無線通信システム、および無線通信装置
【課題】 無線カバレッジの縮小を招くことなく、ベースバンド信号処理装置と多数のアンテナとの間のデータ伝送量を削減し、低コストの分散アンテナシステムを提供する。
【解決手段】 ブロードキャスト（ＢＣ）信号が送信される第一のアンテナセットに対し、ユニキャスト（ＵＣ）信号が送信される第二のアンテナセットを第一のアンテナセットに対するサブセットとする。この結果、第一のアンテナセットによる無線カバレッジの確保と、第二のアンテナセットの絞り込みによる信号処理装置とアンテナとの間の情報伝送量を削減することができる。また、第二のアンテナセットを第一のアンテナセットの範囲内で動作中に切り替えることで、第一のアンテナセットで確保された無線カバレッジ内で、第二の信号であるユニキャスト（ＵＣ）信号による通信サービスをもれなく提供することができる。
【解決手段】 ブロードキャスト（ＢＣ）信号が送信される第一のアンテナセットに対し、ユニキャスト（ＵＣ）信号が送信される第二のアンテナセットを第一のアンテナセットに対するサブセットとする。この結果、第一のアンテナセットによる無線カバレッジの確保と、第二のアンテナセットの絞り込みによる信号処理装置とアンテナとの間の情報伝送量を削減することができる。また、第二のアンテナセットを第一のアンテナセットの範囲内で動作中に切り替えることで、第一のアンテナセットで確保された無線カバレッジ内で、第二の信号であるユニキャスト（ＵＣ）信号による通信サービスをもれなく提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
無線通信システム、特に信号処理装置とアンテナとの間にケーブルネットワークを配置する無線通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、送信機と受信機との位置関係による通信品質やスループットの偏差を抑える技術として分散アンテナシステム（ＤＡＳ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。分散アンテナシステムについては、例えば、非特許文献１に開示されている。この技術は、インフラ側のアンテナを分散配置することで、無線端末とインフラ側アンテナとの最大距離を短縮できる、すなわち伝搬減衰の最大値を下げることができるため、場所に依存せず比較的安定した無線通信品質やスループットを提供できる。また、インフラ側のアンテナ同士が相互に離れているため、無線端末が相互に離れたインフラ側アンテナを同時に使用することで、伝搬ロスとシャドーイングにより決定する伝搬路品質の長区間変動に関するサイトダイバーシチ効果を得ることができる。
【０００３】
ＤＡＳでは、ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置と、無線信号を送受信するアンテナまでの距離が離れている。該信号処理装置とアンテナまでの距離が短ければ銅線ケーブルで接続してもケーブル伝搬損は無視できるが、同距離が延びるとケーブル伝搬損が無視できなくなる。このため、該信号処理装置と該アンテナとの間の区間を光ファイバで接続する技術が知られており、例えば、特許文献１で開示されている。同文献では、光ファイバ区間でベースバンドデジタルサンプリング信号を伝送し、光ファイバ区間におけるビット誤り率に対するしきい値判定により、光ファイバ区間を無効にすることで、該ビット誤りによる無線通信品質低下を抑える技術が開示されている。
【０００４】
該信号処理装置が多数の該アンテナを光ファイバで束ねるために最も簡単な方法は、該信号処理装置を中心としたシングルスター型トポロジで光ファイバネットワークを構成するのが確実な方法であるが、光ファイバ本数を抑えて敷設および維持コスト削減を志向したＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の技術が知られている。ＰＯＮとして現在良く知られているのは、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＰＯＮであり、例えば、非特許文献２で開示されている。また、大容量化を志向したＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＰＯＮの技術も研究されており、例えば、非特許文献３で開示されている。
【０００５】
近年、セルラシステムの通信規格の一つであるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が商用サービスインを迎えた。ＬＴＥは、最大２０ＭＨｚの広帯域システムで、かつＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術による周波数利用効率向上が図られ、最大３００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃのピークデータレートを達成できる。多元接続方式としてはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が採用されている。ＬＴＥに関しては、非特許文献４に概要が、同文献が参照している各種Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに、より詳細に仕様が開示されている。なお、ＬＴＥではＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌを使用したＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）ベースの端末位置測位機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０５７６５１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ａ．Ａ．Ｍ．Ｓａｌｅｈ，ｅｔ ａｌ．，“Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｎｔｅｎｎａｓ ｆｏｒ Ｉｎｄｏｏｒ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ Ｃｏｎｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．３５，ｐｐ．１２４５−１２５１，Ｄｅｃ．１９８７
【非特許文献２】Ｊｏｈｎ Ｒ．Ｖａｃｃａ著，木村達也訳，“光ネットワークの活用技術”，オーム社，第５章，Ｎｏｖ.２００８
【非特許文献３】鈴木ほか、“広域ＷＤＭ−ＰＯＮ技術”、電子情報通信学会技術研究報告、ＣＳ２００５−３９、Ｎｏｖ．２００５
【非特許文献４】３ＧＰＰ，“Ｏｖｅｒａｌｌ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ；Ｓｔａｇｅ２（Ｒｅｌｅａｓｅ９）”，ＴＳ３６．３００，Ｖｅｒ９．２．０，Ｄｅｃ．２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の分散アンテナシステム（ＤＡＳ）において、ベースバンド信号処理装置と多数のアンテナとの間をベースバンドデジタル信号で伝送する場合、同区間でのデータ伝送量が膨大となる。データ伝送量に見合った量のケーブルを引けば同課題を解消することができるが、ケーブルを引いた本数に応じた敷設コストや維持コストが掛かるようになる。更に、１つの分散アンテナシステムで複数の通信システムを収容することで、一つの通信システムあたりに掛かる上記コストを削減することはできるが、上記区間でのデータ伝送量がさらに増加する。一方で、上記データ伝送量を減らすため、分散アンテナシステムが管理するアンテナ数を減らすアプローチが考えられるが、この方法では無線カバレッジの縮小を招く。特許文献１で開示されている方法でも上記区間でのデータ伝送量を削減することができるが、アンテナの機能を止めることになるため、無線カバレッジの縮小を招く。
【０００９】
本発明の目的は、無線カバレッジの縮小を招くことなく、ベースバンド信号処理装置と多数のアンテナとの間のデータ伝送量を削減し、低コストの無線通信システム、および無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
無線カバレッジを維持するためには、少なくともネットワーク側からのブロードキャスト信号が端末で観測できる必要がある。一方で、端末固有の上りユニキャスト信号および下りユニキャスト信号は、それぞれの端末からの送信タイミング、および端末への送信タイミングを端末位置に応じてうまく調整すれば、必ずしも全てのネットワーク側アンテナで常時送受信できる必要は無い。また、複数通信システムを同一の分散アンテナシステムで提供する場合、通信システム毎に無線カバレッジを維持するために必要なアンテナ数は異なるため、全ての通信システムが全てのアンテナでブロードキャスト信号を送信する必要はない。
【００１１】
そこで本発明においては、上記の目的を達成するため、ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置と、１または複数のアンテナを介して、１または複数の端末装置が通信する無線通信システムであって、信号処理装置から送信される信号は、複数の端末装置に向けて送信される第一の信号と、単一の端末装置に向けて送信される第二の信号とを含み、アンテナは、第一の信号を端末装置に向けて送信する１または複数のアンテナで構成される第一のアンテナセットと、第一のアンテナセットに包含され、第二の信号を端末装置に向けて送信する１または複数のアンテナで構成される第二のアンテナセットを備え、第二のアンテナセットを構成するアンテナの組み合わせは、第一のアンテナセットの範囲内で、システム動作中に任意に変更できる無線通信システムを提供する。
【００１２】
また、本発明においては、上記の目的を達成するため、１または複数の端末装置と通信を行う無線通信システムであって、複数の通信方式が混在し、通信方式間で１または複数のアンテナを共有し、通信方式毎にベースバンド信号処理を実施する信号処理装置を具備し、複数の通信方式のうち１または複数で通信が可能な１または複数の端末装置が、アンテナを介して端末装置が通信可能な通信方式の信号処理装置と通信し、通信方式毎に信号処理装置から送信される信号を、複数の端末装置に向けて送信される第一の信号と、単一の端末装置に向けて送信される第二の信号とに分類し、通信方式毎の第一の信号を端末装置に向けて送信する１または複数のアンテナで構成される第一のアンテナセットと、第一のアンテナセットに包含される、通信方式毎の第二の信号を端末装置に向けて送信する１または複数のアンテナで構成される第二のアンテナセットとを準備し、通信方式毎の第二のアンテナセットを構成するアンテナの組み合わせは、当該通信方式に関する第一のアンテナセットの範囲内で、システム動作中に任意に変更できる無線通信システムを提供する。
【００１３】
