JPWO2014136193A1 - 基地局装置、基地局システムおよびｉｑデータの圧縮方法 - Google Patents

Abstract

一対の装置間であるＲＥＣ（Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）（１０１）とＲＥ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）（１０２）との間において送受信する変調後のデジタル信号のＩＱデータについて、受信側装置がＲＥ（１０２）のときには、このＲＥ（１０２）のデータ処理に用いない量子化ビットを間引いたデータ圧縮をおこない、転送路であるＣＰＲＩ（１０３）を介してＲＥ（１０２）に送信するＩＱ圧縮処理部（３０２）を備える。

Description

本発明は、基地局装置内の信号を圧縮する基地局装置、基地局システムおよびＩＱデータの圧縮方法に関する。

セルラー無線基地局（基地局）は、無線制御部（ＲＥＣ：Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、無線部（ＲＥ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）とに分けて構成することができる。これらＲＥＣとＲＥは、共通公衆無線インタフェース（ＣＰＲＩ：Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）という光インタフェースで接続され、信号（ＩＱ Ｄａｔａ）を伝送する（例えば、下記非特許文献１参照。）。

ＲＥＣでは、無線通信のベースバンド処理をおこなう。下り方向では、ベースバンド処理後の無線送信電力をＩＱデータとしてＣＰＲＩ経由でＲＥに送信する。上り方向では、ＲＥが受信した無線電力を量子化してＩＱデータとしてＣＰＲＩ経由でＲＥＣに送信する。

昨今のスマートフォンの普及によるトラフィック急増に対応するため、基地局のうちＲＥＣがおこなうベースバンド処理を一つの中央サーバーに集中させ、複数のホットスポットにそれぞれＲＥ（例えばスモールセル）を配置する等の次世代ネットワーク構成が考えられている。

一つのＲＥＣに対して、複数のＲＥが分岐接続される配置構成、複数のＲＥがカスケード（縦列）接続された配置構成、複数のＲＥがカスケード接続された後、さらに複数のＲＥに分岐接続される配置構成等がある。このような複数のＲＥが接続された配置構成において、ＲＥＣから各ＲＥへのＣＰＲＩを用いた送信等では、ＲＥＣからＲＥへのＣＰＲＩの転送容量を増やす必要が生じる。一方、光信号を終端する光モジュールは転送量が増えるほど高価になり、数倍の転送容量を実現しようとしたときにコスト高となるため実現性に乏しくなる。

このようなＣＰＲＩの転送容量の問題を解決するために、ハフマン符号等により信号の圧縮をおこない、転送容量を削減する技術が開示されている（例えば、下記特許文献１参照。）。

特表２０１１−５２６０９５号公報

ＣＰＲＩ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖ５．０、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成２３年９月２１日、Ｅｒｉｃｓｓｏｎ ＡＢ他、［平成２５年２月８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｐｒｉ．ｉｎｆｏ／ｄｏｗｎｌｏａｄｓ／ＣＰＲＩ＿ｖ＿５＿０＿２０１１−０９−２１．ｐｄｆ＞、２．３．Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｏｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ（ｐ．１１−１３）、３．４．２．Ｒｅｑｕｉｒｅｄ Ｕ−ｐｌａｎｅ ＩＱ Ｓａｍｐｌｅ Ｗｉｄｔｈｓ（ｐ．１９−２０）、４．２．１．Ｌｉｎｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ（ｐ．２９）

しかしながら、上記特許文献１の技術では、ハフマン符号の具体的な適用方法が記載されていない。ハフマン符号による圧縮は、幾何分散にのみ効果があり、それ以外は悪化するものであり、ＩＱデータの圧縮に対してどのように適用するか考えられていない。さらに、遅延を最小化する具体的な方法が提示されていない。

ここで、帯域幅が増加するほど転送レートが増加する。なお、サンプルビット幅（ＩＱ ｓａｍｐｌｅ ｗｉｄｔｈ）は、上記非特許文献１（ＣＰＲＩ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖ５．０）において、下りが８−２０ｂｉｔ、上りが４−２０ｂｉｔと定義されているが、変調方式や周波数帯域によって幅が異なる。

上述したネットワーク構成の変更により、１台のＲＥＣに対し、複数台のＲＥが接続される配置において、ＲＥの増設によるＲＥ数の増大、１台のＲＥが扱う周波数帯域の増大、アンテナ数の増大などが生じる。このようなネットワーク変更に応じて、ＲＥＣとＲＥ間の信号についても、転送レートを変更するとともに、最適な圧縮率に変更する必要が生じる。

例えば、通信規格として、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）２０ＭＨｚ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈの運用時には、ＣＰＲＩのサンプリングビット幅として１５ｂｉｔが送信品質上必要とされる。このとき、ＣＰＲＩ転送レートは最低でも２．４Ｇｂｐｓ必要になる。例えば、転送レートが１Ｇｂｐｓであれば１秒でデータ転送完了させなければならず、特許文献１の圧縮技術では、処理負担が増大する。また、高速な動作速度を満たしデータ転送に遅延を生じさせないためには、インタフェースの回路規模を大きくする必要が生じる。

このように、上述したカスケード接続等により１台のＲＥＣに対して分散配置されるＲＥ数の増大時には、ＲＥＣとＲＥ間の信号（ＩＱ Ｄａｔａ）の圧縮および転送レートの設定を適切におこなう必要が生じる。しかし、ＲＥが複数となったとき、システムが許容する遅延の範囲内に収まるようにするデータ転送はおこなえない。

なお、上記の説明では、ＲＥＣからＲＥへのデータ転送を主に説明したが、ＲＥからＲＥＣに対するデータ転送についても同様に、データ転送が許容範囲内にでき、各ＲＥからＲＥＣに対するデータ転送の効率化が求められる。

一つの側面では、本発明は、ＲＥＣと複数のＲＥ間のデータ転送の遅延を低減でき、かつデータ転送を効率化できることを目的とする。

一つの案では、基地局装置は、一対の装置間であるＲＥＣ（Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とＲＥ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）との間において送受信する変調後のデジタル信号のＩＱデータについて、受信側装置のデータ処理に用いない量子化ビットを間引いたデータ圧縮をおこない、転送路を介して受信側装置に送信する圧縮処理部を有する。

一つの実施形態によれば、ＲＥＣと複数のＲＥ間のデータ転送の遅延を低減でき、かつデータ転送を効率化できる。

図１は、実施の形態にかかる基地局装置の内部構成を示す図である。 図２は、ＲＥＣとＲＥ間のデータのデータ処理の流れを示す説明図である。 図３は、ＩＱ圧縮処理部の内部構成例を示すブロック図である。 図４は、ＩＱ圧縮処理とＩＱ復元処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、量子化対象の範囲の絞り込みを説明する図表である。 図６は、下りのベースバンド処理部の一例を示すブロック図である。 図７は、上りのベースバンド処理部の一例を示すブロック図である。 図８は、電力中心値算出部の構成例を示すブロック図である。 図９は、マルチプレクサによるＩＱデータの状態別の出力値を示す真理値表である。 図１０は、分散値算出部の構成例を示すブロック図である。 図１１は、最適化係数算出部の構成例を示すブロック図である。 図１２は、ＲＥの送信電力の変化とダイナミックレンジとを示す図表である。 図１３は、最適化係数算出部のパラメータテーブルの一例を示す図表である。 図１４は、ＩＱサンプル値の一例を時系列で表した図表である。 図１５は、量子化対象の範囲の絞り込みを説明する図表である。 図１６は、ＩＱデータのビット範囲別のサンプル数を示す図表である。 図１７は、スケーリング処理におけるＩＱデータの切り出し範囲を示す図である。 図１８は、スケーリング処理におけるビットシフト状態を示す図である。 図１９は、ＣＰＲＩ転送時の復号用パラメータの領域指定を示す図である。 図２０は、最適化係数に対するキャリブレーションの構成例を示すブロック図である。 図２１は、最適化係数に対するキャリブレーションの他の構成例を示すブロック図である。 図２２は、複数の劣化量別の係数を示す図である。 図２３は、最適化係数に対する劣化量抑制方法の手段としてのキャリブレーション方式の構成例を示すブロック図である。 図２４は、ＩＱ圧縮処理部における圧縮による劣化量の抑制をおこなう構成例を示す図である。 図２５は、システム帯域別の分散算出用のパラメータを示す図表である。 図２６は、ＲＥＣとＲＥ間のデータ圧縮にかかる構成例を示す図である。

（実施の形態）
以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。この実施の形態の基地局装置は、ＲＥＣと、ＲＥとを有する構成において、各種通信方式（例えば、４Ｇ（ＬＴＥ、ＷｉＭａｘ：Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、３Ｇ（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ、ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、２Ｇ（ＧＳＭ：Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）（登録商標））に適用することができる。

（基地局装置の構成例）
図１は、実施の形態にかかる基地局装置の内部構成を示す図である。基地局装置１００は、無線制御部（ＲＥＣ）１０１と、無線部（ＲＥ）１０２とに分けて構成される。これらＲＥＣ１０１とＲＥ１０２は、共通公衆無線インタフェース（ＣＰＲＩ）１０３により接続され、信号（ＩＱ Ｄａｔａ）を伝送する。１台のＲＥＣ１０１に対し、ＲＥ１０２は複数台が並列または縦列接続可能であり、ＲＥＣ１０１と複数台のＲＥ１０２との間にそれぞれＣＰＲＩ１０３が設けられる。

ＲＥＣ１０１では、無線通信のベースバンド処理をおこなう。無線通信の下り方向（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）では、ＲＥＣ１０１によりベースバンド処理後の無線送信電力をＩＱデータとしてＣＰＲＩ１０３を経由して、ＲＥ１０２に送信する。ＲＥ１０２は、指示された無線送信電力を有してアンテナ１０４を介して携帯端末（ＵＥ）１０５に無線送信する。無線通信の上り方向（Ｕｐｌｉｎｋ）では、ＲＥ１０２がアンテナ１０４を介してＵＥ１０５から受信した無線電力を量子化し、ＲＥ１０２はＩＱデータとしてＣＰＲＩ１０３を経由してＲＥＣ１０１に送信する。

図２は、ＲＥＣとＲＥ間のデータのデータ処理の流れを示す説明図である。ＲＥＣ１０１からＲＥ１０２への下り（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）の処理と、ＲＥ１０２からＲＥＣ１０１への上り（Ｕｐｌｉｎｋ）の処理を示している。

Ｄｏｗｎｌｉｎｋ処理では、ＲＥＣ１０１のベースバンド処理部３０１が信号のベースバンド処理をおこなう。ＩＱ圧縮処理部３０２は、ベースバンド処理により得られる量子化ＩＱに対する圧縮処理をおこなう。圧縮されたＩＱデータは、ＣＰＲＩ１０３を介しＲＥ１０２に転送される。ＲＥ１０２は、ＩＱ復元処理部３１１によりＩＱ復元処理する。復元されたＩＱに基づいて、Ｄ／Ａ変換処理部３１２は、デジタル−アナログ変換し、増幅処理部３１３により無線信号を増幅し、ＵＥ１０５に向けて無線送信する。

Ｕｐｌｉｎｋ処理では、ＵＥ１０５が送信した無線電波を受信処理部３２１により受信し、Ａ／Ｄ変換処理部３２２によりアナログ−デジタル変換する。ＩＱ圧縮処理部３２３は、Ａ／Ｄ変換後の量子化ＩＱに対する圧縮処理をおこなう。圧縮されたＩＱデータは、ＣＰＲＩ１０３を介しＲＥＣ１０１に転送される。ＲＥＣ１０１は、ＩＱ復元処理部３３１によりＩＱ復元処理する。ベースバンド処理部３３２は、ＩＱ復元後のベースバンド処理をおこなう。

これらＤｏｗｎｌｉｎｋとＵｐｌｉｎｋのＩＱ圧縮処理、ＩＱ復元処理は、いずれも量子化ＩＱを処理する共通の方式である。この実施の形態では、ＲＥＣ１０１とＲＥ１０２間のＣＰＲＩ１０３を介してＩＱデータ（量子化ＩＱ）を受け渡す際に、無線の品質目標値（ＥＶＭ：Ｅｒｒｏｒ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ等）を劣化することなく、転送データ量を削減する所定の圧縮方式を用いる。

図３は、ＩＱ圧縮処理部の内部構成例を示すブロック図である。図２に示したＲＥＣ１０１に設けたＩＱ圧縮処理部３０２の内部構成に相当する。ＩＱ圧縮処理部３２３についても同様の構成となる。

ＩＱ圧縮処理部３０２は、電力中心値算出部４０１と、分散値算出部４０２と、最適化係数算出部４０３と、スケーリング部４０４と、劣化量算出部４０５とを含む。

電力中心値算出部４０１には、生成された量子化ＩＱが入力され、ＲＥＣ１０１が送信しようとする電力の中心値（定格電力に相当）を算出する。ＩＱデータ（量子化ＩＱ）は、時間経過毎に異なる送信電力を示している。分散値算出部４０２は、量子化ＩＱと、電力中心値算出部４０１が算出した電力の中心値に基づいて、送信電力の分散値を算出する。最適化係数算出部４０３は、量子化ＩＱと、分散値算出部４０２により算出された送信電力の分散値と、係数算出指標に基づいて、圧縮の際の最適化係数を算出する。

スケーリング部４０４は、最適化係数算出部４０３により算出された最適化係数に基づき、量子化ＩＱを圧縮し、圧縮ＩＱデータを出力する。この圧縮は、後述するように、サンプルビット幅を削減することによりおこなう。劣化量算出部４０５は、圧縮処理によるサンプルビット幅削減による無線品質の劣化量を算出する。この劣化量算出部４０５により算出した劣化量に基づき、最適化係数算出部４０３は品質目標値（ＥＶＭ等）を満たすように最適化係数を変更する。

（ＩＱ圧縮処理とＩＱ復元処理）
図４は、ＩＱ圧縮処理とＩＱ復元処理の流れを示すフローチャートである。ＤｏｗｎｌｉｎｋにおけるＩＱ圧縮処理と、ＩＱ復元処理を例に説明する。図４の（ａ）に示すＩＱ圧縮処理をはじめに説明する。ＲＥＣ１０１のＩＱ圧縮処理部３０２は、ＲＥＣ１０１からＲＥ１０２に送信する情報に対してベースバンド処理をおこなった後のＲＥ１０２における送信空中線電力を時系列で量子化されたデータ（量子化ＩＱ）を受け取る。

