特許 5746058 コヒーレント・ネットワークＭＩＭＯのためのアンテナ同期

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5746058

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月8日

(54)【発明の名称】コヒーレント・ネットワークＭＩＭＯのためのアンテナ同期

(51)【国際特許分類】

   H04J 99/00 20090101AFI20150618BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20150618BHJP

   H04W 56/00 20090101ALI20150618BHJP

   H04B 7/04 20060101ALI20150618BHJP

   H04B 7/06 20060101ALI20150618BHJP

【ＦＩ】

   H04J15/00

   H04W16/28 130

   H04W56/00

   H04B7/04

   H04B7/06

【請求項の数】13

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-553410(P2011-553410)

(86)(22)【出願日】2010年3月8日

(65)【公表番号】特表2012-520590(P2012-520590A)

(43)【公表日】2012年9月6日

(86)【国際出願番号】EP2010052887

(87)【国際公開番号】WO2010102969

(87)【国際公開日】20100916

【審査請求日】2011年9月12日

(31)【優先権主張番号】09003607.0

(32)【優先日】2009年3月12日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】391030332

【氏名又は名称】アルカテル−ルーセント

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100128657

【弁理士】

【氏名又は名称】三山 勝巳

(74)【代理人】

【識別番号】100160967

【弁理士】

【氏名又は名称】▲濱▼口 岳久

(74)【代理人】

【識別番号】100170601

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 孝

(72)【発明者】

【氏名】メイヤー，ハンス−ピーター

(72)【発明者】

【氏名】シュレシンジャー，ハインツ

【審査官】 藤江 大望

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２５２２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５２３６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２８６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０６４０５８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｊ ９９／００

Ｈ０４Ｂ ７／０２

Ｈ０４Ｗ ４／００ − ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線伝送システム（１、１ａ、１ｂ）の別々の位置に配置された複数のＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）のＲＦアンテナ信号（５ａから５ｉ）を同期する方法であって、
該無線伝送システム（１、１ａ、１ｂ）の中央ユニット（２）に配置された基準発振器（６）において基準信号（７）を生成するステップと、
該基準信号（７）を光信号として、該中央ユニット（２）から光ファイバ・リンク（９ａ、９ａ’、９ａ’’、…）を介して該複数のＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）に送信するステップと、該別々のアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）の該ＲＦアンテナ信号（５ａから５ｉ）を同期するために該送信された基準信号（７）を使用するステップとを含み、
ＲＦ周波数をＧＨｚレンジで有する該基準信号（７）を生成するステップと、該ＲＦアンテナ信号（５ａから５ｉ）の少なくとも２つのためのキャリア信号を生成するために該ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）のうちの少なくとも２つによって該基準信号（７）を使用するステップと、該ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）のうちの少なくとも２つによって該少なくとも２つのＲＦアンテナ信号（５ａから５ｉ）を送信するステップとを含み、
該光信号は、別々の波長を有する２つの成分を含み、該方法はさらに、該ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）の周波数混合器によって、該２つの成分間の差としてクロック基準を生成するステップをさらに含む、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法において、
データ信号（１１）を該中央ユニット（２）から該ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）に送信するステップをさらに含む、方法。

【請求項3】

請求項２に記載の方法において、
該データ信号（１１）と該基準信号（７）は、別々のファイバ・リンク（９ａ、１２ａ）を介して送信される、方法。

【請求項4】

請求項２に記載の方法において、
該データ信号（１１）と該基準信号（７）は、同一のファイバ・リンク（９ａ’、９ａ’’、…）を介して送信される、方法。

【請求項5】

請求項４に記載の方法において、
同一のファイバ・リンク（９ａ’）を介して別々の波長で該データ信号（１１）と該基準信号（７）を送信するために波長分割多重化（ＷＤＭ）を行うステップをさらに含む、方法。

【請求項6】

請求項４に記載の方法において、
同一のファイバ・リンク（９ａ’’）を介して該データ信号（１１）と該基準信号（７）を送信するために電気多重化を行うステップをさらに含む、方法。

