JP6479696B2 - 通信中継システム及び方法 - Google Patents
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Description
このような分散アンテナシステムにおいては、無線基地局に接続された1台の親機に複数の子機を接続して実効的に無線基地局の通信エリアを拡大することにより、大規模な商業施設やオフィスビルといった広範囲の室内エリアをカバーしていた。
グループ生成部は、複数の子局装置を複数のグループに割り当てる。
監視部は、グループ毎に携帯通信端末装置からの上り信号のトラフィックを監視する。
禁止部は、監視部により上り信号のトラフィックが所定値よりも少ないとされたグループについて、所定期間の間、上り信号の無線基地局側への伝送を禁止する。
図1は、実施形態の携帯電話通信ネットワークの概要構成ブロック図である。
携帯電話通信ネットワークNETは、図示しない関門交換機(Interconnecting Gateway Switch)を介して他接続事業者通信ネットワークENETとの間の相互接続を行い、当該接続事業者に属する携帯電話端末の接続制御を行う携帯電話コアネットワークCNETと、携帯電話コアネットワークCNETに接続され、後述の基地局の管理及び制御を行う複数の基地局制御装置BSCと、各基地局制御装置BSCに接続される複数の無線基地局BTSと、対応する無線基地局BTSに同軸ケーブル等の通信ケーブルLCで有線接続された分散アンテナシステム(通信中継システム)1と、を備えている。
本実施形態においては、分散アンテナシステム1は、いわゆる不感地帯の一種であるビルディングBLD内及び地下街UG内に配置されているものとする。
分散アンテナシステム1は、無線基地局BTSと通信ケーブルで接続された親局装置(MU:Master Unit)2と、親局装置2に光通信ケーブルLCを介して接続されるとともに、他のハブ局装置に対しても通信ケーブルLCを介して接続された複数のハブ局装置(HU:Hub Unit)3と、携帯電話、スマートフォン等の携帯通信端末装置4に対してアンテナ5を介して無線接続される複数の子局装置(RU:Remote Unit)6と、を備えている。
親局装置2は、無線基地局BTSと無線信号により接続するためのRF信号インタフェース部(図中、RF I/Fと表記)101と、受信した無線信号をディジタル信号に変換するA/Dコンバータ部(図中、A/Dと表記)102と、ディジタル信号を無線信号に変換するD/Aコンバータ部(図中、D/Aと表記)103と、ディジタル信号を多重化して伝送するためのフレームを生成するための、マッパー部(図中、Mapと表記)104と、マッパー部104で生成したフレームを分配する分配部(図中、DIVと表記)106と、生成したフレームをハブ局装置3に伝送するための伝送路インタフェース部(図中、TR I/Fと表記)107と、ハブ局装置3から受けた信号を、伝送路インタフェース部107を介して、フレームから各種信号を取り出すデマッパー部(図中、DeMapと表記)105と、分散アンテナシステム1全体の制御及び上り信号の制御を行う制御部108と、デマッパー部105が取り出した各種信号を加算する加算部(図中、ADDと表記)109と、を備えている。
伝送路インタフェース部107は、伝送路媒体が電気ケーブルであれば、伝送路媒体に適合した符号(コード)に変換する機能を備えるように構成され、伝送路媒体が光ケーブルであれば、電気ケーブルの機能に加えて電気/光変換機能を備えるように構成される。
親局装置2の制御部108は、遠隔システムまたは管理端末との間の通信インタフェース部処理を行う外部インタフェース部161と、分散アンテナシステム1を構成している機器の構成に関する情報を記憶した構成情報部162と、分散アンテナシステム1を構成している機器に関し、一纏めにすべき機器としての後述するグループを生成するグループ生成部163と、グループ生成部163におけるグループ生成条件を記憶するグループ条件部164と、上り信号(アップリンク信号)のスケジュール管理するためのスケジュール部165と、上り信号の制御を行う上り信号制御部166と、マッパー部104との間の通信インタフェース部動作を行うインタフェース部167と、ノイズ値(NF[Noise Figure])を計算するNF計算部168と、を備えている。
ハブ局装置3は、大別すると、親局装置2との間の通信インタフェース部動作を行う伝送路インタフェース部111と、各種信号をフレーム信号内に多重して、伝送路インタフェース部111を介して、親局装置2に伝送するマッパー部112と、フレーム信号内の各種信号を分離して出力するデマッパー部113と、受信した親局装置2からの信号を子局装置6の数だけ複製し、分配する分配部(図中、DIVと表記)114と、生成したフレームを子局装置6にそれぞれ伝送するための複数の伝送路インタフェース部115と、対応する子局装置6からの信号を各種信号毎に加算して、マッパー部112に出力する加算器116と、を備えている。