更に、上記の目的を達成するため、１または複数の端末装置と１または複数のアンテナを介して通信する無線通信装置であって、ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置と、アンテナ各々に接続され、信号処理装置との間にケーブルネットワークを構成する１または複数のフロントエンド部とを備え、信号処理装置は、複数の端末装置に向けて送信される第一の信号に対してベースバンド信号処理する第一信号処理部と、単一の端末装置に向けて送信される第二の信号と、端末装置から送信される第三の信号に対してベースバンド信号処理する第二信号処理部と、アンテナ各々に対して、第一の信号、第二の信号、第三の信号のうち少なくともいずれか一の信号に対する遮断制御信号を生成する遮断制御部と、信号処理装置からケーブルネットワークを介してフロントエンド部へ送信される第一の信号、第二の信号、および遮断制御信号の多重化、およびフロントエンド部からケーブルネットワークを介して信号処理装置へ送信される、第三の信号の多重化解除を実施する多重化制御部とを具備する無線通信装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第一のアンテナセットによる無線カバレッジの確保と、第二のアンテナセットの絞り込みにより情報伝送量を削減することができる。
【００１５】
また、第二のアンテナセットを第一のアンテナセットの範囲内で切り替えることで、第一のアンテナセットで確保された無線カバレッジ内で、第二の信号であるユニキャスト信号による通信サービスをもれなく提供することができる。更に、複数の通信方式が混在する状況においても、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の分散アンテナシステムの原理を説明する概観図である。
【図２Ａ】図１の全フロントエンド部でブロードキャスト信号をアクティベートする制御を説明する図である。
【図２Ｂ】図１の一部のフロントエンド部でユニキャスト信号をアクティベートする制御を説明する図である。
【図２Ｃ】図２Ｂとは異なる一部のフロントエンド部でユニキャスト信号をアクティベートする制御を説明する図である。
【図３Ａ】図１の一部のフロントエンド部でブロードキャスト信号をアクティベートする制御を説明する図である。
【図３Ｂ】図１のブロードキャスト信号をアクティベートするフロントエンド部を変更する制御を説明する図である。
【図３Ｃ】図３Ｂの制御後にユニキャスト信号をアクティベートする制御を説明する図である。
【図４】第１の実施例におけるシステム装置構成を示す図である。
【図５】第１実施例におけるベースバンド制御部を示す図である。
【図６】第１の実施例におけるブロードキャスト信号のアクティベート／デアクティベートをフロントエンド部毎に決定する方法を示す図である。
【図７】第１の実施例におけるユニキャスト信号のアクティベート／デアクティベートをフロントエンド部毎に決定する方法を示す図である。
【図８】第１の実施例におけるブロードキャスト信号処理部を示す図である。
【図９】第１の実施例におけるユニキャスト信号処理部を示す図である。
【図１０】第１の実施例におけるネットワーク側多重化制御部を示す図である。
【図１１】第１の実施例におけるフロントエンド部を示す図である。
【図１２】第１の実施例におけるフロントエンド側多重化制御部を示す図である。
【図１３】第１の実施例における無線信号送受信部を示す図である。
【図１４Ａ】第１の実施例における光ファイバネットワーク上で伝送される上りおよび下りデータストリームの全体像を示す図である。
【図１４Ｂ】第１の実施例におけるブロードキャスト信号に関するデータストリームの一例を示す図である。
【図１４Ｃ】第１の実施例における上りおよび下りユニキャスト信号に関するデータストリームの一例を示す図である。
【図１４Ｄ】第１の実施例における同期固定フィールドの一例を示す図である。
【図１５】第２の実施例のするシステム装置構成の全体を示す図である。
【図１６】第２の実施例におけるネットワーク側多重化制御部の一構成例を示す図である。
【図１７Ａ】第２の実施例における光ファイバネットワーク上で伝送されるデータフォーマットの一例を示す図である。
【図１７Ｂ】第２の実施例におけるシステム間で異なるＴＴＩを有する例を示す図である。
【図１７Ｃ】第２の実施例における通信システム間で異なるＴＴＩを有する場合の光ファイバネットワーク上で伝送されるデータフォーマットの一例を示す図である。
【図１８】第２の実施例におけるフロントエンド部の一構成例を示す図である。
【図１９】第２の実施例におけるフロントエンド側多重化制御部の一構成例を示す図である。
【図２０】第１の実施例におけるフロントエンドグループと端末との関連付け結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の種々の実施態様を説明するに先立ち、その原理を概説する。なお、本明細書の無線通信システムとは、分散アンテナシステム（ＤＡＳ）であり、１または複数の端末装置と１または複数のアンテナを介して通信を行う無線通信装置を備えている。この無線通信装置とは、ベースバンド信号処理を行う信号処理装置と、アンテナに繋がる１または複数のフロントエンド部からなる構成、更には１または複数のアンテナを含めた構成を意味するものとする。また、本明細書において使用されるブロードキャスト信号、下りのユニキャスト信号、上りのユニキャスト信号をそれぞれ第一の信号、第二の信号、第三の信号と呼ぶ場合があり、それらに対応する信号処理部、信号送受信部を、第一信号処理部、第一信号送信部、及び第二信号処理部、第二信号送受信部と呼ぶ場合がある。
【００１８】
図１は、本発明の分散アンテナシステムの原理を説明するための概観図である。図１において、基地局相当装置としてベースバンド信号処理を実施する信号処理装置１に、ケーブルネットワークとしての光ファイバネットワーク２を介して複数のフロントエンド部３が接続されている。各フロントエンド部３はベースバンド信号と無線周波数帯信号（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ信号、以下、ＲＦ信号と略記する。）との変換を行う機能を有し、各フロントエンド部３と無線通信可能なエリアとして通信エリア４を定義する。各通信エリア４に属している端末８は、無線および光ファイバネットワーク２を介して信号処理装置１との通信が可能である。９は無線リンクを示している。なお、図１では、フロントエンド部３−１〜３−４等として、４セットを例示したがこれに限定されるものではない。上述の通り、フロントエンド部にアンテナが含まれるとして説明を行うが、アンテナを除外してフロントエンド部と呼んでも良い。
【００１９】
信号処理装置１からは、複数端末での受信が想定されている物理チャネルや物理信号で構成される第一の信号と称される、ブロードキャスト信号（ＢＣ）５と、単一端末での受信が想定されている物理チャネルや物理信号で構成される、第二の信号と称される、ユニキャスト信号（ＵＣ１）６およびユニキャスト信号（ＵＣ２）７が光ファイバネットワーク２を介して各フロントエンド部３へ送信される。ブロードキャスト信号５は、無線通信カバレッジ確保のため全フロントエンド部３−１〜３−４に対し送信され、ユニキャスト信号６および７は、各々別のフロントエンド部３−１、３−２に対し送信される。ユニキャスト信号６および７の送信範囲を一部のフロントエンド部３に絞り込み、光ファイバネットワーク２で流れる信号伝送量を削減することが、本発明のポイントであり、光ファイバ伝送量に制約がある中で、広い無線カバレッジを確保する効果を得ることができる。ユニキャスト信号６および７が、時間毎に異なるフロントエンド部３に対して送信されるように制御することで、端末８は通信エリア４のいずれかに属していれば、信号処理装置１との通信が可能となる。図中で通信エリア４−１、４−２は、ある時間においてユニキャスト信号６および７のいずれかが通信可能なエリアを示す。他の通信エリア４−３、４−４は、当該時間において、ブロードキャスト信号５のみの通信可能なエリアを示している。
【００２０】
なお、本図は下り通信の例を示しているが、上り通信の場合はブロードキャスト信号５が無いため、ユニキャスト信号６および７がいずれかのフロントエンド部３から信号処理装置１に対し送信される。一部のフロントエンド部３からの上り信号だけを光ファイバネットワーク２で伝送することで、上記の下り通信の例と同様、光ファイバ伝送量に制約がある中で、広い無線カバレッジを確保する効果を得ることができる。
【００２１】
図２Ａから図２Ｃは、下りのユニキャスト信号を取り扱うフロントエンド部３を切り替え制御する方法を示した図である。図２Ａは、全てのフロントエンド部３でブロードキャスト信号の通信を可能とするための制御である。信号処理装置１からブロードキャストアクティベーションコマンド（ＢＣ−Ａ）１０を全フロントエンド部３に通知することで、各フロントエンド部３でブロードキャスト信号を送信できるようにし、無線カバレッジを確保する。
【００２２】
この手順が完了した後、図２Ｂに示すように、信号処理装置１から全フロントエンド部３に対してブロードキャスト信号５を送信、さらにユニキャスト信号を送信させたいフロントエンド部３に対してユニキャストアクティベーションコマンド（ＵＣ−Ａ）１１と共にユニキャスト信号６および７を各々別のフロントエンド部３に対して送信する。
【００２３】
ユニキャスト信号６および７の送信先を変える場合は、図２Ｃに示すようにユニキャストアクティベーションコマンド１１とユニキャスト信号６および７の送信先を切り替えることで実現できる。この方法は、フロントエンド部３がユニキャストアクティベーションコマンド１１をその都度受信しない限り、暗黙的にユニキャスト信号を無効にすることを前提としている。ここでは、この前提を採用するが、明示的にユニキャスト信号を無効にするためのユニキャストデアクティベーションコマンドを通信するようにしても良いし、各フロントエンド部３に対し周期的にユニキャスト信号を有効にするようなコンフィグを実施する方法でも良い。
【００２４】
図３Ａから図３Ｃは、ブロードキャスト信号を取り扱うフロントエンド部３を切り替え制御する方法を示している。図３Ａは、一部のフロントエンド部３でブロードキャスト信号の通信を可能とするための制御である。システム全体のフロントエンド部３を使わなくても、無線カバレッジが確保できる無線通信システム、すなわち、各フロントエンド部３の送信電力が大きいこと、もしくは無線周波数が低くＲＦ信号がより遠くまで到達し得る無線通信システムに適した運用である。ただし、ある一部のフロントエンド部３だけで運用している時に、無線カバレッジホールが発生する場合がある。この時、ブロードキャスト信号を取り扱うフロントエンド部３を変更することで解決する場合がある。つまり、新たな光ファイバやフロントエンド部の追加工事なしで無線カバレッジに変更を加えることができる。
【００２５】
図３Ｂはブロードバンド信号を取り扱うフロントエンド部３を変更する手順を示す。第四のフロントエンド部３−４がブロードキャスト信号５の取り扱いを停止し、第三のフロントエンド部３−３が新たにブロードキャスト信号５の取り扱いを開始する例である。新たにブロードキャスト信号５を取り扱う第三のフロントエンド部３−３に対しては、ブロードキャストアクティベーションコマンド（ＢＣ−Ａ）１０を送信し、この度ブロードキャスト信号５の取り扱いを停止する第四のフロントエンド部３−４に対しては、ブロードバンドデアクティベーションコマンド（ＢＣ−Ｄ）１２を送信する。
【００２６】
その結果、図３Ｃに示すように、第一および第三のフロントエンド部３−１および３−３でブロードバンド信号５を取り扱えるようになる。ユニキャスト信号６および７も、これらのフロントエンド部３−１および３−３に対してユニキャストアクティベーションコマンド（ＵＣ−Ａ）１１と共に信号処理装置１から送信される。
【００２７】