【請求項7】

別々の位置に配置された複数のＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）を備え、各ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）が、ＲＦアンテナ信号（５ａから５ｉ）を生成するための少なくとも１つのＲＦアンテナ（４ａから４ｉ）を有し、さらに、
基準信号（７）を生成するための基準発振器（６）を備える中央ユニット（２）と、
該基準信号（７）を光信号として、該中央ユニット（２）から該複数のＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）へ送信するための複数の光ファイバ・リンク（９ａ、９ａ’、９ａ’’、…）とを備える無線伝送システム（１、１ａ、１ｂ）であって、
該ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）は、該別々のＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）の該ＲＦアンテナ信号（５ａから５ｉ）を同期するために該送信された基準信号（７）を使用するように適合され、
該基準発振器（６）は、ＲＦ周波数をＧＨｚレンジで有する基準信号（７）を生成するように適合され、該ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）のうちの少なくとも２つは、該基準信号（７）を使用して、該ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）のうちの少なくとも２つの該ＲＦアンテナ信号（５ａから５ｉ）のためのキャリア信号を生成するように適合され、該ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）のうちの少なくとも２つは、該ＲＦアンテナ信号（５ａから５ｉ）を送信するように適合され、
該光信号は、別々の波長を有する２つの成分を含み、クロック基準が、該ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）の周波数混合器によって、該２つの成分間の差として生成される、無線伝送システム。

【請求項8】

請求項７に記載の無線伝送システムにおいて、
該中央ユニット（２）から該ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）へのデータ信号（１１）の送信に適合された、無線伝送システム。

【請求項9】

請求項８に記載の無線伝送システムにおいて、
該データ信号（１１）を該中央ユニット（２）から該ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）へ送信するための少なくとも１つの追加のファイバ・リンク（１２ａ）をさらに備える、無線伝送システム。

【請求項10】

請求項８に記載の無線伝送システムにおいて、
別々の波長を使用して同一のファイバ・リンク（９ａ’）を介して該基準信号（７）と該データ信号（１１）を送信するための波長分割多重化（ＷＤＭ）構成（１６、１７ａから１７ｉ）をさらに備える、無線伝送システム。

【請求項11】

請求項８に記載の無線伝送システムにおいて、
同一のファイバ・リンク（９ａ’’）を介した該基準信号（７）と該データ信号（１１）の組み合わされた送信のための電気多重化構成（１８、１９ａから１９ｉ）をさらに備える、無線伝送システム。

【請求項12】

請求項８に記載の無線伝送システムにおいて、
該光ファイバ・リンク（９ａ、９ａ’、９ａ’’、…）は、２０ｋｍ未満の長さ、好ましくは１０ｋｍ未満の長さを有する、無線伝送システム。

【請求項13】

請求項７に記載の無線伝送システムにおいて、
該ＲＦアンテナ・サイト（３ａから３ｉ）の各々は、多素子アンテナの単一アンテナ素子のサイトである、無線伝送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線伝送システムの別々の位置に配置された複数のＲＦアンテナ・サイト（antenna site）のＲＦアンテナ信号を同期するための方法に関する。本発明はまた、この方法を実施するように適合された無線伝送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

コヒーレント・ネットワーク（coherent network）ＭＩＭＯ（多入力／多出力）は、セルラ・ネットワーク（cellular network）のような無線伝送システムにおいて、特に、各セルで同じスペクトルが使用される周波数再利用を伴うシステムにおいて、スペクトル効率の顕著な増大をもたらす。この場合、システム性能は、通常はセル間干渉によって制限される。

【0003】

ダウンリンク方向で、すなわち、ＲＦアンテナ・サイトから移動局へのコヒーレント・ネットワークＭＩＭＯ伝送から最大限の利益を得るためには、離れたアンテナ・サイトに位置する（例えば、複数の協働する基地局、または同一の基地局の複数のリモート・ラジオ・ヘッド（Remote Radio Head）に位置する）アンテナが、（「校正されたアンテナ」として機能して）相関位相を有する無線信号を送信すべきである。

