特許 6850372 分散アンテナネットワークのためのネットワークスイッチ

(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】6850372

(24)【登録日】2021年3月9日

(45)【発行日】2021年3月31日

(54)【発明の名称】分散アンテナネットワークのためのネットワークスイッチ

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/721 20130101AFI20210322BHJP

   H04B 7/022 20170101ALI20210322BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/721 Z

   H04B7/022

【請求項の数】23

【外国語出願】

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2020-1562(P2020-1562)

(22)【出願日】2020年1月8日

(62)【分割の表示】特願2016-562732(P2016-562732)の分割

【原出願日】2015年1月6日

(65)【公開番号】特開2020-74553(P2020-74553A)

(43)【公開日】2020年5月14日

【審査請求日】2020年2月4日

(31)【優先権主張番号】61/924,127

(32)【優先日】2014年1月6日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】511257056

【氏名又は名称】ダリ システムズ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】クエインキー・ジュアン

(72)【発明者】

【氏名】ショーン・パトリック・ステープルトン

【審査官】 大野 友輝

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１７７７５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１３−５４１２５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ １２／７２１

Ｈ０４Ｂ ７／０２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

分散アンテナシステムにおいてＩＰデータをトランスポートするためのシステムであって、前記システムは、
複数の光インプットポートおよび少なくとも１つのイーサネット（登録商標）ポートを有する、少なくとも１つのデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）と、
前記少なくとも１つのＤＡＵに結合される複数のデジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）とを備え、前記複数のＤＲＵのそれぞれは、複数の光アウトプットポートおよび少なくとも１つイーサネット（登録商標）ポートを有し、
前記複数のＤＲＵのそれぞれは、前記複数の光アウトプットポートのうちの１つ以上を介して、アップストリームＩＰデータおよびアップストリームセルラーデータを前記少なくとも１つのＤＡＵに送信するために動作可能であり、
前記少なくとも１つのＤＡＵが、
前記アップストリームＩＰデータから前記アップストリームセルラーデータを分離するために動作可能なデフレーマと、
少なくとも前記アップストリームＩＰデータを格納するために動作可能なデータストリーム入力バッファと、
前記データストリーム入力バッファをスキャンし、所定のルーティングテーブルにおいて識別される所定のルーティング経路に従って、前記アップストリームＩＰデータを前記ＤＡＵの前記少なくとも１つのイーサネット（登録商標）ポートにルーティングするために動作可能なスケジューラを含むネットワークスイッチとを含む、
システム。

【請求項2】

前記複数のＤＲＵのそれぞれが、１つ以上の送信／受信アンテナに結合される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記ネットワークスイッチが、前記ＤＡＵの前記複数の光インプットポートに関連する複数のＩＰデータストリームを受信するために動作可能である、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記ネットワークスイッチが、前記少なくとも１つのＤＡＵの前記少なくとも１つのイーサネット（登録商標）ポートからのＩＰデータ、および前記少なくとも１つのＤＡＵのＣＰＵからのＩＰデータを受信するために動作可能である、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

分散アンテナシステムにおいてＩＰデータをトランスポートするためのシステムであって、前記システムは、
複数の光アウトプットポートおよび少なくとも１つのイーサネット（登録商標）ポートを有する、少なくとも１つのデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）と、
前記少なくとも１つのＤＡＵに結合される複数のデジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）とを備え、前記複数のＤＲＵのそれぞれは、複数の光インプットポートおよび少なくとも１つイーサネット（登録商標）ポートを有し、
前記少なくとも１つのＤＡＵは、前記複数の光アウトプットポートのうちの１つ以上を介して、ダウンストリームＩＰデータおよびダウンストリームセルラーデータを前記複数のＤＲＵに送信するために動作可能であり、
前記複数のＤＲＵのそれぞれが、
前記ダウンストリームＩＰデータから前記ダウンストリームセルラーデータを分離するために動作可能なデフレーマと、
少なくとも前記ダウンストリームＩＰデータを格納するために動作可能なデータストリーム入力バッファと、
前記データストリーム入力バッファをスキャンし、所定のハッシュテーブルにおいて識別される所定のルーティング経路に従って、前記ダウンストリームＩＰデータを前記ＤＲＵの前記少なくとも１つのイーサネット（登録商標）ポートへルーティングするために動作可能なスケジューラを含むネットワークスイッチとを含む、
システム。

【請求項6】

前記少なくとも１つのＤＡＵが、複数のＲＦインプット／アウトプットポートをさらに含む、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記複数のＤＲＵのそれぞれが、１つ以上の送信／受信アンテナに結合される、請求項５に記載のシステム。

【請求項8】

前記ネットワークスイッチが、前記複数の光インプットポートに関連する複数のＩＰデータストリームを受信するために動作可能である、請求項５に記載のシステム。

【請求項9】

前記ネットワークスイッチが、前記ＤＡＵの前記少なくとも１つのイーサネット（登録商標）ポートからのＩＰデータ、および前記ＤＡＵのＣＰＵからのＩＰデータを受信するために動作可能である、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

分散アンテナシステム（ＤＡＳ）を動作させる方法であって、
前記ＤＡＳのデジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）によって、前記ＤＲＵの複数の光インプットポートのうちの１つ以上において、前記ＤＡＳのデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）からダウンストリームＩＰデータおよびダウンストリームセルラーデータを受信するステップと、
前記ＤＲＵのデフレーマによって、前記ダウンストリームセルラーデータから、前記ダウンストリームＩＰデータを分離するステップと、
少なくとも前記ダウンストリームＩＰデータを、前記ＤＲＵのデータストリーム入力バッファに格納するステップと、
前記ＤＲＵのスケジューラを含むネットワークスイッチによって、前記データストリーム入力バッファをスキャンするステップと、
前記スケジューラを含む前記ネットワークスイッチによって、所定のハッシュテーブルにおいて識別される所定のルーティング経路に従って、前記ダウンストリームＩＰデータを前記ＤＲＵのイーサネットポートにルーティングするステップとを含む、
方法。

【請求項11】

前記ダウンストリームＩＰデータおよび前記ダウンストリームセルラーデータが、前記複数の光インプットポートのうちの単一の光ポートにおいて受信される、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記ダウンストリームセルラーデータから、前記ダウンストリームＩＰデータを分離するステップが、前記ダウンストリームＩＰデータおよび前記ダウンストリームセルラーデータを含むパケットを脱フレーム化するステップを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記ＤＲＵのイーサネット（登録商標）ポートにおいて、アップストリームＩＰデータを受信するステップと、
前記ＤＲＵに結合される１つ以上のアンテナにおいて、アップストリームセルラーデータを受信するステップと、
前記アップストリームＩＰデータと前記アップストリームセルラーデータに関連する情報とをフレーム化するステップと、
前記フレーム化されたアップストリームデータを前記ＤＲＵから送信するステップとをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記フレーム化されたアップストリームデータの送信が、前記ＤＲＵの前記複数の光インプットポートのうちの１つにおいて実行される、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

