特許 6979934 移動通信システム、基地局装置を構成する処理装置及びプログラム

(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】6979934

(24)【登録日】2021年11月18日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】移動通信システム、基地局装置を構成する処理装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 56/00 20090101AFI20211202BHJP

   H04W 24/06 20090101ALI20211202BHJP

   H04W 88/08 20090101ALI20211202BHJP

   H04L 7/00 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   H04W56/00 110

   H04W24/06

   H04W88/08

   H04L7/00 930

【請求項の数】7

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2018-168709(P2018-168709)

(22)【出願日】2018年9月10日

(65)【公開番号】特開2020-43448(P2020-43448A)

(43)【公開日】2020年3月19日

【審査請求日】2020年7月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】特許業務法人大塚国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100130409

【弁理士】

【氏名又は名称】下山 治

(74)【代理人】

【識別番号】100134175

【弁理士】

【氏名又は名称】永川 行光

(74)【代理人】

【識別番号】100131886

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 隆志

(74)【代理人】

【識別番号】100170667

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 浩次

(72)【発明者】

【氏名】塚本 優

(72)【発明者】

【氏名】難波 忍

(72)【発明者】

【氏名】石村 昇太

【審査官】 三枝 保裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１３３６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３６００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００５６１６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−１２７３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２７４７６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４− ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

Ｈ０４Ｌ ７／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１−４

ＳＡ ＷＧ１−４

ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理装置と、前記処理装置とレディオオーバファイバ方式で通信する無線装置と、を有し、第１セルを提供する第１基地局装置と、
前記第１セルと重複領域を有する第２セルを提供する第２基地局装置と、
を有する移動通信システムであって、
前記第２基地局装置と通信し、前記第１セルに在圏しているユーザ装置に対して、前記無線装置が受信できる周波数の試験信号の送信タイミングを通知する第１通知手段と、
前記ユーザ装置に通知した前記試験信号の前記送信タイミングを前記処理装置に通知する第２通知手段と、
を備え、
前記無線装置は、前記ユーザ装置が前記送信タイミングにおいて送信した前記試験信号を前記処理装置に送信し、
前記処理装置は、前記第２通知手段から通知された前記送信タイミングと、前記無線装置から受信した前記試験信号の受信タイミングと、に基づき前記処理装置が前記無線装置に信号を送信するタイミングを決定することを特徴とする移動通信システム。

【請求項2】

前記第２基地局装置が、前記第１通知手段及び前記第２通知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。

【請求項3】

前記第１基地局装置及び前記第２基地局装置を制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置が、前記第１通知手段及び前記第２通知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。

【請求項4】

前記第１通知手段は、前記ユーザ装置が前記第２基地局装置に繰り返し送信する前記ユーザ装置の位置情報に基づき前記ユーザ装置が前記第１セルに在圏しているかを判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の移動通信システム。

【請求項5】

前記処理装置は、
ベースバンド信号処理を行う第１処理手段と、
無線周波数信号処理を行う第２処理手段と、
前記第２処理手段が出力する無線周波数信号で光搬送波を変調して光変調信号を生成する光変調手段と、
を備え、
前記無線装置は、前記処理装置から受信する前記光変調信号の光電変換を行う光電変換手段を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の移動通信システム。

【請求項6】

レディオオーバファイバ方式で通信する処理装置と無線装置とを有し、第１セルを提供する第１基地局装置の前記処理装置であって、
前記第１セルと重複領域を有する第２セルを提供する第２基地局装置が前記第１セルに在圏しているユーザ装置に対して通知した、前記無線装置が受信できる周波数の試験信号の送信タイミングを取得する取得手段と、
前記送信タイミングにおいて前記ユーザ装置が送信した前記試験信号を、前記無線装置を介して受信する受信手段と、
前記送信タイミングと前記試験信号の受信タイミングとに基づき、前記処理装置が前記無線装置に信号を送信するタイミングを決定する決定手段と、
を備えていることを特徴とする処理装置。

【請求項7】

処理装置の１つ以上のプロセッサで実行されると、前記処理装置を請求項６に記載の処理装置として動作させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動通信システムにおけるタイミング同期技術に関する。

【背景技術】

【0002】

ＴＤＤ（時分割複信）方式を使用する移動通信システムにおいて、基地局装置とユーザ装置（ＵＥ）は、同じ帯域を使用して上り方向と下り方向の無線通信を行う。ＴＤＤ方式においては、移動通信システムの各基地局装置が無線信号を送受信するタイミングを同期させる必要がある。例えば、基地局装置は、ＧＰＳ等により時刻情報を受信してタイミングを同期させることができる。