以上、図２Ａから図２Ｃ、および図３Ａから図３Ｃまでで、下り通信においてユニキャスト信号を取り扱うフロントエンド部３の切り替え制御、ならびにブロードキャスト信号を取り扱うフロントエンド部３の切り替え制御について説明した。上り通信の場合は、ブロードキャスト信号が無いため、第三の信号と称される、ユニキャスト信号に対する制御のみを実施する。下り通信においてユニキャストアクティベーションコマンド（ＵＣ−Ａ）１１を受信したフロントエンド部３における、上りベースバンド信号を信号処理装置１へ転送する。ユニキャストアクティベーションコマンド（ＵＣ−Ａ）１１を受信していないフロントエンド部３においては、上り無線信号に対する受信動作を実施してもしなくても良いが、例えば端末からのランダムアクセス信号の捕捉失敗といった事態を避け、端末からの無駄なランダムアクセス信号の再送を避けるためには、全フロントエンド部３は必ず受信動作を実施し、光ファイバで転送する信号をバッファに蓄えておき、上記アクティベーションコマンド（ＵＣ−Ａ）受信時に、該バッファの内容を、光ファイバネットワーク２を介して信号処理装置１に対し転送することが望ましい。
【００２８】
続いて、上述した本発明の原理を実現する具体的な種々の実施例構成について図面を用いて詳述する。
【実施例１】
【００２９】
図４は、第１の実施例のシステム装置構成の全体を示す図である。同図において、ベースバンド信号処理を担当する信号処理装置１は、各フロントエンド部３に対するブロードキャスト信号およびユニキャスト信号に対するアクティベーションおよびデアクティベーションを制御する、信号処理装置１の遮断制御部と称される、ベースバンド（ＢＢ）制御部２１と、ブロードバンド信号に関するベースバンド信号処理を実施する、第一信号処理部と称される、ブロードキャスト（ＢＣ）信号処理部２２と、ユニキャスト信号に関するベースバンド信号処理を実施する、第二信号処理部と称される、ユニキャスト（ＵＣ）信号処理部２３と、ブロードキャスト信号と下りユニキャスト信号との多重化、上りユニキャスト信号の多重化解除、ならびに多重化された各ブロードキャスト／ユニキャスト信号に対する光チャネル（時間／周波数／空間）の割当て、および割当て解除を制御する、信号処理装置１の多重化制御部と称される、ネットワーク側多重化制御部（ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ）２４と、バックホールネットワーク４４を介してＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）装置４１、ゲートウェイ（ＧＷ）装置４２、モビリティ制御装置（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ：ＭＭＵ）４３と通信を行うネットワークインターフェース（ＮＩＦ）２５とで構成される。
【００３０】
本実施例においては，光ファイバネットワーク２としてＴＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を前提として説明するが、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＰＯＮや、光ファイバをフロントエンド部３の数だけ複数束ねた空間多重、すなわち信号処理装置１を中心としたシングルスタートポロジ構成、さらにこれらの組み合わせでも実現可能であることは、同業者であれば容易に想到可能である。ＴＤＭ−ＰＯＮを前提とすると、このネットワーク側多重化制御部２４はＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）としての機能を有する。
【００３１】
フロントエンド部３は図４に示すように、システム内に複数存在し、全てのフロントエンド部３が同一構成であることを前提とする。同一構成とすることで、フロントエンド部３生産時のスケールメリットによりコストダウンを図ることができる。図４の中では、第二のフロントエンド部３−２以降は、全て第一のフロントエンド部３−１と同一構成であるため略記している。
【００３２】
フロントエンド部３は、フロントエンド部３内のベースバンド処理部分を制御するベースバンドフロントエンド（ＢＢ−ＦＥ）制御部３１と、信号処理装置１から送信されたブロードキャスト信号そのもの、もしくはブロードキャスト信号を生成するためのパラメータからブロードキャスト信号を生成して出力する、第一信号送信部と称される、ブロードキャスト（ＢＣ）信号送信部３２と、信号処理装置１から送信されたユニキャスト信号の送信と、上り受信ベースバンドユニキャスト信号を信号処理装置１へ送信する第二信号送受信部と称される、ユニキャスト（ＵＣ）信号送受信部３３と、当該フロントエンド部３に割り当てられた下り光伝送チャネルからブロードキャスト信号と下りユニキャスト信号の抽出および多重化解除、当該フロントエンド部３に割り当てられた上り光伝送チャネルへのユニキャスト信号送信を実施するフロントエンド側多重化制御部（ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ）３４と、ベースバンド信号とＲＦ信号との間の相互変換を実施する無線信号送受信部３５と、アンテナ３６と、下りユニキャスト信号とブロードキャスト信号を多重化する下り多重化部（ＢＣ／ＵＣ ＭＵＸ）３７とで構成される。該フロントエンド側多重化制御部３４は、ＴＤＭ−ＰＯＮにおけるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）としての役割を有する。
【００３３】
ＯＡＭ装置４１は、信号処理装置１に対するコンフィグパラメータの送信、本実施例によるブロードキャスト信号、マルチキャスト信号に対するアクティベーションおよびデアクティベーション制御信号の送信、および各端末８で測定した無線通信品質に関するレポートを、信号処理装置１を介して吸い上げる機能を少なくとも有する。この無線通信品質に関するレポートとして、端末の座標位置と下り受信電力が一対一で対応した情報が少なくとも含まれる。このレポートを基にＯＡＭ装置４１自身が自動的に、またはＯＡＭ装置４１を操作する操作者によって、アクティベーションおよびデアクティベーション制御を、信号処理装置１から離れた場所で実施できる。ＯＡＭ装置４１は、ＯＡＭ装置４１自身が該制御を実施するためのプロセッサ、人間の手によって該制御を実施するためのユーザインターフェース、ならびに端末８からの該レポートを一時記録しておくためのメモリ等から構成される。
【００３４】
ＧＷ装置４２は、コアネットワークと、本実施例が対象とするアクセスネットワークとの境界に位置するパケット終端装置である。本実施例においては、ブロードキャスト信号および下りユニキャスト信号の供給元、ならびに上りユニキャスト信号の出力先として位置付けている。
【００３５】
ＭＭＥ装置４３は、各端末のモビリティ制御を実施する装置で、ハンドオーバやページングといった機能を有する。本実施例では、ブロードバンド制御信号としてのページングメッセージの供給元として位置付けている。
【００３６】
図５は、本実施例のシステムの信号処理装置１のベースバンド（ＢＢ）制御部２１の一構成を示す図である。ベースバンド制御部２１の役割は、ネットワーク側多重化制御部２４に対して、各フロントエンド部３に関するブロードキャストおよびユニキャスト信号に関するアクティベーションおよびデアクティベーションを個別に指示するインジケータとしての制御情報ＢＣＣＴＲＬ，ＵＣＣＴＲＬを出力することである。同図において、５１はスイッチ（ＢＣＳＷ）、５２はスイッチ（ＵＣＳＷ）、５３はフロントエンド部（ＦＥ）位置情報テーブル、５４はアクティベート（ＢＣ／ＵＣ Ａｃｔｉｖａｔｅ）制御部である。アクティベート制御部５４には、後で説明するＵＣ信号処理部２３との間に、インタフェースＵＥ＿ＩＮＦＯ、ＡＣＴ＿ＵＥ＿ＳＥＴが設けられている。
【００３７】
インジケータとしての制御情報ＢＣＣＴＲＬ，ＵＣＣＴＲＬを生成する方法は２つある。１つはＯＡＭ装置４１から入力する方法、もう一つは信号処理装置１内のアクティベート（ＢＣ／ＵＣ Ａｃｔｉｖａｔｅ）制御部５４で生成する方法である。ＯＡＭ装置４１からは、ユーザインターフェースを介して該制御情報を設定する方法と、該アクティベート制御部５４相当の機能をＯＡＭ装置４１側に搭載する方法が考えられるが、本実施例では前者の方法を前提として説明する。
【００３８】
ＯＡＭ装置４１からは、ＯＡＭ装置４１からの設定情報と、該アクティベート制御部５４の生成結果との、どちらをネットワーク側多重化制御部２４に対して出力するかのスイッチ制御するための設定を行う。このスイッチ制御は、制御信号ＳＷＣＴＲＬを用いて、ブロードキャスト信号に対するスイッチ（ＢＣＳＷ）５１と、ユニキャスト信号に対するスイッチ（ＵＣＳＷ）５２に対して実施される。
【００３９】
アクティベート制御部５４は、各フロントエンド部３に関して、ブロードキャスト信号のアクティベート／デアクティベート、およびユニキャスト信号のアクティベート／デアクティベートを制御する。制御の方法は様々考えられるが、図６および図７を用いて１つの実現方法を説明する。
【００４０】
図６は、信号処理装置１が、ブロードキャスト信号のアクティベート／デアクティベートをフロントエンド部毎に決定するための１つの方法を示す。最初に、光ファイバの伝送能力を考慮し、ブロードキャスト信号を取り扱うフロントエンド部３の数の上限値Ｎｂｃを設定する（Ｓ１００１）。この設定はＯＡＭ装置４１からユーザインターフェースを介して人手により実施することとする。
【００４１】
ブロードキャスト信号のアクティベート／デアクティベート制御の更新周期が来るまで待機する（Ｓ１００２）。本実施例では更新周期をＯＡＭ装置４１からユーザインターフェースを介して人手により設定し、アクティベート制御部５４自身のセルフタイマにより該制御の更新トリガを掛けることを前提としている。しかしながら、無線カバレッジ自体が頻繁に変更する性質のものではなく、屋外であれば新たな建物が建設されたとか、屋内であればレイアウト変更をしたなどの契機で発生するものと考えられる。したがって、ＯＡＭ装置４１からユーザインターフェースを介して人手により更新トリガを掛ける方法でも良い。
【００４２】
Ｓ１００２において更新トリガが掛かると、フロントエンド部３毎に評価関数を計算し、評価関数の大きい順もしくは小さい順にＮｂｃ個のフロントエンド部３を選択する。Ｓ１００３に評価関数の一例を示している。すなわち、Ｓ１００３では、フロントエンド部から各端末までの距離を計算して累算し、その合計値を評価関数としており、Ｓ１００４で同評価関数が小さい方からＮｂｃ個のフロントエンド部を選択する処理としている。Ｓ１００３を実施するためには、各フロントエンド部３の座標位置と、各端末の座標位置とをアクティベート制御部５４が知っておく必要がある。
【００４３】
このため、図５のベースバンド制御部２１の実施例では、フロントエンド部（ＦＥ）位置情報テーブル５３を有し、該テーブル値を入力するためのインタフェースと、端末８の位置情報を入力するためのインタフェースＵＥ＿ＩＮＦＯをアクティベート制御部５４に持たせている。フロントエンド部位置情報テーブル５３の内容は、ＯＡＭ装置４１からテーブル情報（ＦＥＴＢＬ）として設定される。本実施例では、端末８の位置情報は、端末がＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、またはパイロット信号を使用したＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）ベースの測位が可能であり、測位結果をネットワーク側にフィードバックすることを前提としている。
【００４４】
