WO2016140303A1 - 無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

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decision value
signal
station
soft decision
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宮本　健司
桑野　茂
寺田　純
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日本電信電話株式会社
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    • H04W88/085—Access point devices with remote components

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system in which a part of a base station function is physically extended and used as a distributed station.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the system configuration of Full Centralization.
  • the central layer 301 includes a physical layer function unit 11 excluding an antenna unit and a function unit 12 higher than the data link layer.
  • the system configuration is such that n (n is a natural number) distributed stations 302-1 to 302-n on which only the antenna unit 21 is mounted.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the system configuration of Partial Centralization.
  • the functional unit 12 and the physical layer function 13 above the data link layer are mounted on the central office 401.
  • the system configuration is such that the distributed stations 402-1 to 402-n on which a part 22 of the physical layer function is mounted (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • Non-Patent Document 2 an error correction code technique for correcting an error in a transmission path by adding a redundant bit to a signal bit sequence to be transmitted.
  • this error correction coding technique a signal bit sequence to which redundant bits are added by a transmission device is modulated into an arbitrary form, transmitted through a transmission line, and received by a reception device. At this time, when demodulating the received modulated signal, determining a signal bit as 0 or 1 based on a certain threshold and outputting it as a received bit sequence is called a hard decision, and its output is called a hard decision value.
  • a soft decision output when demodulating a modulation signal, outputting as a received signal with a certainty value that the signal bit is 0 or 1 is called a soft decision output, and the output is called a soft decision value.
  • the reception signal output as the hard decision value or the soft decision value is output as a final reception bit sequence by the decoder.
  • Some decoders, such as a turbo decoder, can select whether the output is a hard decision value or a soft decision value.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of CoMP using two base stations 4 and 5.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of CoMP using two base stations 4 and 5.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of CoMP using one central station 1 and two distributed stations 2-1 and 2-2. As shown in FIG. 5, in CoMP, adjacent base stations 4 and 5 communicate with each other in cooperation with a terminal device 6 located in the vicinity of the cell edge. In FIG. 6, the distributed stations (base stations) 2-1 and 2-2 connected to the adjacent central station 1 communicate with each other with respect to the terminal device 6 located near the cell edge.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a system configuration of Full Centralization for performing CoMP processing.
  • the number of distributed stations is not limited to two, and a plurality of antennas may be provided in one distributed station.
  • the radio signal transmitted from the terminal device 6 is received by the RF receiver 22 of the distributed station 302-1 and the distributed station 302-2 via wireless transmission.
  • Signals received by the respective distributed stations 302-1 and 302-2 are converted by the signal conversion unit 23 and transmitted to the central station 301. These signals are converted by the signal converters 14 and 15 and supplied to the inter-base station cooperation processor 16.
  • the inter-base station cooperation processing unit 16 performs CoMP processing on the supplied signal.
  • the output of the inter-base station cooperation processing unit 16 is demodulated by the demodulation unit 17 and output to the decoding unit 18 as a soft decision value of the received signal.
  • the decoding unit 18 decodes this soft decision value and outputs it to the upper function unit 19 as a hard decision value of the received signal.
  • the host function unit 19 further transmits the hard decision value of the received signal to the host device.
  • the signal received by the RF receiver 22 is sampled and quantized, so the transmission capacity between the distributed station and the central station is very high.
  • CPRI Common Public Radio Interface
  • the required transmission rate between the distributed station and the central station is about 12 times 1228 Mbps.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the system configuration of Partial Centralization.
  • the configuration shown in FIG. 8 can reduce the transmission capacity required between the central station 401 and the distributed stations 402-1 and 402-2 as compared with the system configuration of the full centralization shown in FIG.
  • the number of distributed stations is not limited to two, and a plurality of antennas may be provided in one distributed station.
  • the radio signal transmitted from the terminal device 6 is received by either the distributed station 402-1 or the distributed station 402-2 via radio transmission.
  • the system configuration shown in FIG. 8 shows a case where a signal from the terminal device 6 is received by the distributed station 402-1 as an example.
  • the distributed station 402-1 receives the signal from the terminal device 6 by the RF receiver 22, demodulates it by the demodulator 24, and outputs it to the decoder 25 as a soft decision value of the received signal.
  • the decoding unit 25 decodes this soft decision value and outputs it to the signal conversion unit 23 as a hard decision value of the received signal.
  • the signal conversion unit 23 performs signal conversion on the hard decision value and transmits it to the central station 401.
  • the central office 401 performs signal conversion on the signal received by the signal conversion unit 14 and sends the hard decision value of the converted received signal to the higher-order function unit 19.
  • the host function unit 19 further transmits the hard decision value of the received signal to the host device.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and is capable of enabling communication coordination between distributed stations (base stations) while suppressing the transmission capacity between the central station and the distributed stations.
