JP5528335B2 - セルラ・キャリアの変換方法 - Google Patents

Description

優先権主張
本米国特許出願は、米国特許法（３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．）第１１９条に基づき、２００７年６月２８日を最初の出願日とする米国仮特許出願第６１／００７，９０７号に対する優先権を主張する。米国仮特許出願第６１／００７，９０７号は、２００７年１０月１８日に、２００７年６月２８日出願の米国特許出願第１１／８１９，６１９号から変更されたものであり、両出願の内容全体が本明細書に組み込まれる。

無線ネットワークシステム、例えば、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）ネットワークでは、ある量のスペクトルがそのシステムにとって使用可能である。このスペクトルの量または帯域幅は、この無線ネットワークシステムを規制する標準規格、政府の規制などに応じて異なることがある。このスペクトル内の割り当てられた帯域幅の位置もまた、この無線ネットワークシステムを規制する標準規格、政府の規制などに応じて異なることがある。さらに、割り当てられた帯域幅によってサポートされるキャリアの数もまた、割り当てられた帯域幅の量、スペクトル内の帯域幅の位置、標準規格などに依存することがある。

例えば、１つの５ＭＨｚ ＣＤＭＡ方式は３つ（３）のキャリアを含んでおり、それぞれが５ＭＨｚの帯域幅のうち１．２５ＭＨｚの帯域幅をそれぞれ占有する。１．２５ＭＨｚの帯域幅を有するキャリア周波数帯の無線周波数信号は、６４チャネル（音声またはデータ）まで収容することができる。

割り当てられた帯域幅における周波数帯へのキャリアの割当て、割り当てられた帯域幅の量、および割り当てられた帯域幅の位置は、この方式内で固定される。すなわち、上記の５ＭＨｚ ＣＤＭＡ方式を一例として使用すると、２つの異なる５ＭＨｚ ＣＤＭＡ方式は、異なるキャリア周波数帯の割当てを有することができ、かつ／または異なるように配置した５ＭＨｚの帯域幅を有することができる。

無線システムのいくつかのコンポーネント（例えば、受信機など）が、割り当てられた帯域幅、システム内に割り当てられた帯域幅の位置、周波数帯の割当てなどに依存しているので、無線システムのこれらのコンポーネントはしばしばシステム特有なものとなる可能性がある。すなわち、あるシステムのコンポーネントはしばしば、別のシステムでは使用できない。こうしたフレキシビリティがないことにより、無線システムのコンポーネントの設計コストおよび製作コストがより高くなる。

本発明の例としての諸実施形態は、セルラ・キャリアの変換方法を提供する。

例としての一実施形態において、セルラ・キャリアの変換方法は、広帯域信号における複数のキャリア信号を少なくとも１つの個々のデジタル・キャリア信号に変換するステップであって、少なくとも１つの個々のキャリア信号がそれぞれ、広帯域信号におけるそれぞれの周波数にある、ステップと、少なくとも１つの個々のデジタル・キャリア信号を異なる周波数に変換するステップとを含む。

本発明の例としての諸実施形態は、以下の本明細書に示す詳細な説明および添付図面からより十分に理解されるようになり、こうした図面は例示的なものとしてのみ示されており、したがって本発明の例としての諸実施形態を限定するものではない。

広帯域においてキャリアが本発明の例としての一実施形態による１０ＭＨｚの全帯域を占有している状態を示す変換前および変換後の図である。 本発明の例としての一実施形態に使用されるように適合されている基地局を示す構成図である。 本発明の例としての一実施形態によるキャリアの変換方法を示す流れ図である。 本発明の別の例としての実施形態に使用されるように適合されている基地局の構成図である。 本発明の例としての一実施形態によるキャリアの別の変換方法を示す流れ図である。 本発明の他の例としての実施形態に使用されるように適合されている基地局の構成図である。 本発明の例としての一実施形態によるキャリアの他の変換方法を示す流れ図である。 本発明の他の例としての実施形態に使用されるように適合されている基地局の構成図である。 本発明の別の例としての実施形態による、変換前および変換後のキャリアの状態を示す図である。 本発明の例としての他の実施形態に使用されるように適合されている基地局の構成図である。 本発明の例としての一実施形態による、変換前および変換後のキャリアの状態を示す図である。 本発明の例としての諸実施形態による図８〜図１１に示すキャリアの変換方法を示す流れ図である。