分散アンテナシステム（ＤＡＳ）のデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）を動作させる方法であって、
前記ＤＡＳのデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）によって、前記ＤＡＵの複数の光インプットポートのうちの１つ以上において、アップストリームＩＰデータおよびアップストリームセルラーデータを受信するステップと、
前記ＤＡＵのスケジューラを含むネットワークスイッチによって、データストリーム入力バッファをスキャンするステップと、
前記スケジューラを含む前記ネットワークスイッチによって、所定のハッシュテーブルにおいて識別される所定のルーティング経路に従って、前記アップストリームＩＰデータを前記ＤＡＵのイーサネット（登録商標）ポートにルーティングするステップとを含む、
方法。

【請求項16】

前記アップストリームＩＰデータおよび前記アップストリームセルラーデータが、前記複数の光インプットポートのうちの単一の光ポートにおいて受信される、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記アップストリームセルラーデータから、前記アップストリームＩＰデータを分離するステップが、前記アップストリームＩＰデータおよび前記アップストリームセルラーデータを含むパケットを脱フレーム化するステップを含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

前記ＤＡＵのイーサネット（登録商標）ポートにおいて、ダウンストリームＩＰデータを受信するステップと、
前記ＤＡＵのＲＦポートにおいて、ダウンストリームセルラーデータを受信するステップと、
前記ダウンストリームＩＰデータと前記ダウンストリームセルラーデータに関連する情報とをフレーム化するステップと、
前記フレーム化されたダウンストリームデータを前記ＤＡＵから送信するステップとをさらに含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項19】

前記フレーム化されたダウンストリームデータの送信が、前記ＤＡＵの複数の光インプットポートのうちの１つにおいて実行される、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記データストリーム入力バッファのスキャンは、ＩＰトラフィックの前にセルラーデータを処理するように設定された優先度を有する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項21】

前記データストリーム入力バッファのスキャンは、ＩＰトラフィックの前にセルラーデータを処理するように設定された優先度を有する、
請求項５に記載のシステム。

【請求項22】

前記データストリーム入力バッファのスキャンは、ＩＰトラフィックの前にセルラーデータを処理するように設定された優先度を有する、
請求項１０に記載の方法。

【請求項23】

前記データストリーム入力バッファのスキャンは、ＩＰトラフィックの前にセルラーデータを処理するように設定された優先度を有する、
請求項１５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、２０１４年１月６日に出願された「Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｗｉｔｃｈ ｆｏｒ ａ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｎｔｅｎｎａ Ｎｅｔｗｏｒｋ」という名称の米国特許仮出願第６１／９２４，１２７号に対する優先権を主張するものであり、その開示は、すべての目的からその全体が参照によって本明細書に組み込まれている。

【背景技術】

【0002】

[0002]ワイヤレス・ネットワーク・オペレータおよびモバイル・ネットワーク・オペレータは、高いデータトラフィック成長率を効果的に管理するネットワークを構築するという継続的な課題に直面している。エンドユーザのためのモビリティーおよび高まるレベルのマルチメディアコンテンツは、新たなサービスと、ブロードバンドおよび定額のインターネットアクセスに対する高まる需要との両方をサポートするエンドツーエンドのネットワーク適合を必要とする。ネットワークオペレータが直面する最も困難な課題のうちの１つは、１つのロケーションから別のロケーションへのサブスクライバの物理的な移動によって、そして特に１つのロケーションにおいてワイヤレスサブスクライバが多数集まるときに引き起こされる。顕著な例は、ランチタイム中の企業施設であり、多数のワイヤレスサブスクライバが建物内のカフェテリアのロケーションを訪れるときである。そのときには、多数のサブスクライバが、自分のオフィスおよび通常の勤務エリアから離れている。ランチタイム中には、非常にわずかなサブスクライバしかいない多くのロケーションが施設の全体にわたって存在する可能性が高い。サブスクライバたちが自分の通常の勤務エリア内にいる通常の勤務時間中のサブスクライバローディングに関する設計プロセスにおいて、屋内のワイヤレス・ネットワーク・リソースが厳密にサイズ設定されていた場合には、ランチタイムのシナリオは、利用可能なワイヤレスキャパシティおよびデータスループットに関するいくつかの予期せぬ課題を提示することになる可能性が非常に高い。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

[0003]これらの問題に対処するために、分散アンテナシステム（ＤＡＳ）が開発され、展開されている。ＤＡＳにおいてなされている進歩にもかかわらず、当技術分野においては、ＤＡＳに関連した改良された方法およびシステムが必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

[0004]本発明は一般に、複雑な変調技術を使用する通信システムに関する。より特別には、本発明は、マイクロプロセッサまたはその他のデジタルコンポーネント、例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む分散アンテナシステムに関する。本発明の実施形態は、分散アンテナシステム（ＤＡＳ）を介してＩＰデータネットワークの手段を提供する。分散アンテナシステムは、ベース・トランシーバ・ステーション（ＢＴＳ）と離れて位置するアンテナとの間でモバイルデータを伝送する方法を提供する。２つのデータストリームがフレームに多重化されている場合、ＩＰデータは、モバイルデータとして同じ媒体を介して伝送され得る。ネットワークスイッチは、 ＤＡＳネットワークにおける複数のポート間で効率的にＩＰデータを転送するために利用される。

【0005】

[0005] 本発明の一実施形態によれば、分散アンテナシステムにおいてＩＰデータをトランスポートするためのシステムが提供される。そのシステムは、複数の光インプット／アウトプットポートおよび少なくとも１つのイーサネット（登録商標）ポートを有する少なくとも１つのデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）と、その少なくとも１つのＤＡＵに結合されている複数のデジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）とを含む。複数のＤＲＵのそれぞれは、複数の光インプット／アウトプットポートおよび少なくとも1つのイーサネット（登録商標）ポートを有する。その少なくとも一つのＤＡＵは、 ＩＰデータからセルラーペイロードデータを分離するように動作可能なフレーマ／デフレーマと、セルラーペイロードデータおよびＩＰデータをバッファリングし、複数のＤＲＵから受信したＩＰデータをＤＡＵの少なくとも1つのイーサネット（登録商標）ポートへ転送するように動作可能なネットワークスイッチとを含む。

【0006】

[0006]本発明の他の実施形態によれば、分散アンテナシステムにおいてＩＰデータをトランスポートするためのシステムが提供される。そのシステムは、複数の光インプット／アウトプットポートおよび少なくとも１つのイーサネット（登録商標）ポートを有する少なくとも１つのデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）と、その少なくとも１つのＤＡＵに結合されている複数のデジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）とを含む。複数のＤＲＵのそれぞれは、複数の光インプット／アウトプットポートおよび少なくとも1つのイーサネット（登録商標）ポートを有する。複数のＤＲＵのそれぞれは、 ＩＰデータからセルラーペイロードデータを分離するように動作可能なフレーマ／デフレーマと、セルラーペイロードデータおよびＩＰデータをバッファリングし、その少なくとも１つのＤＡＵから受信したＩＰデータをＤＲＵの少なくとも1つのイーサネット（登録商標）ポートへ転送するように動作可能なネットワークスイッチとを含む。

【0007】

[0007]本発明の特定の実施形態によれば、分散アンテナシステム（ＤＡＳ）をオペレートする方法が提供される。その方法は、ＤＡＳのデジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）において、ダウンストリームＩＰデータとダウンストリームセルラーデータを受信するステップと、ダウンストリームセルラーデータからダウンストリームＩＰデータを分離するステップを含む。その方法は、ダウンストリームセルラーデータに関連する情報をＤＲＵに結合されたアンテナへ提供するステップと、ダウンストリームＩＰデータをＤＲＵのイーサネット（登録商標）ポートに出力するステップを、さらに含む。