  • An object is to provide a communication system and a wireless communication method.
  • the present invention is a wireless communication system comprising a distributed station device that performs wireless communication with a terminal device, and a central station device that is connected to the distributed station device and receives and processes a signal from the distributed station device,
  • the central station apparatus has a higher-order function unit that notifies the distributed station apparatus in advance whether the received signal from the terminal apparatus is a target for inter-distributed station cooperation, and the received signal from the distributed station apparatus.
  • the hard decision value and the soft decision value are distributed, the hard decision value is sent to the higher-order function unit as it is, and the soft decision value is sent to the signal synthesis unit, and the hard / soft decision unit A signal synthesizing unit that synthesizes and outputs the soft decision values output from the unit, and a decoding unit that performs decoding using the soft decision values output from the signal synthesis unit,
  • the distribution notified from the higher-order function unit Based on the presence or absence of inter-cooperation, the received signal from the terminal device that is not the target of inter-distribution station cooperation is output as the hard decision value, and the received signal from the terminal device that is the target of inter-distribution station cooperation is the soft decision value
  • the switching decoding part which outputs by is provided.
  • the distributed station device may increase or decrease the number of bits representing the soft decision value output from the switching decoding unit according to the strength of the received signal from the terminal device.
  • the distributed station device may weight the soft decision value output from the switching decoding unit according to the strength of the received signal from the terminal device.
  • the present invention relates to wireless communication performed by a wireless communication system including a distributed station device that performs wireless communication with a terminal device, and a central station device that is connected to the distributed station device and receives a signal from the distributed station device and performs processing.
  • the central station apparatus notifies the distributed station apparatus in advance whether or not the received signal from the terminal apparatus is a target of cooperation between distributed stations, and the central station apparatus,
  • the received signal from the distributed station device is divided into a hard decision value and a soft decision value based on the presence / absence of cooperation between the distributed stations, the hard decision value is sent as it is to a higher-order function unit, and the soft decision value is a signal synthesis unit
  • the distributed station device receives the signal from the terminal device that is not the target of the inter-distribution station cooperation based
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment.
  • the same parts as those of the conventional apparatus shown in FIGS. 7 and 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the number of distributed stations is not limited to two, and a plurality of antennas may be provided in one distributed station.
  • the number of terminal devices 6 may be plural, and the number of antennas of the terminal device 6 may be plural.
  • the distributed station 102-1 includes an RF (radio frequency) receiving unit 22, a demodulating unit 24, a switching decoding unit 31, a multiplexing unit 32, and a signal converting unit 23 connected to an antenna. Since the configuration is the same as that of the distributed station 102-1, detailed description thereof is omitted here.
  • the central station 101 outputs the same number of signal converters 14 and 15 as the number of distributed stations, the hard and soft discriminators 41 and 42 connected to the signal converters 14 and 15, and the hard and soft discriminators 41 and 42, respectively.
  • a signal synthesis unit 43 that synthesizes the soft decision value, a decoding unit 44 that decodes the output of the signal synthesis unit 43, and a higher-level function unit 45 are provided.
  • the higher-level function unit 45 of the central station 101 notifies the distributed stations 102-1 and 102-2 in advance whether the signal transmitted from the terminal device 6 is the target of CoMP.
  • the transmission signal is a target of CoMP
  • the signal transmitted from the terminal device 6 is received by both the distributed station 102-1 and the distributed station 102-2, and the respective distributed stations 102-1 and 102-
  • the second demodulator 24 demodulates the received signal to obtain a soft decision value. If the transmission signal is not subject to CoMP, the signal transmitted from the terminal device 6 is received by the distributed station 102-1 or the distributed station 102-2, and demodulated by the demodulation unit 24 of either distributed station to soften the received signal. A judgment value is obtained.
  • the switching decoding unit 31 switches between the hard decision value output and the soft decision value output based on the CoMP presence / absence information notified from the higher-order function unit 45 of the central office 101 and supplies it to the multiplexing unit 32.
  • the switching decoding unit 31 outputs a signal that is not subject to CoMP as a hard decision value, and outputs a signal that is subject to CoMP as a soft decision value.
  • the hard decision value and soft decision value output from the switching decoding unit 31 are time-division multiplexed by the multiplexing unit 32, converted by the signal conversion unit 23, and then transmitted to the central station 101.
  • the central office 101 Based on the CoMP presence / absence information notified from the higher-level function unit 45, the central office 101 uses the hard / soft discriminating units 41 and 42 to convert the signals received through signal conversion in the signal converting units 14 and 15 into hard decision values. And soft decision value. Further, the central office 101 sends the hard decision value to the higher-order function unit 45 as it is, and sends the soft decision value to the signal synthesis unit 43.
  • the soft decision values output from the hard and soft decision units 41 and 42 are synthesized by the signal synthesis unit 43 and then sent to the decoding unit 44.