【0004】

このため、ＲＦアンテナ信号の同期を維持するための方法として、ＲＦアンテナ信号間の偏差（位相ジッタ）をおよそ１００ｍｓの時間フレームでＲＦ周期の数分の１より小さく抑えることが望ましい。この周期は、フィードバック機構が位相を制御できるために十分な長さとなる。無線信号の搬送周波数は、一般に、セルラ用途で１から５ＧＨｚの間であり、アンテナ間の間隔は、マクロ・セルラ（macro-cellular）環境で、例えば、５００ｍから１ｋｍ程度かまたはそれより大きくすることができる。

【0005】

基地局の同期のための公知の方法は、例えば、イーサネット・バックホール・リンク（Ethernet backhaul link）の使用、あるいはＧＰＳクロック基準の使用に基づいており、以下で両者について簡単に説明する。

【0006】

ＩＥＥＥ１５８８またはＣＰＲＩインターフェース（イーサネット・バックホール・リンク）の使用
イーサネット・ベース（またはプロトコル・ベース）の同期のカテゴリでは、１つにはＩＥＥＥ１５８８に従う方法、もう１つにはＣＰＲＩインターフェースに基づく方法がある。このカテゴリの方法では、同期をミリ秒の数分の１にまで短くすることができるが、これらは、離れたアンテナが前述の要件で校正されるように維持することができない。

【0007】

ＧＰＳ基準の使用
ＧＰＳの場合は、マスタ・クロック（master clock）（マスタ発振器）がＧＰＳシステムの衛星に配置され、１０ＭＨｚの基準信号がＧＰＳ衛星受信機ユニットにより提供される。ＧＰＳ受信機は、発振器を制御する信号を提供する各アンテナ・サイトに設置される。

【0008】

しかし、両者の手法、すなわち、ＧＰＳとＩＥＥＥ１５８８は、別の理由からも十分に精密ではなく、それは、ＲＦキャリア信号をそれよりはるかに低い周波数を有する基準信号から生成するために位相ロック・ループ（Phase Locked Loop）（ＰＬＬ）を使用することに起因する。

【0009】

ＰＬＬを使用して２ＧＨｚのＲＦ信号が１０ＭＨｚの基準信号から得られるとした場合、２０ｌｏｇ（２ＧＨｚ／１０ＭＨｚ）＝４６ｄＢのＰＬＬ帯域内位相ノイズが実現されることになる。しかし、現在のＲＦ無線チャネル・グリッド（RF-radio channel grid）は、１００ＫＨｚから１ＭＨｚの範囲であり、したがって、ＰＬＬ帯域内位相ノイズが、例えば、１００ＫＨｚ基準周波数では８６ｄＢにまで増大することになる。これにより、任意のリモート・ラジオ・ヘッドにおける個々のＲＦ−（ＬＯ）発振器内で非常に大きな無相関の位相偏移がもたらされ、それに、エア・インターフェース（air interface）上の（ＳＤＭＡ（空間分割多重アクセス）パターンに類似する）望ましくない無相関の無線パターンが伴うことになる。

【0010】

結果として、送信プロセスにおいて協働しているすべてのアンテナは、およそ搬送周波数ほどの周波数を有するマスタ発振器から得られる信号を使用する精密な同期を必要とする。

【0011】

ルビジウム（Ｒｂ）時計と組み合わせたＧＰＳ信号を使用することにより、そうした同期を実施するための、商用の１つの解決手法がある。この事例では、ＧＰＳ信号によって非常に精密な（ルビジウム）時計が外部同期される。しかし、ルビジウム時計を使用するため、この解決手法は高価であり、多くの用途でその使用が妨げられている。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0012】