【0008】

[0008] 本発明の別の特定の実施形態によれば、分散アンテナシステム（ＤＡＳ）のデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）をオペレートする方法が提供される。その方法は、ＤＡＵにおいて、アップストリームＩＰデータとアップストリームセルラーデータを受信するステップと、アップストリームセルラーデータからアップストリームＩＰデータを分離するステップを含む。その方法は、アップストリームセルラーデータに関連する情報をＤＡＵのＲＦポートへ提供するステップと、アップストリームＩＰデータをＤＡＵのイーサネット（登録商標）ポートに出力するステップを、さらに含む。

【0009】

[0009] 本発明の一実施形態によれば、分散アンテナシステムにおいてＩＰデータをトランスポートするためのシステムは、複数のデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）を含む。複数のＤＡＵは結合され、複数のＤＡＵ間で信号を転送するように動作可能とされ得る。複数のデジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）は複数のＤＡＵに結合され、ＤＲＵとＤＡＵの間で信号をトランスポートするように動作可能である。そのシステムは、複数のＤＡＵポートと、フレーマ／デフレーマをさらに含む。セルラーペイロードデータはＩＰデータから分離され得る。そのシステムは、ネットワークスイッチをさらに含む。複数のＤＡＵおよびＤＲＵポートからのＩＰデータは、バッファされ、複数のＤＡＵおよびＤＲＵポートへ転送される。

【0010】

[0010] 本発明の別の特定の実施形態によれば、分散アンテナシステムにおいてＩＰデータをトランスポートするためのシステムが提供される。そのシステムは、複数のデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）を含み、複数のデジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）は複数のＤＡＵに結合されＤＲＵとＤＡＵとの間で信号をトランスポートするように動作可能である。複数のＤＡＵは結合され、複数のＤＡＵ間で信号を転送するように動作可能である。複数のＤＡＵと複数のＤＲＵは、ポートと、ＩＰデータからセルラーペイロードデータを分離するように動作可能なフレーマ／デフレーマを含む。そのシステムは、ネットワークスイッチをさらに含む。複数のＤＡＵおよびＤＲＵポートからのＩＰデータは、バッファされ、複数のＤＡＵおよびＤＲＵポートへ転送される。ネットワークスイッチのためのＤＡＵおよびＤＲＵポートは、複数の光ポート、ルータポート、イーサネット（登録商標）ポートまたはマイクロプロセッサポートのいずれかであり得る。

【0011】

[0011]複数のＤＡＵは少なくともイーサネット（登録商標）ケーブル、光ファイバ、マイクロウェーブ・ライン・オブ・サイト・リンク、ワイヤレスリンク、衛星リンクのいずれかを介して結合され、複数のＤＡＵは複数のＤＲＵに少なくともイーサネット（登録商標）ケーブル、光ファイバ、マイクロウェーブ・ライン・オブ・サイト・リンク、ワイヤレスリンク、衛星リンクのいずれかを介して結合され得る。ＤＲＵはデイジーチェーン接続され、またはＤＲＵはスター構成でＤＡＵに接続され得る。他の実施形態では、ＤＲＵはループ状に複数のＤＡＵと接続され得る。

【0012】

[0012] 本発明は、メディアを介してモバイルデータをトランスポートする任意の通信システムに適用可能である。通信リンクは、ローカルホストユニットとリモートユニットとの間で構築され得る。フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）または、Ｐｏｗｅｒ ＰＣ（登録商標）もしくはＭｉｃｒｏｂｌａｚｅ（登録商標）などのプロセッサを組み込んでいる特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）がリモートユニットへ／からのデータフローを制御する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】１つまたは複数のデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）と、１つまたは複数のデジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）とを含む分散アンテナシステム（ＤＡＳ）を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態によるデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）のブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態によるデジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）のブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態による、物理ノードおよびローカルルータを含むＤＡＵを示すブロック図である。

【図5】本発明の一実施形態にようる、ＤＲＵを示すブロック図である。

【図6】ＤＡＵとＤＲＵとの間においてトランスポートされるデータのためのフレーム構造の一実施形態を示す図である。

【図7】本発明の一実施形態による、ＩＰデータのマルチプルインプットおよびアウトプットのためのネットワーク・スイッチ・アーキテクチャを示すブロック図である。

【図8】本発明の一実施形態による、ネットワーク・スイッチ・コアを通るデータフローを示す簡略化されたフローチャートである。

【図9】本発明の一実施形態による、ＭＡＣアドレスをハッシュ・アドレスにマップするハッシュ・テーブル・ストラクチャを示す。

【図10】ハッシュ・テーブル・スケジューラのためのフローダイアグラムを示す簡略化されたフローチャートである。

【図11】本発明の一実施形態による、ＤＡＳのＤＲＵをオペレートする方法を示す簡略化されたフローチャートである。

【図12】本発明の一実施形態による、ＤＡＳのＤＡＵをオペレートする方法を示す簡略化されたフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

[0025]分散アンテナシステム（ＤＡＳ）は、基地局リソースの利用の効率的な手段を提供する。ＤＡＳに関連付けられている１つまたは複数の基地局は、基地局ホテルとして一般に知られている中央のロケーションおよび／または施設に配置されることが可能である。ＤＡＳネットワークは、基地局とデジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）との間におけるインターフェースとして機能する１つまたは複数のデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）を含む。ＤＡＵは、基地局とともに配置されることが可能である。ＤＲＵ同士は、ともにデイジーチェーン接続されること、および／またはスター構成で配置されること、ならびに所与の地理的エリアのためのカバレッジを提供することが可能である。ＤＲＵは、典型的には、高速の光ファイバリンクを採用することによってＤＡＵと接続される。このアプローチは、基地局から、ＤＲＵによってサービス提供されているリモートのロケーションまたはエリアへのＲＦ信号のトランスポートを容易にする。

【0015】

[0026]図１において示されている実施形態は、本発明の一実施形態による基本的なＤＡＳネットワークアーキテクチャを示しており、ベース・ステーションと、複数のＤＲＵとの間におけるデータ・トランスポート・シナリオの一例を提供している。この実施形態においては、ＤＲＵは、特定の地理的エリアにおけるカバレッジを達成するためにスター構成でＤＡＵに接続されている。

【0016】

[0027]図１は、１つまたは複数のデジタル・アクセス・ユニット１０３と、１つまたは複数のデジタル・リモート・ユニット１０１とを含む分散アンテナシステムの一実施形態のブロック図である。ＤＡＵは、１つまたは複数のベース・トランシーバ・ステーション（ＢＴＳ）１０８へのインターフェースとなる。１つのＤＡＵとともに、Ｎ個までのＤＲＵを利用することができる。ＤＡＳに関連したさらなる説明は、その開示がすべての目的で全体として参照により本明細書に援用される、２０１１年８月１６日にファイルされた、米国特許出願番号第１３／２１１，２４３号明細書（代理人整理番号第９１１７２−８２１４７３（ＤＷ−１０２３ＵＳ）号）で提供される。