図７は、アクティベート制御部５４において、ユニキャスト信号のアクティベート／デアクティベートをフロントエンド部毎に決定するための１つの方法を示す。同図は、マルチスレッド動作を想定している。左側のスレッドは、全フロントエンド部３に適用されるアクティベーション周期と、周期内のオフセット値を決定するためのスレッドで、ＯＡＭ装置４１からのトリガで実施されることを想定している。Ｓ１１０１とＳ１１０２は実質、ＯＡＭ装置４１側で実施される。Ｎｕｃ個のフロントエンド部３をグループ化したフロントエンドグループを１または複数形成する。各フロントエンド部３は、少なくとも１つのフロントエンドグループに所属するものとする。
【００４５】
Ｓ１１０３では、フロントエンドグループ毎に所属端末数をカウントする。具体的には、端末位置から最寄りのフロントエンド部が所属するフロントエンドグループに端末数をカウントしていく方法が考えられる。当該フロントエンド部が複数のフロントエンドグループに所属している場合は、両方のフロントエンドグループに端末数をカウントすれば良い。Ｓ１１０３に関する端末ループ処理が終了すると、各フロントエンドグループについて所属端末数が求められている状態となる。
【００４６】
Ｓ１１０４では、所属端末数に応じて各フロントエンドグループに、アクティベーションされる時間率を配分する。時間率は、任意の粒度で量子化しても良い。例えば、各フロントエンドグループの時間率が取り得る値を０％、２５％、５０％、７５％、１００％の５通りとすることも可能である。一点だけ注意すべき点として、フロントエンドグループの時間率合計が１００％を超えてはならない。これは、全ての時刻で発生するとは限らないが、ある時刻において想定していた光ファイバ伝送量を超えたユニキャスト信号が流れることを意味するためである。例えば、時間率１００％のフロントエンドグループと、時間率２５％のフロントエンドグループが存在し、それぞれがＮｕｃ個のフロントエンドをグループ化している場合、全時間の７５％は時間率１００％のフロントエンドグループのみアクティベートされている状態（すなわちアクティブなフロントエンド部の数はＮｕｃ）となるが、残り時間（２５％）は、それに加えて時間率２５％のフロントエンドグループに対してもアクティベートされた状態となり、結果としてＮｕｃの２倍のフロントエンド部に対してユニキャスト信号が流れることになるため、当初の想定（同時アクティベート数Ｎｕｃ）を超えた光ファイバ伝送量が発生してしまい、結果としてユニキャスト信号同士の光ファイバ上での干渉といった問題が生じる。
【００４７】
Ｓ１１０５では、各フロントエンドグループに対して実際にアクティベートする時間周期と時間オフセット値を決定する。例えば、上記の通り時間率を２５％の粒度で決定する場合、各フロントエンド部のアクティベート周期は４ＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）、それぞれのフロントエンド部に対し４ｎ＋ｋ（ｎは整数、ｋはオフセット値）番目のＴＴＩにおいてアクティベートするように決定する。同一フロントエンドグループの全フロントエンド部に対しては、ｋは同一値をセットする。
【００４８】
この結果を、図７の右側のスレッドがＴＴＩ毎に監視し、ＴＴＩ毎にユニキャスト信号のアクティベート／デアクティベートをフロントエンド部３毎に決定し、ネットワーク側多重化制御部２４に対し出力する。Ｓ１１０６は、ＴＴＩ周期毎にアクティベート／デアクティベート制御情報を出力するためのセルフタイマである。Ｓ１１０７ではＳ１１０５の結果を参照して、各フロントエンド部が現在のＴＴＩにおいてアクティベート／デアクティベートのいずれにすべきかを判定し、判定結果をネットワーク側多重化制御部２４に対し出力する。右側のスレッドは開始後、無限ループで動作させる。
【００４９】
なお、図７のフローに関連して、各ＴＴＩでアクティベートされるフロントエンドグループに属する端末のグループを同様に定義できる。この端末グループをユニキャスト（ＵＣ）信号処理部２３に、インタフェースＡＣＴ＿ＵＣ＿ＳＥＴ経由で通知することで、パケットスケジューリングのサーチスペースを削減することができる。
【００５０】
以上の本実施例の動作結果を図２０のテーブル１６０にまとめる。テーブル１６０のフロントエンドＩＤ１６１は、各フロントエンド部３に対して固有に割り振られる識別子である。フロントエンドグループ１６２は、図７のＳ１１０２で実施されるフロントエンド部３のグループ化によってグループ毎に割り振られる識別子（ＩＤ）である。この実施例では、４個のフロントエンド部３をグループ化してフロントエンドグループを形成している。Ａｃｔｉｖａｔｅタイミング１６３は、図７のＳ１１０５で決定するフロントエンドグループ毎のＡｃｔｉｖａｔｅタイミングが記載されている。この実施例では、フロントエンドグループ０、１、０、２の順番で４ＴＴＩ周期にてＡｃｔｉｖａｔｅされる例で、フロントエンドグループ０のＡｃｔｉｖｅ時間率は５０％、フロントエンドグループ１と２のＡｃｔｉｖｅ時間率は２５％となっている。端末ＩＤ１６４は、各フロントエンドグループに属する端末のＩＤを表す。各ＴＴＩにおいてＡｃｔｉｖａｔｅされるフロントエンドグループに属する端末のグループをユニキャスト（ＵＣ）信号処理部２３に通知する。通知のインタフェースは、図５に示すＡＣＴ＿ＵＥ＿ＳＥＴである。
【００５１】
ユニキャスト信号処理部２３は、各ＴＴＩにおいて端末に無線通信リソースを割り当てるパケットスケジューリングを実施する際、ＡＣＴ＿ＵＥ＿ＳＥＴで通知されていない端末を無線通信リソース割当て候補から外す、すなわちサーチスペースから外すことで、ユニキャスト信号処理部２３の処理負荷を削減することができる。例えば、４ｎ＋２番目のＴＴＩになったとき、当該ＴＴＩでＡｃｔｉｖａｔｅされるのはフロントエンドグループ０なので、そこに所属している端末ＩＤ０から１１の端末だけが、当該ＴＴＩにおいて無線通信リソースを割り当てられる候補となる。
【００５２】
図８は、本実施例によるブロードキャスト（ＢＣ）信号処理部２２の一構成例を示す図である。ブロードキャスト信号処理部２２は、ネットワークインターフェース２５およびバックホールネットワーク４４を介してＯＡＭ装置４１、ＧＷ装置４２、およびＭＭＥ装置４３と接続される。機能としては、ユニキャスト信号処理部２３に対するブロードキャスト信号に関するリソース割り当て情報の通知と、ネットワーク側多重化制御部２４に対する、例えば同期信号やパイロット信号などの物理層信号、上位層のペイロードを載せる物理チャネルの送信シンボル系列、ならびに該ブロードキャスト信号に関するリソース割り当て情報をパケット化して出力する機能を有する。
【００５３】
ブロードキャスト物理層信号生成シードテーブル（ＢＣ ＰＨＹ Ｓｉｇ． Ｓｅｅｄ Ｔａｂｌｅ）６１は、ブロードキャスト信号をアクティベートした各フロントエンド部３で送信する物理層信号である同期信号およびパイロット信号を生成するためのパラメータを格納するテーブルである。具体的には、時間スロット番号であるＴＴＩの通し番号やセルＩＤが該当する。時間スロット番号は、スロットカウント部（Ｓｌｏｔ Ｃｏｕｎｔｅｒ）６４からスロット番号更新時に新たなスロット番号が書き込まれる。セルＩＤは、ＯＡＭ装置４１からＢＣ＿ＰＨＹＳＥＥＤとして書き込まれる。同期信号およびパイロット信号共に、フロントエンド部毎に同一信号を送信しても別信号を送信しても良い。単純な送信ダイバーシチによる通信品質の安定性を狙うのであれば同一信号、同時通信端末数増加による周波数利用効率を狙うのであれば別信号を送信することになる。本実施例では、フロントエンド部毎に別信号を送信するという前提に立つ。この前提に従うと、ブロードキャスト信号がアクティベートされたフロントエンド部毎に別々の物理層信号生成パラメータを伝送することになる。
【００５４】
共通無線コンフィグテーブル（Ｃｏｍｍｏｎ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｎｆｉｇ． Ｔａｂｌｅ）６２は、システム内共通の無線通信に関するパラメータで、システム内の全端末が参照すべきものである。共通無線コンフィグテーブル６２の内容はＯＡＭ装置４１からＣＯＭ＿ＣＦＧとして設定される。このパラメータの一部または全部を基にしてＭＡＣ ＰＤＵ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）を構成するために、ブロードキャストＬ２処理部（ＢＣ Ｌ２ Ｐｒｏｃ．）６５により参照される。
【００５５】
ブロードキャストデータバッファ（ＢＣ Ｄａｔａ Ｂｕｆｆｅｒ）６３は、Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅデータ（ＢＣ＿ＤＡＴＡ）はＧＷ装置４２から、Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅデータ（ＰＡＧＩＮＧ）はＭＭＥ装置４３から入力される。入力されたデータは一旦バッファに格納され、ブロードキャストＬ２処理部６５から、該バッファ内容の一部または全部を基にしてＭＡＣ ＰＤＵを構成するために参照される。
【００５６】
スロットカウント部（Ｓｌｏｔ Ｃｏｕｎｔｅｒ）６４は、スロット時間経過毎に新たなスロット番号を発行し、ブロードキャスト物理層信号生成シードテーブル６１およびユニキャスト信号処理部２３に通知し、ブロードキャストＬ２処理部６５に対しトリガを掛ける機能を有する。スロットカウント部６４は自走クロックおよびクロックカウンタで構成され、例えば、スロット長が0.5msで、自走クロックが100MHzで動作する場合、クロックカウンタが50000に達した時に新たなスロット番号の発行と、スロット番号変更通知の発行を行う。
【００５７】
ブロードキャストＬ２処理部６５は、共通無線コンフィグテーブル６２やブロードキャストデータバッファ６３から、それぞれどの程度の量のデータを取り出し、どの物理リソース（時間、周波数、およびフロントエンド部）に割り当てて伝送するかを制御する機能を少なくとも有する。これは、いわゆるパケットスケジューリングおよびリソース割当ての機能に相当する。ブロードキャスト信号は、一般的にユニキャスト信号に対して優先度は高いため、ブロードキャスト信号に対する割当て結果をユニキャスト信号処理部２３に通知し、ユニキャスト信号処理部２３は、ブロードキャスト信号未割当である残りの通信リソースを割り当てる。また、該割当て結果は、ネットワーク側多重化制御部２４を介してフロントエンド部３に対してブロードキャスト信号と共に転送される。この転送は、フロントエンド部３側でブロードキャスト信号を割当て結果に応じて時間周波数にマッピングするのが目的である。リソース割当てされたデータはＭＡＣ ＰＤＵとして、ブロードキャストＬ１処理部（ＢＣ Ｌ１ Ｐｒｏｃ．）６６に出力される。
【００５８】
ブロードキャストＬ１処理部６６は、ブロードキャストＬ２処理部６５から入力されたＭＡＣ ＰＤＵに関するＩＱ変調シンボル系列を生成する機能を有する。ＭＡＣ ＰＤＵからＩＱ変調シンボルを生成する手順に関しては、非特許文献４，および同文献が参照するＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに開示されている。ここで出力されるＩＱ変調シンボルは周波数領域のものである。この方法は、ブロードキャスト信号だけをサブキャリアにマッピングして、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理した時間領域信号を光ファイバネットワーク２に通す場合と比較して、光ファイバ伝送量を削減することができる。ここでの説明は、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムを前提とした。