一態様によれば、序文に記載された方法が提供され、この方法は、無線伝送システムの中央ユニットに配置された基準発振器において基準信号を生成するステップと、基準信号を光信号として、中央ユニットから光ファイバ・リンクを介してＲＦアンテナ・サイトに送信するステップと、例えば、送信された基準信号を共通クロック信号としてアンテナ・サイトのそれぞれにおいて使用することにより、別々のアンテナ・サイトのＲＦアンテナ信号を同期するために、送信された基準信号を使用するステップとを含む。このような方法で、別々のアンテナ・サイトのＲＦアンテナ信号を、信頼性があり費用効率が高いやり方で同期することができる。

【0013】

本発明者らは、光リンクを使用して、基準／クロック信号を中央サイトの「マスタ」発振器から光ファイバ・リンクを介し「スレーブ」アンテナ・サイトへ送信することを提案する。本発明者らは、この方法により実現されるクロック同期の精度が短期のジッタによって与えられることを発見した。（光路長の差に起因する）この短期位相ジッタの大部分は、使用されたファイバの偏波モード分散（ＰＭＤ）によって引き起こされる。偏波モード分散は、およそ０．１／０．５ｐｓ／√ｋｍであり、２０ｋｍのサイト間に対して全体で０．４５／２．２５ｐｓとなる。この値は、１００ｍｓ測定期間内の必要値の５０ｐｓの偏差をはるかに下回る。

【0014】

このように、本発明は、遠隔アンテナの位相同期（校正）のための方法を提供し、結果として、ＬＴＥ ＦＤＤのようなシステムのためのダウンリンクにおけるコヒーレント・ネットワークＭＩＭＯの使用を可能にするものである。なぜなら、エア・インターフェース上の度を越さない伝送オーバーヘッドを伴って移動局と基地局の間のフィードバック・ループを使用して無線チャネルを制御することができる程度に遠隔アンテナの位相が安定化されるためである。

【0015】

アンテナ・サイトにおけるリモート・ラジオ・ヘッドとともに中央ユニットとしてＮｏｄｅ Ｂ（NodeB）を含む構成の場合、既にデジタル・ベースバンド信号のために配備されたファイバ・リンクが存在する。古典的Ｎｏｄｅ Ｂおよびファイバ・バックホーリング（fibre backhauling）を含む無線アクセス・ネットワークの場合、同じ同期方法が実現されることも可能である。具体的には、複数の協働する基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）がアンテナ・サイトの役割をすることができ、基準発振器を含む通信ネットワークの中央サイトが、それらの複数の基地局に基準信号を提供することができる。Ｎｏｄｅ Ｂ（アンテナ・サイト）のうちの１つが中央サイト／中央ユニット（マスタ・ユニット）の役割をして、他のＮｏｄｅ Ｂ（スレーブ）に基準信号を提供することができることは、当業者には認識されよう。上述の方法はまた、多素子アンテナにも適用することができる。この場合、クロック分配、あるいは基準信号の分配は、光バックプレーンによって実現される。

【0016】

ある変形形態では、この方法はさらに、ＲＦ周波数を特にＧＨｚレンジで有する基準信号を生成するステップを含み、また、好ましくは、ＲＦアンテナ信号の少なくとも１つについてのキャリア信号を生成するために基準信号を使用するステップを含む。基準信号は、一般に、キャリア信号の周波数のオーダーで周波数を有する。具体的には、基準信号の周波数は、キャリア信号の周波数と同じであってもキャリア信号の周波数の半分であってもよい。

【0017】

基準信号は、精密な基準（クロック信号）として使用しても、ＲＦアンテナ信号のためのキャリア信号を生成するために直接使用してもよい。後者の場合、基準信号は、キャリアとして使用される前に増幅／再生されうることは理解されよう。

【0018】

別の変形形態では、この方法はさらに、データ信号を中央ユニットからＲＦアンテナ・サイトに送信するステップを含む。一般に、データ信号は、デジタル信号として、例えば、光ファイバを介して送信される。もちろん、ファイバ（例えば、同軸ケーブル）を介してＲＦアンテナ信号の公知のアナログ伝送を使用することも可能である。しかし、そうしたアナログ伝送は、歪みを生じることになる。一般にすべてのＲＦアンテナ・サイトに共通する基準信号とは対照的に、一般に別々のデータ信号が別々のＲＦアンテナ・サイトに対して送信されることは、当業者には認識されよう。ＭＩＭＯアプリケーションでは、データ信号は、別々の位相であっても通常は同じユーザ・データを含む。

