JP6584818B2 - 中継装置 - Google Patents

Description

実施形態は、信号の中継に関する。

無線通信基地局をベースバンド信号処理装置（Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ Ｕｎｉｔ；ＢＢＵ）およびリモート無線信号処理装置（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ；ＲＲＨ）に機能分割する技法が知られている。係る機能分割を行うことで、ＢＢＵの配置に制約されることなくＲＲＨをより自由に配置することが可能となる。さらに、複数のＲＲＨを共通のＢＢＵに接続することで、ＲＲＨおよびＢＢＵを１対１に接続する場合に比べて消費電力およびコストを削減することも可能である。

ＢＢＵおよびＲＲＨは、例えば、光ファイバなどの伝送路を介して、ベースバンド（Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ；ＢＢ）信号、中間周波数（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ＩＦ）信号などの信号をやり取りする。ＢＢＵおよびＲＲＨは、直接接続されることもあれば、中継装置を介して接続されることもある。

中継装置は、例えば、上流側（すなわち、ＢＢＵに近い側）で他の中継装置に接続し、かつ、下流側で他の中継装置およびＲＲＨに接続することになる。この中継装置は、アップリンク信号（すなわち、ＢＢＵ宛の信号）の中継時には、ＲＲＨおよび下流側の中継装置からアップリンク信号をそれぞれ受信し、両者を上流側の中継装置へと中継する。具体的には、ＢＢＵは各ＲＲＨからのアップリンク信号を個別に受信する必要はなくこれらの重ね合わせから各アップリンク信号を分離できるので、中継装置はＲＲＨからのアップリンク信号および下流側の中継装置からのアップリンク信号を線形加算して上流側の中継装置へと中継すればよい。しかしながら、係るアップリンク信号は、一般的には、オリジナルのユーザ信号を無線伝送向けに変換した信号に相当し、当該ユーザ信号に比べて符号量が大きいので、広帯域の伝送路を必要とする。

特開２０１３−２５１８９６号公報

実施形態は、信号の中継に必要な帯域幅を削減することを目的とする。

実施形態によれば、中継装置は、受信部と、伸長部と、加算部と、圧縮部と、送信部とを含む。受信部は、第１の圧縮信号を受信する。伸長部は、第１の圧縮信号を伸長することによって第１のアップリンク信号を生成する。加算部は、第２のアップリンク信号を第１のアップリンク信号に加算することによって第３のアップリンク信号を生成する。圧縮部は、第３のアップリンク信号を圧縮することによって第２の圧縮信号を生成する。送信部は、第２の圧縮信号を送信する。

第１の実施形態に係る中継装置を含む基地局システムを例示するブロック図。 第１の実施形態に係る中継装置を例示するブロック図。 第２の実施形態に係る中継装置を例示するブロック図。 第３の実施形態に係る中継装置を例示するブロック図。 第４の実施形態に係る中継装置を例示するブロック図。 第５の実施形態に係る中継装置を例示するブロック図。 第６の実施形態に係る中継装置を例示するブロック図。 第７の実施形態に係る中継装置を例示するブロック図。 第１の実施形態に係る中継装置を含む基地局システムにおいて伝送されるアップリンク信号の周波数特性を例示する図。 図２の圧縮部の変形例を示すブロック図。

以下、図面を参照しながら実施形態の説明が述べられる。尚、以降、説明済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号が付され、重複する説明は基本的に省略される。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る中継装置は、例えば図１に示される基地局システムに組み込むことができる。図１の基地局システムは、ＢＢＵ１０と、中継装置２０と、中継装置２１と、ＲＲＨ３１と、中継装置２２と、ＲＲＨ３２と、中継装置２３と、ＲＲＨ３３と、中継装置２４と、ＲＲＨ３４とを含む。

ＲＲＨ３１およびＲＲＨ３２は、ＢＢＵ１０を起点に直列に接続されている。他方、ＲＲＨ３１およびＲＲＨ３３は、ＢＢＵ１０を起点に並列に接続されている。このように、基地局システムは、ＲＲＨ同士の直列接続、ＲＲＨ同士の並列接続またはこれらの両方を含むことができる。

中継装置２０，・・・，中継装置２４は、ＢＢＵ１０とＲＲＨ３１，・・・，ＲＲＨ３４との間でやり取りされるＢＢ信号（またはＩＦ信号）を中継する。例えば、中継装置２１は、ＲＲＨ３１および中継装置２２からアップリンク信号をそれぞれ受信し、これらを後述されるように加算してから中継装置２０へと中継する。

なお、中継装置２０，・・・，中継装置２４は、ＢＢＵ１０、ＲＲＨ３１，・・・，ＲＲＨ３４から独立している必要はなく、その一部または全部の機能がこれらの内部にそれぞれ組み込まれていてもよい。また、以降の説明において、各中継装置は、ＢＢ信号を中継すると仮定されるが代わりにＩＦ信号を中継してもよい。