  • the decoding unit 44 performs a decoding process based on the input soft decision value, outputs a hard decision value of the received signal, and sends it to the higher-level function unit 45.
  • the signal conversion used for signal transmission between the distributed stations 102-1 and 102-2 and the central station 101 may use an existing interface such as PON (Passive Optical Network) or an original interface. Also good.
  • Each of the distributed stations 102-1 and 102-2 receives a multicarrier signal such as OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing) for the received signal after receiving RF from the terminal device 6. You may perform the process of.
  • the switching decoding unit 31 may increase or decrease the number of bits representing the soft decision value to be output according to the received signal strength from the terminal device. Thereby, the transmission capacity between the central station and the distributed station can be further suppressed. Moreover, the switching decoding part 31 may weight the soft decision value output according to the received signal strength from the terminal device. Thereby, cooperation for performing CoMP processing between a plurality of distributed stations can be performed with higher performance.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment.
  • this wireless communication system is based on the wireless communication shown in FIG. 1 in that the number of terminal devices 6, the number of antennas of each terminal device, the number of distributed stations, and the number of antennas of each distributed station are arbitrarily set. It is different from the system.
  • the number of terminal devices is M (M is a natural number), and the number of distributed stations is N (N is a natural number).
  • Signals transmitted from the terminal devices 6-1 to 6-M are received by the RF receivers 22 of the respective distributed stations 202-1 to 202-N via wireless transmission.
  • the demodulator 33 of each distributed station obtains a soft decision value of the received signal.
  • the demodulator 33 also performs signal reception processing using multiple antennas such as MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output).
  • the host functional unit 45 of the central station 201 notifies each of the distributed stations 202-1 to 202-N in advance whether or not the signal received from the terminal devices 6-1 to 6-M is the target of CoMP. .
  • the processing of the switching decoding unit 34 for the soft decision value obtained by the demodulation unit 33 is the same as that of the first embodiment. If the received signals received from the terminal devices 6-1 to 6-M are not subject to CoMP, the received signals are output as hard decision values from the switching decoding units 34 of the respective distributed stations 202-1 to 202-N, and are multiplexed. 32 and the signal converter 23 to the central office 201. The hard decision values received by the central office 201 are discriminated by the hard / soft discriminating units 41 and 42 of the central office 201, separated and sent to the higher-order function unit 45.
  • the received signal received from the terminal devices 6-1 to 6-M is a target of CoMP
  • the received signal is output as a soft decision value from the switching decoding unit 34 of each of the distributed stations 202-1 to 202-N.
  • the data is transmitted to the central office 201 via the unit 32 and the signal conversion unit 23.
  • the soft decision values received by the central office 201 are discriminated by the hard / soft discriminating units 41 and 42 of the central office 201, separated and sent to the signal synthesis unit 43.
  • the soft decision values input to the signal combining unit 43 are combined and then sent to the decoding unit 44, respectively.
  • the decoding unit 44 performs a decoding process based on the input soft decision value, and sends the hard decision value of the received signal to the higher-level function unit 45.
  • an existing interface such as PON (Passive Optical Network) may be used, or an original interface is used. Also good.
  • Each distributed station may perform processing for receiving a multicarrier signal such as OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing) on the received signal after performing RF reception from the terminal device 6. .
  • the switching decoding unit 34 shown in FIG. 2 may increase or decrease the number of bits representing the soft decision value to be output according to the received signal strength from the terminal device. Thereby, the transmission capacity between the central station and the distributed station can be further suppressed. Moreover, the switching decoding part 34 may weight the soft decision value output according to the received signal strength from the terminal device. Thereby, cooperation for performing CoMP processing between a plurality of distributed stations can be performed with higher performance.
  • the data transmitted between the central station and the distributed station is a bit sequence after being decoded, so the transmission capacity between the central station and the distributed station is much larger than in the case of the full centralization. Get smaller.
  • the functions of the physical layer are distributed, and the inter-base station cooperation using both received signals received by each of the two distributed stations cannot be performed.
  • the transmission capacity between the distributed station and the central station can be reduced, but in the system configuration based on Partial Centralization that cannot perform CoMP processing, soft decision values are transmitted between the distributed station and the central station.
  • CoMP processing can be realized by combining.
  • not all signals are sent as soft decision values between the distributed station and the central station, but received signals that are not subject to CoMP are sent as hard decision values, thereby reducing the transmission capacity between the distributed station and the central station. can do. For example, when a wireless signal of 1 Gbps is received by the distributed station and the number of quantization bits of the soft decision value is 5 bits, the transmission capacity between the distributed station and the central station of the conventional method is 5 Gbps.
  • the received signal subject to CoMP is half of the total
  • 0.5 Gbps of the 1 Gbps wireless signal is sent with a hard decision value of 0.5 Gbps, and the remaining 0.5 Gbps is softened.