【００５９】
ブロードキャスト信号多重化部（ＢＣ ＭＵＸ）６７は、ブロードキャスト物理層信号生成シードテーブル６１の出力である物理信号（同期信号およびパイロット信号）生成のためのパラメータ群と、ブロードキャストＬ１処理部６６が出力するＩＱ変調シンボル系列と、ブロードキャストＬ２処理部６５が生成する該ＩＱ変調シンボル系列に関するリソース割り当て情報とを結合し、ネットワーク側多重化制御部２４に対して出力する機能を有する。
【００６０】
図９は、本実施例によるユニキャスト信号処理部２３の一構成例である。
【００６１】
ユニキャスト信号処理部２３は、ネットワークインターフェース２５およびバックホールネットワーク４４を介してＯＡＭ装置４１、ＧＷ装置４２、およびＭＭＥ装置４３と接続される。機能としては、ユニキャスト信号がアクティベートされた各フロントエンド部に対するユニキャスト信号としてのＩＱシンボル系列の送信、および同フロントエンド部で受信したＩＱシンボル系列の受信、およびＭＡＣ ＰＤＵとＩＱシンボル系列との間の相互変換を実施する機能を有する。また、Ｌａｙｅｒ２では、パケットスケジューリング機能を有する。ただし、ブロードキャスト信号に対して割り当てられたリソースはユニキャスト信号用には割り当てないこととする。さらに、Ｌａｙｅｒ２の機能として、Ｕｓｅｒ−ＰｌａｎｅとＣｏｎｔｒｏｌ−Ｐｌａｎｅの情報に対する優先度制御や、セル内ユーザ固有ＩＤの割当てといった機能も有する。
【００６２】
下りユニキャスト信号Ｌ１送信処理部（ＤＬ ＵＣ Ｌ１ Ｐｒｏｃ．）７１は、端末固有の下りパイロット信号を生成するためのパラメータをユニキャスト物理層信号生成シードテーブル（ＵＣ ＰＨＹ Ｓｉｇ．Ｓｅｅｄ Ｔａｂｌｅ）７３から入力し、該端末固有の下りパイロット信号を生成する機能と、ユニキャスト信号Ｌ２処理部（ＵＣ Ｌ２ Ｐｒｏｃ．）７６から入力されるユーザデータ信号や、同ユーザデータ信号に関するリソース割り当て情報やＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）など、端末が該ユーザデータ信号を復調するために必要な制御情報や、当該端末固有の無線コンフィグレーションを実施するための制御情報をＭＡＣ ＰＤＵとして物理層に入力し、ＩＱ変調シンボル系列を生成する機能とを有する。ＭＡＣ ＰＤＵからＩＱ変調シンボルを生成する手順に関しては、ブロードキャスト信号に関するものと同一の非特許文献群に開示されている。なお、下りユニキャスト信号Ｌ１送信処理部７１の出力データ線の本数は、ユニキャストアクティベートされるフロントエンド部の数と一致する。この数は、セル毎のアンテナポート数をセル数分だけ加算した数に相当する。つまり、下りユニキャスト信号Ｌ１送信処理部７１は複数セル分のＬ１信号処理を実施することもできる。
【００６３】
これらの下りユニキャスト信号Ｌ１送信処理部７１の出力データ（ＩＱシンボル系列）は、一定の規則に従って出力することで各ＭＡＣ ＰＤＵに対する割り当て情報を別途付加することなく、ＩＱシンボル系列のみを送信すれば、フロントエンド部３側で実施されるブロードキャスト信号と合わせたリソースマッピングを支障なく実施することができる。まず、ＩＱシンボル系列の送信順番を、サブキャリア番号の昇順、サブキャリア番号が一巡したらＯＦＤＭシンボル番号を増加、という順番と決定する。この時、ブロードキャスト信号がマッピングされるサブキャリアやＯＦＤＭシンボル（ブロードキャスト信号処理部２２から取得可能）をスキップして、当該位置にユニキャストのブランクシンボルを挿入しないルールで、ユニキャストＩＱシンボル系列がブランクなしで連続になるようにする。受信側のフロントエンド部３との間で、このデータ送受信ルールを合わせておけば、ユニキャスト信号に関するリソース割り当て情報を光伝送チャネルに載せる必要が無くなり、光ファイバ伝送量を削減することができる。
【００６４】
上りユニキャスト信号Ｌ１受信処理部（ＵＬ ＵＣ Ｌ１ Ｐｒｏｃ．）７２は、チャネル推定や受信タイミング推定を行うための端末固有の上りパイロット信号を生成するためのパラメータをユニキャスト物理層信号生成シードテーブル７３から入力し、該端末固有の上りパイロット信号を生成する機能と、上り受信信号に対する復調および復号結果を情報ビット系列としてユニキャスト信号Ｌ２処理部７６へ出力する機能とを有する。なお、上り復調の際に必要なリソース割り当て情報やＭＣＳなどの情報はユニキャスト信号Ｌ２処理部７６から供給される。該ユニキャスト信号Ｌ２処理部７６は上り通信に関する割り当て情報やＭＣＳなどの情報を端末に対してＵｐｌｉｎｋ Ｇｒａｎｔとして、端末固有の制御情報として端末に送信することを前提としている。このＵｐｌｉｎｋ Ｇｒａｎｔに関する仕組みは、非特許文献４，および同文献が参照するＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに開示されている。上りユニキャスト信号Ｌ１受信処理部７２への入力データ線の本数は、下りと同様、セル毎のアンテナポート数をセル数分だけ加算した数に相当し、上りユニキャスト信号Ｌ１受信処理部７２は複数セル分のＬ１信号処理を実施することもできる。
【００６５】
ユニキャスト物理層信号生成シードテーブル７３は、下りおよび上り通信で使用する端末固有のパイロット信号を生成するためのパラメータをテーブルとして保持する機能を有する。具体的には、スロット番号、セルＩＤ、セル内で割り振られる端末固有ＩＤ、ならびにユニキャスト信号Ｌ２処理部７６が各端末向けに割り当てるパイロット生成用のその他パラメータ群（例えば送信周期や周波数オフセットなど）である。スロット番号は、ブロードキャスト信号処理部２２から常時最新のスロット番号が供給される。セルＩＤは、ブロードキャスト信号処理部２２に対して供給するのと同等の手順で、ＯＡＭ装置４１から供給される。
【００６６】
セル内で割り振られる端末固有ＩＤは、ユニキャスト信号Ｌ２処理部７６が各端末に重複しないように割当てる。割り当ての手順は、（１）端末からのランダムアクセス信号であるプリアンブル受信、（２）受信できたプリアンブル系列ごとに上り割り当て情報を含むＵｐｌｉｎｋ Ｇｒａｎｔと、仮の端末固有ＩＤをランダムアクセス応答として送信、（３）端末から何らかの端末識別子を含んだメッセージを送信、（４）受信した該端末識別子を該仮端末固有ＩＤ宛に送信、（５）（４）で送信された信号を端末が無事に受信できれば、仮端末固有ＩＤをそのまま端末固有ＩＤとして使用する（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）。このランダムアクセスに関する手順は、非特許文献４，および同文献が参照するＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに開示されている。
【００６７】
端末固有無線コンフィグテーブル（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｎｆｉｇ． Ｔａｂｌｅ）７４は、例えば、非特許文献４，および同文献が参照するＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに開示されているＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤでコンフィグされるパラメータの、端末固有の値をテーブルとして保持する機能を有する。該パラメータのデフォルト値はＯＡＭ装置４１から供給される。セル内で割り振られる端末固有ＩＤなど、ユニキャスト信号Ｌ２処理部７６が各端末向けに生成するパラメータもある。ある端末に関する上りおよび下りユニキャスト信号を送受信するために参照されたり、該パラメータ自体をコンフィグパラメータとして下り物理チャネルに載せたりするために使用する。
【００６８】
ユニキャストデータバッファ（ＵＣ Ｄａｔａ Ｂｕｆｆｅｒ）７５は、ＧＷ装置４２と信号処理装置１との間のユニキャストデータを一時的に蓄える機能を有する。ＭＭＥ装置４３と信号処理装置１との間の制御データ（具体的には通信システム間のハンドオーバに関わるメッセージ群）交換の際のバッファリング機能も提供する。また、ベースバンド制御部２１が参照する端末位置情報(ＵＥ＿ＩＮＦＯ)もここで記憶する。
【００６９】
ユニキャスト信号Ｌ２処理部７６は、ユニキャスト信号に対するＬａｙｅｒ２機能（ＭＡＣからＲＲＣの範囲）を提供する。少なくとも、（ａ）上りおよび下り通信に関する端末へのリソース割り当てを、ブロードキャスト信号処理部２２から供給されるブロードキャスト信号への割当て結果を参照して、ブロードキャスト信号が使用していない範囲で実施すること、（ｂ）セル内の端末固有ＩＤの割当て、および同結果をユニキャスト物理層信号生成シードテーブル７３および端末固有無線コンフィグテーブル７４へ供給、（ｃ）端末固有無線コンフィグテーブル７４およびユニキャストデータバッファ７５から供給されるデータからＭＡＣ ＰＤＵを生成し、下りユニキャスト信号Ｌ１送信処理部７１へ入力、（ｄ）上りユニキャスト信号Ｌ１受信処理部７２から供給されるＭＡＣ ＰＤＵを分解し、端末固有無線コンフィグテーブル７４およびユニキャストデータバッファ７５に対して供給する機能を有する。以上の通信手順に関しては、非特許文献４，および同文献が参照するＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに開示されている。
【００７０】
なお、上記（ａ）における端末へのリソース割り当てを実施するにあたって、当該スロットにおいてリソース割り当てを実施しても良い端末のリストが、ベースバンド制御部２１から供給される。つまり、当該スロットにおいてユニキャストアクティベートされるフロントエンド部を使用した通信可能な端末のリストに相当する。
【００７１】
図１０は、本実施例によるネットワーク側多重化制御部２４の一構成例を示す。ネットワーク側多重化制御部２４は、光ファイバネットワーク２での光伝送チャネルをブロードキャスト信号、下りおよび上りユニキャスト信号に対して割り当てて、光伝送チャネル多重化および分離の機能と、各フロントエンド部３の動作を制御するためのヘッダを作成し、下り信号に付加する機能とを有する。
【００７２】
本実施例では光ファイバネットワーク２をＴＤＭ−ＰＯＮで実現することを前提としているため、ブロードキャスト信号および各ユニキャスト信号に対して割り当てる光伝送チャネルは時分割チャネルである。
【００７３】
チャネル制御部８１は、ブロードキャスト信号および各ユニキャスト信号に対して時分割チャネルを割り当てる機能と、同割り当てに従って下り信号の時間領域多重化、および上り信号に対する時間領域分離を、下りセレクタ８３および上りセレクタ８４の制御を介して実施する。ベースバンド制御部２１から、ブロードキャストおよびユニキャスト信号に対するフロントエンド部３毎のアクティベート／デアクティベートが通知されるため、アクティベートされたフロントエンド部３に対して光伝送チャネルを割り当てる。
【００７４】
ヘッダ生成部８２は、ブロードキャスト信号および各ユニキャスト信号に対して、ブロードキャスト信号および各ユニキャスト信号に対するアクティベート／デアクティベートの制御情報、およびチャネル制御部８１による光伝送チャネル割当て結果に基づきヘッダを生成する機能を有する。ヘッダに関しては後ほど詳しく説明する。
【００７５】
下りセレクタ（ＤＬ ＳＥＬ）８３は、ヘッダ、ブロードキャスト信号、および各ユニキャスト信号を多重化して、光ファイバネットワーク２へ送信するデータストリームを形成する。データストリームのフォーマットに関しては後ほど詳しく説明する。