【0017】

[0028]図２は、本発明の一実施形態による、基地局アプリケーションのためのＤＡＵシステムを示すブロック図である。基地局アプリケーションのためのデジタル・アクセス・ユニット（ＤＡＵ）・システム２０２は、帯域の数値（例えば、７００ＭＨｚ、８５０ＭＨｚ、１９００ＭＨｚ、およびＡＷＳ帯域）と共に示されたＲＦインプット／アウトプット信号を受信および送信するＲＦインプットおよびアウトプット２０３と、光ファイバ２０１Ａ〜２０１Ｆによって示されている光インプットおよびアウトプットポートとを有する。

【0018】

[0029]ＤＡＵシステム２０２は、ＦＰＧＡベースのデジタルコンポーネント２０５、ダウンコンバータおよびアップコンバータ・コンポーネント２０４、アナログ／デジタルおよびデジタル／アナログ・コンバータ・コンポーネント２０８、ならびに光レーザおよび検知器コンポーネント２０９という４つのキーコンポーネントを含む。ＦＰＧＡベースのデジタルコンポーネント２０５は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号処理（ＤＳＰ）ユニット、フレーマ／デフレーマ、およびシリアライザ／デシリアライザを含む。ＤＡＵに関連したさらなる説明は、２０１０年４月２６日に出願された米国特許出願第１２／７６７，６６９号（代理人整理番号９１１７２−８２１４４０（ＤＷ−１０１６ＵＳ）、２０１１年８月１６日に出願された米国特許出願第１３／２１１，２３６号（代理人整理番号９１１７２−８２１４７０（ＤＷ−１０２２ＵＳ）、２０１１年８月１６日に出願された米国特許出願第１３／２１１，２４７号（代理人整理番号９１１７２−８２１４７９（ＤＷ−１０２４ＵＳ）、および２０１２年９月４日に出願された米国特許出願第１３／６０２，８１８号（代理人整理番号９１１７２−８５０９８５（ＤＷ−１０２５ＵＳ）において提供されており、これらはすべて、すべての目的からそれらの全体が参照によって本明細書に組み込まれている。

【0019】

[0030]図２において示されているように、ＤＡＵ２０２は、クアッド・バンド・デジタル・アクセス・ユニットである（すなわち、複数の帯域で機能しており、それらは、７００ＭＨｚの２０３Ａ、９００ＭＨｚの２０３Ｂ、１９００ＭＨｚの２０３Ｃ、ＡＷＳの２０３Ｄの帯域における送信／受信入力／出力を含むことができる）が、その他の帯域も、本発明の範囲内に含まれる。ＤＡＵは、（典型的には、４つのセクタへの）ＲＦ基地局インターフェースを有することができる。図２において示されているＤＡＵ２０２は、上述の４つのＴｘ／Ｒｘ ＲＦポートを含んでいるが、より少ないまたはより多くの数のＴｘ／Ｒｘ ＲＦポートを利用することができる。光インターフェース側（すなわち、図２の右側）では、ＤＡＵは、特定のネットワーク設計に応じてスター構成、デイジーチェーン構成、またはそれらの組合せで、デジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）とも呼ばれる複数のリモート・ラジオ・ユニット（ＲＲＵ）に接続されている。図２において示されているように、示されている実施形態においては、６つの光ファイバインターフェース２０１Ａ〜２０１Ｆが利用されている。

【0020】

[0031]図２を参照すると、デュプレックスＲＦインプット／アウトプットポート２０３ＡにおいてＤＡＵに入るダウンリンクパスＲＦ信号は、ＲＦデュプレクサ２３０によってアップリンク信号から分離されること、ならびにダウンコンバータ／アップコンバータ２０４によって周波数変換されること、アナログ／デジタルコンバータ２３１によってデジタル化されること、およびＦＰＧＡ２０５の一部であるデジタル処理機能２３２によってベースバンドへ変換されることが可能である。図２において示されているその他のデュプレックスＲＦインプット／アウトプットポートに関しても、同様のコンポーネントが利用される。次いでデータストリームは、フレーマ／デフレーマ２０６においてモニタリング信号およびコントロール信号を用いてＩ／Ｑマップされ、フレーム化される。次いで特定のパラレル・データ・ストリームが、ＳｅｒＤｅｓ２０７においてシリアル・データ・ストリームへ独立して変換され、プラグ脱着可能なＳＦＰ光トランシーバモジュール２０９によって光信号へ変換され、光ファイバ２０１Ａ〜２０１Ｆへ配信される。それらの６つの光ファイバは、シリアル光データストリームを複数のＲＲＵへ配信する。ダウンリンクＲＦパスのその他の３つのセットも、同様に機能する。

【0021】

[0032]図２を参照すると、上の説明に続いて、ＲＲＵから受信されるアップリンクパス光信号は、光ファイバ２０１Ａ〜２０１Ｆを使用して受信され、ＳｅｒＤｅｓ２０７によってデシリアライズされ、フレーマ／デフレーマ２０６によって脱フレーム化され、デジタル処理機能２３２によってデジタルにアップコンバートされる。次いでデータストリームは、デジタル／アナログコンバータ２３３によってアナログＩＦへ変換され、アップコンバータＵＰＣ１によってアップコンバートされ、次いでＲＦ増幅器２３４によって増幅され、デュプレクサ２３０によってフィルタリングされる。アップリンクＲＦ信号は、アップリンクＲＦポート２０３Ａにおいて基地局に入る。イーサネット（登録商標）ルータ２４２への供給を行うＣＰＵ２４０は、別々のアプリケーションのために別々のイーサネット（登録商標）ポート（リモートおよびＡＵＸ）を提供する。

【0022】

[0033]ここにより完全に示されるように、イーサネット（登録商標）ルータ２４２に関連するインプット／アウトプットは、光ファイバ２０１Ａ〜２０１Ｆに関連する光ポートを介して通信され得る。ここに示されるように、ＤＡＵを介するＩＰトラフィックのスイッチングおよびルーティングは、ＩＰトラフィックをデジタル・リモート・ユニットへ配信およびデジタル・リモート・ユニットから受信することを可能とする。様々な実施形態は、ＲＦデータと同様に、ＩＰトラフィックに関して異なるスイッチングおよびルーティング・プロトコルを利用する。一例として、ＩＰトラフィックは光ポートおよび光ファイバ２０１Ａ〜２０１Ｆとの間で均等に分配することができる（それぞれ〜１６６Ｍｂｐｓ）。他のインプリメンテーションでは、ある光ポートはより高いバンド幅（例えば、３００Ｍｂｐｓ）のＩＰトラフィックを受信する一方で、他の光ポートは比較的静まったままである。従って、本発明の実施形態はシステムが、イーサネット（登録商標）ルータ２４２と光ファイバ２０１Ａ〜２０１Ｆとの間のＩＰトラフィックのスイッチングおよびルーティングにより、ピーク需要ＩＰトラフィックレートを満たすことを可能とする。

【0023】

[0034]図３は、本発明の一実施形態によるデジタル・リモート・ユニット（ＤＲＵ）システムを示すブロック図である。ＤＲＵシステム３００では、図２に示されるＤＡＵおよび／または他のＤＲＵと通信するためのファイバ１および／またはファイバ２のうちの１つまたは複数、ならびに、ＲＦアンテナ（Ｔｘ／Ｒｘ ＡＮＴ）によって送信および受信されるＲＦ信号を送信および受信するように機能することができる双方向のＲＦポート３２０の上で双方向の光信号が搬送される。ＤＲＵシステムは、ＦＰＧＡベースのデジタルコンポーネント３１２、ダウンコンバータ３１３およびアップコンバータ３１４、アナログ／デジタル（３０８）およびデジタル／アナログコンバータ（３０９）（３２１としてラベル付けされているグループ）、スモール・フォーム・ファクタ・プラガブル（ＳＦＰ）モジュールＳＦＰ１およびＳＦＰ２を含む光レーザおよび検知器コンポーネント、ならびに電力増幅器コンポーネント３１８という４つのキーコンポーネントを含み、これらについては、以降でさらに十分に説明する。