  • the determination value is sent at 2.5 Gbps. Therefore, the total transmission capacity between the distributed station and the central station in this embodiment is 3 Gbps, which is 40% reduction from the conventional system.
  • All or part of the terminal device, the distributed station, and the central station in the above-described embodiment may be realized by a computer.
  • a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed.
  • the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
  • the “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM or a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system.
  • the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
  • a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time.
  • the program may be a program for realizing a part of the above-described functions, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system. It may be realized using hardware such as PLD (Programmable Logic Device) or FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the wireless communication system and the wireless communication method of the present invention can be applied to applications indispensable to enable cooperation between distributed stations (base stations) while suppressing the transmission capacity between the central station and the distributed stations.

Landscapes

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Abstract

　端末装置と無線通信を行う分散局と、分散局と接続され、この分散局からの信号を受信して処理を行う中央局とを備える無線通信システムであって、中央局は、端末装置からの受信信号が分散局間連携の対象であるか否かを予め分散局へ通知する上位機能部と、分散局からの受信信号を分散局間連携の有無に基づいて硬判定値と軟判定値とに振り分け、硬判定値はそのまま上位機能部に送り、軟判定値は信号合成部に送信する硬軟判別部と、硬軟判別部から出力された軟判定値を合成して出力する信号合成部と、信号合成部から出力された軟判定値を用いて復号を行う復号部とを備え、分散局は、上位機能部から通知された分散局間連携の有無に基づき、分散局間連携の対象でない端末装置からの受信信号は硬判定値で出力し、分散局間連携の対象となる端末装置からの受信信号は軟判定値で出力する切替復号部を備える。

Description

無線通信システム及び無線通信方法
　本発明は、基地局機能の一部を物理的に張り出し、分散局として用いる無線通信システムに関する。
　本願は、２０１５年３月５日に、日本に出願された特願２０１５－４３８８０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　無線通信システム、とりわけ移動体通信システムにおいて、基地局機能の一部を搭載した分散局を複数張り出す構成が検討されている。分散局を張り出した基地局は、中央局として複数の分散局を制御する機能を担う。中央局と分散局間の通信を行う通信方式においては、中央局と分散局の機能分配が異なるＦｕｌｌ　ＣｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎおよびＰａｒｔｉａｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎという２つのシステム構成が検討されている。
　図３は、Ｆｕｌｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成を示すブロック図である。Ｆｕｌｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成では、図３に示すように中央局３０１に、アンテナユニットを除く物理層機能部１１及びデータリンク層以上の機能部１２を搭載する。また、アンテナユニット２１のみを搭載したｎ台（ｎは自然数）の分散局３０２－１～３０２－ｎを張り出すシステム構成となっている。
　図４は、Ｐａｒｔｉａｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成を示すブロック図である。Ｐａｒｔｉａｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成では、図４に示すように中央局４０１にデータリンク層以上の機能部１２および物理層機能の一部１３を搭載する。また、物理層機能の一部２２を搭載した分散局４０２－１～４０２－ｎを張り出すシステム構成となっている（例えば、非特許文献１参照）。
　また、通信システムにおいて、送信する信号ビット系列に冗長ビットを付与することで、伝送路における誤りを訂正する誤り訂正符号技術が知られている（例えば、非特許文献２参照）。この誤り訂正符号技術において、送信装置によって冗長ビットが付与された信号ビット系列は、任意の形に変調された後、伝送路を通って送信され、受信装置によって受信される。この時、受信した変調信号を復調する際に、信号ビットをある閾値に基づいて０か１に判定して受信ビット系列として出力することを硬判定と呼び、その出力は硬判定値と呼ばれる。
　一方、変調信号を復調する際に、信号ビットが０あるいは１である確からしさの値で受信信号として出力することを軟判定出力と呼び、その出力は軟判定値と呼ばれる。硬判定値あるいは軟判定値として出力された受信信号は、復号器によって最終的な受信ビット系列として出力される。復号器の中には、ターボ復号器のように出力を硬判定値と軟判定値のどちらにするかを選択できるものがある。
　一方、移動体通信システムにおいて１つの基地局がカバーするエリアをセルと呼び、一般に隣接する複数のセル間においてそのカバーエリアはオーバラップしている。このため、端末装置がセル端付近にある時に、端末装置から所望の基地局に送信されている無線信号と、隣接する基地局に属している端末装置から送信されている無線信号とが干渉して端末装置と基地局間の伝送速度が著しく低下するという現象が問題になっている。こうしたセル間の信号干渉の問題を解決する手段として、ＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point transmission/reception）技術（例えば、非特許文献３参照）が検討されている。
　図５は、２つの基地局４および５を用いたＣｏＭＰの模式図である。図６は、１つの中央局１と２つの分散局２－１および２－２とを用いたＣｏＭＰの模式図である。
　図５に示すように、ＣｏＭＰにおいては、隣接する基地局４および５同士がセル端近傍に位置する端末装置６に対して互いに連携して通信を行う。図６においては、隣接する中央局１に接続された分散局（基地局）２－１および２－２同士がセル端近傍に位置する端末装置６に対して互いに連携して通信を行う。
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　図７は、ＣｏＭＰ処理を行うためのＦｕｌｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成を示すブロック図である。ここで、分散局数は２に限定しなくてもよく、１つの分散局に備えられるアンテナ数が複数であってもよい。
　端末装置６から送信された無線信号は無線伝送を経て分散局３０２－１および分散局３０２－２のＲＦ受信部２２で受信される。各分散局３０２－１、３０２－２で受信された信号は信号変換部２３によって信号変換されて中央局３０１へ伝送される。これらの信号は、信号変換部１４、１５によって信号変換されて、基地局間連携処理部１６へ供給される。基地局間連携処理部１６は、供給された信号に対してＣｏＭＰの処理を行う。その後、基地局間連携処理部１６の出力は、復調部１７によって復調されて受信信号の軟判定値として復号部１８に出力される。復号部１８は、この軟判定値を復号して受信信号の硬判定値として上位機能部１９へ出力する。上位機能部１９は受信信号の硬判定値をさらに上位装置に送信する。
　このようなＦｕｌｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成における信号伝送では、ＲＦ受信部２２で受信した信号に対してサンプリングおよび量子化を行った信号の伝送を行うため、分散局－中央局間の伝送容量が非常に大きくなるという問題がある。例えば、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）を信号伝送に用いた場合、７５Ｍｂｐｓの伝送速度で無線区間の通信を行うと、分散局－中央局間に必要な伝送速度は約１６倍の１２２８Ｍｂｐｓとなる。
　図８は、Ｐａｒｔｉａｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成を示すブロック図である。
　図８に示す構成は、図７に示すＦｕｌｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成と比較して、中央局４０１と分散局４０２－１、４０２－２の間で必要とされる伝送容量を小さくすることができる。ここで、分散局数は２に限定しなくてもよく、１つの分散局に備えられるアンテナ数が複数であってもよい。端末装置６から送信された無線信号は無線伝送を経て分散局４０２－１あるいは分散局４０２－２のいずれかで受信される。
　図８に示すシステム構成では、例として端末装置６からの信号を分散局４０２－１で受信した場合を示している。分散局４０２－１は、端末装置６からの信号をＲＦ受信部２２によって受信した後、復調部２４により復調して受信信号の軟判定値として復号部２５に出力する。復号部２５は、この軟判定値を復号して受信信号の硬判定値として信号変換部２３に出力する。信号変換部２３は、この硬判定値に信号変換を行って中央局４０１に伝送する。中央局４０１は信号変換部１４によって受信した信号に信号変換を行い、変換された受信信号の硬判定値を上位機能部１９に送る。上位機能部１９は受信信号の硬判定値をさらに上位装置に送信する。
　このように、Ｐａｒｔｉａｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成では、復調や復号といった物理層機能が分散しているため、復調前の信号を必要とするＣｏＭＰの処理ができない。すなわち、分散局４０２－１と分散局４０２－２のいずれか一方でしか端末装置６からの信号を受信できないため、図７に示すＦｕｌｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステムで可能であったＣｏＭＰの処理ができないという問題がある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、中央局および分散局間の伝送容量を抑制しつつ、分散局（基地局）同士間の通信の連携を可能にすることができる無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
　本発明は、端末装置と無線通信を行う分散局装置と、前記分散局装置と接続され前記分散局装置からの信号を受信して処理を行う中央局装置とを備える無線通信システムであって、前記中央局装置は、前記端末装置からの受信信号が分散局間連携の対象であるか否かを予め前記分散局装置へ通知する上位機能部と、前記分散局装置からの受信信号を前記分散局間連携の有無に基づいて硬判定値と軟判定値とに振り分け、前記硬判定値はそのまま上位機能部に送り、前記軟判定値は信号合成部に送信する硬軟判別部と、前記硬軟判別部から出力された前記軟判定値を合成して出力する信号合成部と、前記信号合成部から出力された前記軟判定値を用いて復号を行う復号部とを備え、前記分散局装置は、前記上位機能部から通知された前記分散局間連携の有無に基づき、分散局間連携の対象でない前記端末装置からの受信信号は前記硬判定値で出力し、分散局間連携の対象となる前記端末装置からの受信信号は前記軟判定値で出力する切替復号部を備える。
　本発明の無線通信システムにおいて、前記分散局装置は、前記切替復号部において出力する軟判定値を表すビット数を前記端末装置からの受信信号の強度に応じて増やすあるいは減らすようにしてもよい。
　本発明の無線通信システムにおいて、前記分散局装置は、前記切替復号部において出力する軟判定値に対して前記端末装置からの受信信号の強度に応じた重み付けを行うようにしてもよい。
　本発明は、端末装置と無線通信を行う分散局装置と、前記分散局装置と接続され前記分散局装置からの信号を受信して処理を行う中央局装置とを備える無線通信システムが行う無線通信方法であって、前記中央局装置が、前記端末装置からの受信信号が分散局間連携の対象であるか否かを予め前記分散局装置へ通知する上位機能ステップと、前記中央局装置が、前記分散局装置からの受信信号を前記分散局間連携の有無に基づいて硬判定値と軟判定値とに振り分け、前記硬判定値はそのまま上位機能部に送り、前記軟判定値は信号合成部に送信する硬軟判別ステップと、前記硬軟判別ステップから出力された前記軟判定値を合成して出力する信号合成ステップと、前記信号合成ステップから出力された前記軟判定値を用いて復号処理を行う復号ステップと、を有し、前記分散局装置が、前記上位機能部から通知された前記分散局間連携の有無に基づき、分散局間連携の対象でない前記端末装置からの受信信号は前記硬判定値で出力し、前記分散局間連携の対象となる前記端末装置からの受信信号は前記軟判定値で出力する切替復号ステップを有する。
　本発明によれば、中央局および分散局間の伝送容量を抑制しつつ、分散局（基地局）同士間の通信の連携を可能にすることができるという効果が得られる。
本発明の第１実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。 従来技術におけるＦｕｌｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成を示すブロック図である。 従来技術におけるＰａｒｔｉａｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成を示すブロック図である。 従来技術における２つの基地局によるＣｏＭＰ処理を示す図である。 従来技術における中央局と分散局とによるＣｏＭＰ処理を示す図である。 従来技術におけるＦｕｌｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステムの具体例を示すブロック図である。 従来技術におけるＰａｒｔｉａｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステムの具体例を示すブロック図である。
＜第１実施形態＞
　以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態による無線通信システムを説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。図１において、図７、図８に示す従来の装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。分散局数は２に限定しなくてもよく、１つの分散局に備えられるアンテナ数は複数であってもよい。また、端末装置６の数も複数でもよく、端末装置６のアンテナ数も複数でよい。
　分散局１０２－１は、アンテナに接続されたＲＦ（radio frequency）受信部２２、復調部２４、切替復号部３１、多重部３２、および信号変換部２３を備えている、分散局１０２－２は、分散局１０２－１と同様の構成であるためここでは、詳細な説明を省略する。
　中央局１０１は、分散局の数と同数の２つの信号変換部１４、１５と、信号変換部１４、１５それぞれに接続された硬軟判別部４１、４２と、硬軟判別部４１、４２が出力する軟判定値を合成する信号合成部４３と、信号合成部４３の出力を復号する復号部４４と、上位機能部４５とを備えている。
　次に、図１に示す無線通信システムの動作を説明する。まず、中央局１０１の上位機能部４５によって、端末装置６から送信された信号がＣｏＭＰの対象であるか否かが分散局１０２－１、１０２－２に事前に通知される。