子局装置6は、ハブ局装置3との間の通信インタフェース部動作を行う伝送路インタフェース部121と、フレーム信号から制御信号を取り出して出力するデマッパー部122と、D/Aコンバータ123と、アンテナ5との間でインタフェース部動作を行うアンテナインタフェース部(図中、ANT I/Fと表記)124と、アンテナインタフェース部124を介して受信した信号のアナログ/ディジタル変換を行うA/Dコンバータ125と、A/Dコンバータ125の出力信号(上り信号)の出力と上り信号の伝送が無い旨を表す所定値(例えば、“0”)の出力とを切り替えるスイッチ126と、デマッパー部122の出力した制御信号に基づいてスイッチ126を制御するスイッチ制御部(図中、SWCTと表記)127と、スイッチ126の出力データをフレーム信号内に多重して、伝送路インタフェース部121を介して、ハブ局装置3に伝送するマッパー部128と、を備えている。
分散アンテナシステムにおいては、1台の親局に複数の子局が接続されることとなるため、大規模な商業施設やオフィスビルなどの広範囲の通信エリアをカバーしているような場合には、上り信号は、子局装置6毎に用意されたLNA出力を合成して得られるため、親局装置2においては、子局装置6の台数分のノイズが合成されることにより、システム全体の合成ノイズ値(合成NF[Noise Figure])が劣化してしまう虞があった。
ここでは、システム全体の合成ノイズ値をNFTotalとし、各子局装置6のノイズ値をNF1RUと、子局装置6の接続台数をNRUとすると、次式が成り立つ。
NFTotal=NF1RU+10・log(NRU)
NFTotal=4+10・log(50)[dB]
=4+16.9897[dB]
≒21[dB]
となる。
次に、第1実施形態の動作について詳細に説明する。
図7は、第1実施形態の処理フローチャートである。
制御部108の構成情報部162は、予め分散アンテナシステム1の物理的構成に対応する情報を入手しあるいは生成する(ステップS11)。
図8は、構成情報の一例の説明図である。
図8に示す例においては、分散アンテナシステム1を構成しているハブ局装置3がW−CDMA信号(800MHz帯)とLTE信号(2GHz帯)の二種類の信号を伝送する場合を示している。
次に制御部108のグループ生成部163は、取得した構成情報に基づいて、同一の処理を施す対象をグループとして生成する(ステップS12)。
具体的には、外部インタフェース部161を介して図示しない外部端末、または、遠隔操作により、W−CDMA信号及びLTE信号のそれぞれに対応づけて当該親局装置2に物理的に接続されているハブ局装置3を介して接続されている複数の子局装置6を大きな2つのグループ(大グループid=1又は2)とする。
ここで、大グループは、一つの親局装置2が用いている周波数帯域毎に区分されるグループである。
ここで、小グループは、同一のハブ局装置3毎に区分されるグループである。
ここで、制御動作を規定した条件とは、ある小グループあるいはある大グループに対し、他の小グループあるいは他の大グループとの間で整合性を持たせるために制御動作に制限を設けるためのものである。
図10に示すように、第1の制約条件に対応する制約グループ数=2であり、対応する小グループid=1−1、1−3の二つの小グループについては、制御ポリシーとして、同一動作を行わせる旨が規定されている。
図11の例の場合においては、スケジュール部165は、グループ条件部164が設定した制御動作を規定した条件に基づいて、同一動作を行うべき、小グループid=1−2、2−1の二つの小グループについては、時刻=18:00に上り信号の送出をオフ(送出禁止)とし、時刻=21:00に上り信号の送出を再びオン(送出許可)に戻すスケジュールが設定されたことを意味している。
図11に示したように、時刻=18:00に小グループid=1−2、2−1が上り信号の送出をオフにするように制御データが生成されている。さらにグループ生成部163は、図10に示した制御動作を規定した条件から、小グループid=2−1の小グループに加えて、グループid=2−3の小グループに対しても上り信号の送出をオフにするように制御指令データを生成する。
図13に示すように、信号種別(本例の場合、W−CDMA信号及びLTE信号)毎に、時間単位(時刻)に対応づけて信号のノイズ値NFを出力する。
図13の例の場合、基準となるデフォルト値(default)では、ノイズ値NF=A+9.5(dB)である。
合成NFの値=A+10・log(N)
合成NFの値=A+10・log(9)
=A+9.5
となる。
合成NFの値=A+10・log(6)
=A+7.8
となる。したがって、基準となるデフォルト値に対して、合成NFは、1.7[dB]改善されることとなる。
合成NFの値=A+10・log(3)
=A+4.8
となる。したがって、基準となるデフォルト値に対して、合成NFは、4.7[dB]改善されることとなる。
図14は、大グループid=1に対応する全ての子局装置の上り信号の送出が許可されている場合の動作説明図である。すなわち、図14は、図12の例の場合に、大グループid=1における時間帯18:00〜21:00以外の動作説明図である。
