特許 7568720 通信ノード、通信システム、及びその動作方法

(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】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】通信ノード、通信システム、及びその動作方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/022 20170101AFI20241008BHJP

   H04W 92/12 20090101ALI20241008BHJP

   H04W 56/00 20090101ALI20241008BHJP

   H04W 74/08 20240101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

H04B7/022

H04W92/12

H04W56/00 110

H04W74/08

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022528552

(86)(22)【出願日】2020-11-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-26

(86)【国際出願番号】 KR2020016476

(87)【国際公開番号】W WO2021107513

(87)【国際公開日】2021-06-03

【審査請求日】2023-08-29

(31)【優先権主張番号】10-2019-0152580

(32)【優先日】2019-11-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2020-0156047

(32)【優先日】2020-11-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】517223668

【氏名又は名称】ソリッド インコーポレイテッド

(73)【特許権者】

【識別番号】522191299

【氏名又は名称】インダストリー－ユニヴァーシティ コオペレーション ファウンデーション コリア エアロスペース ユニヴァーシティ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】キム，ヒョンチェ

(72)【発明者】

【氏名】ムン，ウシク

(72)【発明者】

【氏名】クォン，ナックウォン

(72)【発明者】

【氏名】チェー，ジフン

【審査官】齊藤 晶

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２８９４９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１３－５３５１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１９８１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－６２８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３１８４６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／０２２

Ｈ０４Ｗ ９２／１２

Ｈ０４Ｗ ５６／００

Ｈ０４Ｗ ７４／０８

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１－４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物理階層分割を使う通信システムの動作方法において、
前記通信システムの第１通信ノードの第１物理階層で、上向きリンク信号から初期ランダムアクセス信号を抽出するステップと、
前記第１物理階層で、抽出された前記初期ランダムアクセス信号のデータ量を低減させるステップと、
前記通信システムの第２通信ノードの第２物理階層で、前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いて時間同期誤差を計算するステップと、を含む、通信システムの動作方法。

【請求項2】

前記第１物理階層は、前記物理階層分割による下位物理階層であり、
前記第２物理階層は、前記物理階層分割による上位物理階層である、請求項１に記載の通信システムの動作方法。

【請求項3】

前記初期ランダムアクセス信号は、
ＰＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）信号である、請求項１に記載の通信システムの動作方法。

【請求項4】

前記第１通信ノードは、リモートユニットであり、
前記第２通信ノードは、分散ユニットである、請求項１に記載の通信システムの動作方法。

【請求項5】

前記上向きリンク信号から初期ランダムアクセス信号を抽出するステップは、
前記上向きリンク信号の周波数帯域を基底帯域にシフトするステップと、
周波数帯域がシフトされた前記上向きリンク信号を低域通過フィルタリングして、前記初期ランダムアクセス信号を抽出するステップと、を含む、請求項１に記載の通信システムの動作方法。

【請求項6】

前記抽出された前記初期ランダムアクセス信号のデータ量を低減させるステップは、
前記抽出された前記初期ランダムアクセス信号をダウンサンプリングして前記初期ランダムアクセス信号のデータ量を低減させる、請求項１に記載の通信システムの動作方法。

【請求項7】

前記通信システムの動作方法は、
前記第１通信ノードで前記第１物理階層のデータチャンネル処理を経った前記上向きリンク信号と、前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号とを結合して生成された結合信号を、前記第２通信ノードに伝送するステップをさらに含み、
前記時間同期誤差を計算するステップは、
前記結合信号から前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を分離するステップと、
分離された前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いて時間同期誤差を計算するステップと、を含む、請求項１に記載の通信システムの動作方法。

【請求項8】

前記時間同期誤差を計算するステップは、
前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いて第１時間オフセットを計算するステップと、
前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いて元のデータ量の初期ランダムアクセス信号を復元するステップと、
前記第１時間オフセット及び前記復元された初期ランダムアクセス信号を用いて第２時間オフセットを計算するステップと、を含む、請求項１に記載の通信システムの動作方法。

【請求項9】

前記第１時間オフセットを計算するステップは、
前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号と複数のランダムアクセスシーケンスとの相関値を計算するステップと、
前記複数のランダムアクセスシーケンスのうち最大相関値を持つランダムアクセスシーケンスを検索するステップと、
検索された前記最大相関値を持つランダムアクセスシーケンスを用いて前記第１時間オフセットを計算するステップと、を含む、請求項８に記載の通信システムの動作方法。