第１の実施形態は、例えば図１に示される中継装置２１または中継装置２２のように、下流側で他の中継装置およびＲＲＨに接続し、かつ、上流側で他の中継装置（またはＢＢＵ）に接続する中継装置に適用可能である。本実施形態に係る中継装置１００は、図２に例示されるように、受信部１０１と、伸長部１０２と、加算部１０３と、圧縮部１０４と、送信部１０５とを含む。

受信部１０１は、伝送路（例えば、光ファイバ、同軸ケーブルなど）を介して、下流の中継装置から第１の圧縮信号を受信する。受信部１０１は、クロック抽出（例えば８ｂ／１０ｂ変換）、エラー訂正復号、逆パケット化、信号変換（例えば光信号または同軸信号などからディジタル信号への変換）などの種々の処理を必要に応じて行ってもよい。なお、受信部１０１によって行われる処理は、後述される送信部１０５によって行われる処理と対応する。受信部１０１は、第１の圧縮信号を伸長部１０２へと出力する。

伸長部１０２は、受信部１０１から第１の圧縮信号を受け取る。伸長部１０２は、第１の圧縮信号を伸長することによって第１のアップリンク信号を生成する。伸長部１０２によって行われる処理は、後述される圧縮部１０４によって行われる処理と対応する。例えば、圧縮部１０４がエントロピー符号化処理を行うのであれば、伸長部１０２は対応するエントロピー復号処理を行うことができる。伸長部１０２は、第１のアップリンク信号を加算部１０３へと出力する。図２の例では、第１のアップリンク信号は、中継装置１００よりも下流の中継装置によって収集されたアップリンク信号の合成信号に相当する。

加算部１０３は、伸長部１０２から第１のアップリンク信号を受け取り、ＲＲＨから第２のアップリンク信号を受け取る。第２のアップリンク信号は、中継装置１００に直接接続されたＲＲＨによって受信されたアップリンク信号に相当する。加算部１０３は、第１のアップリンク信号および第２のアップリンク信号を（線形）加算することによって第３のアップリンク信号を生成する。なお、第３のアップリンク信号が所定のビット長で表現できる範囲に収まるように、加算部１０３は飽和加算処理を行ってもよい。加算部１０３は、第３のアップリンク信号を圧縮部１０４へと出力する。

圧縮部１０４は、加算部１０３から第３のアップリンク信号を受け取る。圧縮部１０４は、第３のアップリンク信号を圧縮することによって第２の圧縮信号を生成する。圧縮部１０４は、例えばハフマン符号化などのエントロピー符号化処理を行ってもよい。あるいは、圧縮部１０４は、既存の音声符号化手法（例えばＭＰ３（ＭＰＥＧ１ Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ３）、ＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｅｃ）、ＦＬＡＣ（Ｆｒｅｅ Ｌｏｓｓｌｅｓｓ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｅｃ）等）、データ圧縮手法（例えばＤｅｆｌａｔｅ、ＬＺ７７、ＬＺＷ等）、または、これらに類似する手法を用いて符号化処理を行ってもよい。なお、圧縮部１０４は、第３のアップリンク信号を圧縮するよりも前に、量子化、ダウンサンプリングなどを行ってもよい。圧縮部１０４は、第２の圧縮信号を送信部１０５へと出力する。

送信部１０５は、圧縮部１０４から第２の圧縮信号を受け取る。送信部１０５は、伝送路を介して、上流の中継装置へと第２の圧縮信号を送信する。送信部１０５は、クロック埋め込み（例えば８ｂ／１０ｂ変換）、エラー訂正符号化、パケット化、信号変換（例えばディジタル信号から光信号または同軸信号などへの変換）などの種々の処理を必要に応じて行ってもよい。

以上説明したように、第１の実施形態に係る中継装置は、下流の中継装置からの第１の圧縮信号を伸長することで第１のアップリンク信号を復元し、当該第１のアップリンク信号にＲＲＨからの第２のアップリンク信号を加算する。さらに、この中継装置は、第３のアップリンク信号を圧縮して第２の圧縮信号を生成し、当該第２の圧縮信号を上流の中継装置へと中継する。従って、この中継装置によれば、第１の圧縮信号および第２のアップリンク信号を別々に中継する場合ならびに第３のアップリンク信号そのものを中継する場合に比べて小さな帯域幅で、第２の圧縮信号を中継することができる。

なお、第１の実施形態に係る中継装置は、入力信号（例えば、ＲＲＨからの第２のアップリンク信号）の信号強度が所定の閾値未満であるならば、係る入力信号を雑音とみなして無視してもよい。例えば、第２のアップリンク信号の信号強度が閾値未満の場合に、中継装置は第１の圧縮信号を伸長することなく第２の圧縮信号として中継してもよい。入力信号は、必ずしもユーザ装置（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）からの受信信号成分を含んでいないが、係る場合であっても雑音成分を含むことがある。雑音成分主体の第２のアップリンク信号を第１のアップリンク信号に加算すると、第３のアップリンク信号に含まれる雑音の割合が増加し、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が低下するおそれがある。また、圧縮部が（例えば量子化を含む）非可逆の圧縮を行う場合には、圧縮に伴う雑音（量子化雑音など）も累積することになる。故に、第２のアップリンク信号の信号強度が閾値未満の場合に、中継装置は伸長処理、加算処理および圧縮処理を省略することで、雑音の累積による信号品質の劣化を防止することが好ましい。