図16は、大グループid=2に対応する全ての子局装置の上り信号の送出が許可されている場合の動作説明図である。すなわち、図16は、図12の例の場合に、大グループid=2における時間帯18:00〜21:00以外の動作説明図である。
図17は、大グループid=2における時間帯18:00〜21:00の動作説明図である。
なお、図14〜図17において、親局装置2は、無線基地局装置8(=無線基地局装置BTS)は、無線通信路9により通信可能に接続されている。
図18は、時間帯18:00〜21:00以外の運用状態説明図である。
図19は、時間帯18:00〜21:00の運用状態説明図である。
上記運用状態は、図18及び図19は、いずれも図12に示した状態に対応しているものであり、あるビルディングBLD内のフロアにおける子局装置6のアンテナ5の配置と接続可能エリア(いわゆるセル)の一例を示している。また、図18及び図19においては、図示の簡略化のため、子局装置6の識別番号については、W−CDMA信号及びLTE信号をまとめて表記している。例えば、同一の子局装置6に対応している識別番号W1−RU1−1及び識別番号L1−RU1−1をまとめて識別番号RU1−1と表記している。
これにより、識別番号RU2−1〜識別番号RU2−3の子局装置6においてLTE信号の雑音を下げてスループットを上げることでトラフィックの改善を図ることができる。
また、上り信号の雑音が改善されているため、従来のエリアよりも広いエリアでの接続が可能となる。
次に異なる通信機能の一例として、MIMO(multiple-input and multiple-output)により通信を行う場合の適用例を示す。
MIMOの場合は、無線基地局BTSとの伝送路インタフェース部は、アンテナポート毎に設けられている。例えば、2×2MIMOの場合はアンテナポートが2つであり、4×4MIMOの場合はアンテナポートが4つであるが、複数のアンテナポートを一つの組として同じ動作をさせる必要がある。
図20に示す構成情報は、上述したステップS11の処理で得られるものである(ステップS11)。
図20に示すように、本第2実施形態においては、アンテナポート毎に、ハブ局装置3の識別番号及び子局装置6の識別番号が対応しているものとする。
次に制御部108のグループ生成部163は、取得した構成情報に基づいて、同一の処理を施す対象をグループとして生成する(ステップS12)。
具体的には、外部インタフェース部161を介して図示しない外部端末、または、遠隔操作により、アンテナポートのそれぞれに対応づけて当該親局装置2に物理的に接続されているハブ局装置3を介して接続されている複数の子局装置6を大きな2つのグループ(大グループid=1又は2)とする。
次にグループ生成部163は、大グループid=1の大グループに属する機能のうち、例えば、子局装置識別番号=LA1−RU1−1〜LA1−RU1−2に対応する機能を小グループid=1−1の小グループとする。
同様にグループ生成部163は、子局装置識別番号=LA2−RU1−3、LA2−RU2−1〜LA2−RU2−3に対応する機能を小グループid=2−2の小グループとし、子局装置識別番号=LA2−RU3−1〜LA2−RU3−3に対応する機能を小グループid=2−3の小グループとする。
図22の例では、子局装置6毎に2×2MIMO信号を扱うので、大グループid=1と大グループid=2が同一動作となる様に、制約条件をつける(ステップS13)。
図22に示すように、第1の制約条件に対応する制約グループ数=2であり、対応する小グループid=1−2、2−2の二つの小グループについては、2GHz帯で制御ポリシーとして、同一動作を行わせる旨が規定されている。
図23の例の場合においては、スケジュール部165は、グループ条件部164が設定した制御動作を規定した条件に基づいて、同一動作を行うべき、小グループid=1−1、1−3の二つの小グループについては、時刻=18:00に上り信号の送出をオフ(送出禁止)とし、時刻=21:00に上り信号の送出を再びオン(送出許可)に戻すスケジュールが設定されたことを意味している。
続いて制御部108のグループ生成部163は、構成情報部162及びグループ条件部164の設定した図21〜図23に示した情報に基づいて、図24に示す制御データを生成する(ステップS15)。
図23に示したように、時刻=18:00に小グループid=1−1、1−3が上り信号の送出をオフにするように制御データが生成されている。さらにグループ生成部163は、図22に示した制御動作を規定した条件から、小グループid=2−1の小グループ及びグループid=2−3の小グループに対しても上り信号の送出をオフにするように制御指令データを生成する。
図26は、第2実施形態における第2アンテナポートに対応する動作状態説明図である。
すなわち、図25及び図26に示すように、小グループid=1−1〜1−3が第1アンテナポートAT1に対応し、小グループid=2−1〜2−3が第2のアンテナポートAT2に対応している。