【0019】

この変形形態のある展開では、データ信号と基準信号は、別々のファイバ・リンクを介して送信される。この場合、基準信号の送信は、データ信号の送信と独立して行うことができる。

【0020】

この変形形態の別の展開では、データ信号および基準信号は、同一のファイバ・リンクを介して送信される。前述のように、基準信号の送信にも使用されうるベースバンド信号の送信のために配備された光ファイバ・リンクが既に存在することがある。同一のファイバ・リンクを介して同時にデータ信号および基準信号を送信するために、いくつかの選択肢がある。

【0021】

第1の選択肢は、同一のファイバ・リンクを介して別々の波長でデータ信号と基準信号を送信するために波長分割多重化（ＷＤＭ）を行うことである。この場合、デジタル・データ信号と基準信号を分離するために（符号）ＷＤＭ方式を用いることができる。

【0022】

第２の選択肢は、同一のファイバ・リンクを介してデータ信号と基準信号を送信するために電気多重化を行うことである。この選択肢が適用される場合、アナログＲＦ基準信号は、中央サイトの光送信機およびＲＦアンテナ・サイトの光受信機のそれぞれで電気的挿入／脱挿入（多重化）を用いて、デジタル・ベースバンド・データ信号の上に変調されうる。このような手法を用いると、第２のファイバの配備またはＷＤＭスプリッタ／コンバイナ（combiner）装置の配備なしで済まされる。ファイバ・リンクは一般に比較的短く（例えば、２０または１０ｋｍ未満）、電気多重化が可能であり、したがって、光リンク・バジェット（optical link budget）に大きな余裕が残される。

【0023】

本発明の第２の態様は、無線伝送システムに実装され、無線伝送システムは、別々の位置に配置された複数のＲＦアンテナ・サイトであって、各ＲＦアンテナ・サイトが、ＲＦアンテナ信号を生成するための少なくとも１つのＲＦアンテナを有する、複数のＲＦアンテナ・サイトと、基準信号を生成するための基準発振器を備える中央ユニットと、基準信号を中央ユニットから複数のＲＦアンテナ・サイトへ送信するための複数の光ファイバ・リンクとを備え、ＲＦアンテナ・サイトは、別々のＲＦアンテナ・サイトのＲＦアンテナ信号を同期するために、送信された基準信号を使用するように適合されている。

【0024】

上述の無線伝送システムでは、基準信号は、単一の波長のみを含む光信号として提供されうる。代替として、基準信号は、別々の波長を有する２つ以上の成分を含んでもよい。この場合、ＲＦアンテナ・サイトは、例えば、基準信号の２つの成分間の差としてクロック基準（周波数）を生成するための周波数混合器を備える。この手法は、ファイバの光路長のばらつきによって与えられる位相変動を低減させ、それにより、受信基準信号のジッタを低減させる。

【0025】

一実施形態では、基準発振器は、ＲＦ周波数を特にＧＨｚレンジで有する基準信号を生成するように適合される。十分な精度で同期を実行するために、基準信号の周波数は、ＲＦアンテナ信号のキャリア信号のオーダーであるべきである。通常、基準発振器は、光ファイバを介して送信される前に電気／光変換されるアナログ電気信号を生成するように適合されている。

【0026】

他の実施形態では、少なくとも１つのＲＦアンテナ・サイトが、基準信号を使用して、ＲＦアンテナ・サイトのＲＦアンテナ信号のためのキャリア信号を生成するように適合される。基準信号をキャリア信号として使用する最も容易な方法は、キャリア信号の周波数を有する基準信号を提供して、基準信号がキャリア信号として直接（場合によっては、ＲＦアンテナ・サイトで再増幅／再生成後に）使用できるようにすることである。