【請求項10】

前記元の初期ランダムアクセス信号を復元するステップは、
前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号をアップサンプリングするステップと、
アップサンプリングされた前記初期ランダムアクセス信号を補間するステップと、を含む、請求項９に記載の通信システムの動作方法。

【請求項11】

前記アップサンプリングされた前記初期ランダムアクセス信号を補間するステップは、
アップサンプリングされた前記初期ランダムアクセス信号を低域通過フィルタリングするステップを含む、請求項１０に記載の通信システムの動作方法。

【請求項12】

前記第１時間オフセット及び前記復元された初期ランダムアクセス信号を用いて第２時間オフセットを計算するステップは、
前記第１時間オフセット、前記復元された初期ランダムアクセス信号、及び前記最大相関値を持つランダムアクセスシーケンスを用いて前記第２時間オフセットを計算する、請求項９に記載の通信システムの動作方法。

【請求項13】

前記第１時間オフセット、前記復元された初期ランダムアクセス信号、及び前記最大相関値を持つランダムアクセスシーケンスを用いて前記第２時間オフセットを計算するステップは、
前記第１時間オフセットから基準範囲内で、復元された前記初期ランダムアクセス信号と前記最大相関値を持つランダムアクセスシーケンスとの相関値が最大になる地点に基づいて、前記第２時間オフセットを計算する、請求項１２に記載の通信システムの動作方法。

【請求項14】

メモリ及びプロセッサを備える通信ノードにおいて、
前記通信ノードは、
他の通信ノードの第１物理階層で上向きリンク信号から抽出されて、データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を、前記他の通信ノードから受信し、
前記通信ノードの第２物理階層で、前記データ量の減少した前記初期ランダムアクセス信号を用いて時間同期誤差を計算する、通信ノード。

【請求項15】

物理階層分割を使う通信システムにおいて、
第１物理階層で、上向きリンク信号から初期ランダムアクセス信号を抽出し、抽出された前記初期ランダムアクセス信号のデータ量を低減させる第１通信ノードと、
第２物理階層で、データ量の減少した前記初期ランダムアクセス信号を用いて時間同期誤差を計算する第２通信ノードと、を備える、通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信ノード、通信システム、及びその動作方法に係り、さらに詳細には、第１物理階層で上向きリンク信号から抽出されてデータ量の減少した初期ランダムアクセス信号を他の通信ノードから受信し、第２物理階層でデータ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いて時間同期誤差を計算することができる通信ノード、通信システム、及びその動作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

既存の移動通信システムでは、ビルや地下鉄などの基地局陰影地域に通信サービスを提供するために、遠隔無線装備を備えて分散アンテナ構造を構築し、遠隔無線装備と基地局のデジタル装備とを整合器を用いて連結する。

【0003】

特に、５Ｇ移動通信システムで分散アンテナシステムを具現する場合、５Ｇ通信のための専用ケーブルをさらに設けるには限界があるため、既存に３Ｇ／４Ｇ通信のために設けられたケーブルを共有する場合が多い。しかし、既存に３Ｇ／４Ｇ通信のために設けられたケーブルは、５Ｇ標準規格で定義した最大の伝送速度を支援するには容量が足りないという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする技術的課題は、第１物理階層で上向きリンク信号から抽出されてデータ量の減少した初期ランダムアクセス信号を他の通信ノードから受信し、第２物理階層でデータ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いて時間同期誤差を計算することができる通信ノード、通信システム、及びその動作方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の実施形態による物理階層分割を使う通信システムの動作方法は、前記通信システムの第１通信ノードの第１物理階層で、上向きリンク信号から初期ランダムアクセス信号を抽出するステップと、前記第１物理階層で、抽出された前記初期ランダムアクセス信号のデータ量を低減させるステップと、前記通信システムの第２通信ノードの第２物理階層で、前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いて時間同期誤差を計算するステップと、を含む。

【0006】

実施形態によって、前記第１物理階層は、前記物理階層分割による下位物理階層であり、前記第２物理階層は、前記物理階層分割による上位物理階層である。

【0007】

実施形態によって、前記初期ランダムアクセス信号は、ＰＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ
Ｃｈａｎｎｅｌ）信号である。

【0008】

実施形態によって、前記第１通信ノードは、リモートユニットであり、前記第２通信ノードは、分散ユニットである。

【0009】

実施形態によって、前記上向きリンク信号から初期ランダムアクセス信号を抽出するステップは、前記上向きリンク信号の周波数帯域を基底帯域にシフトするステップと、周波数帯域のシフトされた前記上向きリンク信号を低域通過フィルタリングして、前記初期ランダムアクセス信号を抽出するステップと、を含む。