【００７６】
上りセレクタ（ＵＬ ＳＥＬ）８４は、光ファイバネットワーク２を介して１または複数のフロントエンド部３から送信されたデータストリームの多重化をほどく機能を有する。データストリームのフォーマットに関しては後ほど詳しく説明する。
【００７７】
電気光変換部（Ｅ／Ｏ）８５および光電気変換部（Ｏ／Ｅ）８６は、電気信号を光信号に変換して光ファイバネットワーク２へ送信する機能、光ファイバネットワーク２から受信した光信号を電気信号に変換する機能をそれぞれ有する。
【００７８】
図１１は、本実施例によるフロントエンド部３の具体構成例を示す。図４の実施例で説明した通り、フロントエンド部３は、フロントエンド部３内のベースバンド処理部分を制御するベースバンドフロントエンド（ＢＢ−ＦＥ）制御部３１と、信号処理装置１から送信されたブロードキャスト信号そのもの、もしくはブロードキャスト信号を生成するためのパラメータからブロードキャスト信号を生成して出力するブロードキャスト信号送信部３２と、信号処理装置１から送信されたユニキャスト信号の送信と、上り受信ベースバンドユニキャスト信号を信号処理装置１へ送信するユニキャスト信号送受信部３３と、当該フロントエンド部３に割り当てられた下り光伝送チャネルからブロードキャスト信号と下りユニキャスト信号の抽出および多重化解除、当該フロントエンド部３に割り当てられた上り光伝送チャネルへのユニキャスト信号送信を実施するフロントエンド側多重化制御部（ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ）３４と、ベースバンド信号とＲＦ信号との間の相互変換を実施する無線信号送受信部３５と、下りユニキャスト信号とブロードキャスト信号を多重化する下り多重化部３７とで構成される。
【００７９】
ベースバンドフロントエンド制御部３１は、信号処理装置１から送信されたヘッダ情報を解析し、ブロードキャスト信号およびユニキャスト信号に対するアクティベート／デアクティベートの制御情報、および上り光伝送で使用する光伝送チャネルの割り当て情報を取得し、ブロードキャスト信号、下りユニキャスト信号、および上りユニキャスト信号を通すかせき止めるかをスイッチにより制御する機能と、上り光伝送チャネルをフロントエンド側多重化制御部３４に通知する機能とを有する。なお、これらの制御は光伝送チャネル上でブロードキャスト送信される同期パタン（固定パタン）を検出した時点で実施することで、フロントエンド部３間の同期精度に関して、光ファイバ伝送路長以外の同期精度劣化要因を排除することができる。該同期パタンについては後ほど説明する。
【００８０】
ブロードキャスト信号送信部３２は、ベースバンドフロントエンド制御部３１からの制御信号ＢＣ＿ＣＴＲＬに従い、信号処理装置１から受信したブロードキャスト信号のうち、ＩＱシンボル変換済みの物理チャネル、および併せて信号処理装置１から送信されるブロードキャスト信号のリソース割り当て情報はそのまま、同期信号やパイロット信号を生成するためのパラメータから同期信号やパイロット信号を生成して出力する。つまり、スルー出力と同期・パイロット信号生成機能を有し、これらをスイッチングする機能を有するブロードキャスト物理信号生成部９１と、ブロードキャスト信号のアクティベート／デアクティベート制御結果に応じて、アクティベートであればブロードキャスト信号を後段へ流し、デアクティベートであればブロードキャスト信号送信部３２でせき止める、という制御を実施するブロードキャストアクティベーションスイッチ９２とで構成される。
【００８１】
ユニキャスト信号送受信部３３は、ベースバンドフロントエンド制御部３１からの制御信号ＵＣ＿ＣＴＲＬに従い、下りユニキャスト信号および上りユニキャスト信号に対するアクティベート／デアクティベート制御結果に応じて、アクティベートであれば後段へ流し、デアクティベートであればせき止める、という制御を実施するユニキャストアクティベーションスイッチ９３と、上りユニキャスト信号に関しては時間領域受信信号を周波数領域受信信号に変換し、ガードサブキャリアを除いた有効なサブキャリア成分のみを取り出すＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部９６とで構成される。
【００８２】
下り多重化部３７は、ブロードキャスト信号とユニキャスト信号とをサブキャリアおよびＯＦＤＭシンボルにマッピングするリソースマッピング部９４と、リソースマッピング後の信号に対するＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ−ＦＦＴ）により周波数領域信号を時間領域信号へ変換するＩＦＦＴ部９５とで構成される。リソースマッピング部（Ｍａｐｉｎｇ）９４には、ブロードキャスト信号に関するリソース割り当て情報が併せて入力される。これに基づき、ブロードキャスト信号とユニキャスト信号が同一サブキャリアおよびＯＦＤＭシンボルにマッピングされないように制御できる。
【００８３】
具体的には、図９のＵＣ信号処理部２３の実施例で説明した通り、信号処理装置１からのユニキャスト信号ＩＱシンボル系列の送信順番を、サブキャリア番号の昇順、サブキャリア番号が一巡したらＯＦＤＭシンボル番号を増加、という順番と決定しておく。リソースマッピング部９４は、サブキャリア番号カウンタおよびＯＦＤＭシンボルカウンタを有し、サブキャリア番号カウンタのカウントアップを優先し、サブキャリア番号が一巡したらＯＦＤＭシンボルカウンタを増やす、というカウンタ制御を行う。これらのカウンタ値が更新されるたびに、当該サブキャリアおよびＯＦＤＭシンボルに入力すべき信号がブロードキャスト／ユニキャストのいずれかを判断する。ここで選択されたブロードキャストまたはユニキャスト信号のいずれかから必要なデータを入力する。この時、ユニキャスト信号は信号処理装置１側で上記カウンタの増加順にＩＱシンボル系列を連続させているため、ユニキャストが選択されたら、該ＩＱシンボル系列の先頭から順番にデータを読み出せばよい。ブロードキャスト信号に対しても、同様の順番並べ替えをブロードキャスト信号送信部３２で実施しておくことが望ましい。
【００８４】
フロントエンド側多重化制御部３４は、下り光伝送チャネルから当該フロントエンド部３自身に割り当てられた該光伝送チャネルからブロードキャスト信号、下りユニキャスト信号、ならびにヘッダを取得、および該ヘッダからベースバンドフロントエンド制御部３１が取得した上り光伝送チャネル割当て結果に従い、上りユニキャスト信号を当該光伝送チャネルで信号処理装置１へ送信する機能を有する。
【００８５】
無線信号送受信部３５は、下り信号をベースバンド信号からＲＦ信号に変換する機能と、上り信号をＲＦ信号からベースバンド信号に変換する機能とを有する。下り信号と上り信号はデュプレクサにより結合され、上り下り共用のアンテナ３６に接続される。
【００８６】
図１２は、本実施例によるフロントエンド側多重化制御部３４の一構成例を示す。信号処理装置１から光ファイバネットワーク２を介して入力された下り信号は、最初に光電気変換部（Ｏ／Ｅ）８８により電気信号に変換される。ＴＤＭ−ＰＯＮの場合、下りと上りで異なる波長を使用しているため、信号処理装置１の光電気変換部８６とは機能は同等だが、取り扱う波長が異なる。電気信号に変換された下り信号は、一旦下り信号バッファ（ＤＬ ＢＵＦ）１０４に格納される。ベースバンドフロントエンド制御部３１が同期固定パタンを検出した時点で後段の下りセレクタ１０２からバッファ内容を読みだされる。
【００８７】
下りセレクタ１０２は、下り信号バッファ１０４に一時格納されている下り信号をヘッダ、ブロードキャスト信号、ユニキャスト信号に分離して、それぞれベースバンドフロントエンド制御部３１、ブロードキャスト物理信号生成部９１、およびユニキャストアクティベーションスイッチ９３へ出力する。下り信号バッファ１０４に格納されている時点では、ブロードキャスト信号や各ユニキャスト信号が当該フロントエンド部３でアクティベートされているかどうかは考慮しない。ただし、ブロードキャスト信号や各ユニキャスト信号には、ＴＤＭ−ＰＯＮで使用する時分割光伝送チャネルを通知するための宛先ヘッダが付加されている。この宛先ヘッダが当該フロントエンド部３を指し示していない場合は、下りセレクタ１０２の時点で破棄する。
【００８８】
上り信号バッファ１０３は、ユニキャスト信号がアクティベートされている場合に上り受信ベースバンド信号を一旦蓄積する機能を有する。ベースバンドフロントエンド制御部３１が解析した上り光伝送チャネル割り当て情報を基に、チャネル制御部１０１が当該上り信号バッファ１０３に対して、上記割り当て情報で指示された送信タイミングになったらｅｎａｂｌｅを発行し、電気光変換部（Ｅ／Ｏ）８７を介して光ファイバネットワーク２へ送信する。
【００８９】
チャネル制御部１０１は、ベースバンドフロントエンド制御部３１から上りおよび下りの光伝送チャネルの通知を受けて、下り信号バッファ１０４から当該フロントエンド部３宛に信号処理装置１から送信された情報を選択し、下りデータストリームを解析しながらヘッダ、ブロードキャスト信号、ユニキャスト信号を振り分ける機能と、上り信号バッファ（ＵＬ ＢＵＦ）１０３の内容を、適切な光伝送チャネルに載せるための制御機能とを有する。光ファイバネットワークとしてＴＤＭ−ＰＯＮを仮定しているため、下りはヘッダに格納されている宛先の確認、上りはネットワーク側多重化制御部２４から指示された送信タイミングで送信する制御となる。
【００９０】
図１３は、本実施例による無線信号送受信部３５の一構成例を示す。下り多重化部３７から入力される時間領域ベースバンド信号は、デジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）１１１によりベースバンドアナログ信号へ変換され、アップコンバータ（Ｕｐ Ｃｏｎｖ．）１１２によりベースバンド信号からＲＦ信号へ変換され、パワーアンプ（ＰＡ）１１３により増幅出力され、デュプレクサ（ＤＵＰ）１１４を介してアンテナ３６から無線電波として放射される。アンテナ３６で受信した上りＲＦ信号は、デュプレクサ１１４を通り、低ノイズアンプ（ＬＮＡ）１１５により増幅され、ダウンコンバータ（Ｄｏｗｎ Ｃｏｎｖ．）１１６によりＲＦ信号からベースバンド信号に変換し、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）１１７によりベースバンドデジタル信号へ変換され、ユニキャスト信号送受信部３３に対して出力する。
【００９１】
図１４Ａから図１４Ｄは、本実施例において光ファイバネットワーク２上で伝送される上りおよび下りデータストリームの一具体例を示す。
【００９２】
図１４Ａは、光ファイバネットワーク２上で伝送される上りおよび下りデータストリームの全体像を説明する図である。上側は下りデータストリームである。下りデータストリームの構成要素は、ブロードキャスト信号（ＢＣ Ｆｉｅｌｄ）と、ユニキャストアクティベートされた数だけのユニキャスト信号（ＤＬ ＵＣ）、および同期固定パタン（Ｓｙｎｃ Ｐａｔｔｅｒｎ）である。それぞれの構成要素にヘッダが付加され、光伝送チャネルを分離するための情報と、ブロードキャスト信号に付加されるヘッダには、本実施例によるブロードキャスト／ユニキャストのアクティベート／デアクティベート制御情報が含まれている。ＴＤＭ−ＰＯＮの場合、光伝送チャネルを分離するための情報として光伝送チャネルＩＤを使用する。各フロントエンド部３は固有の光伝送チャネルＩＤ（ＬＬＩＤ：Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を使用し、自身に割り当てられた光伝送チャネルＩＤ以外のユニキャスト信号を破棄するために使用する。ブロードキャスト信号および同期固定パタンに付与されるヘッダは、全フロントエンド部３で受信可能なブロードキャスト用の光伝送チャネルＩＤを使用する。