【0027】

無線伝送システムの別の実施形態は、中央ユニットからＲＦアンテナ・サイトへのデータ信号の送信に適合される。

【0028】

この実施形態のある展開では、無線伝送システムは、データ信号を中央ユニットからＲＦアンテナ・サイトへ送信するための少なくとも１つの追加のファイバ・リンクを備える。

【0029】

別の展開では、無線伝送システムはさらに、別々の波長を使用して同一のファイバ・リンクを介して基準信号とデータ信号を送信するための波長分割多重化（ＷＤＭ）構成（マルチプレクサ／デマルチプレクサ）を備える。光多重化は、適切なスプリッタ／コンバイナ装置を使用して行うことができる。

【0030】

一実施形態では、無線伝送システムはさらに、同一のファイバ・リンクを介した基準信号とデータ信号の組み合わされた送信のための電気多重化構成を備える。電気多重化を行うとき、ファイバ・リンクを介して送信された信号は、例えば、大きい信号成分としてデジタル・データ信号を、小さい信号成分としてアナログ基準信号を含むことができる。

【0031】

例えば、上述のような（光または電気多重化を使用し、別個のファイバを介して）光信号を送信する様々な可能性が、同じ伝送システムで、例えば、別々のタイプの装置を有するＲＦアンテナ・サイトが同じ中央サイトに接続されるとき、実現されうることは理解されよう。

【0032】

一実施形態では、各ファイバ・リンクは、２０ｋｍ未満の長さ、好ましくは１０ｋｍ未満の長さを有する。前述のように、クロック同期を高い精度で行えることを保証するために、可能であれば、ファイバ・リンクの長さはこれらの値を超えるべきではない。

【0033】

以下の例示的実施形態の説明で、図面の図を参照して、さらに特徴および利点を説明する。それらは、重要な詳細を示し、特許請求の範囲によって定義される。個々の特徴は、別個にそれ自体で実施することができ、また、任意の所望の組み合わせでそれらのいくつかを実施してもよい。

【0034】

例示的実施形態を以下の概略図に示し後述の記載で説明する。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】データ信号と基準信号を送信するために別個の光ファイバを使用する無線伝送システムの第１の実施形態を示す概略図である。

【図2】ＷＤＭを用いてデータ信号および基準信号を送信するために単一の光ファイバを使用する無線伝送システムの第２の実施形態を示す概略図である。

【図3】電気多重化を用いてデータ信号および基準信号を送信するために単一の光ファイバを使用する無線伝送システムの第３の実施形態を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

図１は、（本例では、Ｎｏｄｅ Ｂである）基地局の形態の中央ユニット２と、 中央ユニット２から離れて、例えば、中央ユニット２から約１ｋｍ離れて別々の位置に配置されたリモート・ラジオ・ヘッドＲＲＨの形態の複数のＲＦアンテナ・サイト３ａ、…、３ｉとを有する無線伝送システム１を示す。各ＲＦアンテナ・サイト３ａ、…、３ｉは、対応するＲＦアンテナ信号５ａ、…、５ｉを生成／送信するための少なくとも１つのＲＦアンテナ４ａ、…、４ｉを備える。

【0037】

ダウンリンク方向でコヒーレント・ネットワークＭＩＭＯ伝送から最大限の利益を得るために、離れたＲＦアンテナ・サイト３ａ、…、３ｉに位置するＲＦアンテナ４ａ、…、４ｉは、相関位相を有するＲＦアンテナ信号５ａ、…、５ｉを送信すべきであり、すなわち、共通クロック／基準信号を使用したＲＦアンテナ信号５ａ、…、５ｉの同期が必要である。