そして、時間帯18:00〜21:00における制御は、第1アンテナポートAT1と第2アンテナポートAT2とが物理的に1組で対応して、小グループid=1−1、2−1、1−3、2−3に対応する子局装置6の上り信号の送出が禁止され、小グループid=1−2、2−2に対応する子局装置6が上り信号の送出を許可されて、親局装置2に上り信号を伝送することとなる。
以上の説明のように、本第2実施形態によれば、MIMO信号においても、MIMOを構成するアンテナポートの組毎に、上り信号を制御することが可能である。
以上の説明のように、本第2実施形態によっても、MIMO信号においても、MIMOを構成するアンテナポートの組毎に子局装置6の上り信号の合成NFを改善し、雑音を下げてスループットを上げることでトラフィックの改善を図ることができる。また、上り信号の雑音が改善されているため、従来のエリアよりも広いエリアでの接続が可能となる。
以上の第1実施形態及び第2実施形態においては、子局装置6において、スイッチ126の構成については、詳細に述べなかったが、図27に示すように、AND素子152を設け、スイッチ153を制御することで、入力信号をそのまま出力に伝送するか、「0」に固定するかを設定するようにしてもよい。
図27は、ハードウェア構成によるものであるが、ソフトウェア上の演算でスイッチ素子を論理的に構成してもよい。
以上の第1実施形態及び第2実施形態は、ハブ局装置3及び子局装置6をディジタル処理回路として構成したものであったが、本第3実施形態は、ハブ局装置3及び子局装置6をアナログ処理回路として構成する場合の実施形態である。
本第3実施形態においても、親局装置2は、第1実施形態及び第2実施形態と同一構成となっている。
図28は、第3実施形態のハブ局装置の概要構成ブロック図である。
図28において、図5と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
ハブ局装置3は、親局装置2との間の通信インタフェース部動作を行う伝送路インタフェース部111と、各種信号をフレーム信号内に多重して、伝送路インタフェース部111を介して、親局装置2に伝送するマッパー部112と、伝送路インタフェース部111を介して受信した下りフレーム信号から下り制御信号を分離して出力するデマッパー部201と、デマッパー部201の出力した伝送データのディジタル/アナログ変換を行って下り信号(ダウンリンク信号)を出力するD/Aコンバータ202と、デマッパー部201により抽出された上り制御信号に基づいて、フレーム内の信号から子局装置6に対する下り信号の制御信号を抽出する制御信号生成部(図28中、CONTと表記する)203と、を備えている。
子局装置6は、ハブ局装置3との間の通信インタフェース部動作を行う伝送路インタフェース部211と、子局下り信号及び子局下り制御信号が周波数多重された信号から子局下り信号及び子局下り制御信号のIF信号を分波して出力する分波器212と、分波器212が出力した子局下り制御信号のIF信号が入力され、切替制御信号Sswとして出力するスイッチ制御部(図中、SWCTと表記)213と、分波器212が出力した子局下り信号が入力されて、アンテナ5を介して携帯通信端末装置4に送信するとともに、携帯通信端末装置4からの上り信号を受信して出力するアンテナインタフェース部214と、アンテナインタフェース部214を介して受信した信号(上り信号)の出力と上り信号の伝送が無い旨を表す所定値(例えば、“0”)の出力とを切り替えるスイッチ部215と、スイッチ部215の出力信号の合波を行って子局装置上り信号として伝送路インタフェース部211を介してハブ局装置3に出力する合波器216と、を備えている。
スイッチ部215は、終端抵抗221とアナログスイッチ222を備えて構成されており、アナログスイッチ222が終端抵抗221側に切り替えられて接続されると、上り信号の伝送を行わず、終端抵抗221側に接続しなければ、導通状態となって、上り信号の伝送を行う。
第3実施形態におけるハブ局装置3の動作は、ディジタル信号処理かアナログ信号処理かが異なるだけで第1実施形態及び第2実施形態と基本的に同一であるので、子局装置6の動作を簡略的に説明する。
そして、分離された子局上り制御信号は、スイッチ制御部213に出力される。一方、各種下り信号は、アンテナインタフェース部214において、RF無線信号に変換されてアンテナ5を介して、携帯通信端末装置4に送信される。
このとき、スイッチ部215は、親局装置2からの子局上り制御信号により、上りIF信号の伝送が制御され、スイッチ部215の出力は、合波器216に入力されて、各種信号が周波数多重されて、伝送路インタフェース部211を介して、ハブ局装置3に伝送される。
以上の説明のように、本第3実施形態においても、子局装置6の上り信号の合成NFを改善し、雑音を下げてスループットを上げることでトラフィックの改善を図ることができる。また、上り信号の雑音が改善されているため、従来のエリアよりも広いエリアでの接続が可能となる。