【0003】

現在、図１に示す様に、基地局装置を、ベースバンド信号処理を行う装置（以下、ＢＢＵ（Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ Ｕｎｉｔ）と呼ぶ）と、無線周波数信号処理及び無線信号の送受信処理を行う装置（以下、ＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）と呼ぶ。）と、に分離し、ＢＢＵとＲＲＨとを異なる地理的位置に配置する構成が使用されている。なお、ベースバンド信号処理とは、下り方向においては、データにより変調を行ってアナログのベースバンド信号を生成する処理を含む処理を意味する。また、無線周波数信号処理とは、下り方向においては、ベースバンド信号の周波数変換を行って、無線周波数帯域の信号を生成する処理を含む処理を意味する。さらに、無線信号の送受信処理とは、下り方向においては、無線周波数帯域の信号に基づき無線信号を送信する処理を含む処理を意味する。なお、基地局装置をＢＢＵとＲＲＨに分割する構成において、ＢＢＵは、アナログのベースバンド信号をデジタル信号に変換してＲＲＨに送信し、ＲＲＨは、デジタルのベースバンド信号からアナログのベースバンド信号を生成した後、周波数変換等の処理を行って無線信号を送信する。基地局装置をＢＢＵとＲＲＨとに分割する構成において、ＢＢＵとＲＲＨとは光伝送路で接続され、非特許文献１に記載のＣＰＲＩプロトコルで通信を行う。

【0004】

ここで、ＴＤＤを使用する場合、基地局装置をＢＢＵとＲＲＨに分割する構成では、各ＲＲＨが無線信号を送受信するタイミングを同期させる必要がある。例えば、図１に示す様に、ＲＲＨが下り無線信号の送信を開始するタイミングを基準タイミングとする。また、ＢＢＵが送信した信号は、遅延時間ｋだけ後のタイミングでＲＲＨから無線信号として送信されるものとする。この場合、ＢＢＵは、基準タイミングより遅延時間ｋだけ早いタイミングから下りに関するベースバンド信号の送信を開始する必要がある。このため、ＣＰＲＩプロトコルは、遅延時間ｋの測定を行う機能を実装している。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】ＣＰＲＩ Ｓｐｅｃｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖ７．０、Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＣＰＲＩ）；Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ、２０１５年１０月９日

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

今後の移動通信システムにおいては、大容量の通信を行う必要性からミリ波等の高周波数の使用が検討されている。ミリ波等の高周波数を使用する場合、その伝送距離が短くなる。したがって、今後の移動通信システムにおいては、小さいセルを高密度で配置する必要がある。これは、無線信号の送受信ポイントを、高密度で配置する必要があることを意味する。例えば、ＲＲＨは、デジタル伝送されるベースバンド信号をアナログのベースバンド信号に変換する機能や、アナログベースバンド信号を無線周波数帯の信号に周波数変換する機能等、多くの機能を実装する必要があり、この様な多くの機能を有するＲＲＨを、高密度で配置することは困難である。なお、ベースバンド信号処理から無線信号の送受信処理までを行う従来の基地局装置は、ＲＲＨより多くの機能を有するため、従来の基地局装置を高密度で配置することも困難である。そのため、基地局装置を、ベースバンド信号処理及び無線周波数信号処理を行う装置と、無線信号の送受信処理を行う装置とに分割する構成が検討されている。図２に示す様に、以下の説明において、ベースバンド信号処理及び無線周波数信号処理を行う機能を有する装置を処理装置と呼び、無線信号の送受信処理を行う機能を有する装置を無線装置と呼ぶものとする。

【0007】

基地局装置の機能を処理装置と無線装置に分割する構成において、処理装置と無線装置との間の信号伝送には、所謂、レディオオーバファイバ（ＲｏＦ：Ｒａｄｉｏ ｏｖｅｒ Ｆｉｂｅｒ）方式が使用される。図２は、下り方向における処理装置と無線装置の構成図である。処理装置は、ベースバンド信号処理及び無線周波数信号処理を行うベースバンド信号処理部及び無線周波数信号処理部と、光変調部と、を有する。光変調部は、光搬送波（連続光）を、無線周波数信号処理部が出力する無線周波数信号で変調して光変調信号を生成し、生成した光変調信号を無線装置に送信する。無線装置の光電変換部は、受信する光変調信号を光電変換することで無線周波数信号を取り出し、増幅等の必要な処理を行った後、無線周波数信号をアンテナに出力する。そして、アンテナは、無線周波数信号を無線信号として送信する。上り方向においては、その逆の処理が行われる。

【0008】

基地局装置の機能を処理装置と無線装置に分割する構成においても、ＴＤＤを使用する場合には、無線装置が無線信号を送受信するタイミングを同期させなければならない。したがって、処理装置は、対応する無線装置が無線信号を送信するタイミングより遅延時間ｋだけ早いタイミングで光変調信号を送信しなければならない。ここで、デジタル伝送であるＢＢＵとＲＲＨとの間の通信とは異なり、ＲｏＦはアナログ伝送であり、ＣＰＲＩプロトコルの様な、伝搬遅延を測定するプロトコルを実装し難い。