【0038】

そのような共通クロック信号をＲＦアンテナ４ａ、…、４ｉへ供給するために、中央ユニットは、アナログ（電気）基準信号７を生成するための基準発振器６を有する。基準信号７が電気／光送信機８（例えば、レーザ・ダイオード）を介して渡された後、基準信号７は、光ファイバ・リンク９ａを介して第１のＲＦアンテナ・サイト３ａに送信される。本例では、基準信号７は、光／電気変換のためのＰＩＮフォトダイオードを有するＲＦアンテナ・サイト３ａのＲＦ変調器１０ａに供給される。

【0039】

また、デジタル・データ信号１１も、中央ユニット２から別個の光ファイバ１２ａを介して第１のＲＦアンテナ・サイト３ａに送信される。データ信号１１は、中央ユニット２のデジタル・ベースバンド装置１３で生成され、半導体（レーザ）ダイオードを使用してデジタル電気／光送信機１４で光送信用に準備され、その光パワーは、データ信号７によって変調される。ＲＦアンテナ・サイト３ａは、例えばＰＩＮフォトダイオードを使用して、デジタル光データ信号１１をアナログ電気データ信号に変換するための、デジタル／アナログおよび光／電気変換器１５ａを有する。

【0040】

データ信号１１および基準信号７のＲＦアンテナ・サイト３ａへの送信後に、両者は、他のＲＦアンテナ・サイト３ｂ、…、３ｉのＲＦアンテナ信号５ｂ、…、５ｉと同期させられるＲＦアンテナ信号５ａを生成するために使用される。

【0041】

このために、基準信号９はまず、（例えば、ＲＦ変調器１０ａで）再生および／または増幅され、次いで、ＲＦアンテナ信号５ａのためのキャリア信号として使用され、また、データ信号１１は、アナログ形式に変換されキャリア信号を変調するために使用される。最も単純なケースでは、基準信号７をキャリア信号として使用するために、基準信号７の周波数が（ＧＨｚレンジで）キャリア信号の周波数と対応することは理解されよう。

【0042】

しかし、基準信号７は、単にキャリア信号のオーダーにある周波数、例えば、キャリア周波数の２分の１の周波数の基準信号７を有することも可能である。この場合、例えばＰＬＬを用いた周波数の上方変換が基準信号７に適用でき、この上方変換は、基準信号７の周波数がキャリア信号の周波数から著しく離れていない限り、すなわち、典型的には基準信号７の周波数がキャリア信号の少なくとも１／１０の周波数を有する限り可能である。

【0043】

別法として、基準信号７は、単に、ＲＦアンテナ・サイト３ａにおいてＲＦアンテナ信号５ａを生成するための精密なクロック基準として使用してもよいことは理解されよう。また、複数、例えば２つの波長を有する基準信号７を使用し、例えば、ＲＦアンテナ・サイト３ａにおいて送信された基準信号７の２つの波長成分を抜き取ることによって、基準周波数が基準信号７から復元されることも可能である。いずれの場合も、基準信号７をクロック基準として使用したとき、別々のＲＦアンテナ・サイト３ａから３ｉのＲＦアンテナ信号５ａから５ｉを同期することができる。

【0044】

図１に示す実施形態では、データ信号１１の送信は、代替として標準規格のＲＦケーブルを介して行ってもよい、すなわち、データ信号１１は、中央サイト２からＲＦアンテナ・サイト３ａから３ｉへ電気信号として送信されてもよいことは理解されよう。

【0045】

図２は、中央サイト２をＲＦアンテナ・サイト３ａに接続する単一の光ファイバ９ａ’のみを有する無線伝送システム１ａの代替実施形態を示す。この場合には、データ信号１１と基準信号７の両方が、別々の波長を使用してファイバ９ａ’を介して送信され、（Ｃ）ＷＤＭマルチプレクサ１６および（Ｃ）ＷＤＭデマルチプレクサ１７ａがそれぞれ、データ信号１１と基準信号７の波長を組み合わせ／分離するために、中央サイト２およびＲＦアンテナ・サイト３ａに配置されている。