量子化は、例えば、３ＧＰＰに基づくベースバンド処理で出力されうる全ＩＱデータのとりうる範囲を量子化する。このときのサンプルビット幅（ＩＱ ｓａｍｐｌｅ ｗｉｄｔｈ）は、上記非特許文献１の「３．４．２章 Ｒｅｑｕｉｒｅｄ Ｕ−ｐｌａｎｅ ＩＱ Ｓａｍｐｌｅ Ｗｉｄｔｈｓ」の記載によれば、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ（下り）で８ｂｉｔ〜２０ｂｉｔ、Ｕｐｌｉｎｋ（上り）で４ｂｉｔ〜２０ｂｉｔと定義されている。ここで、どのようなビット幅を用いるかは、使用する無線の変調方式や帯域幅によって異なる。例えば、ＬＴＥの２０ＭＨｚ帯域送信の場合、一般的に最小送信電力と最大送信電力を確保して、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調を実現させるためには、１５ｂｉｔ以上のビット幅が用いられる。

以下、図４の（ａ）に示す４つの処理内容である「電力中心値算出：ステップＳ５０１」、「分散値算出：ステップＳ５０２」、「最適化係数算出：ステップＳ５０３」、「スケーリング（圧縮）：ステップＳ５０４」により、少ないサンプルビット幅で等量のデータを送受信するＩＱ圧縮がおこなえるようになる。

はじめに、ＩＱ圧縮処理部３０２は、「電力中心値算出：ステップＳ５０１」により、ＲＥ１０２によって送信する空中線電力（送信電力）の平均値Ｖａを算出する。ＲＥＣ１０１が平均値期待値をすでにパラメータとして持っている場合は、その値で代用してもよい。

次に、ＩＱ圧縮処理部３０２は、「分散値算出：ステップＳ５０２」により、所定期間における空中線電力の平均値Ｖａに対する分散値Ｖσを算出する。

この後、「最適化係数算出：ステップＳ５０３」では、ＲＥ１０２の空中線出力ダイナミックレンジＶｒｅ＿ｍａｘと、Ｖｒｅ＿ｍｉｎを定義する。空中線出力ダイナミックレンジは、ＲＥ１０２等外部（図４の例ではＤＢ５００）から取得してもよい。例えば、Ｖｒｅの値は、ＲＥ１０２の実力値をパラメータとして手動設定するほか、ＲＥ１０２から報告を受けた値を設定してもよい。

次に、「スケーリング（圧縮）：Ｓ５０４」では、有効サンプルビット長を抽出する。圧縮に必要最低限のＩＱサンプルビット幅を算出するために、空中線電力値の量子化対象の範囲を絞る。この量子化対象の範囲の絞り込みは、下記１．〜４．に基づきおこなう。

１．装置送信出力ダイナミックレンジ方式（ＲＥのダイナミックレンジに基づく量子化対象の範囲の絞り込み処理）
分散値Ｖσのうち、空中線出力ダイナミックレンジＶｒｅ＿ｍａｘ以上、および空中線出力ダイナミックレンジＶｒｅ＿ｍｉｎ以下の電力値は対象として排除する。この排除した部分は、実施の形態を適用しない場合の冗長データに相当する。

２．電力値正規分布方式（ＩＱデータの分散に基づく量子化対象の範囲の絞り込み処理）
ＩＱサンプルビット幅の範囲を絞るために、Ｖａ−Ａ×Ｖσ以下と、Ｖａ＋Ａ×Ｖσ以上となる電力値を量子化対象から排除する。Ａは、最適化係数パラメータである。例えば、Ａ＝３とすると、統計学上の３σの理論に則り、量子化する範囲として全体の９９．７％をカバーできることになる。Ａの値の決定は、システム試験で得られる結果から通信品質（特にＥＶＭ）が劣化しない値を選定する。

３．ウインドウ方式（ウインドウ方式による量子化対象の範囲の絞り込み処理）
ウインドウ方式は、上記１．ＲＥのダイナミックレンジと、２．ＩＱデータの分散とを組み合わせた方式である。

４．オフセット係数を用いた量子化対象の範囲の絞り込み処理
ＩＱデータ（量子化ＩＱ）に対してオフセット係数ｘを掛けることにより、分散値算出で導出したＩＱデータの分散を縮小し、有効サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を削減する。これに限らず、上記１．〜３．により絞り込み後にＩＱデータに対して適用し、さらに絞り込み範囲を狭めることもできる。
上記１．〜４．の各絞り込み内容の詳細は後述する。

図５は、量子化対象の範囲の絞り込みを説明する図表である。横軸はサンプルビット幅、縦軸はＩＱデータのサンプル数（例えばＮ個）である。図５には、ＲＥＣ１０１がＩＱデータによりＲＥに伝える送信電力の指定値のＮ個のサンプルの分布特性曲線と、そのばらつき（分散）を示している。そして、図中Ｗ１は、上記「１．ＲＥのダイナミックレンジに基づき絞り込んだ量子化対象の範囲」を示す。また、図中Ｗ２は、上記「２．ＩＱデータの分散に基づく量子化対象の範囲」を示す。また、図中Ｗ３は、スケーリング後（ＣＰＲＩ１０３に送信する）のＩＱデータの有効サンプルビット幅を示す。

有効サンプルビットの下限Ｗｉｑｗ＿ｍｉｎと、上限Ｗｉｑｗ＿ｍａｘは下記で表すことができる。
Ｗｉｑｗ＿ｍｉｎ＝ｃｅｉｌ（ＭＡＸ（Ｖｒｅ＿ｍｉｎ，Ｖａ−Ａ×Ｖσ））
Ｗｉｑｗ＿ｍａｘ＝ｆｌｏｏｒ（ＭＩＮ（Ｖｒｅ＿ｍａｘ，Ｖａ＋Ａ×Ｖσ））
（ｃｅｉｌ（ｘ）は天井関数、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は底関数）

図５に示す例では、０〜１４までの１５ビットのサンプルビット数で表現される送信電力値について、圧縮により７〜１３までの７ビットだけで表現できることになり、５０％のＩＱデータ圧縮が実現できることになる。

この後、図４の（ａ）に示す「ＣＰＲＩ Ｍａｐｐｉｎｇ：ステップＳ５０５」では、抽出した有効サンプルビットをＣＰＲＩのＩＱデータ領域へマッピングをおこなう。また、ＲＥ１０２側でデータを復元するのに必要な情報をＣＰＲＩ ｌａｙｅｒ２のＣｏｎｔｒｏｌ Ｗｏｒｄ（参照：上記非特許文献１）内のＶｅｎｄｏｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃの領域に格納してＲＥ１０２に通知する。なお、Ｖｅｎｄｏｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ領域のビット位置は任意である。

ＲＥ１０２に通知する情報は以下の通りである。
１）サンプルビット長Ｌｓ（ＩＱ Ｓａｍｐｌｅ Ｗｉｄｔｈ）
２）上記１）のうち、最初のビットの示す２のべき乗数Ｂ（例えば、Ｂ＝７なら最初のビットは２＾７の電力値を示す。）
３）最適化係数更新インターバルＮｔ（ＣＰＲＩのＢａｓｉｃ Ｆｒａｍｅを何度処理した後に、最適化係数更新をおこなうかの期間を示す。例えば、ＬＴＥであれば、ＯＦＤＭシンボル毎に最適化係数を更新する。）

上記のようにしてＲＥＣ１０１内にて処理された圧縮後のＩＱデータがＣＰＲＩ１０３を経由してＲＥ１０２に送られる。

次に、図４（ｂ）を用いて圧縮ＩＱデータを受信した際のＩＱ復元処理について説明する。Ｄｏｗｎｌｉｎｋの場合、ＲＥ１０２のＩＱ復元処理部３１１は、はじめに、「ＣＰＲＩ ＤｅＭａｐｐｉｎｇ：ステップＳ５１１」をおこない、Ｌｓ、Ｂ、Ｎｔを受信したＣＰＲＩ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｏｒｄから抽出する。次に、「逆スケーリング処理：ステップＳ５１２」では、上記Ｌｓ、Ｂ、Ｎｔを用いて各圧縮後のＩＱデータの復元をおこなう。上記により、ＲＥ１０２は、ＲＥＣ１０１によるベースバンド処理後の量子化ＩＱの復元をおこない、復元された量子化ＩＱが示す空中線電力（送信電力）に基づく送信をおこない、携帯端末（ＵＥ）１０５と通信する。

上記によれば、ＩＱデータをＲＥＣとＲＥ間で転送（送受信）するにあたり、これまで考慮されていなかったＲＥの送信電力ダイナミックレンジ外のＩＱデータを冗長データとして削減する。また、ＩＱデータの示す空中線電力の分散状況からとりうる電力値の頻度が一定割合より低い電力のものを冗長データとして削減する。これらにより、ＣＰＲＩの転送路（光回線）におけるＩＱデータを効率的に圧縮でき、大きな転送容量を必要とする通信方式にも対応しつつ複数のＲＥの分散配置が可能となる。

そして、ＣＰＲＩのデータ転送容量に対して上記のＩＱ圧縮を適用することにより、ＣＰＲＩ上にて転送されるＩＱデータを、３０％〜７０％削減できる。例えば、５０％削減により、ＲＥＣは、既存のＣＰＲＩ光物理回線を用いながら、２つ（２箇所）分のＲＥ１０２との間でのデータ転送が可能となる。これにより、既存の光回線インフラの増強を最小限に抑えながら、ＲＥの設置数を増やせるようになる。そして、１台のＲＥＣに対して複数台のＲＥをＣＰＲＩにより接続して通信エリアを拡張する次世代ネットワークに柔軟に対応できるようになる。

（ＩＱデータ圧縮にかかる各機能部の詳細）
次に、上記ＩＱデータ圧縮にかかる各機能部の詳細について説明する。

（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ量子化ＩＱ生成）
Ｄｏｗｎｌｉｎｋのベースバンド処理部３０１がおこなうＩＱ圧縮処理部３０２のインプットデータである量子化ＩＱ生成について説明する。量子化ＩＱは、３ＧＰＰ標準仕様に基づくベースバンド処理である。

図６は、下りのベースバンド処理部の一例を示すブロック図である。以下の説明順にデータ処理されていく。ＣＲＣ付加部（ＣＲＣ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）７０１は、Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ＢｌｏｃｋにＣＲＣを付加する。コードブロック分割部／コードブロックＣＲＣ付加部（Ｃｏｄｅ ｂｌｏｃｋ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ／Ｃｏｄｅ ｂｌｏｃｋ ＣＲＣ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）７０２は、コードブロック（Ｃｏｄｅ ｂｌｏｃｋ）の分割とＣＲＣを付加する。チャネル符号化部（Ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｒｄｉｎｇ）７０３は、ターボ符号化（Ｔｕｒｂｏ ｃｏｄｉｎｇ）／テールバイティングたたみ込み符号化（Ｔａｉｌ ｂｉｔｉｎｇ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｃｏｄｉｎｇ）をおこなう。

レートマッチング部（Ｒａｔｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ）７０４は、符号化の際のレートマッチング（Ｒａｔｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ）をおこなう。コードブロック結合部（Ｃｏｄｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ）７０５は、コードブロック（Ｃｏｄｅ ｂｌｏｃｋ）を結合する。スクランブル部（Ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）７０６は、コードワード（Ｃｏｄｅｗｏｒｄ）に対してビットスクランブル（ｂｉｔ ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）をおこなう。

モジュレーションマッパー部（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｍａｐｐｅｒ）７０７は、ＱＰＳＫ、６４ＱＡＭなどの各種変調をおこなう。レイヤーマッパー部（Ｌａｙｅｒ ｍａｐｐｅｒ）７０８は、トランスミッションレイヤー（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）のマッピングをおこなう。プリコーディング部（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）７０９は、トランスミッションレイヤー（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）のデータにプリコーディング（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）をおこなう。

リソースエレメントマッパー部（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍａｐｐｅｒ）７１０は、サブキャリア（Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）にプリコーディング（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）されたデータをマッピングする。ＯＦＤＭ信号生成部（ＯＦＤＭ Ｓｉｇｎａｌ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）７１１は、ＩＦＦＴ、Ｃｙｃｌｉｃ ＰｒｅｆｉｘをおこないＯＦＤＭ（直交周波数分割多重方式）信号を生成する。

（Ｕｐｌｉｎｋ量子化ＩＱ生成）
Ｕｐｌｉｎｋのベースバンド処理部３３２がおこなう量子化ＩＱ生成について説明する。図７は、上りのベースバンド処理部の一例を示すブロック図である。以下の説明順にデータ処理されていく。

ＳＣ−ＦＤＭＡ信号復号部（ＳＣ−ＦＤＭＡ Ｓｉｇｎａｌ ｄｅｃｏｄｉｎｇ）８０１は、ＵＥ１０５からの受信電波をＳＣ−ＦＤＭＡ方式により復号する。リソースエレメントデマッピング部（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ Ｄｅｍａｐｐｉｎｇ）８０２は、リソースブロックからデータの抽出をおこなう。チャネル推定部（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）８０３は、周波数推定をおこなう。デモジュレーション部（Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）８０４は、二次変調の複号処理をおこなう。デスクランブル部（Ｄｅｓｃｒａｍｂｌｅ）８０５は、スクランブリングコードの解除をおこなう。ビットデコレクション部（Ｂｉｔ Ｄｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）８０６は、データのビットデコレクション処理（Ｂｉｔ Ｄｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）をおこなう。チャネル復号部（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ）８０７は、チャネル毎のデータ複号をおこなう。ＣＲＣチェック部（ＣＲＣ Ｃｈｅｃｋ）８０８は、データのＣＲＣの確認をおこなう。

（量子化ＩＱについて）
上述した量子化ＩＱは、図６に示すＯＦＤＭ信号生成部７１１の出力である。この量子化ＩＱとは、ベースバンドチャネルがアンテナ−搬送波チャネルのうちの一つに対応する信号サンプルのシーケンスである。各信号サンプルは同相（Ｉ）サンプルと、直交（Ｑ）サンプルを含む。

（電力中心値算出）
図８は、電力中心値算出部の構成例を示すブロック図である。電力中心値算出部４０１がおこなう電力中心値算出処理の詳細について説明する。電力中心値算出部４０１は、マルチプレクサ９０１と、平均値算出部９０２とを含む。

量子化ＩＱデータの同相（Ｉ）、直交（Ｑ）のそれぞれのサンプルは、空中線電力の振幅を表す。電力中心値算出部４０１では、Ｉ，Ｑそれぞれについてのバイナリ表示における有効桁数の平均値を算出する。図８では便宜上、ＩＱデータを一括して処理する例を示している。実際は、同相（Ｉ）サンプル列と直交（Ｑ）サンプル列を並行に処理している。処理するＩＱデータサンプル数はＮとする。マルチプレクサ９０１では、入力されるＩＱデータの有効桁数を算出する。ＩＱデータの有効ビット幅をｘとする。

図９は、マルチプレクサによるＩＱデータの状態別の出力値を示す真理値表である。Ｎ個のサンプルそれぞれの出力値がサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）に相当する。平均値算出部（１／Ｎ Σ）９０２では、Ｎサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）を求め、この平均値を電力中心値とする。