以上の各実施形態は、子局装置6で上り信号を制限する実施形態であったが、本第4実施形態は、ハブ局装置3で上り信号を制限する場合の実施形態である。
この場合において、親局装置2は、図3に示したものと同一構成であり、子局装置6は、図6に示した構成から、スイッチ126及びスイッチ制御部127を除いた構成と同一の構成のものを用いて分散アンテナシステム1を構成できる。
図31において、図5と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
図31において、図5と異なる点は、伝送路インタフェース部111を介して受信した下りフレーム信号から上り制御信号を分離して出力するデマッパー部231と、入力された上り制御信号に基づいて加算器116において加算を行うか否かを制御するための加算制御信号を出力する加算制御部(図31中、CONTと標記)232と、を備えた点である。
下り信号の制御動作は、図5と同様であるので、ここでは、上り信号の制御の動作について説明する。
伝送路インタフェース部111を介して受信した下りフレーム信号から、デマッパー部231により、上り制御信号を分離し、加算制御部232に出力する。
これにより加算制御部232は、入力された上り制御信号から、対象となる上り信号の種別毎に、上り信号の伝送を加算器116を用いて制御する。
加算器116は、加算制御信号の復号を行う復号部(図中、decodeと標記)235と、復号化された加算制御信号に基づいて加算対象のデマッパー部113の出力信号の加算を行う加算部236と、復号化された加算制御信号に基づいて対応する子局装置6に対応するデマッパー部113の出力信号をそのまま出力し、あるいは、デマッパー部113の出力信号の出力が禁止される複数のAND回路237と、加算制御信号に基づいてAND回路237の一方の端子に“1”又は“0”を排他的に出力する切替スイッチ238と、を備えている。
このような構成となっているため、ハブ局装置3においても、子局装置6単位で上り信号の制御が可能となる。
上記第3実施形態は、アナログ回路構成の子局装置6で上り信号の送信を禁止する実施形態であったが、本第5実施形態は、アナログ回路構成のハブ局装置3で上り信号の送信を禁止する場合の実施形態である。
すなわち、本第5実施形態は、ハブ局装置3から子局装置6までの伝送がアナログ信号の場合でも、第4実施形態と同様にハブ局装置3において、上り信号を制御可能である。
図33において、図28の第3実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
この場合において、親局装置2の構成は、第1実施形態の場合と同様であり、子局装置6は、図29において、スイッチ制御部213及びスイッチ部215を除いた構成で分散アンテナシステム1を構成している。
選択性合波器241は、制御信号の復号を行う復号部(図中、decodeと標記)251と、復号化された制御信号に基づいて合波対象の分波器207の出力信号の合波を行う合波器252と、復号化された制御信号に基づいて対応する子局装置6に対応する分波器207の出力信号をそのまま出力し、あるいは、分波器207の出力信号の出力が禁止される複数の終端抵抗253と、複数のアナログスイッチ254と、を備えて構成されている。
ここで、下り信号の制御動作は、図28と同様であるので、説明を省略する。
上り信号の制御動作は、第4実施形態と同様に、デマッパー部201により分離された上り制御信号が、スイッチ制御部203を経由して、選択性合波器241に供給される。
このような構成となっているため、ハブ局装置3においても、子局装置6単位で上り信号の制御が可能となる。
以上の各実施形態は、親局装置2側で設定した情報に基づいて上り信号を制御するものであった。
本第6実施形態は、子局装置6の上り信号のトラフィック毎に、上り信号を制御する場合の実施形態である。
この場合において、ハブ局装置3は図5に示した構成と同一の構成とされる。
図35において、図3と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
図35において、図3の第1実施形態と異なる点は、デマッパー部105から制御部108へのトラフィックモニタ情報伝送経路MONを設けた点と、制御部108と構成が異なる制御部108Aを設けた点である。
図36において、図6と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
図36において、図6の第1実施形態と異なる点は、スイッチ126に代えて、スイッチモニタ部(図中、S&Mと表記)261を備えた点と、モニタ収集部(図中、MON_cと表記)262を備えた点である。
スイッチモニタ部261は、入力された上り信号をそのまま出力し、あるいは、出力を禁止するAND回路265と、制御信号に基づいてAND回路235の一方の端子に“1”又は“0”を排他的に出力する切替スイッチ266と、上り信号を分配して出力する分配器(図中、DIVと表記)267と、上り信号の入力の有無を解析し、解析結果をモニタ信号として出力するトラフィックモニタ(図中、MONと表記)268と、を備えている。