【0024】

[0035]図３は、１つの結合されたダウンリンク／アップリンク・アンテナ・ポート３２０を伴う、デジタル・リモート・ユニットとも呼ばれるシングルバンドリモート無線ヘッドユニットを示している。その他の実施形態においては、例えば、８５０ＭＨｚ、１９００ＭＨｚなどで動作するダウンリンク／アップリンク・アンテナ・ポートとともに、シングルもしくは他のマルチバンドＤＲＵが利用される。図３を参照すると、ＳＦＰ１ ３０１に接続されているファイバ１は、（基地局および）ホストユニットのロケーションとリモート無線ヘッドユニットとの間においてデータをトランスポートする高速ファイバケーブルである。ファイバ２を使用して、その他のリモート無線ヘッドユニットをデイジーチェーン接続することができ、それによってそれらのリモート無線ヘッドユニットは、基地局またはＤＡＵに相互接続される。ソフトウェアによって定義されるデジタルプラットフォーム３１２は、ＦＰＧＡと呼ばれることもあり、ベースバンド信号処理を、典型的にはＦＰＧＡまたは同等物において実行する。ＦＰＧＡは、シリアライザ／デシリアライザ３０３を含む。デシリアライザ部分は、シリアル・インプット・ビットストリームを光ファイバトランシーバ３０１から抽出し、それをパラレル・ビット・ストリームへと変換する。シリアライザ部分は、リモート無線ヘッドユニットから基地局へデータを送信するために逆のオペレーションを実行する。一実施形態においては、２つの別個のビットストリームが、１つのファイバを介して別々の光波長を使用して基地局と通信するが、代替構成においては、複数のファイバを使用することもできる。ＤＳＰユニット３０４は、フレーマ／デフレーマを含み、フレーマ／デフレーマは、入ってくるビットストリームの構造を解読し、脱フレーム化されたデータを、ＤＳＰユニット３０４のコンポーネントであるクレスト・ファクタ・リダクション・アルゴリズム・モジュールへ送信する。クレスト・ファクタ・リダクション・アルゴリズム・モジュールは、入ってくる信号のピーク対平均比を低減して、電力増幅器のＤＣ対ＲＦ変換効率を改善する。次いで波形が、ＤＳＰ３０４においてデジタル・プリディストータ・ブロックに提示される。デジタルプリディストータは、適応フィードバックループにおいて電力増幅器３１８の非線形性を補償する。電力増幅器からのダウンリンクＲＦ信号が、デュプレクサ３１７に供給され、次いでアンテナポート３２０へ回送される。

【0025】

[0036]デジタルアップコンバータ３１４は、脱フレーム化された信号をフィルタリングして、ＩＦ周波数へデジタル変換する。デジタル／アナログコンバータ３０９は、Ｄ／Ａ変換を実行し、ＩＦ信号をアップコンバータ３１４へと供給する。ＤＳＰユニット３０４のフレーマは、デジタルダウンコンバータ３０５からデータを受け、そのデータを、光ファイバトランシーバ３０１を介してＢＴＳへ伝送するためにフレームへとパックする。アナログ／デジタルコンバータ３０８は、アナログＲＦアップリンク信号をデジタル信号へと変換するために使用される。受信機はまた、ダウンコンバータ３１３を含む。

【0026】

[0037]イーサネット（登録商標）ケーブルは、ギガビット・イーサネット（登録商標）・スイッチ３１０に接続されることが可能であり、ギガビット・イーサネット（登録商標）・スイッチ３１０は、ＣＰＵ３１１に結合され、ＤＲＵとローカルに通信するために使用される。ある実施形態において、遠く離れた双方向のイーサネット（登録商標）・スイッチ３１０は、図２に示されるＤＡＵからもしくはＤＡＵへデータを受信および送信することができるＷｉＦｉアクセスポイントに接続される。一つのインプリメンテーションでは、ＤＡＵからファイバ１〜Ｎにおいて受信されるＩＰトラフィックは、ＤＲＵ３００で処理され、その後、イーサネット（登録商標）・スイッチ３１０を介して通信される。システムは双方向であるため、ファイバ１〜Ｎを介したイーサネット（登録商標）・スイッチからＤＡＵへのデータフローは本発明のスコープ内に含まれる。

【0027】

[0038]図３を参照すると、あるインプリメンテーションでは、単一の光ファイバ（例えば、ファイバ１）が、ＤＲＵをＤＡＵへと接続する。その他のインプリメンテーションでは、複数の光ファイバーが利用される。単一の光ファイバを用いたインプリメンテーションでは、ＩＰトラフィックは、そのファイバ上に、ＲＦデータと共に搬送される。ＦＰＧＡ３１２は、ＲＦ信号（すなわち、ＲＦ信号に関連するＩ＆Ｑデータ）を分離し、ＲＦ信号を増幅器３１７、３４７およびモバイルデバイスへのブロードキャストのためのＴｘ／Ｒｘアンテナへ提供する。ＦＰＧＡはＩＰデータを分離し、その後ＩＰデータは、イーサネット（登録商標）３１０および図示されたイーサネット（登録商標）ケーブルに接続されたポートへ提供される。双方向のＩＰトラフィックがさらに示される。当業者は、さまざまなバリエーション、修正および変更を認識するであろう。

【0028】

[0039]図４は、物理ノードがアップリンク（４０５）用のアウトプットおよびダウンリンクパス（４０４）用の別個のインプットを有する実施形態を示す。物理ノードは、信号を、ＲＦからダウンリンクパスのためのベースバンドおよびベースバンドからアップリンクパスのためのＲＦへ、変換する。ルータは、アップリンク・データ・ストリームをＬＡＮおよびピアポートから選択された外部Ｕポートへ導く。同様に、ルータはダウンリンク・データ・ストリームを外部Ｄポートから選択されたＬＡＮおよびピアポートへ導く。

【0029】

[0040]一実施形態において、ＬＡＮおよびピアポートは光ファイバを介してＤＡＵおよびＤＲＵのネットワークへ接続される。ＣＡＴ５または６のケーブル配線などの銅配線、または他の適切な相互接続機具を同様に使用することができる。ＤＡＵは、ＩＰ（４０６）を用いてインターネットネットワークに同様に接続される。イーサネット（登録商標）接続（４０８）は、ホストユニットとＤＡＵとの間で通信するために同様に使用される。ＤＲＵは直接、リモート・オペレーショナル・コントロールセンター（４０７）へイーサネット（登録商標）ポートを介して同様に接続され得る。

