ下り信号とＣＰＲＩ上り信号とを波長分割多重して多重信号を生成する。
次に、無線基地局装置５０１は、生成した多重信号をメインユニット５０２へ出力する。
次に、メインユニット５０２は、無線基地局装置５０１から入力した多重信号から、ＣＰＲＩ下り信号を分離し、分離したＣＰＲＩ下り信号を光信号から電気信号に変換する。
次に、メインユニット５０２は、電気信号に変換したＣＰＲＩ下り信号をｎ本のＣＰＲＩ下り信号に分岐する。
また、メインユニット５０２は、ルータ１０６から入力したＩＰ信号を疑似ＩＱ信号に変換する。
次に、メインユニット５０２は、ｎ本のＣＰＲＩ下り信号と疑似ＩＱ信号とをフレーム多重してｎ本のＣＰＲＩフレーム下り信号を生成し、生成したＣＰＲＩフレーム下り信号を電気信号から光信号に変換する。
次に、メインユニット５０２は、光信号に変換したＣＰＲＩ下り信号とＣＰＲＩ上り信号とを波長分割多重してｎ本の多重信号を生成し、生成したｎ本の多重信号を各無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎへ出力する。
次に、無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、メインユニット５０２から入力した多重信号から、ＣＰＲＩ下り信号を分離する。
次に、無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、分離したＣＰＲＩ下り信号を光信号から電気信号に変換し、電気信号に変換したＣＰＲＩ下り信号をＩＱ信号と疑似ＩＱ信号とに分離する。
次に、無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、ＩＱ信号をアップコンバートしてＲＦ信号を生成し、生成したＲＦ信号をシングルセル＃５２０の第１の通信システムを利用する端末に無線送信する。
また、無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、疑似ＩＱ信号をＩＰ信号に変換するとともに、ＩＰ信号をＲＦ信号に変換して、対応するマルチセル＃５３０−１〜＃５３０−ｎの第２の通信システムを利用する端末へ無線送信する。
以上で、下り信号の通信方法の説明を終える。
次に、上り信号の通信方法について説明する。
無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、シングルセル＃５２０の第１の通信システムを利用する端末からＲＦ信号を受信するとともに、マルチセル＃５３０−１〜＃５３０−ｎの第２の通信システムを利用する端末からＲＦ信号を受信する。
次に、無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、シングルセル＃５２０の第１の通信システムを利用する端末から受信したＲＦ信号をダウンコンバートしてＩＱ信号を生成する。
また、無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、マルチセル＃５３０−１〜＃５３０−ｎの第２の通信システムを利用する端末から受信したＲＦ信号をＩＰ信号に変換するとともに、ＩＰ信号を疑似ＩＱ信号に変換する。
次に、無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎは、ＩＱ信号と疑似ＩＱ信号とをフレーム多重したＣＰＲＩフレーム上り信号を生成し、生成したＣＰＲＩフレーム上り信号を電気信号から光信号に変換する。
次に、光信号に変換したＣＰＲＩフレーム上り信号とＣＰＲＩフレーム下り信号とを波長分割多重して多重信号を生成し、生成した多重信号をメインユニット５０２へ出力する。
次に、メインユニット５０２は、各無線アクセスユニット５０３−１〜５０３−ｎから入力した多重信号から、ＣＰＲＩフレーム上り信号を分離し、分離したＣＰＲＩフレーム上り信号を光信号から電気信号に変換する。
次に、メインユニット５０２は、電気信号に変換したＣＰＲＩフレーム上り信号を、ＩＱ信号と疑似ＩＱ信号とに分離する。
次に、メインユニット５０２は、分離した疑似ＩＱ信号をＩＰ信号に変換してルータ１０６へ出力する。
また、メインユニット５０２は、分離したｎ本のＩＱ信号を加算して上りＣＰＲＩ信号を生成し、生成した上りＣＰＲＩ信号を電気信号から光信号に変換する。
次に、光信号に変換した上りＣＰＲＩ信号と下りＣＰＲＩ信号とを波長分割多重して多重信号を生成し、生成した多重信号を無線基地局装置５０１へ出力する。