【0010】

実施形態によって、前記抽出された前記初期ランダムアクセス信号のデータ量を低減させるステップは、前記抽出された前記初期ランダムアクセス信号をダウンサンプリングして、前記初期ランダムアクセス信号のデータ量を低減させる。

【0011】

実施形態によって、前記通信システムの動作方法は、前記第１通信ノードで前記第１物理階層のデータチャンネル処理を経った前記上向きリンク信号と、前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号とを結合して生成された結合信号を、前記第２通信ノードに伝送するステップをさらに含み、前記時間同期誤差を計算するステップは、前記結合信号から前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を分離するステップと、分離された前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いて時間同期誤差を計算するステップと、を含む。

【0012】

実施形態によって、前記時間同期誤差を計算するステップは、前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いて第１時間オフセットを計算するステップと、前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いて元のデータ量の初期ランダムアクセ7ス信号を復元するステップと、前記第１時間オフセット及び前記復元された初期ランダムアクセス信号を用いて第２時間オフセットを計算するステップと、を含む。

【0013】

実施形態によって、前記第１時間オフセットを計算するステップは、前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号と複数のランダムアクセスシーケンスとの相関値を計算するステップと、前記複数のランダムアクセスシーケンスのうち最大の相関値を持つランダムアクセスシーケンスを検索するステップと、検索された前記最大の相関値を持つランダムアクセスシーケンスを用いて前記第１時間オフセットを計算するステップと、を含む。

【0014】

実施形態によって、前記元の初期ランダムアクセス信号を復元するステップは、前記データ量の減少した初期ランダムアクセス信号をアップサンプリングするステップと、アップサンプリングされた前記初期ランダムアクセス信号を補間するステップと、を含む。

【0015】

実施形態によって、前記アップサンプリングされた前記初期ランダムアクセス信号を補間するステップは、アップサンプリングされた前記初期ランダムアクセス信号を低域通過フィルタリングするステップを含む。

【0016】

実施形態によって、前記第１時間オフセット及び前記復元された初期ランダムアクセス信号を用いて第２時間オフセットを計算するステップは、前記第１時間オフセット、前記復元された初期ランダムアクセス信号、及び前記最大の相関値を持つランダムアクセスシーケンスを用いて前記第２時間オフセットを計算する。

【0017】

実施形態によって、前記第１時間オフセット、前記復元された初期ランダムアクセス信号、及び前記最大の相関値を持つランダムアクセスシーケンスを用いて前記第２時間オフセットを計算するステップは、前記第１時間オフセットから基準範囲内で、復元された前記初期ランダムアクセス信号と前記最大の相関値を持つランダムアクセスシーケンスとの相関値が最大になる地点に基づいて、前記第２時間オフセットを計算する。

【0018】

本発明の実施形態によるメモリ及びプロセッサを備える通信ノードは、他の通信ノードの第１物理階層で、上向きリンク信号から抽出されてデータ量の減少した初期ランダムアクセス信号を、前記他の通信ノードから受信し、前記通信ノードの第２物理階層で、前記データ量の減少した前記初期ランダムアクセス信号を用いて時間同期誤差を計算する。

【0019】

本発明の実施形態による物理階層分割を使う通信システムは、第１物理階層で、上向きリンク信号から初期ランダムアクセス信号を抽出し、抽出された前記初期ランダムアクセス信号のデータ量を低減させる第１通信ノードと、第２物理階層で、データ量の減少した前記初期ランダムアクセス信号を用いて時間同期誤差を計算する第２通信ノードと、を備える。

【発明の効果】

【0020】

本発明の一実施形態による方法及び装置は、時間同期誤差を計算する過程で、通信ノードの間に伝送の必要なデータ（例えば、ＰＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ
Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）信号）の容量を低減させると同時に、時間同期誤差を上位物理階層で推正するため、下位物理階層には時間同期誤差を計算するための情報（例えば、ランダムアクセスシーケンスに関する情報など）を共有しなくてもよいという長所がある。

【図面の簡単な説明】

【0021】

本発明の詳細な説明で引用される図面をさらに十分に理解するために各図面の簡単な説明が提供される。

【図1】本発明の一実施形態による通信システムの概念図である。

【図2】図１に示されている分散ユニットのブロック図である。

【図3】図１に示されている分散ユニットの第１物理階層処理部及びリモートユニットのブロック図である。

【図4】図３に示されている第２物理階層処理部に含まれている初期ランダムアクセス信号処理部の一実施形態である。

【図5】上向きリンク信号に含まれている初期ランダムアクセス信号の一実施形態である。

【図6】図３に示されている第１物理階層処理部に含まれている時間同期誤差検出器の一実施形態である。

【図7】本発明の一実施形態による通信システムの動作方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明の技術的思想は、多様な変更を加えられ、かつ多様な実施形態を持つことができるところ、特定の実施形態を図面に例示し、これを詳細に説明する。しかし、これは、本発明の技術的思想を特定の実施形態によって限定しようとするものではなく、本発明の技術的思想の範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むと理解されねばならない。

