JP5562705B2 - 無線通信システムの基地局装置および基地局装置の周波数誤差補償方法 - Google Patents
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Description
図10において、セル101−1〜101−3は同一周波数チャネルを用いる。各セルには、基地局102−1〜102−3および端末局103−1〜103−4が配置され、各基地局は光ファイバ等の有線伝送路104を介して制御局105に接続される。各セルの基地局102−1〜102−3は同一周波数チャネルを用いて各端末局103−1〜103−4と通信を行うため、例えばセルの境界付近の端末局103−2などは複数の基地局102−1〜102−3からの信号を受信可能である。通常であれば、この複数の基地局からの信号の受信は混信となり特性劣化につながるが、非特許文献1に記載の単一周波数ネットワーク(SFN:single frequency network)技術、および非特許文献2に記載の分散アンテナシステム技術などでは、この状況を積極的に利用して通信状況の改善を図っている。
図11において、111は1シンボル長分の送信信号、112はブロック内の送信すべき信号領域、113はガードインターバル部の送信信号、114はガードインターバルのコピー元、115はOFDMの場合の各サブキャリア成分の波形を示す。
sinωt 、sin2ωt 、sin3ωt
のように、区間Bおよび区間C領域の周期性を持つように設定するため、区間C領域を区間A領域にコピーすると、波形115に示すように各サブキャリアの送信信号は区間Aから区間Bに対して連続的につながった関数となる。
sinωt+sin(ωt+φ)=[(1+cosφ)2+sin2φ]1/2×sin(ωt+ψ)
=[2(1+cosφ)]1/2×sin(ωt+ψ) …(1)
ψ=Arctan[sinφ/(1+cosφ)] …(2)
の関係式が得られる。
図12において、無線送信装置121は、S/P変換回路124、マッピング回路125、IFFT126、GI付加回路127、D/A変換回路128、周波数変換回路(無線部)129、発振器140,141から構成される。無線送信装置121と無線チャネル(伝搬路)123を介して接続される無線受信装置122は、周波数変換回路(無線部)130、A/D変換回路131、受信AFC回路132、周波数誤差推定回路133、GI除去回路134、FFT135、チャネル推定回路136、FDE回路137、逆マッピング回路138、P/S変換回路139、発振器142,143から構成される。D/A変換回路128、周波数変換回路(無線部)129、周波数変換回路(無線部)130、A/D変換回路131には、それぞれ発振器140,141,142,143が接続される。
sinωt+sin(ω+Δω)t=[(1+cosΔωt)2+sin2Δωt]1/2×sin(ωt+φ[t])
=[2(1+cosΔωt)]1/2×sin(ωt+φ[t]) …(3)
φ[t] =ArcTan[sinΔωt/(1+cosΔωt)] …(4)
t=0のときの振幅:[2(1+cos0)]1/2 =2
位相変動:φ[0] =0
t=Tのときの振幅:[2(1+cos(π/2)]1/2 =√2
位相変動:φ[T] =π/4
となる。
図13において、RoFリモート基地局は、光インタフェース回路151、光/電気変換回路152、送信アンプ(無線部)153、アンテナ154,155、受信アンプ(無線部)156、電気/光変換回路157により構成される。
図1において、基地局装置は、例えば図10における複数の基地局102−1〜102−3の1つに該当し、制御局105と光ファイバを介して接続される光回線終端回路1を備える。ただし、本基地局装置と制御局105との間では光デジタル信号が伝送されるものとし、光回線終端回路1はその光デジタル信号の送受信処理および光デジタル信号の終端処理を行う。光回線終端回路1で終端した送信信号(無線区間で送信する信号であり、ネットワーク側から入力された信号を意味する)は、送信AFC回路2、D/A変換回路3、周波数変換回路(無線部)4を介してアンテナ5から送信され、アンテナ6にて受信した受信信号は、周波数変換回路(無線部)7、A/D変換回路8、受信AFC回路9を介して光回線終端回路1に入力し、光回線終端回路1よりネットワーク側に対し送信する。さらに、基地局装置は、発振器10,11、周波数誤差推定回路12、基準タイミング受信回路13を備える。