以上で、通信システム５００における通信方法の説明を終える。
次に、フレーム多重部６０６−１〜６０６−ｎ及びフレーム多重部７０８における処理について、図８を用いて説明する。図８は、ＣＰＲＩフレームの多重処理の方法を示す図である。
図８より、フレーム多重部６０６−１〜６０６−ｎ及びフレーム多重部７０８は、ＩＱ信号をアンテナ＃０の信号として扱うとともに（ＡＣ０）、疑似ＩＱ信号をアンテナ＃１の信号として扱う（ＡＣ１）。また、フレーム多重部６０６−１〜６０６−ｎ及びフレーム多重部７０８は、ＡｘＣ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ＃０〜＃７を一つのグループとしてＣＰＲＩフレーム下り信号及びＣＰＲＩフレーム上り信号を生成する。本実施の形態では、一例として、キャリア周波数が１つで２本のアンテナ分のＩＱ信号を伝送するＣＰＲIフォーマットを使用する。これより、本実施の形態では、２本のアンテナのうちの何れか一方に割り当てる信号を、シングルセルの第１の通信システムを利用する端末に送信する無線信号用に使用する。また、２本のアンテナのうちの何れか他方に割り当てる信号を、マルチセルの第２の通信システムを利用する端末に送信するＩＰ信号用に使用する。
このように、本実施の形態によれば、ＬＴＥのＩＰ信号を無線により送受信する無線基地局機能部を各無線アクセスユニットに設けることにより、既存のシステム構成を大幅に変更する必要がなく、システムの変更に柔軟に対応することができる。この結果、システムの導入に伴うコストを低減することができる。また、本実施の形態によれば、複数の無線アクセスユニットによりシングルセルを構成するので、広範囲なカバレッジを確保することができる。また、本実施の形態によれば、複数の無線アクセスユニットの各々によりマルチセルを構成するので、ユーザスループットを向上させることができる。また、本実施の形態によれば、メインユニットと無線アクセスユニットとの間において、各通信システムのＬＴＥの信号を波長分割多重して伝送するので、各通信システムのＬＴＥの信号を効率よく伝送することができる。
本発明に係る通信システム、メインユニット、無線アクセスユニット及び通信方法は、特に屋外に設置された無線基地局からの電波信号が届かないビル内または地下街等の空間をサービス可能エリアにするのに好適である。
１００ 通信システム
１０２ 無線基地局装置
１０３ コアネットワーク
１０４、１０５ 終端装置
１０６ ルータ
１０７ メインユニット
１０８−１〜１０８−ｎ 無線アクセスユニット
＃１２０ シングルセル
＃１３０−１〜＃１３０−ｎ マルチセル

Claims (12)

  1. 無線基地局装置と、前記無線基地局装置及びネットワークに接続されるメインユニットと、前記メインユニットに接続される複数の無線アクセスユニットとを具備する通信システムであって、
    前記無線基地局装置は、第１の通信システムの下り信号を前記メインユニットに出力し、
    前記メインユニットは、前記無線基地局装置から入力した前記第１の通信システムの下り信号と、前記ネットワークから入力した第２の通信システムの下り信号とを前記複数の無線アクセスユニットの各々に出力し、
    前記複数の無線アクセスユニットは、前記第１の通信システムのシングルセルを構成するとともに、各々が前記シングルセル内に個別に前記第２の通信システムのマルチセルを構成し、前記メインユニットから入力した前記第１の通信システムの下り信号を前記シングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末に送信するとともに、前記メインユニットから入力した前記第２の通信システムの下り信号を、有線プロトコル信号処理した後に無線プロトコル信号処理して前記マルチセルの前記第２の通信システムを利用する端末に各々送信する通信システム。
  2. 前記メインユニットは、光伝送路を介して前記複数の無線アクセスユニットに接続し、前記第１の通信システムの下り信号と前記第２の通信システムの下り信号とを波長分割多重した多重信号を前記光伝送路により前記複数の無線アクセスユニットの各々に出力し、