【0023】

本発明の技術的思想を説明するに当って、係る公知技術についての具体的な説明が本発明の趣旨を不要に不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、本明細書の説明過程で用いられる数字（例えば、第１、第２など）は一つの構成要素を他の構成要素から区分するための識別記号に過ぎない。

【0024】

また、本明細書において、一構成要素が他の構成要素と「連結される」か、または「接続する」などと言及された時には、前記一構成要素が前記他の構成要素と直接連結されるか、または直接接続することもあるが、特に逆の記載が存在しない以上、中間にさらに他の構成要素を介して連結されるか、または接続することもあると理解されねばならない。

【0025】

また、本明細書に記載の「～部」、「～器」、「～子」、「～モジュール」などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＰＵ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｒｉｖｅ
Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ
Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのハードウェアやソフトウェアまたはハードウェア及びソフトウェアの結合で具現され、少なくとも一つの機能や動作の処理に必要なデータを保存するメモリと結合される形態で具現されてもよい。

【0026】

そして、本明細書における構成部の区分は、各構成部が担当する主機能別に区分したことに過ぎないということを明らかにする。すなわち、以下で説明する二つ以上の構成部が一つの構成部に合わせられるか、または一つの構成部がさらに細分化した機能別に二つ以上に分化して備えられてもよい。そして、以下で説明する構成部それぞれは、自分の担当する主機能以外にも他の構成部が担当する機能のうち一部または全部の機能をさらに行ってもよく、構成部それぞれが担当する主機能のうち一部の機能が他の構成部によって専担されて行われてもよいということは言うまでもない。

【0027】

図１は、本発明の一実施形態による通信システムの概念図である。

【0028】

図１を参照すれば、本発明の一実施形態による通信システム１０は、複数のリモートユニット（Ｒｅｍｏｔｅ
Ｕｎｉｔｓ、ＲＵｓ）１００、分散ユニット（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔ、ＤＵ）２００、集中ユニット（Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｕｎｉｔ、ＣＵ）３００、及びコアネットワークを備える。

【0029】

複数のリモートユニット１００は、分散ユニット２００と連結されて基地局で送受信する信号を多くの陰影地域または密集地域の分散された位置で送受信するために分散配置される。

【0030】

本発明の実施形態による通信システム１０は、複数のリモートユニット１００と分散ユニット２００との間で物理階層分割を使う。複数のリモートユニット１００は、下位物理階層（Ｌｏｗ－ＰＨＹ）を処理し、分散ユニット２００は、上位物理階層（Ｈｉｇｈ－ＰＨＹ）を処理する。

【0031】

実施形態によって、複数のリモートユニット１００と分散ユニット２００とは、光ケーブル、高速ケーブル、またはマイクロウェーブケーブルなどの多様な通信媒体により連結されてもよい。

【0032】

実施形態によって、複数のリモートユニット１００と分散ユニット２００は、多様なフロントホール通信標準によることもある。例えば、複数のリモートユニット１００と分散ユニット２００との間には、５Ｇフロントホールインターフェース標準規格であるｅＣＰＲＩ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ－ｂａｓｅｄ
Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を使う。

【0033】

基地局は、分散ユニット２００と集中ユニット３００とに分離され、分散ユニット２００と集中ユニット３００とは、多くの機能分離（ｆｕｎｃｔｉｏｎ
ｓｐｌｉｔ）オプション（例えば、３ＧＰＰ ＴＲ３８．８０１標準など）によって多様な形態に機能を分離して行う。

【0034】

実施形態によって、分散ユニット２００及び集中ユニット３００は、ＲＲＣ、ＰＤＣＰ、Ｈｉｇｈ－ＲＬＣ、Ｌｏｗ－ＲＬＣ、Ｈｉｇｈ－ＭＡＣ、Ｌｏｗ－ＭＡＣ、Ｈｉｇｈ－ＰＨＹに階層を分けて処理してもよい。