図38において、図4と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
図38の親局装置2の制御部108Aが、図4の第1実施形態と異なる点は、インタフェース部167を介して上りトラフィックを監視し、分析して分析結果をスケジュール部165に通知する上りトラフィック分析部169を備えた点である。
図36において、スイッチモニタ部261は、上り信号のトラフィックモニタの機能と上り信号の制御機能を併せ持っている。そして、スイッチモニタ部261は、信号種別単位でトラフィックモニタ情報を取得する。
子局装置6においては、図36に示すように、上り制御信号は、デマッパー部122において分離されて、スイッチ制御部127を経由してスイッチモニタ部261に通知され、スイッチモニタ部261は、上り制御信号に基づいて上り信号の伝送を制御する。
制御部108Aの構成情報部162は、予め分散アンテナシステム1の物理的構成に対応する情報を入手しあるいは生成する(ステップS21)。
続いて上りトラフィック分析部169は、収集した上りトラフィック情報に基づいて、子局装置6毎に時間毎のトラフィック状況の相関分析を行う(ステップS24)。
続いて、NF計算部168は、求めたNF値について、設定されたNF値の基準値と比較して、求めたNF値が設定されたNF値の基準値を越えたか否かを判別する(ステップS27)。
従って、第6実施形態によれば、上述したような構成となっているので、各子局装置6における上り信号トラフィック状況を把握して、より状況に応じた上り信号の制御を行うことにより、スループット改善、エリア拡大を図ることが可能である。
また、トラフィック情報の収集や分析は、1分単位でも、1時間単位でも、1日単位でも、週単位でも月単位でも良く、制約はない。
以上の第6実施形態では、子局装置6迄をディジタル信号で扱う場合について説明したが、ハブ局装置3から子局装置6までアナログ信号で処理するように構成することも可能である。
この場合において、親局装置2の構成としては、図35に示した構成が採用可能である。
図40は、第7実施形態のハブ局装置の概要構成ブロック図である。
図40のハブ局装置3と図28のハブ局装置3とが異なる点は、分波器207からトラフィックモニタ伝送用信号をトラフィックモニタ情報伝送経路MON1を介して取り出して、トラフィックモニタハブ収集部271で各子局装置6のトラフィック情報を収集し、マッパー部112に多重して親局装置2に伝送する点である。
図41の子局装置6と、図29の子局装置6とが異なる点は、スイッチ部215を図36で説明したスイッチモニタ部261と同様の機能を有するスイッチモニタ部275に変更し、スイッチモニタ部275が取得した上り信号のトラフィック情報を図36で説明したモニタ収集部262と同様の機能を有するトラフィックモニタ子局収集部276で収集して、他の信号と異なるIF帯で、トラフィックモニタ情報を合波器216で周波数多重して、ハブ局装置3に送る点である。
スイッチモニタ部275は、図42に示すように、アナログスイッチ276と終端抵抗277とを備えて構成されており、アナログスイッチ276が終端抵抗277側に切り替えられて接続されると、上り信号の伝送を行わず、終端抵抗277側に接続しなければ、導通状態となって、上り信号の伝送を行う。
また、スイッチモニタ部275は、上り信号を分波して出力する分波器278と、上り信号の入力の有無を解析し、解析結果をモニタ信号として出力するトラフィックモニタ279と、を備えている。
本第7実施形態によれば、ディジタル信号の場合と同様に、アナログ信号でもトラフィック情報に基づいた上り信号の制御が可能となる。
上記第7実施形態においては、子局装置6において、上り信号のトラフィックを把握する構成であったが、本第8実施形態は、子局装置6に代えてハブ局装置3において子局装置6毎の上り信号トラフィックを把握して、子局装置6毎の上り信号を制御する実施形態である。
第8実施形態に適用可能な親局装置2は、図35に示した親局装置2であり、第8実施形態に適用可能な子局装置6は、図6に示した構成において、スイッチ126及びスイッチ制御部127を除いた構成である。
ここで、加算モニタ部281は、加算制御部232からの制御信号により、子局装置6毎の上り信号の加算を制御し、また、子局装置6毎の上り信号のトラフィックモニタ情報を取得してトラフィックモニタハブ局収集部282に送信する。
図44において、図32と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
図44において、図32と異なる点は、上り信号を分配して出力する複数の分配器(図中、DIVと表記)282と、上り信号の入力の有無を解析し、解析結果をモニタ信号として出力するトラフィックモニタ部284と、を備えた点である。