    前記複数の無線アクセスユニットは、前記メインユニットから前記光伝送路を介して入力した前記多重信号から前記第１の通信システムの下り信号と前記第２の通信システムの下り信号とを分離し、分離した前記第１の通信システムの下り信号を前記シングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末に送信するとともに、分離した前記第２の通信システムの下り信号を、前記有線プロトコル信号処理した後に前記無線プロトコル信号処理する請求項１記載の通信システム。
  3. 前記無線基地局装置は、第１の光伝送路を介して前記メインユニットに接続し、前記第１の通信システムの下り信号を、前記第１の通信システムの上り信号と波長分割多重して、前記第１の光伝送路を介して前記メインユニットに出力し、
    前記メインユニットは、第２の光伝送路を介して前記複数の無線アクセスユニットと接続し、前記第１の光伝送路を介して入力した前記第１の通信システムの下り信号と、前記第２の通信システムの下り信号とをフレーム多重した第１の多重信号を、前記第１の通信システムの上り信号と前記第２の通信システムの上り信号とをフレーム多重した第２の多重信号と波長分割多重して、前記第２の光伝送路を介して前記複数の無線アクセスユニットの各々に出力し、
    前記複数の無線アクセスユニットは、前記第２の光伝送路を介して入力した前記第１の多重信号から、前記第１の通信システムの下り信号と前記第２の通信システムの下り信号とをフレーム単位で分離するとともに、分離した前記第１の通信システムの下り信号を前記シングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末に送信し、分離した前記第２の通信システムの下り信号を、前記有線プロトコル信号処理した後に前記無線プロトコル信号処理する請求項１記載の通信システム。
  4. 無線基地局装置と、前記無線基地局装置及びネットワークに接続されるメインユニットと、前記メインユニットに接続される複数の無線アクセスユニットとを具備する通信システムであって、
    前記複数の無線アクセスユニットは、第１の通信システムのシングルセルを構成するとともに各々が前記シングルセル内に個別に第２の通信システムのマルチセルを構成し、前記シングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末から受信した第１の通信システムの上り信号を前記メインユニットに出力するとともに、前記マルチセルの前記第２の通信システムを利用する端末から受信した第２の通信システムの上り信号を、無線プロトコル信号処理した後に有線プロトコル信号処理して前記メインユニットに出力し、
    前記メインユニットは、前記複数の無線アクセスユニットから入力した前記第１の通信システムの上り信号を合成して前記無線基地局装置に出力するとともに、前記複数の無線アクセスユニットから入力した前記第２の通信システムの上り信号を前記ネットワークに出力し、
    前記無線基地局装置は、合成した前記第１の通信システムの上り信号を前記メインユニットから取得する通信システム。
  5. 前記複数の無線アクセスユニットは、光伝送路を介して前記メインユニットに接続し、前記第１の通信システムを利用する端末から受信した前記第１の通信システムの上り信号と、前記有線プロトコル信号処理した前記第２の通信システムの上り信号とを波長分割多重した多重信号を、前記光伝送路を介して前記メインユニットに出力し、
    前記メインユニットは、前記光伝送路を介して入力した前記多重信号から前記第１の通信システムの上り信号と前記第２の通信システムの上り信号とを分離し、分離した前記第１の通信システムの上り信号を合成して前記無線基地局装置に出力するとともに、分離した前記第２の通信システムの上り信号を前記ネットワークに出力する請求項４記載の通信システム。
  6. 前記複数の無線アクセスユニットは、第１の光伝送路を介して前記メインユニットと接続し、前記第１の通信システムを利用する端末から受信した前記第１の通信システムの上り信号と、前記有線プロトコル信号処理した前記第２の通信システムの上り信号とをフレーム多重した第１の多重信号を、前記第１の通信システムの下り信号と前記第２の通信システムの下り信号とをフレーム多重した第２の多重信号と波長分割多重して前記メインユニットに出力し、
    前記メインユニットは、第２の光伝送路を介して前記無線基地局装置に接続し、前記第１の光伝送路を介して前記複数の無線アクセスユニットから入力した前記第１の多重信号を、前記第１の通信システムの上り信号と前記第２の通信システムの上り信号とにフレーム単位で各々分離し、分離した各々の前記第１の通信システムの上り信号を加算するとともに、加算した前記第１の通信システムの上り信号を、前記第１の通信システムの下り信号と波長分割多重して、前記第２の光伝送路を介して前記無線基地局装置に出力し、