また、ＲＲＨまたはＢＢＵがＢＢ信号を入出力するインターフェースを備えていない場合には、第１の実施形態に係る中継装置は無線周波数（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ＲＦ）信号からＢＢ信号への変換またはその逆変換を行ってもよい。例えば、中継装置は、ＲＲＨからＲＦ信号を受け取り、当該ＲＦ信号をＢＢ信号へと変換することで第２のアップリンク信号を生成してもよい。中継装置が係る変換／逆変換を行うことで、上記インターフェースを備えていない既存のＲＲＨまたはＢＢＵを含む基地局システムにおいても本実施形態と同一または類似の効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、例えば図１に示される中継装置２１または中継装置２２のように、下流側で他の中継装置およびＲＲＨに接続し、かつ、上流側で他の中継装置（またはＢＢＵ）に接続する中継装置に適用可能である。第２の実施形態に係る中継装置２００は、図３に例示されるように、受信部２０１と、伸長部２０２と、加算部２０３と、圧縮部２０４と、送信部２０５と、変換部２０６とを含む。

受信部２０１、伸長部２０２、加算部２０３、圧縮部２０４および送信部２０５は、時間領域の信号を取り扱わずに周波数領域の信号を取り扱うが、残余の点では図２の受信部１０１、伸長部１０２、加算部１０３、圧縮部１０４および送信部１０５と概ね同一である。すなわち、第２の実施形態において、第１のアップリンク信号、第２のアップリンク信号および第３のアップリンク信号は、いずれも周波数領域の信号に相当する。

変換部２０６は、ＲＲＨから時間領域の第４のアップリンク信号（ＢＢ信号）を受け取る。変換部２０６は、時間領域の第４のアップリンク信号を周波数領域の第２のアップリンク信号へと変換する。変換部２０６は、例えば、離散フーリエ変換、離散コサイン変換などによって時間領域から周波数領域への変換を行ってよい。変換部２０６は、第２のアップリンク信号を加算部２０３へと出力する。

ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などに代表されるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）ベースの無線通信システムは、送信信号（ユーザ信号）を周波数軸上でマッピングして逆フーリエ変換（すなわち変調）することによって時間領域のＢＢ信号を生成する。そして、係る無線通信システムでは、基地局がスケジューリングを通じて各ユーザ装置に帯域（サブキャリア）を割り当て、各ユーザ装置は割り当てられた帯域を使用して通信を行う。

故に、ＲＲＨによって受信されるアップリンク信号は、一部の帯域の信号成分を含まない可能性がある。特に、１つのＢＢＵに多数のＲＲＨが接続される場合には、図９に例示されるように、各ＲＲＨの受信するアップリンク信号は大部分の帯域の信号成分を含まないかもしれない。仮に第３のアップリンク信号が大部分の帯域の信号成分を含まなければ、圧縮部２０４は第３のアップリンク信号の大部分を僅かな符号量で高効率に圧縮することができる。

なお、変換部２０６は、ＢＢＵによって行われる変調（ユーザ信号からＢＢ信号への変換）処理／復調（ＢＢ信号からユーザ信号への変換）処理において用いられるサンプル数に比べて小さいサンプル数で第４のアップリンク信号を第２のアップリンク信号へと変換してもよい。例えば、ＬＴＥでは、基地局（ＢＢＵ）は、１２８点以上２０４８点以下のサンプル数で離散フーリエ変換（復調）／逆離散フーリエ変換（変調）を行う。

仮に、変換部２０６がＢＢＵと同等のサンプル数で離散フーリエ変換を行うとすれば、中継装置２００の回路規模が増加するうえに当該中継装置２００による伝送遅延も増加する。特に、複数のＲＲＨが直列接続されている場合には、ＲＲＨからＢＢＵまでの経路にある全ての中継装置による伝送遅延が累積するので、影響はより深刻となる。

変換部２０６によって用いられるサンプル数を削減すると、第２のアップリンク信号の周波数分解能は低下する。しかしながら、例えばＬＴＥは、サブキャリア単位ではなく複数の連続したサブキャリアに相当するリソースブロック単位で各ユーザ装置に帯域を割り当てる。故に、第２のアップリンク信号の周波数分解能がある程度低くても各ユーザ装置の使用帯域を高精度に抽出することが可能である。

なお、第２のアップリンク信号の周波数分解能は、リソースブロックの大きさに比べて低くてもよい。各変換係数の振幅は、当該変換係数に対応する帯域に含まれる信号成分の数に依存する。例えば、僅かな信号成分を含む帯域に対応する変換係数の振幅は通常は０に近い値となる。係る性質を利用すれば、変換部２０６によって用いられるサンプル数が小さくても、圧縮部２０４は第３のアップリンク信号を効率よく圧縮することができる。

第２の圧縮信号の圧縮率をさらに高めるために、圧縮部２０４は図１０に例示される圧縮部８０４に置き換えられてもよい。圧縮部８０４は、テーブル設定部８０８と、可変長符号化部８０９とを含む。