【0046】

図３では、基準信号７とデータ信号１１の両方を第１のＲＦアンテナ・サイト３ａに送信するための同様に単一のファイバ９ａ’’を有する、さらに他の伝送システム１ｂが示されている。ただし、図２に示す伝送システム１ａとは異なり、伝送システム１ｂは、中央サイト２に電気／光送信機１８を、第１のＲＦアンテナ・サイト３ａに電気／光受信機１９ａを備える。電気変調器１８、１９ａは、デジタル・ベースバンド信号１１の上にアナログ基準信号７を変調することによって電気的挿入および脱挿入を行うために使用される。

【0047】

上記のすべての無線伝送システム１、１ａ、１ｂでは、ＲＦアンテナ・サイト３ａから３ｉが、局部基準発振器の代わりに、基準として中央発振器６から送信される基準信号７を使用する。図１から３ではＲＦアンテナ・サイト３ａから３ｉは同一の構造を有するが、図１から３に示される基準信号７およびデータ信号１１の送信のタイプは混合されてもよいことは理解されよう。例えば、ＲＦアンテナ・サイト３ａから３ｉのうちいくつかが単一のファイバ９ａを介して中央サイト２に接続される一方で、他のＲＦアンテナ・サイトはそのようにされなくてもよい。

【0048】

この場合、中央サイト２の機器は、その目的に適合される必要があることは理解されよう。この点に関して、単一の波長分割マルチプレクサ１６および単一の電気マルチプレクサ１８が示されているが、より多くのこうした装置が、別個の光ファイバ・リンクを介して他のＲＦアンテナ・サイト３ｂから３ｉにサービスするために中央サイト２に配備されうる（簡単にするため、それらの１つ（９ｉ、９ｉ’、９ｉ’’）のみが示されている）ことは当業者には認識されよう。

【0049】

いずれの場合も、別々のアンテナ・サイト３ａから３ｉのＲＦアンテナ信号５ａから５ｉを同期するために、基準信号を送信するためのファイバ・リンク９ａ、９ａ’、９ａ’’の長さは、可能な限り、およそ２０ｋｍ、好ましくは１０ｋｍを超えるべきではない。というのは、かかるファイバ長を使用することにより、ＲＦアンテナ信号５ａから５ｉの同期が容易になり、別々の経路長を有する光ファイバでの偏波モード分散によって生じる位相ジッタが十分に小さいため、ＲＦアンテナ・サイト３ａから３ｉとＲＦアンテナ信号５ａから５ｉを受信する移動局（図示せず）との間のフィードバック機構による補償が可能になり、したがって、所望の方法でそれらの位相を制御できるからである。

【0050】

上述の伝送システム１、１ａ、１ｂは、中央サイトとして基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）を、ＲＦアンテナ・サイト３ａから３ｉとしてリモート・ラジオ・ヘッド（ＲＲＨ）を使用するが、複数の協働する基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）がアンテナ・サイトの役割をし、通信ネットワークの中央サイトがこれら複数の基地局にサービスする基準発振器を含むようにすることも可能であることは、当業者には認識されよう。また、上述の方法およびシステムは、中央素子が基準発振器を含む多素子アンテナ、あるいは他の適切な装置に適用することもできる。

【0051】

要約すると、上述の手法は、ＬＴＥ ＦＤＤのようなシステムのためのダウンリンクにおけるコヒーレント・ネットワークＭＩＭＯの使用を可能にするものであり、それにより、エア・インターフェース上の控えめな伝送オーバーヘッドとともに移動局と基地局（例えば、Ｎｏｄｅ Ｂ）の間のフィードバック・ループを使用して無線チャネルを制御することができる程度に遠隔アンテナの位相が安定化される。

【0052】

以上の好ましい実施形態の説明は、例として示されている。与えられた開示から、当業者は、本発明およびそれに伴う効果を理解するだけでなく、開示された構造および方法に対する明らかな様々な変更および改変も見出すことができよう。したがって、本出願人は、添付の特許請求の範囲によって定義されるこうしたすべての変更および改変、ならびにそれらの均等物を包含しようとするものである。

【図1】

【図2】

【図3】