（分散値算出）
図１０は、分散値算出部の構成例を示すブロック図である。分散値算出部４０２がおこなう分散値算出処理の詳細について説明する。分散値算出部４０２は、ＩＱデータのＮ個のサンプルが示す分散値σ（標準偏差）を算出する。分散値σは、ＩＱデータのサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）と、Ｎサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）とに基づき求めることができる。

分散値σの算出は下記式（１）により表すことができる。図１０の（ａ）には、この式（１）に対応する分散値算出部４０２の構成例である。この例では、加算器１１０１、乗算器１１０２，１１０４、積算部１１０３、平方根算出部１１０５とを含む。

加算器１１０１では、サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）からＮサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）の差分値を求める。この差分値は、乗算器１１０２により乗算され、積算部１１０３によりＮサンプル分が積算される。この後、乗算器１１０４により１／Ｎ乗算され、平方根算出部１１０５により平方根演算されて、分散値σが求められる。

上記式（１）および図１０の（ａ）に示す処理では、加算器１１０１による最初の和演算において、ＩＱデータのサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）にＮサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）の値を足し込む必要がある。このため、Ｎサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）を事前に算出しておく必要が生じる。この平均の算出は、Ｎ個のデータを取得し一度走査する必要があるため、上記の処理ではＮ個のデータをシリアルに二回の走査をおこなう必要が生じ、処理遅延が生じる。

このような処理遅延の低減化のために、上記式（１）を下記式（２）のように式変換して得ることができる。

図１０の（ｂ）は、下記式（２）に対応する分散値算出部４０２の他の構成例である。この例では、並列な２つの乗算器１１０２ａ，１１０２ｂと、積算部１１０３と、乗算器１１０４と、加算器１１０１と、平方根算出部１１０５とを含む。ＩＱデータのサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）が入力される処理系と、サンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）が入力される処理系とを並列に分けて設けている。

一方の処理系では、乗算器１１０２ａにより、サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）が乗算され、積算部１１０３による積算値を求め、乗算器１１０４により１／Ｎ乗算される。他方の処理系では、乗算器１１０２ｂにより、Ｎサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）を求める。

加算器１１０１では、一方の処理系によるサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）に対する処理結果から、他方の処理系によるＮサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）の処理結果を減算し、平方根算出部１１０５により平方根演算されて、分散値σが求められる。

上記構成例によれば、Ｎサンプルのサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を入力とする処理系と、Ｎサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）を入力とする処理系が個別に、Ｎ個のサンプルに対する並列演算をおこない、結果の合流点である加算器１１０１における差分算出以降の処理と合わせてＮ＋（定数）の処理数（ステップ）を有して分散値σを求めることができるため、図１０（ａ）の構成に比して遅延を抑制できるようになる。

（最適化係数算出）
図１１は、最適化係数算出部の構成例を示すブロック図である。最適化係数算出部４０３は、ＩＱデータを圧縮する際の圧縮調整値（最適化係数）を算出する。最適化の方式は複数あり、用途、装置実力、品質等にしたがって適切な圧縮サンプルビット幅（圧縮ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を算出する。

品質指標は、圧縮に伴う通信品質のターゲットによって異なる。品質指標パラメータを以下に挙げる。
・通信品質。ＥＶＭなどを指標として用いる。

装置指標は、係数算出の入力となるその他のパラメータである。装置指標のパラメータを以下に挙げる。
・装置送信電力（ダイナミックレンジ）
・係数算出に使用するＩＱデータのサンプル数
・算出した係数値を適用するＩＱデータのサンプル数（圧縮の単位）

標準偏差は、分散値算出で求めたσを用いる。
上記パラメータから、複数の量子化対象の範囲の絞り込み方式について、方式毎の係数と、圧縮サンプルビット幅（圧縮ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を導出する。以下、上述した１．〜４．の各量子化対象の範囲の絞り込み方式について説明する。

１．ＲＥのダイナミックレンジに基づく量子化対象の範囲の絞り込み処理
図１２は、ＲＥの送信電力の変化とダイナミックレンジとを示す図表である。横軸は時間、縦軸は送信電力である。ＲＥ１０２は、送信する電力のダイナミックレンジを有する。このダイナミックレンジの最大値をＰｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘ、最小値をＰｄ＿ｐｏｗ＿ｍｉｎとする。

ＩＱデータサンプルの示す送信電力（電力値：Ｐｏｗｅｒ）について、Ｐ＜Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍｉｎと、Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘ＜Ｐを満たすサンプルは、前者をＰ＝Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍｉｎ、後者をＰ＝Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘと読み換えが可能である。

図１２のａ区間は、Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘ以上の電力が検出されるが、Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘ以下、つまりＲＥ１０２の送信電力のダイナミックレンジの範囲内の電力が検出されないことから、この区間のＩＱデータはゼロとなる。同様に、ｂ，ｃ区間はダイナミックレンジの範囲内の値をとる。ｄ区間は、Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍｉｎ以下の電力であり、検知されないので電力値はゼロとなる。ｅ，ｆ区間はｂ，ｃ区間と同様にして扱う。

これにより、ＩＱデータサンプルのとりうる範囲Ｗ１がダイナミックレンジに対応して狭まり、範囲Ｗ１を超えるサンプルｎ１，ｎｘを削除して、有効サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を削減できる。有効サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）は整数なので、天井関数と床関数をつかって、以下のように表すことができる。

サンプル最大値を表す有効桁数Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍａｘ＝ｆｌｏｏｒ（ｌｏｇ２（Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘ）＋１）
サンプル最小値を表す有効桁数Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ＝ｃｅｉｌ（ｌｏｇ２（Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍｉｎ）＋１）

このＲＥのダイナミックレンジによる量子化対象の範囲の絞り込み方式を採用した場合、有効ビット幅（ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）は、Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍａｘ−Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ＋１で表される。通常のビット幅（ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）の最大値、最小値をそれぞれ、Ｂ＿ｍａｘ，Ｂ＿ｍｉｎとすると、本方式により有効ｂｉｔ ｗｉｄｔｈをＢ＿ｍａｘ−Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍａｘ＋Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ−Ｂ＿ｍｉｎの分だけ削減できる。削減された情報は、もともとＲＥ１０２が送信出力不可能な範囲であり、本方式採用による品質劣化は生じない。

図１３は、最適化係数算出部のパラメータテーブルの一例を示す図表である。圧縮率は「圧縮後ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ」／「量子化ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ」とする。小文字アルファベットと、小文字アルファベット添え字のパラメータは定数とする。図１３に示すように、目標とする通信品質別に、ダイナミックレンジおよびＩＱサンプリング数の組み合わせが異なる。また、ＬＴＥやＣＤＭＡが規定するシンボル単位以外の圧縮単位の選び方としては、サンプリング数指定も可能である。例えば、通信品質Ａ４，Ａ５についてそれぞれＩＱサンプル数を５００，１０００と指定してもよい。

２．ＩＱデータの分散に基づく量子化対象の範囲の絞り込み処理
図１４は、ＩＱサンプル値の一例を時系列で表した図表である。横軸は時間、縦軸はＩＱデータが示す送信電力である。また、図１５は、量子化対象の範囲の絞り込みを説明する図表である。横軸はサンプルビット幅、縦軸はＩＱデータのサンプル数（例えばＮ個）である。これらは、３ＧＰＰ規格に基づき、ＬＴＥのＥ−ＴＭ１．１送信プロファイルで使用された実データである。

図１５に示すように、ＲＥ１０２に出力するＩＱデータ（送信電力のサンプル）の値は正規分布となる。したがって、標準偏差σの定数倍Ａ×σを利用して、一定確率以下の電力値を表すサンプルを削減することで、ＩＱデータのサンプルビット数（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を削減する。

そして、電力中心値算出部４０１により、電力中心値Ｐａ（図５のＶａに相当）を求めておく。ＩＱデータの各サンプルの電力値（真値）をＰとすると、−Ａ×σ＜Ｐ＜Ａ×σの範囲Ｗ２を満たすＰのみを有効サンプルとし、条件外のサンプルは捨てることで、Ｐの範囲を絞ることができる。定数Ａは、品質指標と圧縮率のターゲットに基づき調整可能なパラメータである。

３．ウインドウ方式による量子化対象の範囲の絞り込み処理
ウインドウ方式は、上記１．ＲＥのダイナミックレンジと、２．ＩＱデータの分散、との組み合わせである。有効サンプルビット幅（ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）の最大値と最小値は以下の式で求められる。
最大値Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍａｘ＝ｆｌｏｏｒ（ＭＩＮ（ｌｏｇ２（Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘ），Ｐａｖｅ＋Ａσ）＋１）
最小値Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ＝ｃｅｉｌ（ＭＡＸ（ｌｏｇ２（Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍｉｎ），Ｐａｖｅ−Ａσ）＋１）

４．オフセット係数を用いた量子化対象の範囲の絞り込み処理
この方式では、分散値算出で導出したＩＱデータの分散を縮小し、有効サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を削減する。

図１６は、ＩＱデータのビット範囲別のサンプル数を示す図表である。横軸はサンプルビット幅、縦軸はサンプルビット幅毎のＩＱデータのサンプル数である。ＩＱデータ（量子化ＩＱ）のばらつき（分散値σ）を示す。この量子化ＩＱをさらに圧縮するために分散値を縮小させる。図において、分散値の縮小は、系列２のサンプル値全体にオフセット係数ｘ（１＜ｘ＜２）を掛け合わせた結果、系列１（このときの分散をσ’とする）が得られる。

系列３のばらつきをσ、中心値Ｐａとしたとき、理論上、ばらつきの９９．７％をカバーするＰａ−３σの値が、５＜Ｐａ−３σ＜６のとき、系列１のばらつきをσ’、中心値をＰａ’（＝Ｐａ×ｘ）とすると、６＜Ｐａ’−３σ’＜７となった場合、情報の質を劣化することなく、有効サンプルビット幅（ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を削減することができる。

図１６に示す例では、１ビット削減するために、１＜ｘ＜２、かつ６＜Ｐａ’−３σ’＜７を満たすようなオフセット係数ｘを用いることとしたが、このオフセット係数ｘの値は、品質指標目標に応じて決定されるべきパラメータである。例えば、目標圧縮率が明確で有効サンプルビット幅（ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）が固定値の場合などに、このオフセット方式を利用することができる。

このオフセット方式は、上記例のように量子化ＩＱに対して直接適用することに限らず、最適化係数算出のための絞り込みの他の方法１．，２．もしくは３．による絞り込み後のＩＱデータに対して組み合わせて適用することにより、さらに有効サンプルビット幅を削減できるようになる。

（スケーリング）
スケーリング部４０４がおこなうスケーリングは、ＩＱデータを転送路（ＣＰＲＩ１０３）に送信する前に、不要ビットを削除して前詰めにデータを整形する処理である。上述したように、最適化係数算出では１．〜４．の各方式があったが、このスケーリングは最適値算出の方式によらずに、以下の方式でスケーリング処理する。

図１７は、スケーリング処理におけるＩＱデータの切り出し範囲を示す図である。横軸はサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）、縦軸はＩＱデータのサンプル数である。スケーリングでは、はじめに最適化係数の算出により導出した最小値をＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ＝Ｐ＿ｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ、最大値をＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ＝Ｐ＿ｒａｎｇｅ＿ｍａｘとする。また、量子化ＩＱデータの最大値をＰｍａｘとし、最小値をＰｍｉｎとする。この後、下記１），２）のビット切り捨て処理をおこなう。

１）上位ビットの切り捨て処理
Ｐｍａｘ−Ｐ＿ｒａｎｇｅ＿ｍａｘ≧１のとき、上位（Ｐｍａｘ−Ｐ＿ｒａｎｇｅ＿ｍａｘ）ｂｉｔで示されるＩＱデータは無視する。それ以外の条件の場合は、切り捨て可能なビットはないので、切り捨て処理はおこなわない。

２）下位ビットのビットシフト処理
下位ビットの扱いについても切り捨てる点において上位ビットの切り捨て処理と同等である。しかし、転送路（ＣＰＲＩ１０３）に圧縮データとして詰めて格納するために、有効サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）に対して−２＾（Ｐ＿ｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ−Ｐｍｉｎ）を掛け合わせて、波形全体を図の左に（Ｐ＿ｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ−Ｐｍｉｎ）ビットシフトさせる。

図１８は、スケーリング処理におけるビットシフト状態を示す図である。図１７に対して、上位ビットの切り捨て処理と、下位ビットのビットシフト処理を適用後の状態を示している。図示のように、有効サンプルビット幅は、１〜７ビットの計７ビットを用いる。このスケーリング処理により、転送帯域を節約でき、ＣＰＲＩ１０３上での複数のＩＱデータの同時転送が可能となる。

（圧縮後のＩＱデータ転送）
ＩＱ圧縮処理によりＩＱデータの有効サンプルビット幅（ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を削減した圧縮後ＩＱデータは、ＲＥＣ１０１から圧縮された状態で転送路（例えば、ＣＰＲＩ１０３）に送信される。転送路通過後、ＲＥ１０２のＩＱ復元処理部３１１により復号がおこなわれる。圧縮後ＩＱデータの転送方式について説明する。

圧縮後のＩＱデータは、復号に必要な復号用パラメータをＩＱ復元処理部３１１に伝える必要がある。上述した最適化係数の各算出方式によらずＲＥＣ１０１が転送路を介してＲＥ１０２に対して転送が必要なパラメータとしては、Ｐ１：圧縮後ＩＱのビットシフト数、Ｐ２：圧縮後ＩＱの有効ビット幅がある。

また、上記の圧縮方式（絞り込み方式）のうち、ＲＥＣ１０１が転送路を介してＲＥ１０２のＩＱ復元処理部３１１に送信する必要があるパラメータは以下の通りである。１．装置送信出力ダイナミックレンジ方式、２．電力値正規分布方式、３．ウインドウ方式においては、パラメータ送信は不要である。４．オフセット方式では、Ｐ３：オフセット係数を送信する。

（転送路がＣＰＲＩの場合の復号用パラメータの送信について）
転送路がＣＰＲＩ１０３である場合における、上記復号用パラメータの送信方法について説明する。ＣＰＲＩ１０３を用いた場合の復号用パラメータの送信は、Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｗｏｒｄでおこなう（上記非特許文献１、４．２．７．４ Ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ，Ｆｉｇ１５，ｐ４７参照。）。

図１９は、ＣＰＲＩ転送時の復号用パラメータの領域指定を示す図である。２５６のＣｏｎｔｒｏｌ Ｗｏｒｄのうち、復号用パラメータはＲｅｓｅｒｖｅｄ領域のビットを使用して転送すればよい。