本発明の例としての諸実施形態は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）ネットワークに関して説明しているが、当業者であれば、本発明の例としての諸実施形態が他の通信方式、例えばＷＣＤＭＡ、ＧＳＭ、トーンイン（ｔｏｎｅｓ ｉｎ）ＷｉＭａｘ（登録商標、以下同）などに適用できることが分かるであろう。

図１〜図１２は、本発明の例としての諸実施形態によるセルラ・キャリア（各キャリア）の変換方法を示している。図１は、周波数変換前および周波数変換後の４つのキャリアを有する、１０ＭＨｚの周波数帯を示している。各キャリアは、１．２５ＭＨｚの帯域幅を占有する。さらに、各キャリアはＣＤＭＡ方式、ＷＣＤＭＡ方式、ＧＳＭ方式、またはトーンインＷｉＭａｘ方式用としてもよい。諸実施形態はまた、ある基地局での操作に関して説明しているが、この方法の諸実施形態は実施の際に基地局に限定されるものではないことを当業者は理解するであろう。

図１、図２、図３を参照すると、ステップ１００で、基地局１では４つのキャリアを含む全帯域幅を、基地局の受信機に含まれるアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１０によってデジタル信号に変換することができる。受信機は広帯域の無線受信機でもよい。図は４つのアナログ・キャリアを示しているが、キャリアが単一のデジタル広帯域信号でもよいことは当業者には公知である。キャリアが単一のデジタル広帯域信号である場合、ステップ１００はスキップされる。

ステップ２００で、デジタル・キャリアはさらにデジタル・フィルタ２０によって処理される。１０ＭＨｚの帯域幅のデジタル表現が、４つの別々の１．２５ＭＨｚキャリアからなる４つのデジタル表現（信号）に変換される。

ステップ３００で、次いでデジタル信号は変換エンジン３０、例えば周波数変換器に送られる。この変換エンジンは４つのデジタル信号のうちの１つまたは複数の信号を新しい周波数に変換する。受信機の入力部において特定のキャリアが存在する周波数を、変換エンジン３０によって新しい周波数に変換することができる。デジタル信号の変換は、デジタル領域で行われる。

ステップ４００で、変換後のデジタル信号は、アナログ信号に変換されるようにデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）４０に送られる。このアナログ信号は、ステップ５００で、さらにフィルタリングされ増幅されるように無線周波数（ＲＦ）プロセッサ５０に送ることができ、次いでアナログ・ベースバンド信号はエンド・ポイント６０に伝送される。任意選択として、個々のキャリアが分離され変換された後、別々のＤ／Ａ段を使用して、４つの異なるアナログ信号を生成することができる。別の任意選択として、変換されたキャリアに対してデジタル処理を実行して、広帯域信号（帯域幅は、入力部での帯域幅、例えば１０ＭＨｚに等しくてもよい）を生成することができる。次いで広帯域信号はＤＡＣ４０に送ることができる。

上記のように、本発明の例としての実施形態では、周波数にフレキシビリティをもたせることにより、通信周波数間での円滑な移行が可能になり、また増える一方の使用量、および使用量が増えることから生じる容量上の要件に対処することが可能になる。さらに、複数のキャリアを伴う基地局からの信号無線出力を使用して、より少数のキャリアで複数の場所において出力を駆動することができる。

本発明の例としての一実施形態によるセルラ・キャリアの別の変換方法を、図４および図５に示してある。話を簡単にするために、図２および図３に示す、例としての実施形態に関する同様の諸ステップの詳細な説明は省略され得る。

図４および図５を参照すると、ステップ１００およびステップ２００で、それぞれＡＤＣ１０によってキャリアが変換され、変換後のデジタル信号はデジタル・フィルタ１０によってフィルタリングされる。ステップ２５０で、それぞれのデジタル信号を、既知の形態でパケタイザ２５によってパケット化して、例えば４つのデータ・パケット・ストリームを生成することができる。ステップ３００で、デジタル・パケット・ストリームは、新しい周波数に変換するために変換エンジン３０に送られる。このデジタル・パケット・ストリームは、例えばイーサネット（登録商標）網を経由して送ることができる。変換されたデジタル・パケット・ストリームはさらに、ステップ４００で、アナログ信号に変換されるようにＤＡＣ４０に送られる。このアナログ信号は、ステップ５００で、さらにフィルタリングされ増幅されるように無線周波数（ＲＦ）プロセッサ５０に送ることができ、次いでこのアナログ信号はエンド・ポイントに伝送される。

