JP6552988B2 - 通信中継システム及び方法 - Google Patents
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Description
このような光リピータシステムにおいては、無線基地局に接続された1台の親機に複数の子機を接続して実効的に無線基地局の通信エリアを拡大することにより、大規模な商業施設やオフィスビルといった広範囲の室内エリアをカバーしていた。
図1は、実施形態の携帯電話通信ネットワークの概要構成ブロック図である。
以下の説明においては、携帯電話通信ネットワークは、LTE(Long Term Evolution)通信規格に則って通信を行うものとする。
分散アンテナシステム1は、無線基地局BTSと通信ケーブルで接続された親局装置(MU:Master Unit)2と、親局装置2に光通信ケーブルを介して接続されるとともに、他のハブ局装置に対しても光通信ケーブルを介して接続された複数のハブ局装置(HU:Hub Unit)3と、携帯電話、スマートフォン等の無線通信端末4に対してアンテナ5を介して無線接続される複数の子局装置(RU:Remote Unit)6と、を備えている。
図3は、第1実施形態の子局装置の機能ブロック図である。
子局装置6は、アンテナ5を介して無線通信端末4から受信した電波からLTEアップリンク信号ULを検出するアップリンク信号検出部11と、アップリンク信号検出部11の検出結果に対応する無線通信端末4から受信した電波の電力測定開始時刻を決定する電力測定開始時刻設定部12と、無線通信端末4から受信した電波の電力測定周期を決定する電力測定周期決定部13と、電力測定開始時刻設定部12が決定した電力測定開始時刻及び電力測定周期決定部13が決定した電力測定周期で定まるタイミングにおいて、アップリンク信号検出部11の検出したLTEアップリング信号ULに基づいて、トラフィックを判定するトラフィック判定部14と、を備えている。
子局装置6のアップリンク信号検出部11は、アンテナ5を介してLTEアップリンク信号ULが入力されたことを検出する(ステップS101)。
これにより、電力測定周期決定部13は、電力測定周期を決定し(ステップS106)、トラフィック判定部14に対して決定した電力測定周期を送信する(ステップS107)。
図5は、ランダムアクセスプリアンブル信号の時間/周波数配置の説明図である。
図6は、PUCCH、PUSCH、PUCCH RS、PUCCH RS、SRSのアップリンクフレームの概要構成説明図である。
これらのうち、PRACHは、最初に受信する信号であり本信号を用いる方法が考えられる。
検波信号に基づいて、図6に示すようなシンボル、スロット、サブフレーム、フレームを検出し、シンボル、スロット、サブフレーム、フレーム単位で電力測定周期を決定する。決定した電力開始時刻と周期において検出するアップリンク信号についてトラフィック判定部によりトラフィックの判定を行う。
図7は、複数の子局装置が屋外無線基地局への電波を受信する場合の説明図である。
図7において、屋内に配置された第1の子局装置6−1〜第3の子局装置6−3は、ハブ局装置3に接続されているものとする。
また、第1の無線通信端末4−1は、子局装置6−1との通信を試み、第2の無線通信端末4−2は、屋外無線基地局装置BTSoとの通信を試みるものとする。
図8において、縦軸は周波数、横軸は時間である。また、図11は、無線アクセス方式としてSC−FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)を用いた場合のものである。
図9において、縦軸は周波数、横軸は時間である。また、図12は、無線アクセス方式としてSC−FDMAを用いた場合のものである。
図10において、縦軸は周波数、横軸は時間である。また、図13は、無線アクセス方式としてSC−FDMAを用いた場合のものである。
TDD(Time Division Duplex:時分割複信)方式におけるLTEアップリンク信号ULにおいては、送信と受信とは、一定時間で切り替えられる。
すなわち、送受切替タイミングが決まっているため、第1の無線通信端末4−1に着目する場合には、第1の無線通信端末4−1の送信期間以外の信号は検波対象から除外することが可能となる。
以下の説明においては、理解の容易のため、一つのリソースブロックRBにおいて、トラフィック検出タイミングが2回あるものとする。
図12において、LTEアップリンク信号検出タイミングを時刻t1〜t4としたとすると、図12(a)に示すようにトラフィックが小さい場合には、時刻t1及び時刻t3においては、トラフィックありと検出される。
すなわち、確率1/2でトラフィック無しと検出されることとなるので、最終的にはトラフィックが小さいと判定されることとなる。