（キャリブレーション）
図２０は、最適化係数に対するキャリブレーションの構成例を示すブロック図である。最適化係数算出部４０３により算出された最適化係数は、劣化量算出部４０５により算出された劣化量に基づき、キャリブレーション（補正）される。最適化係数算出部４０３は、キャリブレーション後の最適化係数をスケーリング部４０４に出力する。キャリブレーション処理は、１．高速ループ処理、あるいは、２．低速ループ処理のいずれかを選択できる。

１．高速ループ
劣化量算出部４０５は、ビット削減前のＩＱデータと、ビット削減後のＩＱデータを比較し、劣化量を算出する。最適化係数算出部４０３は、劣化量が所定の閾値を超える劣化となった場合に、劣化量（通信品質）を抑える最適化係数を再度算出する。この高速ループでは、ＯＦＤＭシンボル単位（約７１．４ｕｓ）でキャリブレーションをおこなう。ＩＦＦＴ／ＦＦＴ、またはＩＤＦＴ／ＤＦＴ単位で補正をおこなう。短区間での補正が可能であり、電力の劣化を瞬時に抑制できる。

２．低速ループ
劣化量算出部４０５は、ＴＴＩ単位で補正をおこなう。これにより、物理チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）単位で無線品質に即した補正が可能となり、無駄のない（マージンを最小限にする）キャリブレーションをおこなうことができる。１−１０ｍｓの補正（長区間の補正）が可能である。劣化量算出部４０５は、ビット削減後のＩＱデータからＥＶＭを確認し、劣化量を算出する。最適化係数算出部４０３は、劣化量が所定の閾値を超える劣化となった場合に、劣化量（通信品質）を抑える最適化係数を再度算出する。

また、上記１．高速ループと、２．低速ループとを組み合わせて適用することもできる。１．の方式で劣化量が閾値以上の場合に、２．の処理をおこなうことで、最低の通信品質を底上げすることができる。すなわち、１．の結果が良であれば、必ず２．の結果も良である。１．の結果が不良の場合、２．の結果で改善することが可能となる。

図２１は、最適化係数に対するキャリブレーションの他の構成例を示すブロック図である。この構成例では、最適化係数算出部４０３は、予め複数の劣化量別のビット削減量を算出しておき、保持しておく。そして、劣化量算出部４０５が算出した劣化量に対応するビット削減量をセレクタ２２０１により選択してスケーリング部４０４に出力する。この構成例によれば、上述した無線の品質目標値（ＥＶＭ）を算出し、このＥＶＭに基づき劣化量を算出することができる。

図２２は、複数の劣化量別の係数を示す図である。最適化係数算出部４０３は、各劣化量Ｘ１〜Ｘｎ別の最適化係数１〜ｎを保持している。例えば劣化量Ｘ１のとき、１ビット削減する係数１とする。劣化量Ｘｎのとき係数ｎはｎビット削減する。

図２３は、最適化係数に対する劣化量抑制方法の手段としてのキャリブレーション方式の構成例を示すブロック図である。図においてＣｏｆは、上述した「量子化対象の範囲の絞り込み１．〜４．」のビット削減前ＩＱから削減後ＩＱを算出するそれぞれのオフセット係数である。（１．の分散を利用したｂｉｔ削減は、０１１１１１１００００００などのビットマスクが係数となる。）図において劣化量算出部４０５では、圧縮前後のＩＱの差などからキャリブレーション値を算出する。ＲＥＣ１０１側の最適化係数算出部４０３には、上記同様に品質指標、装置指標、標準偏差σが入力され、これらに基づきオフセット係数Ｃｏｆを求める。劣化量算出部４０５は、このオフセット係数Ｃｏｆに基づきビット削減したＩＱデータと、ビット削減前のＩＱデータの差分値の平均値をキャリブレーション値としてＲＥ１０２に送信する。ＲＥ１０２側には、キャリブレーション復号部２４０１を設ける。このキャリブレーション復号部２４０１は、ＲＥＣ１０１側から送信されたキャリブレーション値と、圧縮後ＩＱデータを受信し、これらに基づき、キャリブレーション復号をおこなう。

図２４は、ＩＱ圧縮処理部における圧縮による劣化量の抑制をおこなう構成例を示す図である。キャリブレーション値の算出にかかる構成について記載してある。ＩＱ圧縮処理部３０２は、乗算器２５０１，２５０２，２５０５と、加算器２５０３と、積算部２５０４とを含む。ビット削減前ＩＱデータは、乗算器２５０１によりオフセット係数Ｃｏｆが乗算され、スケーリング部４０４によりビット削減される。この後、乗算器２５０２により、オフセット係数の逆数１／Ｃｏｆが乗算され、スケーリング部４０４に入力される。この後、加算器２５０３では、再度ビット削減前のＩＱデータが加算され、積算部２５０４によりサンプル数Ｎ分だけ積算処理された後、乗算器２５０５により１／Ｎ乗算されてキャリブレーション値が出力される。このように、圧縮前後のＩＱの差の平均をキャリブレーション値として、圧縮後ＩＱに調整値として足しこむオフセット方式を用いることにより、圧縮劣化量を抑制することができる。
上記のビット削減後ＩＱデータ［Ｎ］＝ビット削減前ＩＱデータ［Ｎ］×Ｃｏｆ
ビット削減後Ｒｅｆ ＩＱ［Ｎ］＝ビット削減後ＩＱ［Ｎ］／Ｃｏｆ
キャリブレーション値＝１／Ｎ×Σ（ビット削減後ＩＱ−ビット削減前ＩＱ）である。

（サンプリング数Ｎについて）
図２５は、システム帯域別の分散算出用のパラメータを示す図表である。上述した出力電力（ＩＱデータ）のサンプリング数Ｎは、ＯＦＤＭシンボル単位（例えば、５ＭＨｚ帯域の場合は７．６８Ｍ／Ｓａｍｐｌｉｎｇ、２０ＭＨｚ帯域の場合は３０．７２Ｍ／Ｓａｍｐｌｉｎｇ）を用いる。これに限らず、システムが保持する所定のサンプリング数としてもよい。サンプリング数が大きくなることに対応して電力変動も大きくなる。つまり、システム帯域と電力変動は密接な関係があり、システム帯域が大きくなるとＮの数を小さくした方がロスを小さく（最適化係数演算の処理効率を向上）できる。

（ＲＥＣの構成例）
図２６は、ＲＥＣとＲＥ間のデータ圧縮にかかる構成例を示す図である。ＲＥＣ１０１が複数の周波数帯域に応じて複数のベースバンド処理部３０１を有する場合に、例えばキャリア別の複数のベースバンド処理部３０１ａ，３０１ｂに対して多重化部２７０１によりＩＱデータの多重化をおこなってからＩＱ圧縮処理部３０２によりＩＱデータのビット最適化処理をおこない、ＲＥ１０２側にデータ送信する。また、さらに他の複数のベースバンド処理部３０１ｃについて多重化部２７０２により、上記各ベースバンド処理部３０１ａ〜３０１ｃのＩＱデータを多重化してＲＥ１０２に送信しても良い。ＲＥＣ１０１に対するＲＥ１０２の配置構成は、上述したように、カスケード（縦列）接続された配置構成や、１台のＲＥ１０２から複数のＲＥ１０２に分岐される配置構成等、各種の配置構成がある。

また、複数の周波数帯域のベースバンド処理部３０１ｄのＩＱデータをＩＱ圧縮処理部３０２によりＩＱデータのビット最適化処理をおこない、ＲＥ１０２に送信する構成としてもよい。このほか、２台のＲＥＣ１０２ａ，１０２ｂがそれぞれ送信するＩＱデータのうち、ＲＥＣ１０２ａ側についてＩＱ圧縮処理部３０２によりＩＱデータのビット最適化処理をおこなう。そして、他のＲＥＣ１０２ｂ側のＩＱデータと併せてＩＱデータのビット最適化処理をおこないＲＥ１０２側に送信する構成とすることもできる。

そして、１台のＲＥＣ１０１に対し、複数台のＲＥ１０２がＣＰＲＩ１０３を介して接続される各種配置構成において、例えば、１台のＲＥＣが２台のＲＥ１０２に対してＩＱデータを送信する場合、最適な圧縮率は５０％となる。同様に、３台のＲＥ１０２であれば最適な圧縮率は３３％となる。なお、この圧縮率は、上述したように無線品質の劣化量に基づき、適宜キャリブレーションしながら運用すればよい。

以上説明した実施の形態では、ＲＥＣ１０１からＲＥ１０２へのＤｏｗｎｌｉｎｋ（下り）のＩＱデータ転送の圧縮について説明したが、上記同様の圧縮手法をＲＥ１０２からＲＥＣ１０１へのＩＱデータのデータ転送の圧縮についても適用することができる。これらＤｏｗｎｌｉｎｋとＵｐｌｉｎｋとにおいて圧縮にかかる異なるパラメータとしては、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ（下り）では、ＲＥ１０２が有する無線アンプのダイナミックレンジを用いるが、Ｕｐｌｉｎｋ（上り）では、ベースバンド処理部３３２のデジタル出力のダイナミックレンジを用いる。

以上説明した実施の形態によれば、受信側装置のダイナミックレンジやＩＱデータの分散等に基づき、受信側装置に対して必要最低限のサンプルビット幅を用いて、必要なデータを送信し、ＩＱデータを圧縮することができる。たとえば、１台のＲＥＣに対し、複数台のＲＥが接続される配置構成において、ＲＥの増設によるＲＥ数の増大、１台のＲＥが扱う周波数帯域の増大、アンテナ数の増大などが生じる。実施の形態によれば、このようなネットワーク変更に基づくＲＥＣとＲＥ間のＩＱデータの転送レートとサンプルビット幅の変更に対応することができ、ＩＱデータを最適な圧縮率に変更することができる。これにより、転送路上のＩＱデータの転送レートを確保して、データ転送の遅延を抑制でき、必要なデータ精度を有するデータ転送が可能となる。また、インタフェースの回路規模の増大を抑えることができ、転送路としてＣＰＲＩを用いる場合、光モジュールのコストを抑制できる。

１００ 基地局装置（基地局システム）
１０１ ＲＥＣ
１０２ ＲＥ
１０３ 転送路（ＣＰＲＩ）
１０４ アンテナ
３０１ ベースバンド処理部
３０２ ＩＱ圧縮処理部
３１１ ＩＱ復元処理部
３１２ Ｄ／Ａ変換処理部
３１３ 増幅処理部
３２１ 受信処理部
３２２ Ａ／Ｄ変換処理部
３２３ ＩＱ圧縮処理部
３３１ ＩＱ復元処理部
３３２ ベースバンド処理部
４０１ 電力中心値算出部
４０２ 分散値算出部
４０３ 最適化係数算出部
４０４ スケーリング部
４０５ 劣化量算出部

本発明は、基地局装置内の信号を圧縮する基地局装置、基地局システムおよびＩＱデータの圧縮方法に関する。

セルラー無線基地局（基地局）は、無線制御部（ＲＥＣ：Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、無線部（ＲＥ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）とに分けて構成することができる。これらＲＥＣとＲＥは、共通公衆無線インタフェース（ＣＰＲＩ：Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）という光インタフェースで接続され、信号（ＩＱ Ｄａｔａ）を伝送する（例えば、下記非特許文献１参照。）。

ＲＥＣでは、無線通信のベースバンド処理をおこなう。下り方向では、ベースバンド処理後の無線送信電力をＩＱデータとしてＣＰＲＩ経由でＲＥに送信する。上り方向では、ＲＥが受信した無線電力を量子化してＩＱデータとしてＣＰＲＩ経由でＲＥＣに送信する。

昨今のスマートフォンの普及によるトラフィック急増に対応するため、基地局のうちＲＥＣがおこなうベースバンド処理を一つの中央サーバーに集中させ、複数のホットスポットにそれぞれＲＥ（例えばスモールセル）を配置する等の次世代ネットワーク構成が考えられている。

一つのＲＥＣに対して、複数のＲＥが分岐接続される配置構成、複数のＲＥがカスケード（縦列）接続された配置構成、複数のＲＥがカスケード接続された後、さらに複数のＲＥに分岐接続される配置構成等がある。このような複数のＲＥが接続された配置構成において、ＲＥＣから各ＲＥへのＣＰＲＩを用いた送信等では、ＲＥＣからＲＥへのＣＰＲＩの転送容量を増やす必要が生じる。一方、光信号を終端する光モジュールは転送量が増えるほど高価になり、数倍の転送容量を実現しようとしたときにコスト高となるため実現性に乏しくなる。

このようなＣＰＲＩの転送容量の問題を解決するために、ハフマン符号等により信号の圧縮をおこない、転送容量を削減する技術が開示されている（例えば、下記特許文献１参照。）。

特表２０１１−５２６０９５号公報

ＣＰＲＩ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖ５．０、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成２３年９月２１日、Ｅｒｉｃｓｓｏｎ ＡＢ他、［平成２５年２月８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｐｒｉ．ｉｎｆｏ／ｄｏｗｎｌｏａｄｓ／ＣＰＲＩ＿ｖ＿５＿０＿２０１１−０９−２１．ｐｄｆ＞、２．３．Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｏｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ（ｐ．１１−１３）、３．４．２．Ｒｅｑｕｉｒｅｄ Ｕ−ｐｌａｎｅ ＩＱ Ｓａｍｐｌｅ Ｗｉｄｔｈｓ（ｐ．１９−２０）、４．２．１．Ｌｉｎｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ（ｐ．２９）

しかしながら、上記特許文献１の技術では、ハフマン符号の具体的な適用方法が記載されていない。ハフマン符号による圧縮は、幾何分散にのみ効果があり、それ以外は悪化するものであり、ＩＱデータの圧縮に対してどのように適用するか考えられていない。さらに、遅延を最小化する具体的な方法が提示されていない。

ここで、帯域幅が増加するほど転送レートが増加する。なお、サンプルビット幅（ＩＱ ｓａｍｐｌｅ ｗｉｄｔｈ）は、上記非特許文献１（ＣＰＲＩ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖ５．０）において、下りが８−２０ｂｉｔ、上りが４−２０ｂｉｔと定義されているが、変調方式や周波数帯域によって幅が異なる。

上述したネットワーク構成の変更により、１台のＲＥＣに対し、複数台のＲＥが接続される配置において、ＲＥの増設によるＲＥ数の増大、１台のＲＥが扱う周波数帯域の増大、アンテナ数の増大などが生じる。このようなネットワーク変更に応じて、ＲＥＣとＲＥ間の信号についても、転送レートを変更するとともに、最適な圧縮率に変更する必要が生じる。

例えば、通信規格として、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）２０ＭＨｚ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈの運用時には、ＣＰＲＩのサンプリングビット幅として１５ｂｉｔが送信品質上必要とされる。このとき、ＣＰＲＩ転送レートは最低でも２．４Ｇｂｐｓ必要になる。例えば、転送レートが１Ｇｂｐｓであれば１秒でデータ転送完了させなければならず、特許文献１の圧縮技術では、処理負担が増大する。また、高速な動作速度を満たしデータ転送に遅延を生じさせないためには、インタフェースの回路規模を大きくする必要が生じる。