    前記無線基地局装置は、前記第２の光伝送路を介して前記第１の通信システムの上り信号を前記メインユニットから取得する請求項４記載の通信システム。
  7. 入力した第１の通信システムの下り信号を複数の前記第１の通信システムの下り信号に分配する分配手段と、
    前記分配手段により分配した各々の前記第１の通信システムの下り信号と、入力した第２の通信システムの下り信号とを各々多重して第１の多重信号を生成して出力する多重手段と、
    前記第１の通信システムの下り信号と前記第１の通信システムの上り信号とが波長分割多重された第２の多重信号から、前記第１の通信システムの下り信号を分離する分離手段と、
    前記分離手段により分離した前記第１の通信システムの下り信号を光信号から電気信号に変換する変換手段と、
    入力した前記第２の通信システムの下り信号にダミービットを挿入する信号変換手段と、を具備し、
    前記分配手段は、前記変換手段により電気信号に変換した前記第１の通信システムの下り信号を複数の前記第１の通信システムの下り信号に分配し、
    前記多重手段は、分配した前記第１の通信システムの下り信号と、前記ダミービットを挿入した前記第２の通信システムの下り信号とを各々フレーム多重した前記第１の多重信号を、前記第１の通信システムの上り信号と前記第２の通信システムの上り信号とを多重した第３の多重信号と波長分割多重して出力するメインユニット。
  8. 第１の通信システムの上り信号と第２の通信システムの上り信号とが多重された複数の第１の多重信号を取得し、取得した前記第１の多重信号を前記第１の通信システムの上り信号と前記第２の通信システムの上り信号とに各々分離するとともに、分離した前記第２の通信システムの上り信号を出力する分離手段と、
    前記分離手段により分離した各々の前記第１の通信システムの上り信号を合成して出力する合成手段と、
    前記分離手段により分離した前記第２の通信システムの上り信号からダミービットを除去して前記第２の通信システムの上り信号を出力する信号変換手段と、
    前記合成手段により合成した前記第１の通信システムの上り信号を電気信号から光信号に変換する変換手段と、
    前記変換手段により光信号に変換した前記第１の通信システムの上り信号を、前記第１の通信システムの下り信号と波長分割多重して出力する多重手段と、を具備し、
    前記分離手段は、前記第１の通信システムの下り信号と前記第２の通信システムの下り信号とをフレーム多重した第２の多重信号と波長分割多重した前記第１の多重信号を取得し、取得した前記第１の多重信号を前記第１の通信システムの上り信号と前記第２の通信システムの上り信号とにフレーム単位で分離するメインユニット。
  9. 第１の通信システムの下り信号と第２の通信システムの下り信号とを取得する取得手段と、
    前記取得手段により取得した前記第２の通信システムの下り信号を、有線プロトコル信号処理した後に無線プロトコル信号処理するプロトコル処理手段と、
    前記取得手段により取得した前記第１の通信システムの下り信号を、他の無線アクセスユニットと共に構成した前記第１の通信システムのシングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末に送信するとともに、前記プロトコル処理手段により前記無線プロトコル信号処理した前記第２の通信システムの下り信号を、前記シングルセル内に構成した前記第２の通信システムのマルチセルの前記第２の通信システムを利用する端末に送信する送信手段と、
    前記取得手段により取得した、前記第１の通信システムの下り信号と前記第２の通信システムの下り信号とをフレーム多重した第１の多重信号を光信号から電気信号に変換する変換手段と、
    前記変換手段により電気信号に変換した前記第１の多重信号を前記第１の通信システムの下り信号と前記第２の通信システムの下り信号とにフレーム単位で分離する分離手段と、
    前記分離手段により分離した前記第２の通信システムの下り信号からダミービットを除去する信号変換手段と、を具備し、
    前記取得手段は、前記第１の通信システムの上り信号と前記第２の通信システムの上り信号とをフレーム多重した第２の多重信号と波長分割多重された前記第１の多重信号を取得し、