【0030】

[0041]図５は、ＤＲＵにおける２つの主要な要素、物理ノード（５０１）およびリモートルータ（５００）を示す。ＤＲＵは、リモートルータおよび物理ノードの両方を含む。リモートルータは、ＬＡＮポート、外部ポートおよびピアポートの間でのトラフィックを導く。物理ノードは、無線周波数（ＲＦ）でモバイルユーザに接続される。物理ノードは、異なるオペレータ、異なる周波数バンド、異なるチャネル、などに対して用いることができる。図５は、物理ノードがアップリンク（５０４）用の別個のインプットおよびダウンリンク経路（５０３）用の別個のアウトプットを有する実施形態を示す。物理ノードは、ＲＦからアップリンクパス用のベースバンドに、そしてベースバンドからダウンリンクパス用のＲＦに、信号を変換する。物理ノードは外部ポート（５０６、５０７）を介してリモートルータに接続される。ルータは、ＬＡＮポートおよびピアポートからのダウンリンク・データ・ストリームを、選択された外部Ｄポートに導く。同様に、ルータは、外部Ｕポートからのアップリンク・データ・ストリームを、選択されたＬＡＮポートおよびピアポートに導く。ＤＲＵは、リモートコンピュータまたはワイヤレス・アクセス・ポイントがインターネットに接続できるように、イーサネット（登録商標）スイッチ（５０５）を同様に含む。

【0031】

[0042]
図４は、ＤＡＵとＤＲＵとの間においてトランスポートされるデータのためのフレーム構造の一実施形態を示す。図６に示されるように、ＤＡＵとＤＲＵとの間において通信するために用いられるデータフレーム構造のマッピングを示す。データフレーム構造は、ＳＹＮＣ部分６０１、ベンダー固有情報部分６０２、制御および管理（Ｃ＆Ｍ）部分６０３、ペイロードデータ部分６０４、およびＩＰデータ部分６０５という５つの部分または要素を含む。ＳＹＮＣ部分６０１は、トランスポートされるデータのクロックを同期化するために受信機において使用される。ベンダー固有情報部分６０２は、個々のベンダー情報を識別するために割り当てられ、これは、情報に関連付けられているＩＰアドレス、および特定のベンダー（例えば、ワイヤレスキャリア）に固有であることが可能であるその他の情報を含むことができる。制御および管理部分６０３は、リモートユニットをモニタおよびコントロールするために、ならびにソフトウェアアップグレードを実行するために使用される。コントロール信号を伴うネットワークコントロール情報およびパフォーマンスモニタリングは、Ｃ＆Ｍ部分６０３内に含めて伝送されることが可能である。ペイロードＩ／Ｑデータ部分６０４は、ＢＴＳ１０８からの、またはＲＦアンテナポート３２０からのセルラー・ベースバンド・データを含む。

【0032】

[0043]ＩＰデータ６０５は、ＤＡＵとＤＲＵとの間において伝送するためにペイロードＩ／Ｑデータと共にフレーム化される。ＩＰデータは、イーサネット（登録商標）ルータ２４２を通る、またはイーサネット（登録商標）スイッチ３１０を通るＩＰトラフィックを含むことができる。ＩＰデータをセルラーデータと共にフレーム化することは、両方のタイプのデータが、図示されるように光ファイバを利用するアップストリームパスまたはダウンストリームパスにおけるシステムを通じてトランスポートされることを可能とする。

【0033】

[0044]図７は、本発明の一実施形態におけるＩＰデータの複数のインプットおよびアウトプット用のネットワーク・スイッチ・アーキテクチャのブロック図である。図７に示されるように、ネットワーク・スイッチは、インプットポートとアウトプットポートとの間のインターフェースとなる。ネットワーク・スイッチ７００はホストユニット（すなわち、ＤＡＵ）、リモートユニット（すなわち、ＤＲＵ）または、ホストユニットとリモートユニットの両方のいずれかの中に存在し得る。ＤＲＵまたはＤＡＵの光ポートからのＩＰデータは、それぞれのフレームにおけるペイロードＩ＆Ｑデータから分離される。ＩＰデータは、外部ルータまたはＤＲＵもしくはＤＡＵの中のマイクロプロセッサを起点として送られる。複数のインプットポートからのＩＰネットワークトラフィックはバッファされ、そしてネットワークスイッチに配送される。ネットワーク・スイッチは、複数のインプットポートからのＩＰデータを、複数のアウトプットポートへ転送する。

【0034】

[0045]ネットワーク・スイッチ７００がＤＡＵの中に存在するインプリメンテーションを考慮すると、ＤＲＵからのアップストリーム光データは、データストリームインプットバッファに接続されるポートで受信され、光ファイバ１（７００）からのＩＰデータ、光ファイバ２（７０１）からのＩＰデータ、光ファイバ３（７０２）からのＩＰデータ、光ファイバ４（７０３）からのＩＰデータ、光ファイバ５（７０４）からのＩＰデータおよび光ファイバ６（７０５）からのＩＰデータによって表される。６つ全てのファイバを通してＤＡＵに到達するＩＰデータが示されているが、これは本発明によって要求されているものではなく、ＩＰデータはシステムにより提供される全てではなくより少ないファイバで受信され得る。遠く隔れた場所から光ファイバ（７００〜７０５）を通して受信されるＩＰデータは、この例においては、アップストリームデータとしてみなされる。ネットワークスイッチコア７０８は、図２のイーサネット（登録商標）ルータ２４２に対して言及され得る“ルータへのＩＰデータ”によって示されるように、アップストリームＩＰデータをルータポート７１５へ転送する。アップストリームデータフロー中のフレームに含まれるＩＰデータは、ネットワークスイッチコア７０８により分離され、ルータへと配送される。

【0035】

[0046] ダウンストリームデータフローを考慮すると、図２のイーサネット（登録商標）ルータ２４２に対して言及され得る“ルータからのＩＰデータ”によって示されるように、ＩＰデータはルータポート７０６で受信される。このダウンストリームデータは、イーサネット（登録商標）ルータ２４２におけるＤＡＵにより、受信される。データストリームインプットバッファにおいて受信されるダウンストリームデータ（ルータ７０６からのＩＰデータ）は、ＤＡＵとＤＲＵを接続する光ケーブルを通して適切なＤＲＵへ送信するために、ネットワークスイッチコア７０８により処理される。図７に示されるように、ＩＰデータ、すなわちオプティカル１（７０９）へのＩＰデータ、オプティカル２（７１０）へのＩＰデータ、オプティカル３（７１１）へのＩＰデータ、オプティカル４（７１２）へのＩＰデータ、オプティカル５（７１３）へのＩＰデータおよびオプティカル６（７１４）へのＩＰデータは、ダウンストリームパスにおいて、ＤＡＵのポートへ配送される。一例として示されるように、光ファイバポート１を用いて接続されるＤＲＵによって要求されるダウンストリームデータは、イーサネット（登録商標）ルータ２４２におけるＤＡＵにより受信され（ルータ７０６からのＩＰデータ）、ネットワークスイッチコア７０８により転送され、光ファイバポート１へ転送されるであろう（オプティカル１ ７０９へのＩＰデータ）。