このように、上述したカスケード接続等により１台のＲＥＣに対して分散配置されるＲＥ数の増大時には、ＲＥＣとＲＥ間の信号（ＩＱ Ｄａｔａ）の圧縮および転送レートの設定を適切におこなう必要が生じる。しかし、ＲＥが複数となったとき、システムが許容する遅延の範囲内に収まるようにするデータ転送はおこなえない。

なお、上記の説明では、ＲＥＣからＲＥへのデータ転送を主に説明したが、ＲＥからＲＥＣに対するデータ転送についても同様に、データ転送が許容範囲内にでき、各ＲＥからＲＥＣに対するデータ転送の効率化が求められる。

一つの側面では、本発明は、ＲＥＣと複数のＲＥ間のデータ転送の遅延を低減でき、かつデータ転送を効率化できることを目的とする。

一つの案では、基地局装置は、一対の装置間であるＲＥＣ（Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とＲＥ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）との間において送受信する変調後のデジタル信号のＩＱデータについて、受信側装置のデータ処理に用いない量子化ビットを間引いたデータ圧縮をおこない、転送路を介して受信側装置に送信する圧縮処理部を有する。

一つの実施形態によれば、ＲＥＣと複数のＲＥ間のデータ転送の遅延を低減でき、かつデータ転送を効率化できる。

図１は、実施の形態にかかる基地局装置の内部構成を示す図である。 図２は、ＲＥＣとＲＥ間のデータのデータ処理の流れを示す説明図である。 図３は、ＩＱ圧縮処理部の内部構成例を示すブロック図である。 図４は、ＩＱ圧縮処理とＩＱ復元処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、量子化対象の範囲の絞り込みを説明する図表である。 図６は、下りのベースバンド処理部の一例を示すブロック図である。 図７は、上りのベースバンド処理部の一例を示すブロック図である。 図８は、電力中心値算出部の構成例を示すブロック図である。 図９は、マルチプレクサによるＩＱデータの状態別の出力値を示す真理値表である。 図１０は、分散値算出部の構成例を示すブロック図である。 図１１は、最適化係数算出部の構成例を示すブロック図である。 図１２は、ＲＥの送信電力の変化とダイナミックレンジとを示す図表である。 図１３は、最適化係数算出部のパラメータテーブルの一例を示す図表である。 図１４は、ＩＱサンプル値の一例を時系列で表した図表である。 図１５は、量子化対象の範囲の絞り込みを説明する図表である。 図１６は、ＩＱデータのビット範囲別のサンプル数を示す図表である。 図１７は、スケーリング処理におけるＩＱデータの切り出し範囲を示す図である。 図１８は、スケーリング処理におけるビットシフト状態を示す図である。 図１９は、ＣＰＲＩ転送時の復号用パラメータの領域指定を示す図である。 図２０は、最適化係数に対するキャリブレーションの構成例を示すブロック図である。 図２１は、最適化係数に対するキャリブレーションの他の構成例を示すブロック図である。 図２２は、複数の劣化量別の係数を示す図である。 図２３は、最適化係数に対する劣化量抑制方法の手段としてのキャリブレーション方式の構成例を示すブロック図である。 図２４は、ＩＱ圧縮処理部における圧縮による劣化量の抑制をおこなう構成例を示す図である。 図２５は、システム帯域別の分散算出用のパラメータを示す図表である。 図２６は、ＲＥＣとＲＥ間のデータ圧縮にかかる構成例を示す図である。

（実施の形態）
以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。この実施の形態の基地局装置は、ＲＥＣと、ＲＥとを有する構成において、各種通信方式（例えば、４Ｇ（ＬＴＥ、ＷｉＭａｘ：Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、３Ｇ（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ、ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、２Ｇ（ＧＳＭ：Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）（登録商標））に適用することができる。

（基地局装置の構成例）
図１は、実施の形態にかかる基地局装置の内部構成を示す図である。基地局装置１００は、無線制御部（ＲＥＣ）１０１と、無線部（ＲＥ）１０２とに分けて構成される。これらＲＥＣ１０１とＲＥ１０２は、共通公衆無線インタフェース（ＣＰＲＩ）１０３により接続され、信号（ＩＱ Ｄａｔａ）を伝送する。１台のＲＥＣ１０１に対し、ＲＥ１０２は複数台が並列または縦列接続可能であり、ＲＥＣ１０１と複数台のＲＥ１０２との間にそれぞれＣＰＲＩ１０３が設けられる。

ＲＥＣ１０１では、無線通信のベースバンド処理をおこなう。無線通信の下り方向（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）では、ＲＥＣ１０１によりベースバンド処理後の無線送信電力をＩＱデータとしてＣＰＲＩ１０３を経由して、ＲＥ１０２に送信する。ＲＥ１０２は、指示された無線送信電力を有してアンテナ１０４を介して携帯端末（ＵＥ）１０５に無線送信する。無線通信の上り方向（Ｕｐｌｉｎｋ）では、ＲＥ１０２がアンテナ１０４を介してＵＥ１０５から受信した無線電力を量子化し、ＲＥ１０２はＩＱデータとしてＣＰＲＩ１０３を経由してＲＥＣ１０１に送信する。

図２は、ＲＥＣとＲＥ間のデータのデータ処理の流れを示す説明図である。ＲＥＣ１０１からＲＥ１０２への下り（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）の処理と、ＲＥ１０２からＲＥＣ１０１への上り（Ｕｐｌｉｎｋ）の処理を示している。

Ｄｏｗｎｌｉｎｋ処理では、ＲＥＣ１０１のベースバンド処理部３０１が信号のベースバンド処理をおこなう。ＩＱ圧縮処理部３０２は、ベースバンド処理により得られる量子化ＩＱに対する圧縮処理をおこなう。圧縮されたＩＱデータは、ＣＰＲＩ１０３を介しＲＥ１０２に転送される。ＲＥ１０２は、ＩＱ復元処理部３１１によりＩＱ復元処理する。復元されたＩＱに基づいて、Ｄ／Ａ変換処理部３１２は、デジタル−アナログ変換し、増幅処理部３１３により無線信号を増幅し、ＵＥ１０５に向けて無線送信する。

Ｕｐｌｉｎｋ処理では、ＵＥ１０５が送信した無線電波を受信処理部３２１により受信し、Ａ／Ｄ変換処理部３２２によりアナログ−デジタル変換する。ＩＱ圧縮処理部３２３は、Ａ／Ｄ変換後の量子化ＩＱに対する圧縮処理をおこなう。圧縮されたＩＱデータは、ＣＰＲＩ１０３を介しＲＥＣ１０１に転送される。ＲＥＣ１０１は、ＩＱ復元処理部３３１によりＩＱ復元処理する。ベースバンド処理部３３２は、ＩＱ復元後のベースバンド処理をおこなう。

これらＤｏｗｎｌｉｎｋとＵｐｌｉｎｋのＩＱ圧縮処理、ＩＱ復元処理は、いずれも量子化ＩＱを処理する共通の方式である。この実施の形態では、ＲＥＣ１０１とＲＥ１０２間のＣＰＲＩ１０３を介してＩＱデータ（量子化ＩＱ）を受け渡す際に、無線の品質目標値（ＥＶＭ：Ｅｒｒｏｒ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ等）を劣化することなく、転送データ量を削減する所定の圧縮方式を用いる。

図３は、ＩＱ圧縮処理部の内部構成例を示すブロック図である。図２に示したＲＥＣ１０１に設けたＩＱ圧縮処理部３０２の内部構成に相当する。ＩＱ圧縮処理部３２３についても同様の構成となる。

ＩＱ圧縮処理部３０２は、電力中心値算出部４０１と、分散値算出部４０２と、最適化係数算出部４０３と、スケーリング部４０４と、劣化量算出部４０５とを含む。

電力中心値算出部４０１には、生成された量子化ＩＱが入力され、ＲＥＣ１０１が送信しようとする電力の中心値（定格電力に相当）を算出する。ＩＱデータ（量子化ＩＱ）は、時間経過毎に異なる送信電力を示している。分散値算出部４０２は、量子化ＩＱと、電力中心値算出部４０１が算出した電力の中心値に基づいて、送信電力の分散値を算出する。最適化係数算出部４０３は、量子化ＩＱと、分散値算出部４０２により算出された送信電力の分散値と、係数算出指標に基づいて、圧縮の際の最適化係数を算出する。

スケーリング部４０４は、最適化係数算出部４０３により算出された最適化係数に基づき、量子化ＩＱを圧縮し、圧縮ＩＱデータを出力する。この圧縮は、後述するように、サンプルビット幅を削減することによりおこなう。劣化量算出部４０５は、圧縮処理によるサンプルビット幅削減による無線品質の劣化量を算出する。この劣化量算出部４０５により算出した劣化量に基づき、最適化係数算出部４０３は品質目標値（ＥＶＭ等）を満たすように最適化係数を変更する。

（ＩＱ圧縮処理とＩＱ復元処理）
図４は、ＩＱ圧縮処理とＩＱ復元処理の流れを示すフローチャートである。ＤｏｗｎｌｉｎｋにおけるＩＱ圧縮処理と、ＩＱ復元処理を例に説明する。図４の（ａ）に示すＩＱ圧縮処理をはじめに説明する。ＲＥＣ１０１のＩＱ圧縮処理部３０２は、ＲＥＣ１０１からＲＥ１０２に送信する情報に対してベースバンド処理をおこなった後のＲＥ１０２における送信空中線電力を時系列で量子化されたデータ（量子化ＩＱ）を受け取る。

量子化は、例えば、３ＧＰＰに基づくベースバンド処理で出力されうる全ＩＱデータのとりうる範囲を量子化する。このときのサンプルビット幅（ＩＱ ｓａｍｐｌｅ ｗｉｄｔｈ）は、上記非特許文献１の「３．４．２章 Ｒｅｑｕｉｒｅｄ Ｕ−ｐｌａｎｅ ＩＱ Ｓａｍｐｌｅ Ｗｉｄｔｈｓ」の記載によれば、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ（下り）で８ｂｉｔ〜２０ｂｉｔ、Ｕｐｌｉｎｋ（上り）で４ｂｉｔ〜２０ｂｉｔと定義されている。ここで、どのようなビット幅を用いるかは、使用する無線の変調方式や帯域幅によって異なる。例えば、ＬＴＥの２０ＭＨｚ帯域送信の場合、一般的に最小送信電力と最大送信電力を確保して、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調を実現させるためには、１５ｂｉｔ以上のビット幅が用いられる。

以下、図４の（ａ）に示す４つの処理内容である「電力中心値算出：ステップＳ５０１」、「分散値算出：ステップＳ５０２」、「最適化係数算出：ステップＳ５０３」、「スケーリング（圧縮）：ステップＳ５０４」により、少ないサンプルビット幅で等量のデータを送受信するＩＱ圧縮がおこなえるようになる。

はじめに、ＩＱ圧縮処理部３０２は、「電力中心値算出：ステップＳ５０１」により、ＲＥ１０２によって送信する空中線電力（送信電力）の平均値Ｖａを算出する。ＲＥＣ１０１が平均値期待値をすでにパラメータとして持っている場合は、その値で代用してもよい。

次に、ＩＱ圧縮処理部３０２は、「分散値算出：ステップＳ５０２」により、所定期間における空中線電力の平均値Ｖａに対する分散値Ｖσを算出する。

この後、「最適化係数算出：ステップＳ５０３」では、ＲＥ１０２の空中線出力ダイナミックレンジＶｒｅ＿ｍａｘと、Ｖｒｅ＿ｍｉｎを定義する。空中線出力ダイナミックレンジは、ＲＥ１０２等外部（図４の例ではＤＢ５００）から取得してもよい。例えば、Ｖｒｅの値は、ＲＥ１０２の実力値をパラメータとして手動設定するほか、ＲＥ１０２から報告を受けた値を設定してもよい。

次に、「スケーリング（圧縮）：Ｓ５０４」では、有効サンプルビット長を抽出する。圧縮に必要最低限のＩＱサンプルビット幅を算出するために、空中線電力値の量子化対象の範囲を絞る。この量子化対象の範囲の絞り込みは、下記１．〜４．に基づきおこなう。

１．装置送信出力ダイナミックレンジ方式（ＲＥのダイナミックレンジに基づく量子化対象の範囲の絞り込み処理）
分散値Ｖσのうち、空中線出力ダイナミックレンジＶｒｅ＿ｍａｘ以上、および空中線出力ダイナミックレンジＶｒｅ＿ｍｉｎ以下の電力値は対象として排除する。この排除した部分は、実施の形態を適用しない場合の冗長データに相当する。

２．電力値正規分布方式（ＩＱデータの分散に基づく量子化対象の範囲の絞り込み処理）
ＩＱサンプルビット幅の範囲を絞るために、Ｖａ−Ａ×Ｖσ以下と、Ｖａ＋Ａ×Ｖσ以上となる電力値を量子化対象から排除する。Ａは、最適化係数パラメータである。例えば、Ａ＝３とすると、統計学上の３σの理論に則り、量子化する範囲として全体の９９．７％をカバーできることになる。Ａの値の決定は、システム試験で得られる結果から通信品質（特にＥＶＭ）が劣化しない値を選定する。

３．ウインドウ方式（ウインドウ方式による量子化対象の範囲の絞り込み処理）
ウインドウ方式は、上記１．ＲＥのダイナミックレンジと、２．ＩＱデータの分散とを組み合わせた方式である。

４．オフセット係数を用いた量子化対象の範囲の絞り込み処理
ＩＱデータ（量子化ＩＱ）に対してオフセット係数ｘを掛けることにより、分散値算出で導出したＩＱデータの分散を縮小し、有効サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を削減する。これに限らず、上記１．〜３．により絞り込み後にＩＱデータに対して適用し、さらに絞り込み範囲を狭めることもできる。
上記１．〜４．の各絞り込み内容の詳細は後述する。

図５は、量子化対象の範囲の絞り込みを説明する図表である。横軸はサンプルビット幅、縦軸はＩＱデータのサンプル数（例えばＮ個）である。図５には、ＲＥＣ１０１がＩＱデータによりＲＥに伝える送信電力の指定値のＮ個のサンプルの分布特性曲線と、そのばらつき（分散）を示している。そして、図中Ｗ１は、上記「１．ＲＥのダイナミックレンジに基づき絞り込んだ量子化対象の範囲」を示す。また、図中Ｗ２は、上記「２．ＩＱデータの分散に基づく量子化対象の範囲」を示す。また、図中Ｗ３は、スケーリング後（ＣＰＲＩ１０３に送信する）のＩＱデータの有効サンプルビット幅を示す。