テーブル設定部８０８は、加算部２０３から第３のアップリンク信号を受け取る。第３のアップリンク信号などの周波数領域の信号は、サンプル（離散的な周波数）毎の変換係数（例えば、フーリエ係数、ＤＣＴ係数）の集合に相当する。テーブル設定部８０８は、第３のアップリンク信号に含まれるサンプル毎に、当該サンプルの変換係数（信号強度）に基づいて、当該変換係数に適用される可変長符号化（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｄｉｎｇ；ＶＬＣ）テーブルを設定する。テーブル設定部８０８は、サンプル毎に設定したＶＬＣテーブルを可変長符号化部８０９に通知する。例えば、変換部２０６が８点のＦＦＴを行うのであれば、テーブル設定部８０８は合計８個のＶＬＣテーブルを設定して可変長符号化部８０９に通知すればよい。なお、ＶＬＣテーブルの通知は、対象のＶＬＣテーブルそのものまたは当該ＶＬＣテーブルを示す情報を可変長符号化部８０９へと出力することにより実現されてよい。

具体的には、テーブル設定部８０８は、例えばハフマン符号を用いてＶＬＣテーブルを作成してもよい。例えば、テーブル設定部８０８は、サンプル毎に、所定範囲（例えば過去の所定数）の変換係数の頻度分布を取得し、当該頻度分布に応じてハフマン符号を設計してもよい。この場合に、圧縮部８０４は、第２の圧縮信号に加えて、設定したＶＬＣテーブルを示す情報を符号化して出力する必要がある。なお、テーブル設定部８０８は、例えば動的ハフマン符号を用いてＶＬＣテーブルを設定してもよい。

或いは、テーブル設定部８０８は、予め複数のＶＬＣテーブルを定義しておき、サンプル毎に当該複数のＶＬＣテーブルの１つを選択して設定してもよい。この場合には、設定したＶＬＣテーブルを示す情報として例えばインデックスのような簡易な情報を符号化すればよいので、発生符号量を抑制可能である。

ＢＢ信号は一般的に正規分布に類似する頻度分布を示すことが知られているので、例えば相異なるプリセット分散を持つ複数の頻度分布を用意し、各頻度分布に応じて複数のＶＬＣテーブルを事前作成することが効果的である。テーブル設定部８０８は、サンプル毎に変換係数の頻度分布の分散を計算し、当該分散に最も近いプリセット分散に対応するＶＬＣテーブルを当該サンプルのために選択してもよい。テーブル設定部８０８は、分散の代わりに分散の絶対値の平均値のように分散と相関する値に基づいてＶＬＣテーブルを選択してもよい。なお、テーブル設定部８０８は、ハフマン符号を用いて複数のＶＬＣテーブルを事前作成してもよいし、ゴロム符号、ライス符号、指数ゴロム符号などの他の符号を用いて複数のＶＬＣテーブルを事前作成してもよい。

一般に、ＲＲＨからのＢＢ信号（第４のアップリンク信号に相当）の各帯域の信号強度は、当該帯域を使用して当該ＲＲＨにＲＦ信号を送信するユーザ装置の有無、当該ユーザ装置の状態（例えば、アンテナ（ＲＲＨ）からの距離、ユーザ装置の送信電力（強度）など）に依存する。故に、第３のアップリンク信号に含まれる変換係数の頻度分布は、サンプル間で大きく異なるかもしれない。例えば、送信信号がマッピングされていない（すなわち、ユーザ装置が使用していない）帯域に対応するサンプルの変換係数は０に近い値になりやすい。テーブル設定部８０８が、係る性質を利用してサンプル毎にＶＬＣテーブルを設定すれば、各サンプルの変換係数はその頻度分布に適した可変長符号化を適用されるので、サンプル間で変換係数の頻度分布が大きく異なる場合にも高い圧縮率を達成することが可能である。

なお、テーブル設定部８０８は、１サンプルではなく２以上のサンプル毎にＶＬＣテーブルを設定してもよい。例えば、変換部２０６が８点のＦＦＴを行うのであれば、テーブル設定部８０８は合計４個または合計２個のＶＬＣテーブルを設定してもよい。一般に、設定するＶＬＣテーブルの数を増やすと、圧縮率が向上する一方で設定されたＶＬＣテーブルを示す情報の符号量は増加する。

また、テーブル設定部８０８によって設定されたＶＬＣテーブルは、固定である必要はなく動的に変更されてよい。具体的には、テーブル設定部８０８は、現在設定されている可変長符号化テーブルを変更するか否かを所定の処理単位毎に判定してもよい。処理単位は、時間であってもよいし、サンプル数であってもよい。この場合に、圧縮部８０４（例えば、可変長符号化部８０９）は、所定の処理単位毎に、可変長符号化テーブルを変更するか否かを示す第１の情報（例えば、フラグ）を符号化し、当該第１の情報が可変長符号化テーブルの変更を示す（例えば、フラグがＴＲＵＥ）ならば変更後の可変長符号化テーブルを示す第２の情報をさらに符号化することになる。