【0009】

本発明は、ＲｏＦを使用する移動通信システムにおいて無線信号の送信タイミングを同期させる技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様によると、処理装置と、前記処理装置とレディオオーバファイバ方式で通信する無線装置と、を有する第１基地局装置と、前記第１基地局装置が提供する第１セルと重複領域を有する第２セルを提供する第２基地局装置と、を有する移動通信システムは、前記第２基地局装置と通信し、前記第１セルに在圏しているユーザ装置に対して、前記無線装置が受信できる周波数の試験信号の送信タイミングを通知する第１通知手段と、前記ユーザ装置に通知した前記試験信号の前記送信タイミングを前記処理装置に通知する第２通知手段と、を備え、前記無線装置は、前記ユーザ装置が前記送信タイミングにおいて送信した前記試験信号を前記処理装置に送信し、前記処理装置は、前記第２通知手段から通知された前記送信タイミングと、前記無線装置から受信した前記試験信号の受信タイミングと、に基づき前記処理装置が前記無線装置に信号を送信するタイミングを決定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によると、ＲｏＦを使用する移動通信システムにおいて無線信号の送信タイミングを同期させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】基地局装置をＢＢＵとＲＲＨに分割する構成におけるＢＢＵの送信タイミングの説明図。

【図2】一実施形態による処理装置と無線装置の構成図。

【図3】一実施形態による移動通信システムの構成図。

【図4】一実施形態による遅延時間の測定処理のシーケンス図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

【0014】

＜第一実施形態＞
図３は、本実施形態による移動通信システムの構成図である。基地局装置４は、セル４１を提供する。なお、本実施形態において、基地局装置４は、ベースバンド信号処理、無線周波数信号処理及び無線信号の送受信処理の総てを行う従来の基地局装置とする。処理装置２は、上述した様に、ベースバンド信号処理部及び無線周波数信号処理部に加えて、下り方向においては、無線周波数帯の信号により光搬送波を変調する光変調部を、上り方向においては光電変換部を備えている。同様に、無線装置３は、アンテナに加えて、下り方向においては光電変換部を、上り方向においては、光変調部を備えている。図３に示す様に、処理装置２は無線装置３と光伝送路により接続され、所謂、ＲｏＦ方式の通信を行う。無線装置３は、セル３１を提供する。本実施形態では、処理装置２及び基地局装置４と制御線で接続され、処理装置２及び基地局装置４を制御する制御装置１が設けられる。なお、基地局装置４が送受信する無線信号の周波数帯は、無線装置３が送受信する無線信号の周波数帯とは異なるものとする。ユーザ装置（ＵＥ）５は、基地局装置４と通信でき、かつ、無線装置３が受信できる周波数帯の信号を送信可能に構成されている。

【0015】

なお、図３の構成において、基地局装置４は、既に、移動通信サービスを提供するために使用されているものとする。つまり、基地局装置４は、ＴＤＤにおける下り方向の無線信号の送信を開始する基準タイミングを知っており、当該基準タイミングで下り方向の無線信号の送信を開始しているものとする。また、本実施形態では、無線装置３が提供するセル３１は、基地局装置４が提供するセル４１内に含まれるものとする。

【0016】

図４は、本実施形態による処理装置２に対する遅延時間の設定処理のフローチャートである。本設定処理により、処理装置２は、処理装置２が送信した光信号が無線装置３において無線信号に変換されて送信されるまでの遅延時間を測定する。そして、処理装置２は、基準タイミングと遅延時間とに基づき無線装置３に光信号を送信するタイミングを判定する。なお、処理装置２は、例えば、ＧＰＳ等を使用することで、基準タイミングを知っているものとする。また、無線装置３は、対応する処理装置２に遅延時間の設定が行われるまでは、無線信号の受信のみを行い、送信は行わないものとする。

【0017】

本実施形態では、設定処理においてＵＥ５を使用する。ＵＥ５は、例えば、図３に示す移動通信システムの事業者の作業員が設定処理において使用する。まず、処理装置２は、Ｓ１で、制御装置１に対して開始通知を行う。開始通知は、遅延時間の測定の開始を要求する信号である。制御装置１は、処理装置２から開始通知を受信すると、Ｓ２で、処理装置２に対応する無線装置３のセル３１を含むセル４１の基地局装置４に対して、測定通知を行う。この測定通知には、セル３１の領域を示す情報が含まれる。