従って、本第8実施形態によれば、ハブ局装置3において、子局装置6毎のトラフィック情報を元にした、上り信号の制御が可能となる。
上記第8実施形態は、ハブ局装置3において、ディジタル信号で処理する場合であったが、本第9実施形態は、ハブ局装置3から子局装置6までアナログ信号で処理する場合の実施形態である。
また、子局装置6は、図29に示した構成からスイッチ制御部213及びスイッチ部215を除いた構成とすることが可能である。
図45において、図33と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
図45において、図33と異なる点は、選択性合波器241に代えて、選択性合波モニタ部291を設けた点と、トラフィックモニタハブ局収集部292を設けた点である。
図46において、図34と異なる点は、上り信号を分波して出力する複数の分波器293と、上り信号の入力の有無を解析し、解析結果をモニタ信号として出力するトラフィックモニタ部294と、を備えた点である。
従って、本第9実施形態によれば、ハブ局装置3において、子局装置6毎のトラフィック情報を元にした、上り信号の制御が可能となる。
上記各実施形態は、いずれか一つのハブ局装置3が親局装置2に直接的に接続され、他のハブ局装置3が親局装置2に直接的に接続されたハブ局装置3に接続され、子局装置6がハブ局装置3に直接的に接続される場合であったが、本第10実施形態は、子局装置6をシリアル接続(直列接続)した場合の実施形態である。
分散アンテナシステム1は、無線基地局BTSと通信ケーブルで接続された親局装置(MU:Master Unit)2と、親局装置2に通信ケーブルを介してそれぞれ接続された複数のハブ局装置3と、携帯電話、スマートフォン等の携帯通信端末装置4に対してアンテナ5を介して無線接続される複数の子局装置6、6Aと、を備えている。
これに対し、子局装置6Aは、自己の下流側に他の子局装置6、6Aが接続されている中間の子局装置である。
子局装置6Aは、大別すると、親局装置2との間の通信インタフェース部動作を行う伝送路インタフェース部311と、各種信号をフレーム信号内に多重して、伝送路インタフェース部311を介して、親局装置2に伝送するマッパー部312と、フレーム信号内の各種信号を分離して出力するデマッパー部313と、受信した親局装置2からの信号を子局装置6、6Aの数だけ複製し、分配する分配部314と、生成したフレームを子局装置6、6Aにそれぞれ伝送するための複数の伝送路インタフェース部315と、下流側に接続された他の子局装置6、6Aからの信号を各種信号毎に加算して、マッパー部312に出力する加算部316と、フレーム信号から制御信号を取り出して出力するデマッパー部322と、D/Aコンバータ323と、アンテナ5との間でインタフェース部動作を行うアンテナインタフェース部324と、アンテナインタフェース部324を介して受信した信号のアナログ/ディジタル変換を行うA/Dコンバータ325と、A/Dコンバータ325の出力信号(上り信号)の出力と上り信号の伝送が無い旨を表す所定値(例えば、“0”)の出力とを切り替えるスイッチ326と、デマッパー部122の出力した制御信号に基づいてスイッチ126を制御するスイッチ制御部327と、を備えている。
本第10実施形態の構成によれば、子局装置6Aは、システム構築時の柔軟性が高いため、様々な構成の分散アンテナシステム1を容易に構築することが可能である。
以上の説明のように、上記各実施形態によれば、親局装置2に実効的に接続されている子局装置6の数を低減でき、親局装置2における合成NFを向上することができることがわかる。
さらに、合成NFが向上し、改善されることにより、子局装置6の通信エリアを拡大することが可能となる。この結果、子局装置6の置局設計条件が変わり、分散アンテナシステム1を構成するのに必要となる子局装置6の数を低減でき、設置コストの低減が図れる。
特に、LTE(Long term evolution)の通信規格に対応した分散アンテナシステム1であれば、伝送データを有する携帯通信端末装置4がある場合に、当該携帯通信端末装置4にトラフィックチャネルを多く割り当て、短時間でデータ伝送を完了するように動作するため、実際に上り信号を送信している携帯通信端末装置4の数及び実質的な送信時間はそれほど多くないため、本実施形態の効果をより多く受けることが可能となる。
また、本実施形態の通信中継装置のプログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
2 親局装置
3 ハブ局装置
4 携帯通信端末装置
5 アンテナ
6、6A 子局装置
8 基地局装置(BTS)
101 RF信号インタフェース部
102 Dコンバータ部
104 マッパー部
105 デマッパー部
106 分配部
107 伝送路インタフェース部
108、108A 制御部
109 加算部
111 伝送路インタフェース部
112 マッパー部
113 デマッパー部
115 伝送路インタフェース部
116 加算器
121 伝送路インタフェース部
122 デマッパー部