【0035】

図１では、基地局が分散ユニット２００と集中ユニット３００とに分離された構造を例示しているが、これに限定されずに多様な変形が可能である。

【0036】

集中ユニット３００は、コアネットワークと直接連動され、コアネットワークと基地局との間をインタフェースする。

【0037】

リモートユニット１００及び分散ユニット２００の詳細な構造及び動作については、図２ないし図７を参照して後述する。

【0038】

図２は、図１に示されている分散ユニットのブロック図である。

【0039】

図１及び図２を参照すれば、分散ユニット２００は、電源供給器２１０、コントローラ２２０、伝送装置２３０、及び第１物理階層処理部２４０を備える。

【0040】

電源供給器２１０は、分散ユニット２００内の構成（例えば、２２０ないし２４０）に電源を供給する。

【0041】

コントローラ２２０は、分散ユニット２００内の構成（例えば、２１０、２３０、２４０）の全般的な動作を制御する。

【0042】

伝送装置２３０は、分散ユニット２００と集中ユニット３００との通信をインタフェースし、集中ユニット３００との信号の送受信に必要な信号処理を行う。

【0043】

第１物理階層処理部２４０は、第１物理階層（例えば、上位物理階層（Ｈｉｇｈ－ＰＨＹ））で支援する機能を処理する。

【0044】

第１物理階層処理部２４０の詳細な構造及び動作については、図３及び図５を参照して後述する。

【0045】

図３は、図１に示されている分散ユニットの第１物理階層処理部及びリモートユニットのブロック図である。図４は、図３に示されている第２物理階層処理部に含まれている初期ランダムアクセス信号処理部の一実施形態である。図５は、上向きリンク信号に含まれている初期ランダムアクセス信号の一実施形態である。図６は、図３に示されている第１物理階層処理部に含まれている時間同期誤差検出器の一実施形態である。

【0046】

図１ないし図３を参照すれば、リモートユニット１００は、ＲＦフロント・エンド１１０、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１２０、及び第２物理階層処理部１３０を備える。

【0047】

リモートユニット１００は、アンテナを通じて受信したＲＦ帯域の上向きリンク信号を、ＲＦフロント・エンド１１０を通じて基底帯域信号に変換する。

【0048】

アナログ・デジタル変換器１２０は、ＲＦフロント・エンド１１０で変換されたアナログ基底帯域信号をデジタル信号に変換する。

【0049】

アナログ・デジタル変換器１２０は、変換されたデジタル信号を第２物理階層処理部１３０に伝送する。

【0050】

第２物理階層処理部１３０は、データチャンネルプロセッサ１３２、初期ランダムアクセス信号プロセッサ１３４、及びマルチプレクサ（ＭＵＸ）１３６を備える。

【0051】

第２物理階層処理部１３０は、物理階層分割を使う通信システム１０で分割された物理階層の一部（例えば、下位物理階層（ｌｏｗ－ＰＨＹ））を処理する。

【0052】

データチャンネル・プロセッサ１３２は、デジタル変換された上向きリンク信号のデータチャンネルについてのプロセッシングを行う。実施形態によって、データチャンネル・プロセッサ１３２は、上向きリンク信号についてＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ
Ｐｒｅｆｉｘ）除去、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、データ圧縮などの処理を行ってもよい。

【0053】

初期ランダムアクセス信号プロセッサ１３４は、デジタル変換された上向きリンク信号から初期ランダムアクセス信号を抽出し、抽出された初期ランダムアクセス信号のデータ量を低減させる。

【0054】

実施形態によって、前記初期ランダムアクセス信号は、ＰＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ
Ｃｈａｎｎｅｌ）信号でもある。

【0055】

図４を共に参照すれば、初期ランダムアクセス信号プロセッサ１３４は、ミキサ１３４－１、低域通過フィルタ１３４－２、及びダウンサンプラ１３４－３を備える。

【0056】

ミキサ１３４－１は、アナログ・デジタル変換器１２０によってデジタル変換されて伝送された上向きリンク信号ｘ（ｎ）を受信し、受信された上向きリンク信号ｘ（ｎ）の周波数帯域を基底帯域にシフトする。

【0057】

ミキサ１３４－１によって入出力される入力信号ｘ（ｎ）及び出力信号ｘｂ（ｎ）は、下記の数式（１）の関係で表現される。

【0058】

【数1】

（前記Ｎは、直交周波数分割多重化（Ｏｒｔｈｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＯＦＤＭ）を使う場合のＤＦＴサイズであり、前記ｎは、サンプルの時間インデックス）
図５を共に参照すれば、上向きリンク信号で初期ランダムアクセス信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号）が位置している周波数帯域が示されており、中心周波数がｆ_ＲＡであり、中心周波数を基準として周波数帯域の両端までの帯域幅がＷに表示される。