本発明の例としての一実施形態によるセルラ・キャリアの別の変換方法を、図６および図７に示してある。話を簡単にするために、図２〜図５に示す、例としての実施形態に関する同様の諸ステップの詳細な説明は省略され得る。

図６および図７を参照すると、ステップ１００およびステップ２００で、それぞれＡＤＣ１０によってキャリアが変換され、変換後のデジタル信号はデジタル・フィルタ２０によってフィルタリングされる。ステップ２６０で、それぞれのデジタル信号を、パケタイザ２５によってパケット化することができ、そのパケットのそれぞれは、さらに、連結ユニット２７によって連結し単一の連結されたデジタル・パケット・ストリームにすることができる。連結ユニット２７はハードウェアまたはソフトウェアによって実施することができる。ステップ３００で、連結されたデジタル・パケット・ストリームは、新しい周波数に変換されるように変換エンジン３０に送られる。新たに変換され連結されたデジタル・パケット・ストリームは、ステップ４００で、アナログ信号に変換されるようにＤＡＣ４０に送られる。このアナログ信号は、ステップ５００で、さらにフィルタリングされ増幅されるように無線周波数（ＲＦ）プロセッサ５０に送ることができ、次いでこの連結されたアナログ信号はエンド・ポイント６０に伝送される。

図８、図９、図１２は、本発明の例としての一実施形態によるセルラ・キャリアの別の変換方法を示している。

図８、図９、図１２を参照すると、ステップ１００およびステップ２００で、それぞれＡＤＣ１０によってキャリアが変換され、変換後のデジタル信号はデジタル・フィルタ２０によってフィルタリングされる。ステップ２５０で、それぞれのデジタル信号を、パケタイザ２５によってパケット化することができる。図８、図９、図１２に示すように、各デジタル・パケット・ストリーム（または代替として、各パケットまたはパケット群）を、ステップ２７０で、送信機の別々の異なる場所に送ることができる。１つまたはいくつかのキャリアを有する単一の広帯域信号を、複数の場所に供給することができるが、単一の各広帯域信号におけるキャリアの数は、同じであるか、または受信機の入力部で受信されたキャリアの数より少ない。図８および図９に示す、例としての実施形態において分かるように、１つのキャリアを有する単一の広帯域信号を場所Ａに送ることができ、２つのキャリアを有する別の単一の広帯域信号を場所Ｂに送ることができ、１つのキャリアを有する他の広帯域信号を場所Ｃに送ることができる。

送信機の異なる各場所では、ステップ３００で、デジタル・パケット（複数可）を、例えばそれぞれの変換エンジン３０によって新しい周波数に変換することができる。新たに変換されたデジタル・パケット（複数可）は、アナログ信号（複数可）に変換されるようにそれぞれのＤＡＣ４０に送られる。このアナログ信号（複数可）は、ステップ４００およびステップ５００で、それぞれ各ＲＦプロセッサ５０によって処理され、エンド・ポイント６０に伝送される。

図１０、図１１、図１２は、本発明の例としての一実施形態によるセルラ・キャリアの別の変換方法を示している。

図１０、図１１、図１２を参照すると、ステップ１００およびステップ２００で、それぞれＤＡＣ１０によってキャリアが変換され、変換後のデジタル信号はデジタル・フィルタ２０によってフィルタリングされる。ステップ２５０で、それぞれのデジタル信号を、パケタイザ２５によってパケット化することができる。ステップ２７０で、それぞれのデジタル・パケット・ストリーム（または代替として、各パケットまたはパケット群）を、送信機の別々の異なる場所に転送することができる。図１０および図１１に示すように、ただ１つのキャリアを有する単一の広帯域信号を、送信機の複数の場所のうちの１つの場所に供給することができる。送信機の別々の異なるそれぞれの場所では、変換エンジン３０によりそれぞれのデジタル・パケットが新しい周波数に変換される。４つのキャリアからなる周波数は受信機の入力部で異なるが、送信機の別々の異なる場所での各変換エンジン３０Ａ〜３０Ｄは、それぞれのパケット信号を同じ周波数に変換する。したがって、ステップ５００でそれぞれのパケット信号は同じ周波数で伝送される。こうした例としての実施形態は、単一キャリアの帯域幅に対するアクセスのみが利用可能である場合に適用することができるが、マルチ・キャリア無線技術を使用すると費用効果が高くなるという利点があることが望まれる。