一般に、無線通信システムでは、基地局のスケジューリングによりユーザの帯域（リソース）割り当てが周期的に変更されるので、係る割り当ての切り替わりの前後で各周波数の信号強度が大きく変化する傾向にある。故に、ＶＬＣテーブルを所定の処理単位毎に再設定することで、帯域割り当てが変更される場合にも高い圧縮率を維持することが可能となる。

例えば、ＢＢＵからのスケジューリング情報を参照できる場合には、テーブル設定部８０８はユーザの帯域割り当てが変更されるタイミングに合わせてＶＬＣテーブルの変更を判定してもよい。

他方、係るスケジューリング情報を参照できない場合には、テーブル設定部８０８は、第３のアップリンク信号に基づいてユーザの帯域割り当ての切り替わりの検出を試み、係る切り替わりを検出したことを条件にＶＬＣテーブルの変更を判定してもよい。例えば、テーブル設定部８０８は、第３のアップリンク信号の各サンプルの変換係数の頻度分布を継続的に検査し、当該頻度分布が大きく変化する（例えば、分散が所定の閾値以上に変化する）タイミングを探索することで、ユーザの帯域割り当ての切り替わりを検出することができる。

テーブル設定部８０８は、可変長符号化テーブルの変更を判定した場合には、例えば各サンプルの変換係数の頻度分布（の分散）に基づいて、当該サンプルのためのＶＬＣテーブルを再選択（再設定）してもよい。分散は、現行の処理単位の一部または全域に亘る頻度分布に基づいて計算されてもよいし、過去（例えば直前）の処理単位の一部または全域に亘る頻度分布に基づいて計算されてもよい。なお、テーブル設定部８０８は、分散の代わりに分散と相関の高い他のパラメータに基づいてＶＬＣテーブルを選択してもよい。係るパラメータは、例えば、変換係数の絶対値の平均値または合計値であってもよいし、変換係数の実部および虚部の絶対値の平均値または合計値であってもよい。

可変長符号化部８０９は、加算部２０３から第３のアップリンク信号を受け取る。可変長符号化部８０９は、第３のアップリンク信号に含まれる所定数のサンプル毎に、当該所定数のサンプルの変換係数をテーブル設定部８０８によって設定されたＶＬＣテーブルを用いて可変長符号化することによって、第２の圧縮信号を生成する。可変長符号化部８０９は、第２の圧縮信号を送信部２０５へと出力する。

なお、圧縮部８０４は、可変長符号化部８０９が第３のアップリンク信号を可変長符号化するよりも前に、量子化、ダウンサンプリングなどを行ってもよい。量子化、ダウンサンプリングなどの処理を付加することにより、第２の圧縮信号の圧縮率を高めることができる。

圧縮部２０４を変形する場合には、伸長部２０２も同様に変形する必要がある。例えば、圧縮部２０４が第３のアップリンク信号のサンプル毎にＶＬＣテーブルを設定するように変形されるのであれば、伸長部２０２は第１の圧縮信号のサンプル毎にＶＬＣテーブルを設定し、当該サンプルの符号化変換係数を可変長復号する必要がある。また、圧縮部２０４が上記第１の情報および第２の情報を符号化するように変形されるのであれば、伸長部２０２は第１の圧縮信号に付随する第１の情報および第２の情報を復号し、復号した第１の情報および第２の情報に基づいてＶＬＣテーブルを再設定する必要がある。

以上説明したように、第２の実施形態に係る中継装置は、下流の中継装置からの第１の圧縮信号を伸長することで周波数領域の第１のアップリンク信号を復元し、ＲＲＨからの第４のアップリンク信号に対応する周波数領域の第２のアップリンク信号を当該第１のアップリンク信号に加算する。さらに、この中継装置は、第３のアップリンク信号を圧縮して第２の圧縮信号を生成し、当該第２の圧縮信号を上流の中継装置へと中継する。従って、この中継装置によれば、第１の圧縮信号および第４のアップリンク信号を別々に中継する場合ならびに第３のアップリンク信号そのものを中継する場合に比べて小さな帯域幅で、第２の圧縮信号を中継することができる。

また、第２の実施形態に係る中継装置は、ＢＢＵによって行われる変調処理／復調処理において用いられるサンプル数に比べて小さいサンプル数で第４のアップリンク信号を第２のアップリンク信号へと変換してもよい。これによって、変換に伴う回路規模および伝送遅延を抑制しつつ、第３のアップリンク信号を効率よく圧縮することが可能となる。

さらに、第２の実施形態に係る中継装置は、第３のアップリンク信号の所定数のサンプル毎に可変長符号化テーブルを設定し、設定された可変長符号化テーブルを用いて当該所定数のサンプルの変換係数を可変長符号化してもよい。これによって、さらなる圧縮率の向上が可能となる。