　次に、送信信号がＣｏＭＰの対象であれば、端末装置６から送信された信号は分散局１０２－１と分散局１０２－２との両方で受信され、それぞれの分散局１０２－１、１０２－２の復調部２４において復調されて受信信号の軟判定値が得られる。送信信号がＣｏＭＰの対象でなければ端末装置６から送信された信号は分散局１０２－１または分散局１０２－２で受信され、いずれかの分散局の復調部２４において復調されて受信信号の軟判定値が得られる。
　次に、切替復号部３１は、中央局１０１の上位機能部４５から通知されたＣｏＭＰの有無の情報に基づいて、硬判定値出力と軟判定値出力とを切り替えて多重部３２に供給する。切替復号部３１は、ＣｏＭＰの対象でない信号は硬判定値で出力し、ＣｏＭＰの対象となる信号は軟判定値で出力する。
　切替復号部３１から出力された硬判定値と軟判定値とは多重部３２で時分割多重され、信号変換部２３により信号変換された後に中央局１０１に送信される。中央局１０１は、上位機能部４５から通知されたＣｏＭＰの有無の情報に基づいて、信号変換部１４、１５における信号変換を経て受信された信号を、硬軟判別部４１、４２において、硬判定値と軟判定値とに判別して分離する。さらに、中央局１０１は、硬判定値をそのまま上位機能部４５に送り、軟判定値を信号合成部４３に送る。
　硬軟判別部４１、４２から出力された軟判定値は、信号合成部４３において合成された後、復号部４４に送られる。復号部４４では入力された軟判定値をもとに復号処理を行い、受信信号の硬判定値を出力して上位機能部４５へ送る。
　なお、分散局１０２－１、１０２－２と中央局１０１の間の信号伝送に用いる信号変換には既存のＰＯＮ（Passive Optical Network）等のインタフェースを用いてもよいし、独自のインタフェースを用いてもよい。また、各分散局１０２－１、１０２－２は、端末装置６からＲＦ受信を行った後に、受信信号に対してＯＦＤＭ（orthogonal frequency-division multiplexing）などのようなマルチキャリア信号の受信を行うための処理を行ってもよい。
　また、切替復号部３１は、出力する軟判定値を表すビット数を端末装置からの受信信号強度に応じて増やすあるいは減らしてもよい。これにより、中央局および分散局間の伝送容量をより抑制することができる。
　また、切替復号部３１は、出力する軟判定値に対して端末装置からの受信信号強度に応じた重み付けを行ってもよい。これにより、複数の分散局間のＣｏＭＰ処理を行うための連携をより高性能に行うことができる。
＜第２実施形態＞
　次に、図面を参照して、本発明の第２実施形態による無線通信システムを説明する。図２は第２実施形態の構成を示すブロック図である。図２において、図１に示す第１実施形態による無線通信システムと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この無線通信システムは、図２に示すように、端末装置６の数、各端末装置のアンテナ数、分散局数、各分散局のアンテナ数を任意の数にした点が図１に示す無線通信システムと異なる点である。
　ここでは端末装置数をＭ（Ｍは自然数）、分散局数をＮ（Ｎは自然数）としている。端末装置６－１～６－Ｍから送信された信号が無線伝送を経て各分散局２０２－１～２０２－ＮのＲＦ受信部２２において受信される。各分散局の復調部３３は、受信信号の軟判定値を得る。ここで、復調部３３はＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）のような複数アンテナによる信号受信処理も行う。
　次に、図２に示す無線通信システムの動作を説明する。
　まず、中央局２０１の上位機能部４５は、端末装置６－１～６－Ｍから受信した信号がＣｏＭＰの対象であるか否かを各分散局２０２－１～２０２－Ｎに事前に通知する。
　復調部３３で得られた軟判定値に対する切替復号部３４の処理は第１実施形態と同様である。端末装置６－１～６－Ｍから受信した受信信号がＣｏＭＰの対象でなければ、受信信号は各分散局２０２－１～２０２－Ｎの切替復号部３４から硬判定値として出力され、多重部３２および信号変換部２３を介して中央局２０１へ送信される。中央局２０１で受信された硬判定値は、中央局２０１の硬軟判別部４１、４２で判別され、分離されて上位機能部４５へ送られる。
　端末装置６－１～６－Ｍから受信した受信信号がＣｏＭＰの対象であれば、受信信号は、各分散局２０２－１～２０２－Ｎの切替復号部３４から軟判定値として出力され、多重部３２および信号変換部２３を介して中央局２０１へ送信される。中央局２０１で受信された軟判定値は、中央局２０１の硬軟判別部４１、４２で判別され、分離されて信号合成部４３に送られる。信号合成部４３に入力された軟判定値は合成された後、それぞれ復号部４４に送られる。復号部４４は入力された軟判定値をもとに復号処理を行い、受信信号の硬判定値を上位機能部４５へ送る。
　なお、分散局２０２－１～２０２－Ｎと中央局１の間の信号伝送に用いる信号変換には既存のＰＯＮ（Passive Optical Network）等のインタフェースを用いてもよいし、独自のインタフェースを用いてもよい。また、各分散局は、端末装置６からＲＦ受信を行った後に、受信信号に対してＯＦＤＭ（orthogonal frequency-division multiplexing）などのようなマルチキャリア信号の受信を行うための処理を行ってもよい。
　また、図２に示す切替復号部３４は、出力する軟判定値を表すビット数を端末装置からの受信信号強度に応じて増やすあるいは減らしてもよい。これにより、中央局および分散局間の伝送容量をより抑制することができる。
　また、切替復号部３４は、出力する軟判定値に対して端末装置からの受信信号強度に応じた重み付けを行ってもよい。これにより、複数の分散局間のＣｏＭＰ処理を行うための連携をより高性能に行うことができる。