有効サンプルビットの下限Ｗｉｑｗ＿ｍｉｎと、上限Ｗｉｑｗ＿ｍａｘは下記で表すことができる。
Ｗｉｑｗ＿ｍｉｎ＝ｃｅｉｌ（ＭＡＸ（Ｖｒｅ＿ｍｉｎ，Ｖａ−Ａ×Ｖσ））
Ｗｉｑｗ＿ｍａｘ＝ｆｌｏｏｒ（ＭＩＮ（Ｖｒｅ＿ｍａｘ，Ｖａ＋Ａ×Ｖσ））
（ｃｅｉｌ（ｘ）は天井関数、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は底関数）

図５に示す例では、０〜１４までの１５ビットのサンプルビット数で表現される送信電力値について、圧縮により７〜１３までの７ビットだけで表現できることになり、５０％のＩＱデータ圧縮が実現できることになる。

この後、図４の（ａ）に示す「ＣＰＲＩ Ｍａｐｐｉｎｇ：ステップＳ５０５」では、抽出した有効サンプルビットをＣＰＲＩのＩＱデータ領域へマッピングをおこなう。また、ＲＥ１０２側でデータを復元するのに必要な情報をＣＰＲＩ ｌａｙｅｒ２のＣｏｎｔｒｏｌ Ｗｏｒｄ（参照：上記非特許文献１）内のＶｅｎｄｏｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃの領域に格納してＲＥ１０２に通知する。なお、Ｖｅｎｄｏｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ領域のビット位置は任意である。

ＲＥ１０２に通知する情報は以下の通りである。
１）サンプルビット長Ｌｓ（ＩＱ Ｓａｍｐｌｅ Ｗｉｄｔｈ）
２）上記１）のうち、最初のビットの示す２のべき乗数Ｂ（例えば、Ｂ＝７なら最初のビットは２＾７の電力値を示す。）
３）最適化係数更新インターバルＮｔ（ＣＰＲＩのＢａｓｉｃ Ｆｒａｍｅを何度処理した後に、最適化係数更新をおこなうかの期間を示す。例えば、ＬＴＥであれば、ＯＦＤＭシンボル毎に最適化係数を更新する。）

上記のようにしてＲＥＣ１０１内にて処理された圧縮後のＩＱデータがＣＰＲＩ１０３を経由してＲＥ１０２に送られる。

次に、図４（ｂ）を用いて圧縮ＩＱデータを受信した際のＩＱ復元処理について説明する。Ｄｏｗｎｌｉｎｋの場合、ＲＥ１０２のＩＱ復元処理部３１１は、はじめに、「ＣＰＲＩ ＤｅＭａｐｐｉｎｇ：ステップＳ５１１」をおこない、Ｌｓ、Ｂ、Ｎｔを受信したＣＰＲＩ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｏｒｄから抽出する。次に、「逆スケーリング処理：ステップＳ５１２」では、上記Ｌｓ、Ｂ、Ｎｔを用いて各圧縮後のＩＱデータの復元をおこなう。上記により、ＲＥ１０２は、ＲＥＣ１０１によるベースバンド処理後の量子化ＩＱの復元をおこない、復元された量子化ＩＱが示す空中線電力（送信電力）に基づく送信をおこない、携帯端末（ＵＥ）１０５と通信する。

上記によれば、ＩＱデータをＲＥＣとＲＥ間で転送（送受信）するにあたり、これまで考慮されていなかったＲＥの送信電力ダイナミックレンジ外のＩＱデータを冗長データとして削減する。また、ＩＱデータの示す空中線電力の分散状況からとりうる電力値の頻度が一定割合より低い電力のものを冗長データとして削減する。これらにより、ＣＰＲＩの転送路（光回線）におけるＩＱデータを効率的に圧縮でき、大きな転送容量を必要とする通信方式にも対応しつつ複数のＲＥの分散配置が可能となる。

そして、ＣＰＲＩのデータ転送容量に対して上記のＩＱ圧縮を適用することにより、ＣＰＲＩ上にて転送されるＩＱデータを、３０％〜７０％削減できる。例えば、５０％削減により、ＲＥＣは、既存のＣＰＲＩ光物理回線を用いながら、２つ（２箇所）分のＲＥ１０２との間でのデータ転送が可能となる。これにより、既存の光回線インフラの増強を最小限に抑えながら、ＲＥの設置数を増やせるようになる。そして、１台のＲＥＣに対して複数台のＲＥをＣＰＲＩにより接続して通信エリアを拡張する次世代ネットワークに柔軟に対応できるようになる。

（ＩＱデータ圧縮にかかる各機能部の詳細）
次に、上記ＩＱデータ圧縮にかかる各機能部の詳細について説明する。

（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ量子化ＩＱ生成）
Ｄｏｗｎｌｉｎｋのベースバンド処理部３０１がおこなうＩＱ圧縮処理部３０２のインプットデータである量子化ＩＱ生成について説明する。量子化ＩＱは、３ＧＰＰ標準仕様に基づくベースバンド処理である。

図６は、下りのベースバンド処理部の一例を示すブロック図である。以下の説明順にデータ処理されていく。ＣＲＣ付加部（ＣＲＣ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）７０１は、Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ＢｌｏｃｋにＣＲＣを付加する。コードブロック分割部／コードブロックＣＲＣ付加部（Ｃｏｄｅ ｂｌｏｃｋ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ／Ｃｏｄｅ ｂｌｏｃｋ ＣＲＣ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）７０２は、コードブロック（Ｃｏｄｅ ｂｌｏｃｋ）の分割とＣＲＣを付加する。チャネル符号化部（Ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｒｄｉｎｇ）７０３は、ターボ符号化（Ｔｕｒｂｏ ｃｏｄｉｎｇ）／テールバイティングたたみ込み符号化（Ｔａｉｌ ｂｉｔｉｎｇ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｃｏｄｉｎｇ）をおこなう。

レートマッチング部（Ｒａｔｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ）７０４は、符号化の際のレートマッチング（Ｒａｔｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ）をおこなう。コードブロック結合部（Ｃｏｄｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ）７０５は、コードブロック（Ｃｏｄｅ ｂｌｏｃｋ）を結合する。スクランブル部（Ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）７０６は、コードワード（Ｃｏｄｅｗｏｒｄ）に対してビットスクランブル（ｂｉｔ ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）をおこなう。

モジュレーションマッパー部（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｍａｐｐｅｒ）７０７は、ＱＰＳＫ、６４ＱＡＭなどの各種変調をおこなう。レイヤーマッパー部（Ｌａｙｅｒ ｍａｐｐｅｒ）７０８は、トランスミッションレイヤー（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）のマッピングをおこなう。プリコーディング部（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）７０９は、トランスミッションレイヤー（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）のデータにプリコーディング（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）をおこなう。

リソースエレメントマッパー部（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍａｐｐｅｒ）７１０は、サブキャリア（Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）にプリコーディング（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）されたデータをマッピングする。ＯＦＤＭ信号生成部（ＯＦＤＭ Ｓｉｇｎａｌ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）７１１は、ＩＦＦＴ、Ｃｙｃｌｉｃ ＰｒｅｆｉｘをおこないＯＦＤＭ（直交周波数分割多重方式）信号を生成する。

（Ｕｐｌｉｎｋ量子化ＩＱ生成）
Ｕｐｌｉｎｋのベースバンド処理部３３２がおこなう量子化ＩＱ生成について説明する。図７は、上りのベースバンド処理部の一例を示すブロック図である。以下の説明順にデータ処理されていく。

ＳＣ−ＦＤＭＡ信号復号部（ＳＣ−ＦＤＭＡ Ｓｉｇｎａｌ ｄｅｃｏｄｉｎｇ）８０１は、ＵＥ１０５からの受信電波をＳＣ−ＦＤＭＡ方式により復号する。リソースエレメントデマッピング部（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ Ｄｅｍａｐｐｉｎｇ）８０２は、リソースブロックからデータの抽出をおこなう。チャネル推定部（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）８０３は、周波数推定をおこなう。デモジュレーション部（Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）８０４は、二次変調の複号処理をおこなう。デスクランブル部（Ｄｅｓｃｒａｍｂｌｅ）８０５は、スクランブリングコードの解除をおこなう。ビットデコレクション部（Ｂｉｔ Ｄｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）８０６は、データのビットデコレクション処理（Ｂｉｔ Ｄｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）をおこなう。チャネル復号部（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ）８０７は、チャネル毎のデータ複号をおこなう。ＣＲＣチェック部（ＣＲＣ Ｃｈｅｃｋ）８０８は、データのＣＲＣの確認をおこなう。

（量子化ＩＱについて）
上述した量子化ＩＱは、図６に示すＯＦＤＭ信号生成部７１１の出力である。この量子化ＩＱとは、ベースバンドチャネルがアンテナ−搬送波チャネルのうちの一つに対応する信号サンプルのシーケンスである。各信号サンプルは同相（Ｉ）サンプルと、直交（Ｑ）サンプルを含む。

（電力中心値算出）
図８は、電力中心値算出部の構成例を示すブロック図である。電力中心値算出部４０１がおこなう電力中心値算出処理の詳細について説明する。電力中心値算出部４０１は、マルチプレクサ９０１と、平均値算出部９０２とを含む。

量子化ＩＱデータの同相（Ｉ）、直交（Ｑ）のそれぞれのサンプルは、空中線電力の振幅を表す。電力中心値算出部４０１では、Ｉ，Ｑそれぞれについてのバイナリ表示における有効桁数の平均値を算出する。図８では便宜上、ＩＱデータを一括して処理する例を示している。実際は、同相（Ｉ）サンプル列と直交（Ｑ）サンプル列を並行に処理している。処理するＩＱデータサンプル数はＮとする。マルチプレクサ９０１では、入力されるＩＱデータの有効桁数を算出する。ＩＱデータの有効ビット幅をｘとする。

図９は、マルチプレクサによるＩＱデータの状態別の出力値を示す真理値表である。Ｎ個のサンプルそれぞれの出力値がサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）に相当する。平均値算出部（１／Ｎ Σ）９０２では、Ｎサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）を求め、この平均値を電力中心値とする。

（分散値算出）
図１０は、分散値算出部の構成例を示すブロック図である。分散値算出部４０２がおこなう分散値算出処理の詳細について説明する。分散値算出部４０２は、ＩＱデータのＮ個のサンプルが示す分散値σ（標準偏差）を算出する。分散値σは、ＩＱデータのサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）と、Ｎサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）とに基づき求めることができる。

分散値σの算出は下記式（１）により表すことができる。図１０の（ａ）には、この式（１）に対応する分散値算出部４０２の構成例である。この例では、加算器１１０１、乗算器１１０２，１１０４、積算部１１０３、平方根算出部１１０５とを含む。

加算器１１０１では、サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）からＮサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）の差分値を求める。この差分値は、乗算器１１０２により乗算され、積算部１１０３によりＮサンプル分が積算される。この後、乗算器１１０４により１／Ｎ乗算され、平方根算出部１１０５により平方根演算されて、分散値σが求められる。

上記式（１）および図１０の（ａ）に示す処理では、加算器１１０１による最初の和演算において、ＩＱデータのサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）にＮサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）の値を足し込む必要がある。このため、Ｎサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）を事前に算出しておく必要が生じる。この平均の算出は、Ｎ個のデータを取得し一度走査する必要があるため、上記の処理ではＮ個のデータをシリアルに二回の走査をおこなう必要が生じ、処理遅延が生じる。

このような処理遅延の低減化のために、上記式（１）を下記式（２）のように式変換して得ることができる。

図１０の（ｂ）は、上記式（２）に対応する分散値算出部４０２の他の構成例である。この例では、並列な２つの乗算器１１０２ａ，１１０２ｂと、積算部１１０３と、乗算器１１０４と、加算器１１０１と、平方根算出部１１０５とを含む。ＩＱデータのサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）が入力される処理系と、サンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）が入力される処理系とを並列に分けて設けている。

一方の処理系では、乗算器１１０２ａにより、サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）が乗算され、積算部１１０３による積算値を求め、乗算器１１０４により１／Ｎ乗算される。他方の処理系では、乗算器１１０２ｂにより、Ｎサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）を求める。

加算器１１０１では、一方の処理系によるサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）に対する処理結果から、他方の処理系によるＮサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）の処理結果を減算し、平方根算出部１１０５により平方根演算されて、分散値σが求められる。

上記構成例によれば、Ｎサンプルのサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を入力とする処理系と、Ｎサンプルのサンプルビット幅の平均値（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｖｅｒａｇｅ）を入力とする処理系が個別に、Ｎ個のサンプルに対する並列演算をおこない、結果の合流点である加算器１１０１における差分算出以降の処理と合わせてＮ＋（定数）の処理数（ステップ）を有して分散値σを求めることができるため、図１０（ａ）の構成に比して遅延を抑制できるようになる。

（最適化係数算出）
図１１は、最適化係数算出部の構成例を示すブロック図である。最適化係数算出部４０３は、ＩＱデータを圧縮する際の圧縮調整値（最適化係数）を算出する。最適化の方式は複数あり、用途、装置実力、品質等にしたがって適切な圧縮サンプルビット幅（圧縮ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を算出する。

品質指標は、圧縮に伴う通信品質のターゲットによって異なる。品質指標パラメータを以下に挙げる。
・通信品質。ＥＶＭなどを指標として用いる。

装置指標は、係数算出の入力となるその他のパラメータである。装置指標のパラメータを以下に挙げる。
・装置送信電力（ダイナミックレンジ）
・係数算出に使用するＩＱデータのサンプル数
・算出した係数値を適用するＩＱデータのサンプル数（圧縮の単位）

標準偏差は、分散値算出で求めたσを用いる。
上記パラメータから、複数の量子化対象の範囲の絞り込み方式について、方式毎の係数と、圧縮サンプルビット幅（圧縮ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を導出する。以下、上述した１．〜４．の各量子化対象の範囲の絞り込み方式について説明する。

１．ＲＥのダイナミックレンジに基づく量子化対象の範囲の絞り込み処理
図１２は、ＲＥの送信電力の変化とダイナミックレンジとを示す図表である。横軸は時間、縦軸は送信電力である。ＲＥ１０２は、送信する電力のダイナミックレンジを有する。このダイナミックレンジの最大値をＰｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘ、最小値をＰｄ＿ｐｏｗ＿ｍｉｎとする。

ＩＱデータサンプルの示す送信電力（電力値：Ｐｏｗｅｒ）について、Ｐ＜Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍｉｎと、Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘ＜Ｐを満たすサンプルは、前者をＰ＝Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍｉｎ、後者をＰ＝Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘと読み換えが可能である。