123 D/Aコンバータ
124 アンテナインタフェース部
125 A/Dコンバータ
126 スイッチ
127 スイッチ制御部
128 マッパー部
152 AND素子
153 スイッチ
161 外部インタフェース部
162 構成情報部
163 グループ生成部
164 グループ条件部
165 スケジュール部
166 上り信号制御部
167 インタフェース部
168 NF計算部
169 上りトラフィック分析部
201 デマッパー部
202 D/Aコンバータ
203 制御信号生成部
204 合波器
205 分波器
206 伝送路インタフェース部
207 分波器
208 合波器
209 A/Dコンバータ
211 伝送路インタフェース部
212 分波器
213 スイッチ制御部
214 アンテナインタフェース部
215 スイッチ部
215 スイッチ
216 合波器
221 終端抵抗
222 アナログスイッチ
231 デマッパー部
232 加算制御部
235 復号部
236 加算部
237 AND回路
238 切替スイッチ
241 選択性合波器
251 復号部
252 合波器
253 終端抵抗
254 アナログスイッチ
261 スイッチモニタ部
262 モニタ収集部
265 AND回路
266 切替スイッチ
267 分配器
268 トラフィックモニタ
271 トラフィックモニタハブ収集部
274 トラフィックモニタ子局収集部
275 スイッチモニタ部
276 アナログスイッチ
277 終端抵抗
278 分波器
279 トラフィックモニタ
281 加算モニタ部
282 トラフィックモニタハブ局収集部
283 分配器
284 トラフィックモニタ部
291 選択性合波モニタ部
292 トラフィックモニタハブ局収集部
293 分波器
294 トラフィックモニタ部
311 伝送路インタフェース部
312 マッパー部
313 デマッパー部
314 分配部
315 伝送路インタフェース部
316 加算部
322 デマッパー部
323 D/Aコンバータ
324 アンテナインタフェース部
325 A/Dコンバータ
326 スイッチ
327 スイッチ制御部
BSC 基地局制御装置
BTS 無線基地局
CNET 携帯電話コアネットワーク
ENET 他接続事業者通信ネットワーク
LC 通信ケーブル
MON、MON1 トラフィックモニタ情報伝送経路
AT1 第1アンテナポート
AT2 第2アンテナポート
NET 携帯電話通信ネットワーク
NF ノイズ値
Claims (9)
- 親局装置、ハブ局装置及び複数の子局装置を有し、無線基地局と携帯通信端末装置との間で直接的あるいは間接的に通信の中継を行う通信中継システムであって、
複数の前記子局装置を複数のグループに割り当てるグループ生成部と、
前記グループ毎に前記携帯通信端末装置からの上り信号のトラフィックを監視する監視部と、
前記監視部により前記上り信号のトラフィックが所定値よりも少ないとされた前記グループについて、所定期間の間、前記上り信号の前記無線基地局側への伝送を禁止する禁止部と、
を備えた通信中継システム。 - 前記グループ生成部は、複数の前記子局装置を装置の単位で前記グループに割り当てる、
請求項1記載の通信中継システム。 - 前記グループ生成部は、複数の前記子局装置を無線通信機能の単位で前記グループに割り当てる、
請求項1記載の通信中継システム。 - 前記無線通信機能は、同一の使用周波数帯あるいは同一の通信プロトコルである、
請求項3記載の通信中継システム。 - 前記グループには、前記上り信号の伝送に関し、グループ同士を関連づけて制御関係を規制するグループ制約条件が設定可能とされている、
請求項1乃至請求項4のいずれか一項記載の通信中継システム。 - ノイズ値を計算するノイズ値計算部を備え、
前記禁止部は、前記計算されノイズ値が所定の基準ノイズ値を下回ることが予測される場合に前記上り信号の前記無線基地局側への伝送を禁止する、
請求項1乃至請求項5のいずれか一項記載の通信中継システム。 - ノイズ値を計算するノイズ値計算部を備え、
前記グループ生成部は、前記トラフィック及び前記ノイズ値に基づいて前記グループを生成する、
請求項1乃至請求項5のいずれか一項記載の通信中継システム。 - 前記禁止部は、前記親局装置、前記ハブ局装置あるいは前記子局装置のいずれかに設けられている、
請求項1乃至請求項7のいずれか一項記載の通信中継システム。 - 親局装置、ハブ局装置及び複数の子局装置を有し、無線基地局と携帯通信端末装置との間で直接的あるいは間接的に通信の中継を行う分散アンテナシステムに用いられる通信中継システムで実行される方法であって、
複数の前記子局装置を複数のグループに割り当てる過程と、
前記グループ毎に前記携帯通信端末装置からの上り信号のトラフィックを監視する過程と、
前記上り信号のトラフィックが所定値よりも少ないとされた前記グループについて、所定期間の間、前記上り信号の前記無線基地局側への伝送を禁止する過程と、
を備えた方法。
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