【００９３】
図１４Ａの下側は上りデータストリームである。上りデータストリームの構成要素は、ユニキャストアクティベートされた数だけのユニキャスト信号（ＵＬ ＵＣ）である。各ユニキャスト信号はそれぞれ異なるフロントエンド部３から送信されるため、ＴＤＭ−ＰＯＮの光ファイバネットワークで上記上りデータストリームを構成するためには、各フロントエンド部３に対する上り信号の送信タイミングを信号処理装置１側から指示する必要がある。ＴＤＭ−ＰＯＮにおける上り送信タイミング（時分割チャネル）割り当て方法は、非特許文献２に開示されている。ヘッダとしては送信元を識別する情報は不要である。ただし、ＴＤＭ−ＰＯＮ以外の方法で光ファイバネットワーク２を実現する場合、送信元を一意に示す情報が必要となる場合がある。この情報をヘッダにセットする。
【００９４】
図１４Ｂは、ブロードキャスト信号に関するデータストリームの一具体例である。ブロードキャスト信号に関するデータストリームの構成要素は、宛先が全フロントエンド部であることを示すブロードキャスト用光伝送チャネルＩＤ（ＢＣ）と、ブロードキャストおよびユニキャストに関するアクティベート／デアクティベートを各フロントエンド部に１ｂｉｔ（１：アクティベート、０：デアクティベート）ずつ割り当てたビットマップ（Ａｃｔ Ｂｉｔｍａｐ）、ブロードキャスト信号に関するリソース割り当て情報（ＢＣ Ａｌｌｏｃ）、ブロードキャスト信号がアクティベートされたフロントエンド部から同一時間周波数で送信される物理チャネルＩＱシンボル系列（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌｓ）、および同期信号やパイロット信号を生成するためのパラメータを、ブロードキャスト信号がアクティベートされたフロントエンド部毎のフィールド（ＰＨＹ Ｓｅｅｄ）で構成される。
【００９５】
これらのうち、宛先を示すブロードキャスト用光伝送チャネルＩＤ（ＢＣ）、およびアクティベート／デアクティベートのビットマップ（Ａｃｔ Ｂｉｔｍａｐ）がヘッダ部分に該当し、ブロードキャストアクティベート／デアクティベートを問わず全フロントエンド部３が受信するフィールドである。その他の部分はブロードキャストアクティベートされたフロントエンド部３のみが抽出するフィールドである。リソース割り当て情報および物理チャネルＩＱシンボル系列は、ブロードキャストアクティベートされた全てのフロントエンド部３で受信される。最後のフロントエンド部３別の同期信号およびパイロット信号生成のためのパラメータは、該ブロードキャスト用ビットマップが１になっている順番に、同ビットマップ値が０となっているフロントエンド部をスキップして前詰めで格納されている。従って、ブロードキャストアクティベートされたフロントエンド部３各々が、同ビットマップで何番目の１であるかを数えることで、何番目の該パラメータを取得すれば良いかが分かる。
【００９６】
図１４Ｃは、本実施例における上りおよび下りユニキャスト信号に関するデータストリームの一具体例である。構成要素は、下りであれば宛先、上りであれば送信元を一意に示すフィールド、下り通信の場合に含まれる上り通信用に当該フロントエンド部３に割り当てる光伝送チャネル（ＴＤＭ−ＰＯＮの場合は上り送信タイミングと送信データ長で表される時間ゲート）、ならびに下りユニキャスト信号のＩＱシンボル系列（Ｕｎｉｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ Ｓｉｇｎａｌｓ）である。宛先または送信元を一意に特定するフィールドと、上り光伝送チャネルを示すフィールドがヘッダに該当し、残りの部分がペイロードである。
【００９７】
図１４Ｄは、フロントエンド部３間で下り信号の送信タイミングの同期を図るための同期固定フィールドの一具体例を示す。ヘッダは、宛先がブロードキャストであることを示す光伝送チャネルＩＤ（ＢＣ）、ペイロードは固定パタン（Ｓｙｎｃ Ｐａｔｔｅｒｎ）である。つまり、光伝送チャネルＩＤがブロードキャスト用で、かつその後に続くパタンが予約済みのもの（図１４Ｂのブロードキャスト用データストリームで取り得ない値、例えば全ビットが０のブロードキャスト用ビットマップなど）であれば、各フロントエンド部３は同期フィールドが入力されたものとみなす。
【００９８】
以上の実施例１ではＯＦＤＭＡシステムを適用することを前提として説明した。ただし、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムや、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムにおいても、複数端末での受信が想定されているブロードキャスト信号と、単独端末での受信が想定されているユニキャストに分類することが可能であり、本実施例と同等のことが実現できることは、同業者であれば容易に想到できるであろう。
【００９９】
以上で、単一通信システムに対する第１の実施例の説明は終わりである。実施例１によれば、第一のアンテナセット変更に伴い無線カバレッジの変更が可能となる。これにより、システム運用中に新たな建物の建設や、屋内レイアウトの変更などによる無線伝搬路の変更に合わせて、無線カバレッジの調整ができる無線通信システム、無線通信装置を提供できる。
【０１００】
また、ブロードキャスト信号とユニキャスト信号の双方を取り扱うアンテナ、ブロードキャスト信号のみを取り扱うアンテナ、ならびに両信号を完全遮断するアンテナを設定することができ、無線カバレッジ維持と信号処理装置とアンテナとの間の信号伝送量を削減することができる。
【０１０１】
更に、アンテナから離れた位置で、各アンテナに対するブロードキャスト信号およびユニキャスト信号に対する遮断制御ができる。
【０１０２】
又更に、端末装置の地理分布によってブロードキャスト信号の送信範囲、ならびにユニキャスト信号の送受信範囲や頻度を自律的に変更し、端末スループットの最適化を図ることができる。
【０１０３】
更にまた、ユニキャスト信号での通信が一時的に不可能な端末を無線通信リソース割り当ての候補から外すことで、無線通信リソース割り当てに関わるサーチスペース、ならびに処理能力を削減できる。
【０１０４】
同様に、ブロードキャスト信号のＩＱシンボル系列ではなく、同信号を生成するためのパラメータをアンテナ側に送信し、アンテナ側で同パラメータに基づきブロードキャスト信号を生成することで、ブロードキャスト信号に関わる信号処理装置とアンテナとの間の伝送量を削減できる。
【０１０５】
同様に、下りのユニキャスト信号と、端末からの上り信号を取り扱うアンテナを同一とすることで、この両者に対する遮断制御を一本化できる。
【実施例２】
【０１０６】
続いて、複数通信システムもしくは同一通信システムの複数周波数バンドを単一の光ファイバネットワーク２で収容するための第２の実施例を説明する。
【０１０７】
図１５は、信号処理装置およびバックホールネットワークに関する第２の実施例を説明するための図である。信号処理装置１は、通信システム毎または周波数バンド毎に１−１と１−２のように１台ずつ準備する。各々の信号処理装置１−１および１−２は、別々のネットワークインターフェース２５−１および２５−２を具備し、それぞれ独自のバックホールネットワーク４４−１および４４―２、ＧＷ装置４２−１および４２−２、ＭＭＥ装置４３−１および４３−２を備える。
【０１０８】
複数の信号処理装置１−１および１−２が同一の通信システムで周波数バンドのみが異なる場合は、同一のＧＷ装置４２やＭＭＥ装置４３で一元管理する方が、周波数バンド間ハンドオフ制御の実現がし易いという観点から、ネットワークインターフェース２５、バックホールネットワーク４４、ＧＷ装置４２、およびＭＭＥ装置４３を１つにまとめても良い。複数の信号処理装置１−１および１−２が異なるシステムの場合は、ＧＷ装置４２でそれぞれの通信システムの通信を一旦終端し、コアネットワーク１２１に接続する。例えば、片方の通信システムからもう片方の通信システムへのハンドオフを実施する場合は、片方の通信システムのＭＭＥ装置４３−１からＧＷ装置４２−１、コアネットワーク１２１、もう一台のＧＷ装置４２−２を介して別の通信システムのＭＭＥ装置４３−２へハンドオフ関連メッセージを転送する、という仕組みである。
【０１０９】
少なくとも、複数の信号処理装置１−１および１−２との間で、ネットワーク側多重化制御部２４を一元化したネットワーク多重化制御部１２２を導入することが本実施例のポイントである。ネットワークインターフェース２５を含んだその他の信号処理装置１関連の構成要素は、各々の信号処理装置１−１および１−２で個別に保持することとする。つまり、ポイントであるフロントエンド部毎のブロードキャスト／ユニキャストのアクティベート／デアクティベート制御は、通信システムもしくは周波数バンド毎に個別に実施する。
【０１１０】
図１５のシステムのように、複数通信システムもしくは複数周波数バンドを収容するメリットは、通信システム間もしくは周波数バンド間で光ファイバネットワーク２の伝送量を融通し合えることである。すなわち、図６や図７で説明したブロードキャスト／ユニキャスト信号を伝送するフロントエンド部の上限数（Ｎｂｃ，Ｎｕｃ）を通信システム等の間で調整できる。このため、複数信号処理装置１−１および１−２に対してＯＡＭ装置４１は１台としている。この構成とすることで、通信システム毎のニーズの時間変化に応じた光帯域配分ができるようになり、旧世代から新世代通信システムへのマイグレーションがスムーズに実施できる。
【０１１１】
図１６は、第２の実施例における、ネットワーク側多重化制御部１２２の実現方法を説明した図である。機能としては、図１０で示したネットワーク多重化制御部２４とほぼ同様である。違いは、ベースバンド制御部２１、ブロードキャスト信号処理部２２、ユニキャスト信号処理部２３が複数システム分存在することである。また、通信システム毎にＴＴＩが異なることもあるため、第一の実施例で示した光ファイバ上の伝送フォーマットに通信システムを識別するためのヘッダが追加で必要となる。
【０１１２】
図１７Ａは、第２の実施例における光ファイバネットワーク２上の光伝送フォーマットの実施例を示す。データフォーマットとしては、図１４Ａで示した通信システム毎のデータストリーム（Ｄａｔａ Ｓｔｒｅａｍ）と、通信システム毎のヘッダで構成される。通信システム毎のヘッダは、下り通信時の宛先（ブロードキャスト）または上り通信時の送信元フロントエンド部を識別するフィールドと、通信システムの識別子と、当該通信システムのデータストリーム長と、当該データストリーム先頭が当該通信システムのＴＴＩの先頭かどうかを示すＳｔａｒｔ ｏｆ ＴＴＩフラグと、当該データストリーム終点が当該通信システムのＴＴＩの終点かどうかを示すＥｎｄ ｏｆ ＴＴＩフラグとで構成される。
【０１１３】