    前記プロトコル処理手段は、前記信号変換手段により前記ダミービットを除去した前記第２の通信システムの下り信号を、前記有線プロトコル信号処理した後に前記無線プロトコル信号処理する無線アクセスユニット。
  10. 他の無線アクセスユニットと共に構成した第１の通信システムのシングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末から前記第１の通信システムの上り信号を受信するとともに、前記シングルセル内に構成した第２の通信システムのマルチセルの前記第２の通信システムを利用する端末から前記第２の通信システムの上り信号を受信する受信手段と、
    前記受信手段により受信した前記第２の通信システムの上り信号を、無線プロトコル信号処理した後に有線プロトコル信号処理するプロトコル処理手段と、
    前記受信手段により受信した前記第１の通信システムの上り信号と前記プロトコル処理手段により前記有線プロトコル信号処理した前記第２の通信システムの上り信号とを出力する出力手段と、
    前記プロトコル処理手段により前記有線プロトコル信号処理した前記第２の通信システムの上り信号にダミービットを挿入する信号変換手段と、
    前記受信手段により受信した前記第１の通信システムの上り信号と、前記ダミービットを挿入した前記第２の通信システムの上り信号とをフレーム多重した第１の多重信号を生成する多重手段と、
    前記第１の多重信号を電気信号から光信号に変換する変換手段と、を具備し、
    前記出力手段は、前記変換手段により光信号に変換した前記第１の多重信号を、前記第１の通信システムの下り信号と前記第２の通信システムの下り信号とをフレーム多重した第２の多重信号と波長分割多重して出力する無線アクセスユニット。
  11. 無線基地局装置と、前記無線基地局装置及びネットワークに接続されるメインユニットと、前記メインユニットに接続される複数の無線アクセスユニットとを具備する通信システムにおける通信方法であって、
    前記無線基地局装置が、第１の通信システムの下り信号を前記メインユニットに出力するステップと、
    前記メインユニットが、前記無線基地局装置から入力した前記第１の通信システムの下り信号と、前記ネットワークから入力した第２の通信システムの下り信号とを前記複数の無線アクセスユニットの各々に出力するステップと、
    前記複数の無線アクセスユニットが、前記第１の通信システムのシングルセルを構成するとともに、各々が前記シングルセル内に個別に前記第２の通信システムのマルチセルを構成し、前記メインユニットから入力した前記第１の通信システムの下り信号を前記シングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末に送信するとともに、前記メインユニットから入力した前記第２の通信システムの下り信号を、有線プロトコル信号処理した後に無線プロトコル信号処理して前記マルチセルの前記第２の通信システムを利用する端末に各々送信するステップと、
    を具備する通信方法。
  12. 無線基地局装置と、前記無線基地局装置及びネットワークに接続されるメインユニットと、前記メインユニットに接続される複数の無線アクセスユニットとを具備する通信システムにおける通信方法であって、
    前記複数の無線アクセスユニットが、第１の通信システムのシングルセルを構成するとともに各々が前記シングルセル内に個別に第２の通信システムのマルチセルを構成し、前記シングルセルの前記第１の通信システムを利用する端末から受信した第１の通信システムの上り信号を前記メインユニットに出力するとともに、前記マルチセルの前記第２の通信システムを利用する端末から受信した第２の通信システムの上り信号を、無線プロトコル信号処理した後に有線プロトコル信号処理して前記メインユニットに出力するステップと、
    前記メインユニットが、前記複数の無線アクセスユニットから入力した前記第１の通信システムの上り信号を合成して前記無線基地局装置に出力するとともに、前記複数の無線アクセスユニットから入力した前記第２の通信システムの上り信号を前記ネットワークに出力するステップと、
    前記無線基地局装置が、合成した前記第１の通信システムの上り信号を前記メインユニットから取得するステップと、
    を具備する通信方法。
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