【0036】

[0047]ＩＰデータトラフィックに加えて、制御および管理コミュニケーションは、ホスト（例えば、ＤＡＵ）と遠隔デバイス（例えば、ＤＲＵ）との間でトランスポートされる。図２に示されるように、ＤＡＵはメインＣＰＵ２４０を含む。ダウンストリームパスにおいては、メインＣＰＵからのデータがＦＰＧＡ２０５によって処理され、光ファイバ２０１Ａ〜２０１Ｆを通して遠隔デバイスへ配送される。それは、遠隔デバイスにおいてＣＰＵ３１１を用いて処理される。アップストリームパスにおいては、ＤＲＵにおけるＣＰＵ３１１からのデータは、ＦＰＧＡ３１２によって処理され、１つまたはそれ以上のファイバ１〜Ｎを通してホストへ配送される。それは、ホストにおいて、メインＣＰＵ２４０を用いて処理される。図７を参照すると、ダウンストリームデータフローは、オプティカル１〜６（７０９〜７１４）へのＩＰデータへとスイッチされるＭＣＵ７０７からのＩＰデータによって示される。アップストリームデータフローは、ＭＣＵ７１６へのＩＰデータへとスイッチされるオプティカル１〜６（７００〜７０５）からのＩＰデータによって示される。したがって、本発明の実施形態は、制御および管理データを、処理し、ＩＰデータと共にフレーム化し、そしてダウンストリームパスにおいて遠隔デバイスに送信するおよび／またはアップストリームパスにおいて遠隔デバイスから受信することを可能とする。

【0037】

[0048]したがって、アップストリームデータ（ルータ７１５へのＩＰデータおよびＭＣＵ７１６へのＩＰデータへとスイッチされるオプティカル１〜６（７００〜７０５）からのＩＰデータ）は、オプティカル１〜６（７０９〜７１４）へのＩＰデータへとスイッチされるダウンストリームデータフロー（ルータ７０６からのＩＰデータおよびＭＣＵ７０７からのＩＰデータ）と同様に、図７に示される。

【0038】

[0049]図８は、本発明の一実施形態におけるネットワークスイッチコアを介するデータフローを示す簡略化されたフローチャートである。様々なインプット（ＭＣＵ、ルータ、光ポート１〜６）からのＩＰデータはバッファされ、インプットパケットスケジューラ８００によりスキャンされる。図７を参照すると、インプットパケットスケジューラ８００における処理はデータストリームインプットバッファ（７００〜７０７）において受信されるデータによって表される。インプットパケットは、バッファされ、デスティネーション／ソースアドレスを特定またはＤＲＵに接続されるＷｉＦｉアクセスポイントのような遠隔デバイスのためにバーチャルアドレスと共に使用され得るＶＬＡＮタグを有しているかどうかを特定するＭＡＣアドレスのために、スキャンされる。したがって、デスティネーションＭＡＣアドレス８０１とソースＭＡＣアドレス８０２の両方および／またはＶＬＡＮタグ８０３は、インプットパケットスケジューラ８００によって特定される。インプットバッファのスキャニングは、例えばＩＰトラフィックよりも前にセルラーデータを処理するように設定された優先度、または同様に設定された優先度を有してもよい。

【0039】

[0050]もしデスティネーションアドレスがマルチキャスト（８２０）として特定された場合、その後、そのインプットが、全ての遠隔デバイスにブロードキャストするためにネットワークスイッチのデスティネーションアウトプットバッファ８０６に送られる。図７を参照すると、ダイレクトメモリアクセス８０６における処理は、データストリームアウトプットバッファ（７０９〜７１６）におけるデータアウトプットによって表される。もしデスティネーションアドレスがユニキャスト（８２２）として特定された場合、その後、ソースＭＡＣアドレス８０２は、デスティネーションＭＡＣアドレス８０１と共に、ハッシュトランスフォームプロセス８０４に入力される。ハッシュトランスフォームプロセス８０４およびハッシュテーブル８０５は、ＩＰデータのためのインプットバッファと特定の遠隔デバイス向けのＩＰデータのためのアウトプットバッファとの間の転送パスを特定するために使用される。ハッシュトランスフォームはＭＡＣアドレスをハッシュアドレスへと変換し、ハッシュテーブルはハッシュアドレスをポート番号（例えば、ＭＣＵ、ルータ、光ポート１〜６）へと変換する。ハッシュテーブル８０５では７つのポートだけが示されているが、ポートの数はこの特定の数に限定されないし、追加のポート、例えば８つまたはそれ以上のポートが利用され得る。

【0040】

[0051]それぞれのクロックサイクルにおいて、インプットバッファをスキャンするおよびデータをアプトプットバッファへ移動する処理は、反復パス８２３によって示されるように、繰り返される。

【0041】

[0052]図９は、ＭＡＣアドレスをハッシュアドレスにマッピングするハッシュテーブル構造を示す。Ｐｎｕｍはポート番号であり、ＴＴＬはタイム・トゥ・ライブである。最後の列に示されるように、ＭＡＣアドレスに対してマッピングされ、２５６ハッシュアドレスおよび１６サブアドレスがテーブルにおいて特定される。当業者は、多くの変形形態、修正形態、および代替形態を認識するであろう。

【0042】

[0053]図１０は、ハッシュテーブルスケジューラのためのフローダイアグラムを示す簡略化されたフローチャートである。以下に述べるように、ハッシュテーブルスケジューラのためのフローダイアグラムは、ＭＡＣアドレスを対応するポートおよび遠隔デバイスに割り当て、図９に示されるハッシュテーブルにデータが追加されるかを示す。

【0043】

[0054]プロセスは、リセットが実行された後に、初期化設定ステート（１０００）から始まる。ソースおよびデスティネーション間のＩＰデータの転送パスが変更したかどうかを特定するために、トリガーがハッシュアドレスプロセスから読み取られる。もしルックアップ・フラッグ・トリガーがトゥルー（真）である場合、その後、ハッシュテーブルアドレスはハッシュテーブルにおいてルックアップ処理される。ルックアップ処理１００４は、ＭＡＣアドレスと対応するポートおよび遠隔デバイスとの間の対応関係が知られており、ハッシュテーブルから読み取ることができるときに、このようにして使用される。

【0044】

[0055]もし、ルックアップ・フラッグ・トリガーがフォルス（偽）、これはＭＡＣアドレスに対してデータが初めて送られるときに起こり得る、である場合、その後、ラーニング・フラッグが観察される（１００３）。もしラーニング・フラッグがトゥルー（真）の場合、ラーニング処理が開始され（１００５）、それにより、ハッシュテーブル中のＭＡＣアドレスのために新しいハッシュアドレスが特定される。もしラーニング・フラッグがフォルス（偽）である場合、その後、スキャニング処理（１００６）が開始され、ハッシュアドレスがハッシュテーブル内にスキャンされる。スキャニングアドレスは、スキャニング処理の一部として、修正されることができ（１００７）、これは、例えばアドレスが変更になった場合に適切であり得る。ハッシュテーブルは、修正されたスキャニング処理の結果として、アップデートされ得る。

【0045】

[0056]図８〜１０に示される特定の処理ステップは、本発明の特定の実施形態を提供していることを理解されたい。代替的実施形態では、その他のステップのシーケンスも実行され得る。例えば、本発明の代替的実施形態は、上述のステップを異なる順番で実行することができる。さらには、特定のアプリケーションに依存して、追加のステップが加えられ、または除かれ得る。当業者は、多くの変形形態、修正形態、および代替形態を認識するであろう。