【0059】

ミキサ１３４－１は、初期ランダムアクセス信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号）の中心周波数が０になるように、上向きリンク信号を周波数シフトさせる。

【0060】

低域通過フィルタ１３４－２は、ミキサ１３４－１によって周波数帯域が基底帯域にシフトされた上向きリンク信号で、初期ランダムアクセス信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号）が存在する周波数帯域のみ通過するように、低域通過フィルタリングを行う。

【0061】

低域通過フィルタ１３４－２は、低域通過フィルタリングを通じて上向きリンク信号から初期ランダムアクセス信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号）のみを抽出して出力信号ｙ（ｎ）に出力する。

【0062】

この時、出力信号ｙ（ｎ）は下記の数式（２）のように表現される。

【0063】

【数2】

（前記ｈ（ｎ）は、低域通過フィルタ１３４－２のインパルス応答、前記Ｎ_ＬＰＦは、低域通過フィルタ１３４－２のタップ数）
実施形態によって、低域通過フィルタ１３４－２の通過帯域の範囲は、基底帯域にシフトされた初期ランダムアクセス信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号）の周波数範囲に合わせて設定されてもよい。

【0064】

図４に戻って、ダウンサンプラ１３４－３は、低域通過フィルタ１３４－２によってフィルタリングされて出力された出力信号ｙ（ｎ）をダウンサンプリングして、データ量の減少した初期ランダムアクセス信号ｙ_Ｄ（ｍ）を出力する。

【0065】

実施形態によって、ダウンサンプラ１３４－３は、低域通過フィルタ１３４－２によってフィルタリングされて出力された出力信号ｙ（ｎ）をＬ倍もダウンサンプリングして出力することもある。この時、出力信号は下記の数式（３）のように表現される。

【0066】

【数3】

（前記ｍは、ダウンサンプリング後に時間インデックスを示す定数であり、前記Ｌは、１≦Ｌ≦Ｂ／Ｗを満たす定数、前記αは、１≦α≦Ｌ－１を満たす定数値であって、ダウンサンプリング・オフセットである）
実施形態によって、ダウンサンプラ１３４－３は、多様な方式でデータ量を低減させるための構成（例えば、データを圧縮するための圧縮器など）に変形されてもよい。

【0067】

図３に戻って、マルチプレクサ１３６は、データチャンネル・プロセッサ１３２によって処理されて出力された上向きリンク信号と、初期ランダムアクセス信号プロセッサ１３４によって抽出されてデータ量の減少した初期ランダムアクセス信号とを結合して結合信号を生成し、生成された結合信号を出力する。

【0068】

実施形態によって、マルチプレクサ１３６は、データチャンネル・プロセッサ１３２によって処理されて出力された上向きリンク信号と、初期ランダムアクセス信号プロセッサ１３４によって抽出されてデータ量の減少した初期ランダムアクセス信号とを、単一データストリームに合わせてもよい。

【0069】

マルチプレクサ１３６は、結合信号を第１物理階層処理部２４０に伝送する。

【0070】

第１物理階層処理部２４０は、デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）２５０、データチャンネル・プロセッサ２６０、及び時間同期誤差検出器２７０を備える。

【0071】

デマルチプレクサ２５０は、第２物理階層処理部１３０のマルチプレクサ１３６から伝送された結合信号から、データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を分離する。

【0072】

デマルチプレクサ２５０は、第２物理階層処理部１３０のデータチャンネル・プロセッサ１３２によって処理されて出力された上向きリンク信号を第１物理階層処理部２４０のデータチャンネル・プロセッサ２６０に伝送し、データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を時間同期誤差検出器２７０に伝送する。

【0073】

データチャンネル・プロセッサ２６０は、第２物理階層処理部１３０のデータチャンネル・プロセッサ１３２によって処理されて出力された上向きリンク信号を受信して、第１物理階層でのデータチャンネルプロセッシングを行う。

【0074】

実施形態によって、データチャンネル・プロセッサ２６０は、上向きリンク信号について復調、デマッピング、データ圧縮解除などの多様な処理を行ってもよい。

【0075】

時間同期誤差検出器２７０は、相関器２７１、ランダムアクセスシーケンス検出器２７２、第１時間オフセット推定器２７３、周波数オフセット補償器２７４、及び第２時間オフセット推定器２７５を備える。

【0076】

相関器２７１は、複数のデータ量の減少した初期ランダムアクセス信号と複数のランダムアクセスシーケンスとの相関値を計算する。

【0077】

ランダムアクセスシーケンス検出器２７２は、前記複数のランダムアクセスシーケンスのうち最大の相関値を持つランダムアクセスシーケンスを検索し、検索結果によって最大の相関値と、これに相応するランダムアクセスシーケンスに関する情報（例えば、インデックス）を出力する。