以上の説明のように、トラフィック把握を正確に行うことで、ノイズ値NFの改善やより最適なセル分割等の効果が期待できる。
ノイズ値NF改善への効果に影響を与えるパラメータとしては、以下のものが考えられる。
(1)屋外無線基地局に対して電波を送信する無線通信端末4の数
(2)無線通信端末4が屋外無線基地局に対して送信する電波を受信する子局装置3の数
(3)無線通信端末4の発呼タイミング
(4)屋内の無線基地局または屋外無線基地局から受ける電波の受信強度の判定閾値
この結果、実効的な無線通信端末の台数を低減することができ、ノイズ値NFを改善することが可能となる。
図13は、ある1台の無線通信端末が屋外無線基地局と通信を試みている電波を屋内の子局装置が受信する場合に屋内の他の無線通信端末の通信トラフィックを測定する場合の説明図である。
図14においては、無線通信端末4−1(図14中、端末1と表記)は、屋内の子局装置6−1との通信を行うために送信電力を屋内用に設定して(通信エリアA−1)通信を開始した場合を示している。この状態において、窓際に位置している無線通信端末4−2(図14中、端末2と表記)が屋外無線基地局BTSoと通信を行うために送信電力を屋外用に設定して(通信エリアA−2)通信を開始したとすると、子局装置6−1は、無線通信端末4−1の通信エリアA−1及び無線通信端末4−2の通信エリアA−2の双方に含まれることとなり、無線通信端末4−1及び無線通信端末4−2の双方から電波を受信可能な状態となる。
図16においては、無線通信端末4−1(図16中、端末1と表記)は、屋内の子局装置6−1との通信を行うために送信電力を屋内用に設定して(通信エリアA−1)通信を開始した場合を示している。この状態において、窓際に位置している無線通信端末4−2(図16中、端末2と表記)及び無線通信端末4−3(図16中、端末3と表記)が屋外無線基地局と通信を行うために送信電力を屋外用に設定して(通信エリアA−1、通信エリアA3)、それぞれ独自に通信を開始したとする。
図18は、図17の場合におけるトラフィック検出期間の説明図を示す。
図17においては、無線通信端末4−1は、屋内の子局装置6−1との通信を行うために送信電力を屋内用に設定して(通信エリアA−1)通信を開始した場合を示している。この状態において、窓際に位置している無線通信端末4−2〜4−4の3台の無線通信端末が屋外無線基地局と通信を行うために送信電力を屋外用に設定して(通信エリアA−2〜A−4)通信を開始したとする。なお、この場合においては、携帯通信用端末装置4−1、携帯通信用端末装置4−3及び携帯通信用端末装置4−4のタイムスロットが連続しているものとする。
そして、子局装置3は、無線通信端末4−1の通信エリア、無線通信端末4−2、無線通信端末4−3及び無線通信端末4−4の通信エリアの全てに含まれることとなり、無線通信端末4−1の通信エリア、無線通信端末4−2、無線通信端末4−3及び無線通信端末4−4の全てから電波を受信可能な状態となる。
Tno_t=ft−TENin×Num1−TENout×Num2 …(1)
TENin:屋内基地局に対して電波を送信する無線通信端末の数
Num1:屋内基地局に対して電波を送信する無線通信端末の信号送信周期回数
TENout:屋外無線基地局に対して電波を送信する無線通信端末の数
Num2:屋外無線基地局に対して電波を送信する携帯通信端末装信号送信周期回数
である。
図19は、一台の無線通信端末のみが屋外無線基地局に対して送信している電波を3台の子局装置が同時に受信する場合の説明図である。
図20は、6台の子局装置が屋外無線基地局に対して送信する電波を受信する場合の説明図である。
無線通信端末4が屋外無線基地局BTSoに対して送信する電波を受信する子局装置6の数が増加するほど、NF改善率は増加すると考えられる。
無線通信端末4と屋外無線基地局BTSoとの距離が近い場合、屋外無線基地局BTSoに対する無線通信端末4の電波強度は大きくなる。
次に第2実施形態について説明する。
本第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、ハブ局装置がトラフィック判別の制御を行う点である。
図21おいて、図3の第1実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
第2実施形態の子局装置6は、アンテナ5を介して無線通信端末4から受信した電波からLTEアップリンク信号ULを検出するアップリンク信号検出部11と、アップリンク信号検出部11がLTEアップリンク信号を検出したタイミングに関する情報(以下、タイミング情報という)をハブ局装置3に送信するタイミング情報送信部21と、電力測定開始時刻及び電力測定周期を派部局装置から受信する電力測定開始時刻・周期受信部22と、ハブ局装置から受信した電力測定開始時刻及び電力測定周期で定まるタイミングにおいて、アップリンク信号検出部11の検出したLTEアップリング信号ULに基づいて、トラフィックを判定するトラフィック判定部14と、を備えている。