【0046】

[0057]図１１は、本発明の一実施形態において、ＤＡＳのＤＲＵをオペレートする方法を示す簡略化されたフローチャートである。その方法は、ＤＡＳのＤＲＵにおいて、ダウンストリームＩＰデータおよびダウンストリームセルラーデータを受信することを含む。ダウンストリームＩＰデータおよびダウンストリームセルラーデータは、図６に示されるようなフレーム化されたパケットの状態で受信され得る。図３に関連して述べたように、ダウンストリームＩＰデータおよびダウンストリームセルラーデータは、ＤＲＵにより提供される複数の光ポートの一つにおいて受信され得る。ＤＲＵの光ポートは、光ファイバを使用して、ＤＡＵの光インプット／アウトプットポートへ接続され、またはデイジーチェーン構成もしくは同様の構成で他のＤＲＵの光ポートに接続され得る。方法は、ダウンストリームＩＰデータおよびダウンストリームセルラーデータを含むパケットを脱フレーム化することにより、ダウンストリームセルラーデータからダウンストリームＩＰデータを分離することも含む。脱フレーム化に加えて、他の信号処理技術を使用し得ることに注意されたい。

【0047】

[0058]方法は、ダウンストリームセルラーデータに関連する情報をＤＲＵに接続されるアンテナに提供すること（１１１４）、および、ダウンストリームＩＰデータをＤＲＵのイーサネット（登録商標）ポートに出力すること（１１１６）を含む。図３に関連して述べたように、セルラーデータを含むパケットが脱フレーム化された後、セルラーデータは、アンテナを通して送信される前に、デジタル／アナログコンバータ、アップコンバータ、増幅器およびそれらと同様のものを使用して処理される。したがって、例えば図３のファイバ１を通してセルラーデータを受信すること、および、例えば図３のＴｘ／Ｒｘアンテナを通してセルラーデータを送信することに関する説明は、受信されたデジタルセルラーデータをアナログ化し増幅した信号が送信され得るために、同一または一致するセルラーデータ信号が受信および送信されることを含意していない。同様の説明は、インターネットプロトコルのために適切に修正され得るダウンストリームＩＰデータおよびアップストリームＩＰデータと同様に、アップストリームセルラーデータに適切に適用される。

【0048】

[0059]ある実施形態では、アップストリームデータフローもまた実行される。これらの実施形態では、方法は、ＤＲＵのイーサネット（登録商標）ポートにおいて、アップストリームデータを受信する（１１１８）、および、ＤＲＵに接続されるアンテナにおいて、アップストリームセルラーデータを受信すること（１１２０）を、さらに含む。方法は、アップストリームＩＰデータとアップストリームセルラーデータに関連する情報をフレーム化すること（１１２２）、および、フレーム化されたアップストリームデータをＤＲＵから送信すること（１１２４）、をさらに含む。図３に示されるように、フレーム化されたアップストリームデータは、図示されたファイバ１〜Ｎに接続されたＤＲＵの１つまたはそれ以上の光インプット／アウトプットポートを使用して、送信され得る。

【0049】

[0060]図１１に示される特定のステップは、本発明の一実施形態において、ＤＡＳのＤＲＵを動作する特定の方法を提供することを理解されたい。代替的実施形態では、その他のステップのシーケンスも実行され得る。例えば、本発明の代替的実施形態は、上述のステップを異なる順番で実行することができる。さらに、図１１に示された個別のステップは、個別のステップに適切な種々のシーケンスによって実行される。さらには、特定のアプリケーションに依存して、追加のステップが加えられ、または除かれ得る。当業者は、多くの変形形態、修正形態、および代替形態を認識するであろう。

【0050】

[0061]図１２は、本発明の一実施形態において、ＤＡＳのＤＡＵを動作する方法を示す簡略化されたフローチャートである。方法は、ＤＡＵにおいて、アップストリームＩＰデータおよびアップストリームセルラーデータを受信する（１２１０）、および、アップストリームセルラーデータからアップストリームＩＰデータを分離することを含む。アップストリームＩＰデータおよびアップストリームセルラーデータは、図２のファイバ２０１Ａ〜２０１Ｆにより示されるように、ＤＡＵによって提供される複数の光ポートの一つにおいて、受信され得る。アップストリームセルラーデータからアップストリームＩＰデータを分離することは、図６に関連して述べたように、アップストリームＩＰデータおよびアップストリームセルラーデータを含むパケットを脱フレーム化することを、含み得る。

【0051】

[0062]方法は、アップストリームセルラーデータに関連する情報をＤＡＵのＲＦポートに提供すること（１２１４）、および、アップストリームＩＰデータをＤＡＵのイーサネット（登録商標）ポートに出力すること（１２１６）を、さらに含む。ＩＰデータおよびセルラーデータの処理は、図１１に関連して述べたように、適切に実行され得る。

【0052】

[0063]ある実施形態では、方法は、ダウンストリームＩＰデータをＤＡＵのイーサネット（登録商標）ポートに受信すること（１２１８）、および、ダウンストリームセルラーデータをＤＡＵのＲＦポートに受信すること（１２１６）を、さらに含む。これらの実施形態では、方法は、ダウンストリームＩＰデータとダウンストリームセルラーデータに関連する情報とをフレーム化すること（１２２２）、および、フレーム化されたダウンストリームデータをＤＡＵから送信すること（１２２４）を、さらに含む。フレーム化されたダウンストリームデータを送信することは、ＤＡＵにより提供される複数の光ポートの１つにおいて実行される。

【0053】

[0064] 図１２に示される特定のステップは、本発明の一実施形態において、ＤＡＳのＤＡＵを動作する特定の方法を提供することを理解されたい。代替的実施形態では、その他のステップのシーケンスも実行され得る。例えば、本発明の代替的実施形態は、上述のステップを異なる順番で実行することができる。さらに、図１２に示された個別のステップは、個別のステップに適切な種々のシーケンスによって実行される。さらには、特定のアプリケーションに依存して、追加のステップが加えられ、または除かれ得る。当業者は、多くの変形形態、修正形態、および代替形態を認識するであろう。

【0054】

[0065]本明細書において説明されている例および実施形態は、例示を目的としたものにすぎず、それに照らしたさまざまな修正または変更は、当業者にとって示唆されるであろうし、本出願の趣旨および範囲、ならびに添付の特許請求の範囲の範疇内に含まれることになることも理解される。

【0055】

[0066]付録Ｉは、頭字語を含む、本明細書において使用されている用語の用語集である。

【0056】

付録Ｉ
用語集
ＡＤＣ アナログ／デジタルコンバータ
ＢＰＦ バンドパスフィルタ
ＤＡＣ デジタル／アナログコンバータ
ＤＤＣ デジタル・ダウン・コンバータ
ＤＮＣ ダウンコンバータ
ＤＰＡ ドハティ電力増幅器
ＤＳＰ デジタル信号処理
ＤＵＣ デジタル・アップ・コンバータ
ＦＰＧＡ フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ
Ｉ−Ｑ 同相／直交
ＩＦ 中間周波数
ＬＰＦ ロー・パス・フィルタ
ＭＣＰＡ マルチキャリア電力増幅器
ＯＦＤＭ 直交周波数分割多重化
ＰＡ 電力増幅器
ＱＡＭ 直交振幅変調
ＱＰＳＫ 直交位相シフトキーイング
ＲＦ 無線周波数
ＵＭＴＳ ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーションズ・システム
ＵＰＣ アップコンバータ
ＷＣＤＭＡ（登録商標） ワイドバンド符号分割多元接続
ＷＬＡＮ ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】