　このように、中央局と複数の分散局からなる移動体通信（無線通信）システムにおいて、分散局にアンテナユニットと物理層機能を切り出したＰａｒｔｉａｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎによるシステム構成を用いた場合でも、分散局間での信号干渉を解消する処理を行うことができる。
　Ｐａｒｔｉａｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎによるシステム構成では、中央局－分散局間を伝送するデータは復号が行われた後のビット系列となるため、中央局－分散局間の伝送容量はＦｕｌｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎの場合に比べて大幅に小さくなる。しかし、Ｐａｒｔｉａｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎによるシステム構成では物理層の機能が分散しており、２つの分散局のそれぞれで受信した受信信号の両方を用いる基地局間連携ができなかった。
　本実施形態では、分散局－中央局間の伝送容量を小さくすることができる一方、ＣｏＭＰの処理ができないＰａｒｔｉａｌ　Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎによるシステム構成において、軟判定値を分散局－中央局間で伝送し、それらを合成することによってＣｏＭＰの処理が実現可能になる。
　さらに、分散局と中央局との間において、全ての信号を軟判定値で送るのではなく、ＣｏＭＰの対象でない受信信号は硬判定値で送ることによって分散局－中央局間の伝送容量を削減することができる。例えば、分散局で１Ｇｂｐｓの無線信号を受信し、軟判定値の量子化ビット数が５ビットの場合、従来方式の分散局－中央局間の伝送容量は５Ｇｂｐｓとなる。
　一方で、ＣｏＭＰの対象となる受信信号が全体の半分とすると、本実施形態では１Ｇｂｐｓの無線信号のうち、０．５Ｇｂｐｓは硬判定値で０．５Ｇｂｐｓのまま送り、残りの０．５Ｇｂｐｓを軟判定値として２．５Ｇｂｐｓで送ることになる。よって本実施形態における分散局－中央局間の伝送容量は合計３Ｇｂｐｓとなり、従来方式より４０％削減される。
　前述した実施形態における端末装置、分散局、中央局の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
　以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。
　本発明の無線通信システムおよび無線通信方法は、中央局および分散局間の伝送容量を抑制しつつ、分散局（基地局）間の連携を可能にすることが不可欠な用途にも適用できる。
１０１、２０１　　中央局
１４、１５　　信号変換部
４１、４２　　硬軟判別部
４３　　信号合成部
４４　　復号部
４５　　上位機能部
１０２－１～１０２－Ｎ、２０２－１～２０２－Ｎ　　分散局（基地局）
２２　　ＲＦ受信部
２３　　信号変換部
２４　　復調部
３１　　切替復号部
３２　　多重部
３３　　復調部
３４　　切替復号部
６、６－１～６－Ｍ　　端末装置

Claims (4)

  1. 　端末装置と無線通信を行う分散局装置と、前記分散局装置と接続され前記分散局装置からの信号を受信して処理を行う中央局装置とを備える無線通信システムであって、
    　前記中央局装置は、
    　前記端末装置からの受信信号が分散局間連携の対象であるか否かを予め前記分散局装置へ通知する上位機能部と、
    　前記分散局装置からの受信信号を前記分散局間連携の有無に基づいて硬判定値と軟判定値とに振り分け、前記硬判定値はそのまま上位機能部に送り、前記軟判定値は信号合成部に送信する硬軟判別部と、
    　前記硬軟判別部から出力された前記軟判定値を合成して出力する信号合成部と、
    　前記信号合成部から出力された前記軟判定値を用いて復号を行う復号部と
    　を備え、
    　前記分散局装置は、前記上位機能部から通知された前記分散局間連携の有無に基づき、前記分散局間連携の対象でない前記端末装置からの受信信号は前記硬判定値で出力し、前記分散局間連携の対象となる前記端末装置からの受信信号は前記軟判定値で出力する切替復号部を備える
    　無線通信システム。
  2. 　前記分散局装置は、前記切替復号部において出力する前記軟判定値を表すビット数を前記端末装置からの受信信号の強度に応じて増やすあるいは減らす請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　前記分散局装置は、前記切替復号部において出力する軟判定値に対して前記端末装置からの受信信号の強度に応じた重み付けを行う請求項１に記載の無線通信システム。
  4. 　端末装置と無線通信を行う分散局装置と、前記分散局装置と接続され前記分散局装置からの信号を受信して処理を行う中央局装置とを備える無線通信システムが行う無線通信方法であって、
    　前記中央局装置が、
    　前記端末装置からの受信信号が分散局間連携の対象であるか否かを予め前記分散局装置へ通知する上位機能ステップと、
    　前記中央局装置が、前記分散局装置からの受信信号を前記分散局間連携の有無に基づいて硬判定値と軟判定値とに振り分け、前記硬判定値はそのまま上位機能部に送り、前記軟判定値は信号合成部に送信する硬軟判別ステップと、
    　前記中央局装置が、前記硬軟判別ステップから出力された前記軟判定値を合成して出力する信号合成ステップと、
    　前記信号合成ステップから出力された前記軟判定値を用いて復号処理を行う復号ステップと、
    　を有し、
    　前記分散局装置が、前記上位機能部から通知された前記分散局間連携の有無に基づき、前記分散局間連携の対象でない前記端末装置からの受信信号は前記硬判定値で出力し、前記分散局間連携の対象となる前記端末装置からの受信信号は前記軟判定値で出力する切替復号ステップを有する
    　無線通信方法。
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