子局装置6−1のアップリンク信号検出部11は、アンテナ5を介してLTEアップリンク信号ULが入力されたことを検出する(ステップS201)。
これによりタイミング情報送信部21は、ハブ局装置3のタイミング情報集約部31に対して、タイミング情報を送信する(ステップS203)。
そしてタイミング情報集約部31は、伝送遅延時間計算部33に対して伝送遅延時間を計算させるため伝送遅延時間計算要求を行う(ステップS205)。
伝送遅延時間を計算した伝送遅延時間計算部33は、計算した伝送遅延時間とともに電力測定開始時刻決定要求を電力測定開始時刻決定部34に対して送信する(ステップS207)。
これにより、電力測定周期決定部35は、各子局装置6について、電力測定周期を決定し、決定した電力測定周期を対応する子局装置6に送信するように電力測定開始時刻・周期送信部36に対して電力測定周期送信要求を行う(ステップS210)。
電力測定開始時刻・周期受信部22は、受信した電力測定開始時刻及び電力測定周期をトラフィック判定部14に通知するとともに、トラフィック判定要求を行う(ステップS212)。
次に第3実施形態について説明する。
本第3実施形態が第2実施形態と異なる点は、親局装置がトラフィック判別の制御を行う点である。
図23において、図21の第2実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
図23においては、理解の容易のため、親局装置には、ハブ局装置3−1及びハブ局装置3−2が接続され、ハブ局装置3−1には、子局装置6−1及び子局装置6−2が接続され、ブ局装置3−2には、子局装置6−3及び子局装置6−4が接続されている場合を示している。
子局装置6−1のアップリンク信号検出部11は、アンテナ5を介してLTEアップリンク信号ULが入力されたことを検出する(ステップS301)。
ハブ局装置3のタイミング情報集約部31は、複数の子局装置6(子局装置6−1〜6−2あるいは子局装置6−3〜6−4)に対応する複数のタイミング情報を集約する(ステップS304)。
これによりタイミング情報転送部37は、親局装置2のタイミング情報集約部41に対してタイミング情報集約部31により集約されたタイミング情報を転送する(ステップS306)。
そしてタイミング情報集約部41は、伝送遅延時間計算部43に対して伝送遅延時間を計算させるため伝送遅延時間計算要求を行う(ステップS308)。
これにより、電力測定周期決定部45は、各子局装置6について、電力測定周期を決定し、決定した電力測定周期を対応する子局装置6に送信するように電力測定開始時刻・周期送信部46に対して電力測定周期送信要求を行う(ステップS313)。
トラフィック判定要求を受け取ったトラフィック判定部14は、通知された電力測定開始時刻及び電力測定周期に基づいて、トラフィックの判定を行う。
以上の説明のように、上記各実施形態によれば、親局装置2に実効的に接続されている子局装置6の数を低減でき、親局装置2における合成NFを向上することができることがわかる。
特に、LTE(Long term evolution)の通信規格に対応した分散アンテナシステム1であれば、伝送データを有する無線通信端末4がある場合に、当該無線通信端末4にトラフィックチャネルを多く割り当て、短時間でデータ伝送を完了するように動作するため、実際に上り信号を送信している無線通信端末4の数及び実質的な送信時間はそれほど多くないため、本実施形態の効果をより多く受けることが可能となる。
また、本実施形態の通信中継装置のプログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
2 親局装置
3、3−1、3−2 ハブ局装置
4、4−1〜4−4 無線通信端末
5 アンテナ
6、6−1、6−2 子局装置
11 アップリンク信号検出部
12、34、44 電力測定開始時刻決定部
13、35、45 電力測定周期決定部
14 トラフィック判定部
21、37 タイミング情報送信部
22 電力測定開始時刻・周期受信部
31、41 タイミング情報集約部
32、42 遅延時間データベース
33、43 伝送遅延時間計算部
36、46 電力測定開始時刻・周期送信部
38 電力測定開始時刻・周期転送部
Claims (8)
- 親局装置、ハブ局装置及び複数の子局装置を有し、無線基地局と無線通信端末との間で通信の中継を行う分散アンテナシステムに用いられる通信中継システムであって、
前記子局装置は、前記無線通信端末からの無線信号に対応して測定される受信電力に基づいてトラフィックの有無を判定するトラフィック判定部と、
前記無線通信端末からのアップリンク信号を検出するアップリンク信号検出部と、