なお、他の基地局装置および制御局と非同期の発振器が3以上あっても同様の構成により対応できる。一例としては、周波数変換回路(無線部)4および周波数変換回路(無線部)7の処理において、RF周波数とベースバンド(またはIF周波数)間の周波数変換を2段階で行うことがあるが、その場合には個々の周波数変換に用いる発振器の周波数誤差を個別に推定し、それぞれの周波数誤差の加算(累積)値情報を送信AFC回路2および受信AFC回路9に供給する構成とすれば良い。
光回線終端回路1は、光ファイバを介して伝送される光デジタル信号の送受信処理を行う。ここで送受信されるデータ信号は、無線回線で送受信される無線信号をサンプリングした信号であり、必要に応じてIPパケット、イーサネット(登録商標)フレームまたはその他のフォーマットの信号の中にサンプリングした信号を格納したものであってもよい。
A(t)・exp(j(ω+Δω)t)・exp(-jΔωt)=A(t)・exp(jωt)
となり、周波数誤差のない信号に変換される。
図2において、周波数誤差推定回路12は、基準タイミング受信回路13からの信号1を入力するカウンタ制御回路12aと、発振器10,11からの信号2,信号3を入力する周波数カウンタ12b,12cと、誤差演算回路12dにより構成される。
本実施例の特徴は、基準タイミング受信回路13に代えて、光回線終端回路1で受信する制御局からの光デジタル信号から基準クロックまたは基準周波数の信号を再生し、周波数誤差推定回路12に入力するところにある。
2 送信AFC回路
3 D/A変換回路
4,7 周波数変換回路(無線部)
5,6 アンテナ
8 A/D変換回路
9 受信AFC回路
10,11 発振器
12 周波数誤差推定回路
13 基準タイミング受信回路
14 送信アンプ(無線部)
15 受信アンプ(無線部)
16 送信ベースバンド信号処理回路
17 受信ベースバンド信号処理回路
21 無線回線終端回路
22 アンテナ
Claims (8)
- 制御局と有線回線または第1の無線回線を介して接続される複数の基地局が、同一周波数チャネルの第2の無線回線を介してそれぞれ配下の端末局と接続し、前記制御局から送信されたデジタル信号を無線周波数のアナログ信号に変換して前記端末局に転送し、前記端末局から送信された無線周波数のアナログ信号をデジタル信号に変換して前記制御局に転送し、前記複数の基地局を介して前記制御局と前記端末局との通信を行う無線通信システムの基地局装置において、
前記デジタル信号と前記アナログ信号の変換処理に必要なクロック信号を供給する第1の発振器と、
第3の無線回線を介して、前記複数の基地局が共通に受信する信号から基準クロックまたは基準周波数または基準時刻の基準タイミングを取得する基準タイミング取得手段と、 前記第1の発振器のクロック信号と前記基準タイミングとに基づいて前記第1の発振器の周波数誤差を推定する周波数誤差推定手段と、
前記デジタル信号に対して前記周波数誤差推定手段で推定された周波数誤差をキャンセルする信号処理を行う周波数誤差補償手段と
を備え、
前記基準タイミング取得手段は、前記第3の無線回線を介して、GPS(global positioning system )または電波時計または放送電波の信号を受信し、前記基準クロックまたは前記基準時刻の基準タイミングを取得する構成である
ことを特徴とする無線通信システムの基地局装置。 - 請求項1に記載の無線通信システムの基地局装置において、
前記制御局との通信に用いるベースバンドまたは中間周波数の信号と、前記端末局との通信に用いる無線周波数の信号との周波数変換に必要な基準周波数を供給する第2の発振器を備え、
前記周波数誤差推定手段は、前記第2の発振器の基準周波数と前記基準タイミングとに基づいて前記第2の発振器の周波数誤差を推定し、前記第1の発振器および前記第2の発振器のそれぞれの周波数誤差を加算した値を周波数誤差とする構成である