なお、中継装置２００から変換部２０６を削除し、圧縮部２０４において変換を行うように変形することも可能である。しかしながら、係る変形例は、伸長部２０２において逆変換を行う必要があるので、回路規模および処理遅延の両面で中継装置２００に比べて劣る。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、例えば図１に示される中継装置２０のように、下流側で複数の他の中継装置に接続し、かつ、上流側でＢＢＵまたは他の中継装置に接続する中継装置に適用可能である。すなわち、本実施形態に係る中継装置は、ハブとして機能し、複数のＲＲＨを並列接続させることができる。なお、本実施形態に係る中継装置は、下流側で３以上の他の中継装置に接続されてもよいし、ＲＲＨにさらに接続されてもよい。

第３の実施形態に係る中継装置３００は、図４に例示されるように、受信部１０１と、伸長部１０２と、加算部１０３と、圧縮部１０４と、送信部１０５と、受信部３１１と、伸長部３１２を含む。図４の受信部１０１、伸長部１０２、加算部１０３、圧縮部１０４および送信部１０５は、図２の受信部１０１、伸長部１０２、加算部１０３、圧縮部１０４および送信部１０５と同一または類似であってよい。

但し、図４の加算部１０３は、伸長部３１２から第５のアップリンク信号を受け取り、当該第５のアップリンク信号を第１のアップリンク信号に加算する点で図１の加算部１０３とは異なる。

受信部３０１は、伝送路を介して、下流の中継装置（受信部１０１に接続されている中継装置とは異なる）から第３の圧縮信号を受信する。受信部３０１は、クロック抽出、エラー訂正復号、逆パケット化、信号変換などの種々の処理を必要に応じて行ってもよい。なお、受信部３０１によって行われる処理は、送信部１０５によって行われる処理と対応する。受信部３０１は、第３の圧縮信号を伸長部３０２へと出力する。

伸長部３０２は、受信部３０１から第３の圧縮信号を受け取る。伸長部３０２は、第３の圧縮信号を伸長することによって第５のアップリンク信号を生成する。伸長部３０２によって行われる処理は、圧縮部１０４によって行われる処理と対応する。伸長部３０２は、第５のアップリンク信号を加算部１０３へと出力する。

以上説明したように、第３の実施形態に係る中継装置は、下流側で複数の中継装置に接続しており、各中継装置からの圧縮信号を伸長し、加算し、再圧縮して送信する。従って、この中継装置によれば、複数のＲＲＨを並列接続させる場合に帯域幅を節約することができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、例えば図１に示される中継装置２２または中継装置２４のように、１つの他の中継装置と、ＢＢＵまたはＲＲＨのいずれかとに接続する中継装置に適用可能である。

第４の実施形態に係る中継装置は、アップリンク信号の中継用に最下流のＲＲＨに接続されてもよいし、ダウンリンク信号の中継用にＢＢＵに接続されてもよい。本実施形態に係る中継装置４００は、図５に例示されるように、変換部４０６と、圧縮部４０４と、送信部４０５とを含む。

変換部４０６は、外部（ＲＲＨまたはＢＢＵ）からＢＢ信号を受け取る。このＢＢ信号は、アップリンク信号に相当してもよいし、ダウンリンク信号に相当してもよい。変換部４０６は、ＢＢ信号を周波数領域の信号へと変換する。変換部４０６は、例えば、離散フーリエ変換、離散コサイン変換などによって時間領域から周波数領域の変換を行ってよい。変換部４０６は、周波数領域の信号を圧縮部４０４へと出力する。

なお、変換部４０６は、図３の変換部２０６と同様に、ＢＢＵによって行われる変調処理／復調処理において用いられるサンプル数に比べて小さいサンプル数でＢＢ信号を時間領域の信号へと変換してもよい。

圧縮部４０４は、変換部４０６から周波数領域の信号を受け取る。圧縮部４０４は、周波数領域の信号を圧縮することによって第４の圧縮信号を生成する。圧縮部４０４は、例えばハフマン符号化などのエントロピー符号化処理を行ってもよい。なお、圧縮部４０４は、周波数領域の信号を圧縮するよりも前に、量子化、ダウンサンプリングなどを行ってもよい。圧縮部４０４は、第４の圧縮信号を送信部４０５へと出力する。

なお、圧縮部４０４は、第２の実施形態において説明された圧縮部８０４と同様に変形されてもよい。すなわち、圧縮部４０４は、周波数領域の信号の所定数のサンプル毎に、ＶＬＣテーブルを設定し、当該所定数のサンプルの変換係数を可変長符号化することによって第４の圧縮信号を生成してもよい。係る変形によれば、第４の圧縮信号の圧縮率を高めることができる。さらに、圧縮部４０４は、可変長符号化テーブルを変更するか否かを所定の処理単位毎に判定してもよい。係る変形によれば、帯域割り当てが変更される場合にも高い圧縮率を維持することが可能となる。

送信部４０５は、圧縮部４０４から第４の圧縮信号を受け取る。送信部４０５は、伝送路を介して、上流または下流の中継装置へと第４の圧縮信号を送信する。送信部４０５は、クロック埋め込み、エラー訂正符号化、パケット化、信号変換などの種々の処理を必要に応じて行ってもよい。