を備え、
前記トラフィック判定部は、各前記無線通信端末に予め割り当てられた前記アップリンク信号の検出タイミングに関する情報に対応する前記受信電力の測定結果に基づいて所定期間における前記トラフィックの有無を判定し、
前記子局装置は、前記トラフィックが無いと判定された場合に、検波回路を非駆動状態とする、
通信中継システム。 - 前記アップリンク信号の検出タイミングは、サブフレーム単位、又は、スロット単位でリソースブロックを指定することによってなされる、
請求項1記載の通信中継システム。 - 前記検出タイミングに関する情報は、前記アップリンク信号の送信開始時刻に対応する受信電力測定開始時刻及び前記アップリンク信号の送信周期に対応する受信電力の測定周期を含む、
請求項2記載の通信中継システム。 - 前記子局装置は、前記アップリンク信号の検出タイミングに基づいて前記受信電力の測定開始時刻を決定する電力測定開始時刻決定部と、
前記アップリンク信号の検出タイミングに基づいて前記受信電力の測定周期を決定する電力測定周期決定部と、
を備えた請求項2又は請求項3記載の通信中継システム。 - 前記子局装置は、前記アップリンク信号の検出タイミングを送信するタイミング情報送信部並びに前記受信電力の測定開始時刻及び前記受信電力の測定周期を受信する電力測定開始時刻・周期受信部を備え、
前記ハブ局装置は、自己の配下にある前記子局装置の前記アップリンク信号の検出タイミングを集約するタイミング情報集約部と、
前記子局装置毎の伝送遅延時間を記憶する遅延時間データベースと、
前記アップリンク信号の検出タイミング及び前記伝送遅延時間に基づいて前記受信電力の測定開始時刻を決定する電力測定開始時刻決定部と、
前記アップリンク信号の検出タイミング及び前記伝送遅延時間に基づいて前記受信電力の測定周期を決定する電力測定周期決定部と、
前記受信電力の測定開始時刻及び前記受信電力の測定周期を前記子局装置に送信する電力測定開始時刻・周期送信部と、を備えた、
請求項2又は請求項3記載の通信中継システム。 - 前記子局装置は、前記アップリンク信号の検出タイミングを送信するタイミング情報送信部並びに前記受信電力の測定開始時刻及び前記受信電力の測定周期を受信する電力測定開始時刻・周期受信部を備え、
前記ハブ局装置は、自己の配下にある前記子局装置の前記アップリンク信号の検出タイミングを集約するタイミング情報集約部と、前記集約した前記アップリンク信号の検出タイミングを転送するタイミング情報転送部と、受信した前記受信電力の測定開始時刻及び受信した前記受信電力の測定周期を前記子局装置に転送する電力測定開始時刻・周期転送部と、を備え、
前記親局装置は、前記子局装置毎の伝送遅延時間を記憶する遅延時間データベースと、
前記アップリンク信号の検出タイミング及び前記伝送遅延時間に基づいて前記受信電力の測定開始時刻を決定する電力測定開始時刻決定部と、前記アップリンク信号の検出タイミング及び前記伝送遅延時間に基づいて前記受信電力の測定周期を決定する電力測定周期決定部と、前記受信電力の測定開始時刻及び前記受信電力の測定周期を前記ハブ局装置に送信する電力測定開始時刻・周期送信部と、を備えた、
請求項2又は請求項3記載の通信中継システム。 - 親局装置、ハブ局装置及び複数の子局装置を有し、無線基地局と無線通信端末との間で通信の中継を行う分散アンテナシステムに用いられる通信中継システムで実行される方法であって、
各前記無線通信端末に予め割り当てられたアップリンク信号の検出タイミングに関する情報に対応する前記検出タイミングで前記子局装置における前記無線通信端末からの受信電波の受信電力を測定する過程と、
前記受信電力の測定結果に基づいて所定期間における前記無線通信端末からの無線信号に対応するトラフィックの有無を判定する過程と、
前記トラフィックが無いと判定された場合に、前記子局装置の検波回路を非駆動状態とする過程と、
を備えた方法。 - 親局装置、ハブ局装置及び複数の子局装置を有し、無線基地局と無線通信端末との間で通信の中継を行う分散アンテナシステムに用いられる通信中継システムをコンピュータにより制御するためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
各前記無線通信端末に予め割り当てられたアップリンク信号の検出タイミングに関する情報に対応する前記検出タイミングで前記子局装置において前記無線通信端末からの受信電波の受信電力を測定する手段と、
前記受信電力の測定結果に基づいて所定期間における前記無線通信端末からの無線信号に対応するトラフィックの有無を判定する手段と、
前記トラフィックが無いと判定された場合に、前記子局装置の検波回路を非駆動状態とする手段と、
して機能させるプログラム。
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