ことを特徴とする無線通信システムの基地局装置。 - 請求項1に記載の無線通信システムの基地局装置において、
前記周波数誤差推定手段は、前記基準タイミングから得られる所定の時間差を設定し、その間の前記第1の発振器のクロック信号をカウントし、当該時間差と当該カウント数から前記周波数誤差を推定する構成である
ことを特徴とする無線通信システムの基地局装置。 - 請求項2に記載の無線通信システムの基地局装置において、
前記周波数誤差推定手段は、前記基準タイミングから得られる所定の時間差を設定し、その間の前記第1の発振器のクロック信号および前記第2の発振器の波数をそれぞれカウントし、当該時間差と当該各カウント数からそれぞれの周波数誤差を推定する構成である
ことを特徴とする無線通信システムの基地局装置。 - 制御局と有線回線または第1の無線回線を介して接続される複数の基地局が、同一周波数チャネルの第2の無線回線を介してそれぞれ配下の端末局と接続し、前記制御局から送信されたデジタル信号を無線周波数のアナログ信号に変換して前記端末局に転送し、前記端末局から送信された無線周波数のアナログ信号をデジタル信号に変換して前記制御局に転送し、前記複数の基地局を介して前記制御局と前記端末局との通信を行う無線通信システムの基地局装置の周波数誤差補償方法において、
前記基地局装置は、前記デジタル信号と前記アナログ信号の変換処理に必要なクロック信号を供給する第1の発振器を備え、
基準タイミング取得手段で、第3の無線回線を介して、前記複数の基地局が共通に受信する信号から基準クロックまたは基準周波数または基準時刻の基準タイミングを取得し、 周波数誤差推定手段で、前記第1の発振器のクロック信号と前記基準タイミングとに基づいて前記第1の発振器の周波数誤差を推定し、
周波数誤差補償手段で、前記デジタル信号に対して前記周波数誤差推定手段で推定された周波数誤差をキャンセルする信号処理を行い、
前記基準タイミング取得手段は、前記第3の無線回線を介して、GPS(global positioning system )または電波時計または放送電波の信号を受信し、前記基準クロックまたは前記基準時刻の基準タイミングを取得する
ことを特徴とする基地局装置の周波数誤差補償方法。 - 請求項5に記載の基地局装置の周波数誤差補償方法において、
前記基地局装置は、前記制御局との通信に用いるベースバンドまたは中間周波数の信号と、前記端末局との通信に用いる無線周波数の信号との周波数変換に必要な基準周波数を供給する第2の発振器を備え、
前記周波数誤差推定手段は、前記第2の発振器の基準周波数と前記基準タイミングとに基づいて前記第2の発振器の周波数誤差を推定し、前記第1の発振器および前記第2の発振器のそれぞれの周波数誤差を加算した値を周波数誤差とする
ことを特徴とする基地局装置の周波数誤差補償方法。 - 請求項5に記載の基地局装置の周波数誤差補償方法において、
前記周波数誤差推定手段は、前記基準タイミングから得られる所定の時間差を設定し、その間の前記第1の発振器のクロック信号をカウントし、当該時間差と当該カウント数から前記周波数誤差を推定する
ことを特徴とする基地局装置の周波数誤差補償方法。 - 請求項6に記載の基地局装置の周波数誤差補償方法において、
前記周波数誤差推定手段は、前記基準タイミングから得られる所定の時間差を設定し、その間の前記第1の発振器のクロック信号および前記第2の発振器の波数をそれぞれカウントし、当該時間差と当該各カウント数からそれぞれの周波数誤差を推定する
ことを特徴とする基地局装置の周波数誤差補償方法。
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JP2010092248A JP5562705B2 (ja) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | 無線通信システムの基地局装置および基地局装置の周波数誤差補償方法 |
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