以上説明したように、第４の実施形態に係る中継装置は、下流側のＲＲＨまたは上流側のＢＢＵからのＢＢ信号を周波数領域の信号に変換してから圧縮して送信する。従って、この中継装置によれば、出力側にＲＲＨまたは他の中継装置に単独で接続する場合に帯域幅を節約することができる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態は、例えば図１に示される中継装置２２または中継装置２４のように、１つの他の中継装置と、ＢＢＵまたはＲＲＨの少なくとも１つに接続する中継装置に適用可能である。

本実施形態に係る中継装置は、アップリンク信号の中継用にＢＢＵに接続されてもよいし、ダウンリンク信号の中継用に最下流のＲＲＨに接続されてもよい。

第５の実施形態に係る中継装置５００は、図６に例示されるように、受信部２０１と、伸長部２０２と、逆変換部５０７とを含む。図６の受信部２０１および伸長部２０２は、図３の受信部２０１および伸長部２０２と同一または類似であってよい。但し、図６の伸長部２０２は、第１のアップリンク信号を逆変換部５０７へと出力する点で図３の伸長部２０２とは異なる。

逆変換部５０７は、伸長部２０２から周波数領域の第１のアップリンク信号を受け取る。逆変換部５０７は、第１のアップリンク信号を時間領域の第６のアップリンク信号へと変換する。逆変換部５０７は、例えば、逆離散フーリエ変換、逆離散コサイン変換などによって周波数領域から時間領域への変換を行ってもよい。逆変換部５０７は、第６のアップリンク信号をＢＢＵへと出力する。

なお、逆変換部５０７は、図３の変換部２０６および図５の変換部４０６と同様に、ＢＢＵによって行われる変調処理／復調処理において用いられるサンプル数に比べて小さいサンプル数で第１のアップリンク信号を第６のアップリンク信号へと変換してもよい。逆変換部５０７は、中継装置５００よりも下流の中継装置によって行われる時間領域から周波数領域の変換と同一のサンプル数を用いてよい。

以上説明したように、第６の実施形態に係る中継装置は、第１のアップリンク信号を周波数領域の第６のアップリンク信号へと変換してＢＢＵへと出力する。従って、この中継装置によれば、下流側に他の中継装置が単独で接続され、上流側にＢＢＵが接続される場合にも帯域幅を節約することができる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態は、例えば図１に示される中継装置２１または中継装置２２のように、下流側で他の中継装置およびＲＲＨに接続し、かつ、上流側で他の中継装置（またはＢＢＵ）に接続する中継装置に適用可能である。本実施形態に係る中継装置６００は、図７に例示されるように、受信部６０１と、伸長部６０２と、逆変換部６０７と、送信部６０５とを含む。

受信部６０１は、伝送路を介して、上流の中継装置から第５の圧縮信号を受信する。受信部６０１は、クロック抽出、エラー訂正復号、逆パケット化、信号変換などの種々の処理を必要に応じて行ってもよい。なお、受信部６０１によって行われる処理は、後述される送信部６０５によって行われる処理と対応する。受信部６０１は、第５の圧縮信号を伸長部６０２および送信部６０５へと出力する。

伸長部６０２は、受信部６０１から第５の圧縮信号を受け取る。伸長部６０２は、第５の圧縮信号を伸長することによって周波数領域の第１のダウンリンク信号を生成する。伸長部６０２は、第１のダウンリンク信号を逆変換部６０７へと出力する。

逆変換部６０７は、伸長部６０２から周波数領域の第１のダウンリンク信号を受け取る。逆変換部６０７は、第１のダウンリンク信号を時間領域の第２のダウンリンク信号へと変換する。逆変換部６０７は、例えば、逆離散フーリエ変換、逆離散コサイン変換などによって周波数領域から時間領域への変換を行ってもよい。逆変換部６０７は、第２のダウンリンク信号をＲＲＨへと出力する。

なお、逆変換部６０７は、図３の変換部２０６、図５の変換部４０６および図６の逆変換部５０７と同様に、ＢＢＵによって行われる変調処理／復調処理において用いられるサンプル数に比べて小さいサンプル数で第１のダウンリンク信号を第２のダウンリンク信号へと変換してもよい。逆変換部６０７は、中継装置６００よりも上流または下流の中継装置またはＢＢＵによって行われる時間領域から周波数領域の変換と同一のサンプル数を用いてよい。

送信部６０５は、受信部６０１から第５の圧縮信号を受け取る。送信部６０５は、伝送路を介して、下流の中継装置へと第５の圧縮信号を送信する。送信部６０５は、クロック埋め込み、エラー訂正符号化、パケット化、信号変換などの種々の処理を必要に応じて行ってもよい。

以上説明したように、第６の実施形態に係る中継装置は、第５の圧縮信号を下流側の中継装置へと中継しつつ、当該第５の圧縮信号を伸長し、時間領域のダウンリンク信号へと変換してからＲＲＨへと出力する。故に、この中継装置によれば、ダウンリンク信号を中継する場合に帯域幅を節約することができる。