【0078】

第１時間オフセット推定器２７３は、最大の相関値を持つランダムアクセスシーケンスを用いて第１時間オフセットを計算する。

【0079】

周波数オフセット補償器２７４は、受信された初期ランダムアクセス信号の周波数オフセットを推正し、推定された周波数オフセットを補償して、周波数オフセットの補償された初期ランダムアクセス信号を出力する。

【0080】

第２時間オフセット推定器２７５は、第１時間オフセット推定器２７３によって出力された第１時間オフセット、データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を復元した、復元された初期ランダムアクセス信号、及び最大の相関値を持つランダムアクセスシーケンスを用いて第２時間オフセットを計算する。

【0081】

時間同期誤差検出器２７０の詳細な構造及び動作の説明のために、図６を共に参照すれば、相関器２７１は、複数の相関器２７１－１ないし２７１－Ｊで構成される。

【0082】

複数の相関器２７１－１ないし２７１－Ｊ（前記Ｊは、２以上の定数）それぞれは、ランダムアクセスシーケンス生成器２７２－３によって生成された複数のランダムアクセスシーケンスそれぞれと、データ量の減少した初期ランダムアクセス信号ｙ_Ｄ（ｍ）との相関値を計算して出力する。

【0083】

ランダムアクセスシーケンス検出器２７２は、複数の最大値検出器２７２－１１ないし２７２－１Ｊ、ランダムアクセスシーケンスインデックス検出器２７２－２、ランダムアクセスシーケンス生成器２７２－３、及びランダムアクセスシーケンス選択器２７２－４を備える。

【0084】

複数の最大値検出器２７２－１１ないし２７２－１Ｊそれぞれは、複数の相関器２７１－１ないし２７１－ｊそれぞれから出力された相関値から、最大相関値Ｖ１ないしＶＪを検出して出力される。

【0085】

複数の最大値検出器２７２－１１ないし２７２－１Ｊそれぞれは、複数の相関器２７１－１ないし２７１－ｊそれぞれから出力された相関値から、最大相関値Ｖ１ないしＶＪに相応する地点に関する時間値τ_１ないしτ_Ｊを検出して出力する。

【0086】

ランダムアクセスシーケンスインデックス検出器２７２－２は、複数の最大値検出器２７２－１１ないし２７２－１Ｊそれぞれから出力された最大相関値Ｖ１ないしＶＪを用いて、最大相関値Ｖ１ないしＶＪのうち最も大きい相関値Ｖｍａｘを検出し、最大相関値Ｖｍａｘに相応するランダムアクセスシーケンスのインデックス値Ｉ_ＲＡを出力する。

【0087】

ランダムアクセスシーケンス生成器２７２－３は、候補になる複数のランダムアクセスシーケンスを生成して出力する。

【0088】

ランダムアクセスシーケンス選択器２７２－４は、ランダムアクセスシーケンス生成器２７２－３で生成された複数のランダムアクセスシーケンスのうち、最大相関値Ｖｍａｘを持つランダムアクセスシーケンスのインデックス値Ｉ_ＲＡに相応するランダムアクセスシーケンスを選択して出力する。

【0089】

第１時間オフセット推定器２７３は、複数の最大値検出器２７２－１１ないし２７２－１Ｊから時間値τ_１ないしτ_Ｊを受信し、ランダムアクセスシーケンスインデックス検出器２７２－２からインデックス値Ｉ_ＲＡを受信して、時間値τ_１ないしτ_Ｊのうちインデックス値Ｉ_ＲＡに相応する時間値τ_ｃを第１時間オフセットで計算または推正する。

【0090】

周波数オフセット補償器２７４は、第１時間オフセット推定器２７３によって計算された第１時間オフセットτ_ｃと、時間領域での初期ランダムアクセス信号（例えば、ＰＲＡＣＨ信号）の繰り返し特性を用いて、周波数オフセットを推正して補償する。

【0091】

第２時間オフセット推定器２７５は、信号復元器２７５－１、相関器２７５－２、及び最大値検出器２７５－３を備える。

【0092】

信号復元器２７５－１は、アップサンプラ２７５－１Ａ及び低域通過フィルタ２７５－１Ｂを備える。

【0093】

アップサンプラ２７５－１Ａは、データ量の減少した初期ランダムアクセス信号をアップサンプリングする。

【0094】

実施形態によって、アップサンプラ２７５－１Ｂは、第２物理階層で初期ランダムアクセス信号のデータ量を低減させる時の倍数に相応してＬ倍のアップサンプリングを行ってもよい。