【0018】

一方、作業員は、ＵＥ５を所持してセル４１内に移動する。これにより、Ｓ３で、ＵＥ５は基地局装置４に接続する。また、作業員は、設定処理を行うためにＵＥ５にインストールされたアプリケーションを起動する。これにより、ＵＥ５は、Ｓ４で、繰り返しその位置情報を基地局装置４に通知する。なお、ＵＥ５は、例えば、ＧＰＳによりその位置情報を取得する。さらに、ＵＥ５は、位置情報を送信中であることをディスプレイに表示することができる。作業員は、ＵＥ５を所持してセル３１に向けて移動する。なお、アプリケーションを起動するタイミングは任意である。つまり、セル３１内に移動した後、アプリケーションを起動して位置情報を基地局装置４に送信しても、セル４１内に進入する以前からアプリケーションを起動して、その時に接続している基地局装置に位置情報を送信しても良い。

【0019】

基地局装置４は、ＵＥ５から繰り返し受信する位置情報と、Ｓ２で受信したセル３１の領域を示す情報とに基づきＵＥ５がセル３１内にいるかを判定する。そして、ＵＥ５がセル３１内にいると判定すると、Ｓ５で、ＵＥ５が送信する試験信号の周波数及び送信タイミングをＵＥ５に通知する。なお、この周波数は、無線装置３が受信できる周波数である。また、Ｓ６で、基地局装置４は、ＵＥ５に通知したタイミングを処理装置２にも通知する。なお、基地局装置４は、処理装置２と例えば制御装置１を介して通信することができる。或いは、基地局装置４は、図示しない基地局装置４と処理装置２とを接続する通信線により直接通信することができる。ＵＥ５は、Ｓ７で、基地局装置４から通知された送信タイミングになると、通知された周波数の試験信号を送信する。この試験信号は、無線装置３で受信され、処理装置２に送信される。処理装置２は、Ｓ８において、Ｓ６で通知された送信タイミングと、Ｓ７で実際に試験信号を受信した受信タイミングとの差を判定し、これを遅延時間ｋとする。遅延時間ｋを判定すると、処理装置２は、Ｓ９で、測定処理の終了を制御装置１に通知する。

【0020】

以上の構成により、処理装置２に対して適切な遅延時間を設定することができる。なお、本実施形態において、基地局装置４は、ベーバンド信号処理から無線信号の送受信処理までを行う従来の基地局装置としたが、既に通信サービスの提供に使用され、遅延時間の設定対象である処理装置２に対応する無線装置３とは異なる周波数の信号を送受信するのであれば、基地局装置４の態様に制限はない。つまり、基地局装置４として、処理装置と無線装置とに分割された基地局装置を使用することも、ＢＢＵとＲＲＨとに分割された基地局装置を使用することもできる。また、本実施形態では、遅延時間の設定対象である処理装置２に対応する無線装置３が提供するセル３１は、基地局装置４が提供するセル４１に含まれるものとしたが、セル３１とセル４１が重複領域を有すればよい。

【0021】

また、本実施形態では、基地局装置４がＵＥ５の位置を監視し、ＵＥ５がセル３１内に進入するとＵＥ５に試験信号の周波数及び送信タイミングを通知したが、制御装置１が行っても良い。つまり、基地局装置４は、ＵＥ５が繰り返し送信する位置情報を制御装置１に送信し、制御装置１はＵＥ５の位置を監視し、ＵＥ５がセル３１内に進入すると基地局装置４を介してＵＥ５に試験信号の周波数及び送信タイミングを通知する構成とすることもできる。

【0022】

また、本実施形態では、ＵＥ５には設定処理を行うためのアプリケーションがインストールされており、作業員がアプリケーションを起動することで、ＵＥ５は、位置情報の送信と、通知されたタイミングにおいて通知された周波数の試験信号の送信を行うものとしたが、本発明はその様な構成に限定されない。例えば、周期的に位置情報を基地局装置４又は制御装置１に送信する様にＵＥを構成しておき、基地局装置４又は制御装置１は、設定処理を開始すると、セル３１に在圏しているＵＥの内の任意の１つに対して試験信号を送信させる構成とすることもできる。また、ＵＥが位置情報を送信するのではなく、基地局装置４が、例えば、受信する信号強度及び受信する信号の方角に基づきセル３１に在圏しているＵＥを推定し、推定したＵＥのうちの１つに試験信号を送信させる構成とすることもできる。

【0023】

なお、ＴＤＤ方式における無線信号の送受信タイミングの同期を例にして本実施形態の説明を行ったが、ＦＤＤ（周波数分割複信）方式であっても、無線信号の送受信タイミングの同期が必要な場合には、本発明を適用することができる。

【0024】

また、本発明による制御装置１、基地局装置４及ＵＥ５は、１つ以上のプロセッサを有する装置（又はコンピュータ）の当該１つ以上のプロセッサで実行されると、当該装置を、上記制御装置１、基地局装置４又は上記ＵＥ５として動作させるコンピュータプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

【符号の説明】

【0025】

１：制御装置、２：処理装置、３：無線装置、４：基地局装置、５：ユーザ装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】