（第７の実施形態）
第７の実施形態は、前述の第２の実施形態および第６の実施形態の組み合わせに相当する。本実施形態に係る中継装置７００は、図８に例示されるように、受信部２０１と、伸長部２０２と、加算部２０３と、圧縮部２０４と、送信部２０５と、変換部２０６と、受信部６０１と、伸長部６０２と、逆変換部６０７と、送信部６０５とを含む。

図８の受信部２０１、伸長部２０２、加算部２０３、圧縮部２０４、送信部２０５および変換部２０６は、図３の受信部２０１、伸長部２０２、加算部２０３、圧縮部２０４、送信部２０５および変換部２０６と同一または類似であってよい。同様に、図８の受信部６０１、伸長部６０２、逆変換部６０７および送信部６０５は、図７の受信部６０１、伸長部６０２、逆変換部６０７および送信部６０５と同一または類似であってよい。

以上説明したように、第７の実施形態に係る中継装置は、第２の実施形態に係る中継装置と第６の実施形態に係る中継装置との組み合わせに相当し、双方向の信号を中継する。従って、この中継装置によれば、アップリンク信号の中継において第２の実施形態と同一または類似の効果を得ることができる。さらに、この中継装置によれば、ダウンリンク信号の中継において第６の実施形態と同一または類似の効果を得ることができる。

なお、第７の実施形態に係る中継装置は、最下流のＲＲＨまたはＢＢＵに接続される場合には、第４の実施形態または第５の実施形態に基づいて変形されてもよい。また、図８では、アップリンク用の伝送路およびダウンリンク用の伝送路が個別に用意されているが、例えば時分割複信（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ ；ＴＤＤ）または周波数分割複信（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ；ＦＤＤ）を用いて１つの伝送路をアップリンク用およびダウンリンク用に共有することもできる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・ＢＢＵ
２０，２１，２２，２３，２４，１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００・・・中継装置
３１，３２，３３，３４・・・ＲＲＨ
１０１，２０１，３１１，６０１・・・受信部
１０２，２０２，３１２，６０２・・・伸長部
１０３，２０３・・・加算部
１０４，２０４，４０４，８０４・・・圧縮部
１０５，２０５，４０５，６０５・・・送信部
２０６，４０６・・・変換部
５０７，６０７・・・逆変換部
８０８・・・テーブル設定部
８０９・・・可変長符号化部

Claims (10)

1. ベースバンド信号処理装置宛てのアップリンク信号を中継する中継装置であって、
   第１の中継装置から第１の圧縮信号を受信する受信部と、
   前記第１の圧縮信号を伸長することによって第１のアップリンク信号を生成する伸長部と、
   第２のアップリンク信号を前記第１のアップリンク信号に加算することによって第３のアップリンク信号を生成する加算部と、
   前記第３のアップリンク信号を圧縮することによって第２の圧縮信号を生成する圧縮部と、
   前記第２の圧縮信号を前記第１の中継装置とは異なる第２の中継装置および前記ベースバンド信号処理装置のうちのいずれか一方へ送信する送信部と
   を具備する、中継装置。
2. 時間領域の第４のアップリンク信号を前記第２のアップリンク信号へと変換する変換部をさらに具備し、
   前記第１のアップリンク信号、前記第２のアップリンク信号および前記第３のアップリンク信号は、周波数領域の信号である、
   請求項１記載の中継装置。
3. 前記変換部は、復調処理において用いられるサンプル数に比べて小さいサンプル数で前記第４のアップリンク信号を前記第２のアップリンク信号へと変換する、
   請求項２記載の中継装置。
4. 前記圧縮部は、前記第３のアップリンク信号の所定数のサンプル毎に可変長符号化テーブルを設定し、設定された可変長符号化テーブルを用いて当該所定数のサンプルの変換係数を可変長符号化することによって前記第２の圧縮信号を生成する、請求項３記載の中継装置。
5. 前記圧縮部は、前記可変長符号化テーブルを変更するか否かを所定の処理単位毎に判定する、請求項４記載の中継装置。
6. 前記圧縮部は、前記所定の処理単位毎に、前記可変長符号化テーブルを変更するか否かを示す第１の情報を符号化し、当該第１の情報が前記可変長符号化テーブルの変更を示すならば変更後の可変長符号化テーブルを示す第２の情報をさらに符号化する、請求項５記載の中継装置。
7. 前記圧縮部は、前記第３のアップリンク信号の所定数のサンプル毎に、予め定義された複数の可変長符号化テーブルのうち１つを選択し、選択された可変長符号化テーブルを用いて当該所定数のサンプルの変換係数を可変長符号化することによって前記第２の圧縮信号を生成する、請求項３記載の中継装置。
8. 前記圧縮部は、前記所定数のサンプル毎に、前記複数の可変長符号化テーブルのうち１つを変換係数の頻度分布の分散に基づいて選択する、請求項７記載の中継装置。
9. 前記圧縮部は、前記分散の絶対値の平均値に基づいて前記複数の可変長符号化テーブルのうち１つを選択する請求項８記載の中継装置。
10. 前記第２のアップリンク信号の信号強度が閾値未満であるならば、前記送信部は前記第１の圧縮信号を前記第２の圧縮信号として送信する、請求項１記載の中継装置。