図１２のａ区間は、Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘ以上の電力が検出されるが、Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘ以下、つまりＲＥ１０２の送信電力のダイナミックレンジの範囲内の電力が検出されないことから、この区間のＩＱデータはゼロとなる。同様に、ｂ，ｃ区間はダイナミックレンジの範囲内の値をとる。ｄ区間は、Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍｉｎ以下の電力であり、検知されないので電力値はゼロとなる。ｅ，ｆ区間はｂ，ｃ区間と同様にして扱う。

これにより、ＩＱデータサンプルのとりうる範囲Ｗ１がダイナミックレンジに対応して狭まり、範囲Ｗ１を超えるサンプルｎ１，ｎｘを削除して、有効サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を削減できる。有効サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）は整数なので、天井関数と床関数をつかって、以下のように表すことができる。

サンプル最大値を表す有効桁数Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍａｘ＝ｆｌｏｏｒ（ｌｏｇ２（Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘ）＋１）
サンプル最小値を表す有効桁数Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ＝ｃｅｉｌ（ｌｏｇ２（Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍｉｎ）＋１）

このＲＥのダイナミックレンジによる量子化対象の範囲の絞り込み方式を採用した場合、有効ビット幅（ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）は、Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍａｘ−Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ＋１で表される。通常のビット幅（ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）の最大値、最小値をそれぞれ、Ｂ＿ｍａｘ，Ｂ＿ｍｉｎとすると、本方式により有効ｂｉｔ ｗｉｄｔｈをＢ＿ｍａｘ−Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍａｘ＋Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ−Ｂ＿ｍｉｎの分だけ削減できる。削減された情報は、もともとＲＥ１０２が送信出力不可能な範囲であり、本方式採用による品質劣化は生じない。

図１３は、最適化係数算出部のパラメータテーブルの一例を示す図表である。圧縮率は「圧縮後ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ」／「量子化ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ」とする。小文字アルファベットと、小文字アルファベット添え字のパラメータは定数とする。図１３に示すように、目標とする通信品質別に、ダイナミックレンジおよびＩＱサンプリング数の組み合わせが異なる。また、ＬＴＥやＣＤＭＡが規定するシンボル単位以外の圧縮単位の選び方としては、サンプリング数指定も可能である。例えば、通信品質Ａ４，Ａ５についてそれぞれＩＱサンプル数を５００，１０００と指定してもよい。

２．ＩＱデータの分散に基づく量子化対象の範囲の絞り込み処理
図１４は、ＩＱサンプル値の一例を時系列で表した図表である。横軸は時間、縦軸はＩＱデータが示す送信電力である。また、図１５は、量子化対象の範囲の絞り込みを説明する図表である。横軸はサンプルビット幅、縦軸はＩＱデータのサンプル数（例えばＮ個）である。これらは、３ＧＰＰ規格に基づき、ＬＴＥのＥ−ＴＭ１．１送信プロファイルで使用された実データである。

図１５に示すように、ＲＥ１０２に出力するＩＱデータ（送信電力のサンプル）の値は正規分布となる。したがって、標準偏差σの定数倍Ａ×σを利用して、一定確率以下の電力値を表すサンプルを削減することで、ＩＱデータのサンプルビット数（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を削減する。

そして、電力中心値算出部４０１により、電力中心値Ｐａ（図５のＶａに相当）を求めておく。ＩＱデータの各サンプルの電力値（真値）をＰとすると、−Ａ×σ＜Ｐ＜Ａ×σの範囲Ｗ２を満たすＰのみを有効サンプルとし、条件外のサンプルは捨てることで、Ｐの範囲を絞ることができる。定数Ａは、品質指標と圧縮率のターゲットに基づき調整可能なパラメータである。

３．ウインドウ方式による量子化対象の範囲の絞り込み処理
ウインドウ方式は、上記１．ＲＥのダイナミックレンジと、２．ＩＱデータの分散、との組み合わせである。有効サンプルビット幅（ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）の最大値と最小値は以下の式で求められる。
最大値Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍａｘ＝ｆｌｏｏｒ（ＭＩＮ（ｌｏｇ２（Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍａｘ），Ｐａｖｅ＋Ａσ）＋１）
最小値Ｂ＿ｄｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ＝ｃｅｉｌ（ＭＡＸ（ｌｏｇ２（Ｐｄ＿ｐｏｗ＿ｍｉｎ），Ｐａｖｅ−Ａσ）＋１）

４．オフセット係数を用いた量子化対象の範囲の絞り込み処理
この方式では、分散値算出で導出したＩＱデータの分散を縮小し、有効サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を削減する。

図１６は、ＩＱデータのビット範囲別のサンプル数を示す図表である。横軸はサンプルビット幅、縦軸はサンプルビット幅毎のＩＱデータのサンプル数である。ＩＱデータ（量子化ＩＱ）のばらつき（分散値σ）を示す。この量子化ＩＱをさらに圧縮するために分散値を縮小させる。図において、分散値の縮小は、系列２のサンプル値全体にオフセット係数ｘ（１＜ｘ＜２）を掛け合わせた結果、系列１（このときの分散をσ’とする）が得られる。

系列３のばらつきをσ、中心値Ｐａとしたとき、理論上、ばらつきの９９．７％をカバーするＰａ−３σの値が、５＜Ｐａ−３σ＜６のとき、系列１のばらつきをσ’、中心値をＰａ’（＝Ｐａ×ｘ）とすると、６＜Ｐａ’−３σ’＜７となった場合、情報の質を劣化することなく、有効サンプルビット幅（ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を削減することができる。

図１６に示す例では、１ビット削減するために、１＜ｘ＜２、かつ６＜Ｐａ’−３σ’＜７を満たすようなオフセット係数ｘを用いることとしたが、このオフセット係数ｘの値は、品質指標目標に応じて決定されるべきパラメータである。例えば、目標圧縮率が明確で有効サンプルビット幅（ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）が固定値の場合などに、このオフセット方式を利用することができる。

このオフセット方式は、上記例のように量子化ＩＱに対して直接適用することに限らず、最適化係数算出のための絞り込みの他の方法１．，２．もしくは３．による絞り込み後のＩＱデータに対して組み合わせて適用することにより、さらに有効サンプルビット幅を削減できるようになる。

（スケーリング）
スケーリング部４０４がおこなうスケーリングは、ＩＱデータを転送路（ＣＰＲＩ１０３）に送信する前に、不要ビットを削除して前詰めにデータを整形する処理である。上述したように、最適化係数算出では１．〜４．の各方式があったが、このスケーリングは最適値算出の方式によらずに、以下の方式でスケーリング処理する。

図１７は、スケーリング処理におけるＩＱデータの切り出し範囲を示す図である。横軸はサンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）、縦軸はＩＱデータのサンプル数である。スケーリングでは、はじめに最適化係数の算出により導出した最小値をＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ＝Ｐ＿ｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ、最大値をＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ＝Ｐ＿ｒａｎｇｅ＿ｍａｘとする。また、量子化ＩＱデータの最大値をＰｍａｘとし、最小値をＰｍｉｎとする。この後、下記１），２）のビット切り捨て処理をおこなう。

１）上位ビットの切り捨て処理
Ｐｍａｘ−Ｐ＿ｒａｎｇｅ＿ｍａｘ≧１のとき、上位（Ｐｍａｘ−Ｐ＿ｒａｎｇｅ＿ｍａｘ）ｂｉｔで示されるＩＱデータは無視する。それ以外の条件の場合は、切り捨て可能なビットはないので、切り捨て処理はおこなわない。

２）下位ビットのビットシフト処理
下位ビットの扱いについても切り捨てる点において上位ビットの切り捨て処理と同等である。しかし、転送路（ＣＰＲＩ１０３）に圧縮データとして詰めて格納するために、有効サンプルビット幅（ＩＱ ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）に対して−２＾（Ｐ＿ｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ−Ｐｍｉｎ）を掛け合わせて、波形全体を図の左に（Ｐ＿ｒａｎｇｅ＿ｍｉｎ−Ｐｍｉｎ）ビットシフトさせる。

図１８は、スケーリング処理におけるビットシフト状態を示す図である。図１７に対して、上位ビットの切り捨て処理と、下位ビットのビットシフト処理を適用後の状態を示している。図示のように、有効サンプルビット幅は、１〜７ビットの計７ビットを用いる。このスケーリング処理により、転送帯域を節約でき、ＣＰＲＩ１０３上での複数のＩＱデータの同時転送が可能となる。

（圧縮後のＩＱデータ転送）
ＩＱ圧縮処理によりＩＱデータの有効サンプルビット幅（ｂｉｔ ｗｉｄｔｈ）を削減した圧縮後ＩＱデータは、ＲＥＣ１０１から圧縮された状態で転送路（例えば、ＣＰＲＩ１０３）に送信される。転送路通過後、ＲＥ１０２のＩＱ復元処理部３１１により復号がおこなわれる。圧縮後ＩＱデータの転送方式について説明する。

圧縮後のＩＱデータは、復号に必要な復号用パラメータをＩＱ復元処理部３１１に伝える必要がある。上述した最適化係数の各算出方式によらずＲＥＣ１０１が転送路を介してＲＥ１０２に対して転送が必要なパラメータとしては、Ｐ１：圧縮後ＩＱのビットシフト数、Ｐ２：圧縮後ＩＱの有効ビット幅がある。

また、上記の圧縮方式（絞り込み方式）のうち、ＲＥＣ１０１が転送路を介してＲＥ１０２のＩＱ復元処理部３１１に送信する必要があるパラメータは以下の通りである。１．装置送信出力ダイナミックレンジ方式、２．電力値正規分布方式、３．ウインドウ方式においては、パラメータ送信は不要である。４．オフセット方式では、Ｐ３：オフセット係数を送信する。

（転送路がＣＰＲＩの場合の復号用パラメータの送信について）
転送路がＣＰＲＩ１０３である場合における、上記復号用パラメータの送信方法について説明する。ＣＰＲＩ１０３を用いた場合の復号用パラメータの送信は、Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｗｏｒｄでおこなう（上記非特許文献１、４．２．７．４ Ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ，Ｆｉｇ１５，ｐ４７参照。）。

図１９は、ＣＰＲＩ転送時の復号用パラメータの領域指定を示す図である。２５６のＣｏｎｔｒｏｌ Ｗｏｒｄのうち、復号用パラメータはＲｅｓｅｒｖｅｄ領域のビットを使用して転送すればよい。

（キャリブレーション）
図２０は、最適化係数に対するキャリブレーションの構成例を示すブロック図である。最適化係数算出部４０３により算出された最適化係数は、劣化量算出部４０５により算出された劣化量に基づき、キャリブレーション（補正）される。最適化係数算出部４０３は、キャリブレーション後の最適化係数をスケーリング部４０４に出力する。キャリブレーション処理は、１．高速ループ処理、あるいは、２．低速ループ処理のいずれかを選択できる。

１．高速ループ
劣化量算出部４０５は、ビット削減前のＩＱデータと、ビット削減後のＩＱデータを比較し、劣化量を算出する。最適化係数算出部４０３は、劣化量が所定の閾値を超える劣化となった場合に、劣化量（通信品質）を抑える最適化係数を再度算出する。この高速ループでは、ＯＦＤＭシンボル単位（約７１．４ｕｓ）でキャリブレーションをおこなう。ＩＦＦＴ／ＦＦＴ、またはＩＤＦＴ／ＤＦＴ単位で補正をおこなう。短区間での補正が可能であり、電力の劣化を瞬時に抑制できる。

２．低速ループ
劣化量算出部４０５は、ＴＴＩ単位で補正をおこなう。これにより、物理チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）単位で無線品質に即した補正が可能となり、無駄のない（マージンを最小限にする）キャリブレーションをおこなうことができる。１−１０ｍｓの補正（長区間の補正）が可能である。劣化量算出部４０５は、ビット削減後のＩＱデータからＥＶＭを確認し、劣化量を算出する。最適化係数算出部４０３は、劣化量が所定の閾値を超える劣化となった場合に、劣化量（通信品質）を抑える最適化係数を再度算出する。

また、上記１．高速ループと、２．低速ループとを組み合わせて適用することもできる。１．の方式で劣化量が閾値以上の場合に、２．の処理をおこなうことで、最低の通信品質を底上げすることができる。すなわち、１．の結果が良であれば、必ず２．の結果も良である。１．の結果が不良の場合、２．の結果で改善することが可能となる。

図２１は、最適化係数に対するキャリブレーションの他の構成例を示すブロック図である。この構成例では、最適化係数算出部４０３は、予め複数の劣化量別のビット削減量を算出しておき、保持しておく。そして、劣化量算出部４０５が算出した劣化量に対応するビット削減量をセレクタ２２０１により選択してスケーリング部４０４に出力する。この構成例によれば、上述した無線の品質目標値（ＥＶＭ）を算出し、このＥＶＭに基づき劣化量を算出することができる。

図２２は、複数の劣化量別の係数を示す図である。最適化係数算出部４０３は、各劣化量Ｘ１〜Ｘｎ別の最適化係数１〜ｎを保持している。例えば劣化量Ｘ１のとき、１ビット削減する係数１とする。劣化量Ｘｎのとき係数ｎはｎビット削減する。

図２３は、最適化係数に対する劣化量抑制方法の手段としてのキャリブレーション方式の構成例を示すブロック図である。図においてＣｏｆは、上述した「量子化対象の範囲の絞り込み１．〜４．」のビット削減前ＩＱから削減後ＩＱを算出するそれぞれのオフセット係数である。（１．の分散を利用したｂｉｔ削減は、０１１１１１１００００００などのビットマスクが係数となる。）図において劣化量算出部４０５では、圧縮前後のＩＱの差などからキャリブレーション値を算出する。ＲＥＣ１０１側の最適化係数算出部４０３には、上記同様に品質指標、装置指標、標準偏差σが入力され、これらに基づきオフセット係数Ｃｏｆを求める。劣化量算出部４０５は、このオフセット係数Ｃｏｆに基づきビット削減したＩＱデータと、ビット削減前のＩＱデータの差分値の平均値をキャリブレーション値としてＲＥ１０２に送信する。ＲＥ１０２側には、キャリブレーション復号部２４０１を設ける。このキャリブレーション復号部２４０１は、ＲＥＣ１０１側から送信されたキャリブレーション値と、圧縮後ＩＱデータを受信し、これらに基づき、キャリブレーション復号をおこなう。