本発明の例としての諸実施形態は、４つのセルラ・キャリアを有する周波数帯、および１０ＭＨｚの帯域幅の広帯域信号を占有するセルラ・キャリアに関して説明してきたが、セルラ・キャリアの数および広帯域信号の帯域幅は、本発明の範囲から逸脱することなく変更できるということが理解されよう。

本発明の例としての諸実施形態は、周波数のフレキシビリティを提供する。周波数にフレキシビリティをもたせることにより、通信周波数の政府割当てへの円滑な移行、また増える一方の使用量、および使用量が増えることから生じる容量上の要件に対処するための円滑な移行が可能になる。このように周波数にフレキシビリティをもたせることは、デジタル領域においてソフトウェアによって達成することができる。さらに、複数のキャリアを伴う基地局からの信号無線出力を使用して、より少数のキャリアで複数の出力リモート・ラジオ・ヘッドを駆動することができる。

また、本発明の例としての諸実施形態により、無線サービス・プロバイダは、干渉をよりよく管理しセルラ・トラヒックを最適に処理するようにキャリアを配置することができるようになる。

このように本発明の例としての諸実施形態を説明すれば、本発明を多くの形で変更できることが明らかになろう。例えば、本発明の例としての一実装形態をＣＤＭＡ方式に関して説明してきたが、本発明は、例えばＷＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＷｉＭａｘなどを含む他の方式に適用可能であることが理解されよう。このような変形形態は本発明から逸脱したものと見なすべきではなく、このような修正形態すべてが本発明の範囲内に含まれることが意図されている。

Claims (9)

1. キャリアの変換方法であって、
   広帯域信号内の第１の複数のアナログ・キャリア信号を第１の複数のデジタル・キャリア信号に変換するステップ（１００）を備え、前記第１の複数のアナログ・キャリア信号の各々は前記広帯域信号におけるそれぞれの周波数にあり、さらに、
   前記第１の複数のデジタル・キャリア信号を複数のデジタル・パケット・ストリームにパケット化するステップ（２５０）と、
   前記複数のデジタル・パケット・ストリームを別々の一意な送信機場所に送るステップ（２７０）と、
   前記異なる送信機場所において、少なくとも１つの第１のデジタル・キャリア信号を少なくとも１つの第２のデジタル・キャリア信号に変換するステップ（３００）であって、前記少なくとも１つの第２のデジタル・キャリア信号が前記広帯域信号内にある前記少なくとも１つの第１のデジタル・キャリア信号とは異なる周波数を有する、前記変換するステップ（３００）とを備える、方法。
2. 前記第１のデジタル・キャリア信号をフィルタリングするステップ（２００）をさらに備え、
   前記変換ステップ（３００）は、少なくとも１つのフィルタリングされた第１のデジタル・キャリア信号を変換する、請求項１に記載の方法。
3. 広帯域信号を生成するために、前記少なくとも１つの第２のデジタル・キャリア信号をデジタル処理するステップ（５０）をさらに備える、請求項１に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの第２のデジタル・キャリア信号を少なくとも１つの第２のアナログ・キャリア信号に変換するステップ（４００）をさらに備える、請求項１に記載の方法。
5. 別個のＤ／Ａ段において、前記少なくとも１つの第２のデジタル・キャリア信号が前記少なくとも１つの第２のアナログ・キャリア信号に変換される（４００）、請求項４に記載の方法。
6. 前記少なくとも１つの第２のアナログ・キャリア信号を増幅しフィルタリングするステップ（５０）と、
   増幅されフィルタリングされた前記少なくとも１つの第２のアナログ・キャリア信号をエンド・ポイントに伝送するステップ（５００）とをさらに備える、請求項４に記載の方法。
7. 前記第１の複数のアナログ・キャリア信号の少なくとも１つは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）ネットワークにおけるキャリアである、請求項１に記載の方法。
8. 前記第１の複数のアナログ・キャリア信号の少なくとも１つは、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）方式、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）方式、およびトーンインＷｉＭａｘ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式のうちの１方式のキャリアである、請求項１に記載の方法。
9. 前記デジタル・パケット・ストリームの少なくとも２つを連結させるステップ（２６０）をさらに備える、請求項１に記載の方法。

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