【0095】

低域通過フィルタ２７５－１Ｂは、アップサンプリングされた初期ランダムアクセス信号を低域通過フィルタリングすることで、アップサンプリングされた初期ランダムアクセス信号を補間処理する。

【0096】

実施形態によって、低域通過フィルタ２７５－１Ｂの低域通過フィルタリングの前にＮ－ｐｏｉｎｔＤＦＴを用いて、アップサンプリングされた初期ランダムアクセス信号を周波数領域に変換した後、低域通過フィルタリングを行い、低域通過フィルタリングされた信号にＮ－ｐｏｉｎｔ
ＩＤＦＴを適用することで、時間領域で補間された信号を求めてもよい。

【0097】

実施形態によって、アップサンプリングされた初期ランダムアクセス信号の補間方式は、最近接信号補間、線形補間、二次補間、三次補間、区間別三次補間技法などの多様な変形が可能である。

【0098】

アップサンプラ２７５－１Ａ及び低域通過フィルタ２７５－１Ｂの処理を通じてデータ量の減少した初期ランダムアクセス信号は、元のデータ量の初期ランダムアクセス信号に復元される。

【0099】

相関器２７５－２及び最大値検出器２７５－３は、第１時間オフセットτ_ｃ、復元された初期ランダムアクセス信号ｚ（ｎ）、及び最大相関値を持つランダムアクセスシーケンスＲＡ_Ｘに基づいて、第２時間オフセットを計算する。

【0100】

相関器２７５－２は、第１時間オフセットτ_ｃから基準範囲内で、復元された初期ランダムアクセス信号ｚ（ｎ）と最大相関値を持つランダムアクセスシーケンスＲＡ_Ｘとの相関値を計算して出力する。

【0101】

実施形態によって、前記基準範囲は下記の数式（４）のように定義されてもよい。

【0102】

【数4】

（前記Ｔ_Ｌは、左側方向の時間変動の基準範囲、前記Ｔ_Ｒは、右側方向の時間変動の基準範囲である）
最大値検出器２７５－３は、基準範囲内で相関器２７５－２の相関値が最大になる地点に基づいて、第２時間オフセットを計算する。

【0103】

実施形態によって、第１時間オフセットは、データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いるため、概略的な時間同期誤差として意味を持ち、第２時間オフセットは、元のデータ量の復元された初期ランダムアクセス信号を用いるため、精密な時間同期誤差としての意味を持つこともある。実施形態によって、本明細書での時間同期誤差は、第１時間オフセットまたは第２時間オフセットでもある。

【0104】

図７は、本発明の一実施形態による通信システムの動作方法のフローチャートである。

【0105】

図１ないし図７を参照すれば、通信システム１０は、第１通信ノード（例えば、リモートユニット１００）の第１物理階層（例えば、下位物理階層（ｌｏｗ－ＰＨＹ））で、上向きリンク信号から初期ランダムアクセス信号を抽出する（Ｓ７１０）。

【0106】

実施形態によって、通信システム１０は、上向きリンク信号を周波数シフトした後、低域通過フィルタリング処理することで初期ランダムアクセス信号を抽出してもよい。

【0107】

実施形態によって、初期ランダムアクセス信号はＰＲＡＣＨ信号でもある。

【0108】

通信システム１０は、第１物理階層（例えば、下位物理階層（ｌｏｗ－ＰＨＹ））で、抽出された初期ランダムアクセス信号のデータ量を低減させる（Ｓ７２０）。

【0109】

実施形態によって、通信システム１０は、抽出された初期ランダムアクセス信号をダウンサンプリング処理することでデータ量を低減させてもよい。

【0110】

通信システム１０は、第２通信ノード（例えば、分散ユニット２００）の第２物理階層（例えば、上位物理階層（ｈｉｇｈ－ＰＨＹ））で、データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いて時間同期誤差を計算する（Ｓ７３０）。

【0111】

実施形態によって、通信システム１０は、データ量の減少した初期ランダムアクセス信号を用いて第１時間オフセットを求め、前記第１時間オフセットと、元のデータ量を復元した初期ランダムアクセス信号とを共に用いて第２時間オフセットを求めてもよい。

【0112】

実施形態によって、通信システム１０で計算した時間同期誤差は、第１時間オフセットまたは第２時間オフセットを意味することもある。

【0113】

以上、本発明を望ましい実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の技術的思想及び範囲内で当業者によって様々な変形及び変更ができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】