図２４は、ＩＱ圧縮処理部における圧縮による劣化量の抑制をおこなう構成例を示す図である。キャリブレーション値の算出にかかる構成について記載してある。ＩＱ圧縮処理部３０２は、乗算器２５０１，２５０２，２５０５と、加算器２５０３と、積算部２５０４とを含む。ビット削減前ＩＱデータは、乗算器２５０１によりオフセット係数Ｃｏｆが乗算され、スケーリング部４０４によりビット削減される。この後、乗算器２５０２により、オフセット係数の逆数１／Ｃｏｆが乗算され、スケーリング部４０４に入力される。この後、加算器２５０３では、再度ビット削減前のＩＱデータが加算され、積算部２５０４によりサンプル数Ｎ分だけ積算処理された後、乗算器２５０５により１／Ｎ乗算されてキャリブレーション値が出力される。このように、圧縮前後のＩＱの差の平均をキャリブレーション値として、圧縮後ＩＱに調整値として足しこむオフセット方式を用いることにより、圧縮劣化量を抑制することができる。
上記のビット削減後ＩＱデータ［Ｎ］＝ビット削減前ＩＱデータ［Ｎ］×Ｃｏｆ
ビット削減後Ｒｅｆ ＩＱ［Ｎ］＝ビット削減後ＩＱ［Ｎ］／Ｃｏｆ
キャリブレーション値＝１／Ｎ×Σ（ビット削減後ＩＱ−ビット削減前ＩＱ）である。

（サンプリング数Ｎについて）
図２５は、システム帯域別の分散算出用のパラメータを示す図表である。上述した出力電力（ＩＱデータ）のサンプリング数Ｎは、ＯＦＤＭシンボル単位（例えば、５ＭＨｚ帯域の場合は７．６８Ｍ／Ｓａｍｐｌｉｎｇ、２０ＭＨｚ帯域の場合は３０．７２Ｍ／Ｓａｍｐｌｉｎｇ）を用いる。これに限らず、システムが保持する所定のサンプリング数としてもよい。サンプリング数が大きくなることに対応して電力変動も大きくなる。つまり、システム帯域と電力変動は密接な関係があり、システム帯域が大きくなるとＮの数を小さくした方がロスを小さく（最適化係数演算の処理効率を向上）できる。

（ＲＥＣの構成例）
図２６は、ＲＥＣとＲＥ間のデータ圧縮にかかる構成例を示す図である。ＲＥＣ１０１が複数の周波数帯域に応じて複数のベースバンド処理部３０１を有する場合に、例えばキャリア別の複数のベースバンド処理部３０１ａ，３０１ｂに対して多重化部２７０１によりＩＱデータの多重化をおこなってからＩＱ圧縮処理部３０２によりＩＱデータのビット最適化処理をおこない、ＲＥ１０２側にデータ送信する。また、さらに他の複数のベースバンド処理部３０１ｃについて多重化部２７０２により、上記各ベースバンド処理部３０１ａ〜３０１ｃのＩＱデータを多重化してＲＥ１０２に送信しても良い。ＲＥＣ１０１に対するＲＥ１０２の配置構成は、上述したように、カスケード（縦列）接続された配置構成や、１台のＲＥ１０２から複数のＲＥ１０２に分岐される配置構成等、各種の配置構成がある。

また、複数の周波数帯域のベースバンド処理部３０１ｄのＩＱデータをＩＱ圧縮処理部３０２によりＩＱデータのビット最適化処理をおこない、ＲＥ１０２に送信する構成としてもよい。このほか、２台のＲＥＣ１０２ａ，１０２ｂがそれぞれ送信するＩＱデータのうち、ＲＥＣ１０２ａ側についてＩＱ圧縮処理部３０２によりＩＱデータのビット最適化処理をおこなう。そして、他のＲＥＣ１０２ｂ側のＩＱデータと併せてＩＱデータのビット最適化処理をおこないＲＥ１０２側に送信する構成とすることもできる。

そして、１台のＲＥＣ１０１に対し、複数台のＲＥ１０２がＣＰＲＩ１０３を介して接続される各種配置構成において、例えば、１台のＲＥＣが２台のＲＥ１０２に対してＩＱデータを送信する場合、最適な圧縮率は５０％となる。同様に、３台のＲＥ１０２であれば最適な圧縮率は３３％となる。なお、この圧縮率は、上述したように無線品質の劣化量に基づき、適宜キャリブレーションしながら運用すればよい。

以上説明した実施の形態では、ＲＥＣ１０１からＲＥ１０２へのＤｏｗｎｌｉｎｋ（下り）のＩＱデータ転送の圧縮について説明したが、上記同様の圧縮手法をＲＥ１０２からＲＥＣ１０１へのＩＱデータのデータ転送の圧縮についても適用することができる。これらＤｏｗｎｌｉｎｋとＵｐｌｉｎｋとにおいて圧縮にかかる異なるパラメータとしては、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ（下り）では、ＲＥ１０２が有する無線アンプのダイナミックレンジを用いるが、Ｕｐｌｉｎｋ（上り）では、ベースバンド処理部３３２のデジタル出力のダイナミックレンジを用いる。

以上説明した実施の形態によれば、受信側装置のダイナミックレンジやＩＱデータの分散等に基づき、受信側装置に対して必要最低限のサンプルビット幅を用いて、必要なデータを送信し、ＩＱデータを圧縮することができる。たとえば、１台のＲＥＣに対し、複数台のＲＥが接続される配置構成において、ＲＥの増設によるＲＥ数の増大、１台のＲＥが扱う周波数帯域の増大、アンテナ数の増大などが生じる。実施の形態によれば、このようなネットワーク変更に基づくＲＥＣとＲＥ間のＩＱデータの転送レートとサンプルビット幅の変更に対応することができ、ＩＱデータを最適な圧縮率に変更することができる。これにより、転送路上のＩＱデータの転送レートを確保して、データ転送の遅延を抑制でき、必要なデータ精度を有するデータ転送が可能となる。また、インタフェースの回路規模の増大を抑えることができ、転送路としてＣＰＲＩを用いる場合、光モジュールのコストを抑制できる。

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）一対の装置間であるＲＥＣ（Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とＲＥ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）との間において送受信する変調後のデジタル信号のＩＱデータについて、受信側装置のデータ処理に用いない量子化ビットを間引いたデータ圧縮をおこない、転送路を介して受信側装置に送信する圧縮処理部を備えたことを特徴とする基地局装置。

（付記２）前記圧縮処理部は、
前記ＩＱデータの中心値と、前記ＩＱデータの分散とに基づき、前記ＩＱデータの量子化ビットを削減することを特徴とする付記１に記載の基地局装置。

（付記３）前記圧縮処理部は、
前記受信側装置のダイナミックレンジに基づき前記ＩＱデータの量子化ビットを削減することを特徴とする付記１または２に記載の基地局装置。

（付記４）前記圧縮処理部は、
前記ＩＱデータのサンプル値全体に対して所定のオフセット係数を掛けて縮小した分散により量子化ビット数を削減することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の基地局装置。

（付記５）前記圧縮処理部は、
無線の通信品質指標、装置指標、ＩＱデータの標準偏差に基づき、前記ＩＱデータの圧縮係数を算出する最適化係数算出部を有することを特徴とする付記１に記載の基地局装置。

（付記６）前記圧縮処理部による量子化ビットの削減後、ビットシフトによるデータ整形をおこなうスケーリング部を有することを特徴する付記１に記載の基地局装置。

（付記７）前記スケーリング部は、
前記ビットシフト数および圧縮パラメータを受信側装置における復号処理用に転送することを特徴とする付記６に記載の基地局装置。

（付記８）前記ＩＱデータの圧縮による無線品質の劣化量を算出する劣化量算出部を有し、
前記圧縮処理部は、前記劣化量算出部により算出された劣化量に基づき、前記圧縮係数のキャリブレーションをおこなうことを特徴とする付記５に記載の基地局装置。

（付記９）前記劣化量算出部は、
前記ＲＥの通信方式がＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の場合、ＯＦＤＭシンボル単位の周期で無線品質の劣化量を算出することを特徴とする付記８に記載の基地局装置。

（付記１０）前記劣化量算出部は、
物理チャネル単位の周期で無線品質の劣化量を算出することを特徴とする付記８に記載の基地局装置。

（付記１１）前記圧縮処理部は、
前記劣化量算出部により算出された複数の劣化量に対応する前記圧縮係数を保持し、前記劣化量に対応したビット削減量を出力することを特徴とする付記１０に記載の基地局装置。

（付記１２）前記劣化量算出部は、
前記ＲＥの通信方式がＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の場合、ＯＦＤＭシンボル単位の周期で無線品質の劣化量を算出した結果の劣化量が大きい場合、物理チャネル単位の周期で無線品質の劣化量を算出し、当該物理チャネル単位の周期において算出されたキャリブレーションをおこなうことを特徴とする付記８に記載の基地局装置。

（付記１３）前記圧縮処理部は、
圧縮前後のＩＱデータの差の平均をキャリブレーション値として、圧縮後のＩＱデータに調整値として足しこむことにより、圧縮劣化量を抑制することを特徴とする付記１に記載の基地局装置。

（付記１４）前記転送路は、共通公衆無線インタフェース（ＣＰＲＩ：Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）であることを特徴とする付記１に記載の基地局装置。

（付記１５）前記圧縮処理部は、
前記ＩＱデータの分散に対し所定の定数を用いて、前記ＩＱデータの量子化ビットを削減することを特徴とする付記２に記載の基地局装置。

（付記１６）前記ＲＥＣ１台につき、複数の前記ＲＥがカスケード接続、あるいは分岐接続されたことを特徴とする付記１〜１５のいずれか一つに記載の基地局装置。

（付記１７）一対の装置間であるＲＥＣ（Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とＲＥ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）とを有する基地局システムにおいて、
送信側装置は、
変調後のデジタル信号のＩＱデータについて、受信側装置のデータ処理に用いない量子化ビットを間引いたデータ圧縮をおこない、転送路を介して受信側装置に送信する圧縮処理部を有し、
受信側装置は、
信号変換処理部の前段において、前記送信側装置からの圧縮されたＩＱデータの復号処理をおこなう復元処理部を有することを特徴とする基地局システム。

（付記１８）一対の装置間であるＲＥＣ（Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とＲＥ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）との間において送受信する変調後のデジタル信号のＩＱデータの圧縮方法において、
受信側装置のデータ処理に用いない量子化ビットを間引いたデータ圧縮をおこない、転送路を介して受信側装置に送信することを特徴とするＩＱデータの圧縮方法。

１００ 基地局装置（基地局システム）
１０１ ＲＥＣ
１０２ ＲＥ
１０３ 転送路（ＣＰＲＩ）
１０４ アンテナ
３０１ ベースバンド処理部
３０２ ＩＱ圧縮処理部
３１１ ＩＱ復元処理部
３１２ Ｄ／Ａ変換処理部
３１３ 増幅処理部
３２１ 受信処理部
３２２ Ａ／Ｄ変換処理部
３２３ ＩＱ圧縮処理部
３３１ ＩＱ復元処理部
３３２ ベースバンド処理部
４０１ 電力中心値算出部
４０２ 分散値算出部
４０３ 最適化係数算出部
４０４ スケーリング部
４０５ 劣化量算出部

Claims (18)

1. 一対の装置間であるＲＥＣ（Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とＲＥ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）との間において送受信する変調後のデジタル信号のＩＱデータについて、受信側装置のデータ処理に用いない量子化ビットを間引いたデータ圧縮をおこない、転送路を介して受信側装置に送信する圧縮処理部を備えたことを特徴とする基地局装置。
2. 前記圧縮処理部は、
   前記ＩＱデータの中心値と、前記ＩＱデータの分散とに基づき、前記ＩＱデータの量子化ビットを削減することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記圧縮処理部は、
   前記受信側装置のダイナミックレンジに基づき前記ＩＱデータの量子化ビットを削減することを特徴とする請求項１または２に記載の基地局装置。
4. 前記圧縮処理部は、
   前記ＩＱデータのサンプル値全体に対して所定のオフセット係数を掛けて縮小した分散により量子化ビット数を削減することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の基地局装置。
5. 前記圧縮処理部は、
   無線の通信品質指標、装置指標、ＩＱデータの標準偏差に基づき、前記ＩＱデータの圧縮係数を算出する最適化係数算出部を有することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
6. 前記圧縮処理部による量子化ビットの削減後、ビットシフトによるデータ整形をおこなうスケーリング部を有することを特徴する請求項１に記載の基地局装置。
7. 前記スケーリング部は、
   前記ビットシフト数および圧縮パラメータを受信側装置における復号処理用に転送することを特徴とする請求項６に記載の基地局装置。
8. 前記ＩＱデータの圧縮による無線品質の劣化量を算出する劣化量算出部を有し、
   前記圧縮処理部は、前記劣化量算出部により算出された劣化量に基づき、前記圧縮係数のキャリブレーションをおこなうことを特徴とする請求項５に記載の基地局装置。
9. 前記劣化量算出部は、
   前記ＲＥの通信方式がＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の場合、ＯＦＤＭシンボル単位の周期で無線品質の劣化量を算出することを特徴とする請求項８に記載の基地局装置。
10. 前記劣化量算出部は、
    物理チャネル単位の周期で無線品質の劣化量を算出することを特徴とする請求項８に記載の基地局装置。
11. 前記圧縮処理部は、
    前記劣化量算出部により算出された複数の劣化量に対応する前記圧縮係数を保持し、前記劣化量に対応したビット削減量を出力することを特徴とする請求項１０に記載の基地局装置。
12. 前記劣化量算出部は、
    前記ＲＥの通信方式がＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の場合、ＯＦＤＭシンボル単位の周期で無線品質の劣化量を算出した結果の劣化量が大きい場合、物理チャネル単位の周期で無線品質の劣化量を算出し、当該物理チャネル単位の周期において算出されたキャリブレーションをおこなうことを特徴とする請求項８に記載の基地局装置。
13. 前記圧縮処理部は、
    圧縮前後のＩＱデータの差の平均をキャリブレーション値として、圧縮後のＩＱデータに調整値として足しこむことにより、圧縮劣化量を抑制することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
14. 前記転送路は、共通公衆無線インタフェース（ＣＰＲＩ：Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）であることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
15. 前記圧縮処理部は、
    前記ＩＱデータの分散に対し所定の定数を用いて、前記ＩＱデータの量子化ビットを削減することを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。
16. 前記ＲＥＣ１台につき、複数の前記ＲＥがカスケード接続、あるいは分岐接続されたことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一つに記載の基地局装置。
17. 一対の装置間であるＲＥＣ（Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とＲＥ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）とを有する基地局システムにおいて、
    送信側装置は、
    変調後のデジタル信号のＩＱデータについて、受信側装置のデータ処理に用いない量子化ビットを間引いたデータ圧縮をおこない、転送路を介して受信側装置に送信する圧縮処理部を有し、
    受信側装置は、
    信号変換処理部の前段において、前記送信側装置からの圧縮されたＩＱデータの復号処理をおこなう復元処理部を有することを特徴とする基地局システム。
18. 一対の装置間であるＲＥＣ（Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とＲＥ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）との間において送受信する変調後のデジタル信号のＩＱデータの圧縮方法において、
    受信側装置のデータ処理に用いない量子化ビットを間引いたデータ圧縮をおこない、転送路を介して受信側装置に送信することを特徴とするＩＱデータの圧縮方法。

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