Ｓｔａｒｔ ｏｆ ＴＴＩフラグとＥｎｄ ｏｆ ＴＴＩフラグの導入意図を説明するため例を挙げる。図１７Ｂは、２つの通信システムのヘッダ付加前のデータストリームを表す。システム１に対しシステム２のＴＴＩが半分の例である。例えば、システム１のＴＴＩが１ｍｓで、システム２のＴＴＩが０．５ｍｓである。この時、図１７Ａに示した各通信システムのデータストリームとしてシステム１の１ｓｔ ＴＴＩの１ｍｓ分と、システム２の１ｓｔ ＴＴＩの０．５ｍｓ分を伝送すると、システム２の２ｎｄ ＴＴＩの０．５ｍｓを別途送信し直す必要があり、受信側の動作が複雑となる。これでも本実施例の構成を実現することは可能だが、受信側としてはデータフォーマット長を極力一定にした方が制御は簡単となる。つまり、図１７Ｃに示すように、各時刻で送信するデータフォーマットを固定長とするため、システム１とシステム２の０．５ｍｓ分のデータストリームを毎回送信することとする。システム２に関しては、全ての時刻でＳｔａｒｔ ｏｆ ＴＴＩフラグとＥｎｄ ｏｆ ＴＴＩフラグはＴｒｕｅとなる。システム１に関しては、時刻１と３でＳｔａｒｔ ｏｆ ＴＴＩフラグがＴｒｕｅでＥｎｄ ｏｆ ＴＴＩフラグがＦａｌｓｅ、時刻２と４でＳｔａｒｔ ｏｆ ＴＴＩフラグがＦｌａｓｅでＥｎｄ ｏｆ ＴＴＩフラグがＴｒｕｅとなる。ＴＴＩの先頭は、図１４Ｄで説明したフロントエンド部３間の同期をとる基準となる。つまり、図１４Ｄの同期固定フィールドを受信すると、ＴＴＩ先頭から順にデータを出力する動作である。
【０１１４】
データストリームは、図１４Ａから図１４Ｄに示したデータストリームのフォーマットに従い、フロントエンド部３と送受信される。つまり、チャネル制御部１３１、下りセレクタ１３３、上りセレクタ１３４は、図１０の実施例の構成とほぼ同じ機能を有する。ヘッダ生成部１３２は、上記の通り通信システムを識別するためのヘッダを追加で生成する機能が、図１０の構成に対し追加される。
【０１１５】
図１８は、第２の実施例における、フロントエンド部３の実現方法を説明した図である。全体としては、ベースバンドフロントエンド制御部１４１およびフロントエンド側多重化制御部１４２とアンテナ３６との間にシステム個別の処理系統を設け、アンテナ３６側に複数システムに関するＲＦ信号の下り通信多重化、上り通信多重化分離を実施するＲＦ多重化分離部１４３を挿入する。システム毎に周波数バンドは異なるため、ＲＦ多重化分離部１４３の実態はバンドパスフィルタである。
【０１１６】
ベースバンドフロントエンド制御部１４１は、図１１および図１２に示す第一の実施例の構成と比較して、ヘッダ解析結果をフロントエンド側多重化制御部１４２に通知する仕組みは共通だが、ヘッダに含まれるブロードキャスト／ユニキャスト信号のアクティベート／デアクティベート制御情報を基に、複数通信システムのブロードキャスト信号およびユニキャスト信号に対するスイッチ制御を実施する点が異なる。
【０１１７】
フロントエンド側多重化制御部１４２は、図１２で示したフロントエンド側多重化制御部３４と比較して、複数通信システムを取り扱うに当たって異なる点が幾つかある。詳しくは図１９に示す。１つ目は、上りデータバッファ１５３を通信システム毎に保持している点である。どちらの上りデータバッファ１５３の内容を光ファイバネットワーク２に送信するかは、上りセレクタ１５４で制御する。上りセレクタ１５４は、図１７に示されるデータストリームフォーマットとなるよう、当該フロントエンド部３でユニキャストアクティベートされた複数通信システムのデータストリームを連続的に結合する。ＴＤＭ−ＰＯＮの仕組みにおいて、上り光伝送チャネルを表すゲート（送信タイミングおよび送信データ長）は、フロントエンド部３毎に与えられる。該送信タイミングになったら、ユニキャストアクティベートされた通信システムの全データストリームを、上記の上りセレクタ１５４制御により結合して光ファイバネットワーク２側へ出力する。
【０１１８】
２つ目の相違点は、下りデータストリームに関する取り扱いである。下りデータストリームも図１７に示すようなフォーマットとなっており、一旦データストリームを下りデータバッファ１５５に格納する。全ての通信システムに関するデータストリームを一旦格納する点が、図１２に示す第一の実施例と異なる。各システムのデータストリームのヘッダから、通信システムを特定するための識別子と、各通信システムのデータストリーム内にあるヘッダ情報（図１４Ｂから図１４Ｄ）をベースバンドフロントエンド制御部１４１へ入力し、上り光伝送チャネルの割り当て情報と当該フロントエンド部３向けにアクティベートされた信号種別（ブロードキャスト／ユニキャスト）および通信システムに関する情報をチャネル制御部１５１へ入力し、チャネル制御部１５１は該入力結果に従って、通信システム毎にアクティベートされたブロードキャストおよびユニキャスト信号を、当該通信システムの必要なブロック（ブロードキャスト物理信号生成部９１およびユニキャストアクティベートスイッチ９３）へ出力するよう、下りセレクタ１５２を制御する。
【０１１９】
第２の実施例によれば、第１の実施例の無線通信システム、無線通信装置を、複数の通信方式が混在した状況で適用できる。通信方式毎にブロードキャスト信号およびユニキャスト信号に対する遮断制御を個別に制御することで、通信方式個別の無線カバレッジ制御が可能となる。また、通信方式毎に信号処理装置−アンテナ間の伝送量配分を変更できる。これにより、通信方式の世代交代に伴うマイグレーションをスムーズに実施できる。
【０１２０】
なお、本発明の種々の実施例について説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものなく、様々な変形例が含まれうることは言うまでもない。上述した実施例は本発明のより良い理解のために説明したものであり、本発明はそれに限定されるもので無い。また、ある実施例構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、上述した各実施例の構成、機能、処理手段等は、それらの一部又は全部をソフトウェア構成のみならず、専用のハードウェア構成、あるいはそれらを共用した構成としても良いことは言うまでもない。
【０１２１】
以上詳述した本発明は、特許請求の範囲に記載した請求項の発明以外に種々の発明を包含している。それらの一部を例示すると下記の通りとなる。
【０１２２】
例１は、ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置に対し、１または複数のアンテナが接続され、該アンテナを介して該信号処理装置と１または複数の端末装置が通信する無線通信システムであって、
該信号処理装置から送信される信号を、複数の該端末装置に向けて送信される第一の信号と、単一の端末装置に向けて送信される第二の信号とに分類した上で、
該第一の信号を該端末装置に向けて送信する１または複数の該アンテナで構成される第一のアンテナセットを選択し、
該第二の信号を該端末装置に向けて送信する１または複数の該アンテナで構成される第二のアンテナセットは、該第一のアンテナセットに包含され、
該第二のアンテナセットを構成する該アンテナの組み合わせは、該第一のアンテナセットの範囲内で、システム動作中に任意に変更できることを特徴とする無線通信システムである。
【０１２３】
例２は、例１の無線通信システムであって、
該第一のアンテナセットを構成する該アンテナの組み合わせは、該アンテナシステムが具備する全ての該アンテナの中から、システム動作中に任意に変更できることを特徴とする無線通信システムである。
【０１２４】
例３は、例１の無線通信システムであって、
該アンテナは、該第一の信号と該第二の信号を合成する多重化手段を具備し、該多重化手段に入力される該第一の信号と該第二の信号とのそれぞれに対し、個別に遮断制御ができることを特徴とする無線通信システムである。
【０１２５】
例４は、例３の無線通信システムであって、
該アンテナ毎に該第一の信号および該第二の信号に対し各々遮断制御を実施するかしないかを示すインジケータを、該信号処理装置が該アンテナに対し送信し、該アンテナは受信した該インジケータを基に該遮断制御の実施または不実施を判断することを特徴とする無線通信システムである。
【０１２６】
例５は、例４の無線通信システムであって、
該インジケータは、該アンテナの位置情報と、該端末装置の位置情報とを基に該信号処理装置が自律的に生成することを特徴とする無線通信システムである。
【０１２７】
例は、例３の無線通信システムであって、
該遮断制御により決定する該第二の信号を送信する該第二のアンテナセットのうち、少なくとも１つの該アンテナと通信可能な該端末装置を、無線通信リソースの割当て候補とすることを特徴とする無線通信システムである。
【０１２８】
例７は、例１の無線通信システムであって、
該信号処理装置から該アンテナに送信される該第一の信号として、該第一の信号を生成するためのパラメータを送信し、該パラメータを受信した該アンテナ側で該第一の信号を自律的に生成することを特徴とする無線通信システムである。
【０１２９】
例８は、例１記載の無線通信システムであって、
該端末装置から送信される信号を受信する１または複数の該アンテナで構成される第三のアンテナセットは、該第二のアンテナセットと同一であることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３０】
例９は、複数の通信方式が混在し、該通信方式間で１または複数のアンテナを共有し、該通信方式毎にベースバンド信号処理を実施する信号処理装置を具備し、複数の該通信方式のうち１または複数での通信が可能な１または複数の端末装置が、該アンテナを介して該端末装置が通信可能な該通信方式の該信号処理装置と通信する無線通信システムであって、
該通信方式毎に該信号処理装置から送信される信号を、複数の該端末装置に向けて送信される第一の信号と、単一の端末装置に向けて送信される第二の信号とに分類した上で、
該通信方式毎の該第一の信号を該端末装置に向けて送信する１または複数の該アンテナで構成される第一のアンテナセットを選択し、
該通信方式毎の該第二の信号を該端末装置に向けて送信する１または複数の該アンテナで構成される第二のアンテナセットは、該第一のアンテナセットに包含され、
該通信方式毎の該第二のアンテナセットを構成する該アンテナの組み合わせは、当該通信方式に関する該第一のアンテナセットの範囲内で、システム動作中に任意に変更できることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３１】
例１０は、例９記載の無線通信システムであって、
該通信方式毎の該第一のアンテナセットを構成する該アンテナの組み合わせは、該アンテナシステムが具備する全ての該アンテナの中から、システム動作中に該通信方式個別で任意に変更できることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３２】
例１１は、例９記載の無線通信システムであって、
該アンテナは、該通信方式毎に該第一の信号と該第二の信号を合成する多重化手段を具備し、該多重化手段に入力される該第一の信号と該第二の信号とのそれぞれに対し、該通信方式毎に個別に遮断制御ができることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３３】
例１２は、例１１記載の無線通信システムであって、
該通信方式毎該アンテナ毎に該第一の信号および該第二の信号に対し各々遮断制御を実施するかしないかを示すインジケータを、該信号処理装置が該アンテナに対し送信し、該アンテナは受信した該インジケータを基に、該通信方式毎に該遮断制御の実施または不実施を判断することを特徴とする無線通信システムである。
【０１３４】
例１３は、例１２記載の無線通信システムであって、
該通信方式毎の該インジケータは、該アンテナの位置情報と、当該通信方式での通信が可能な該端末装置の位置情報とを基に該信号処理装置が自律的に生成することを特徴とする無線通信システムである。
【０１３５】
例１４は、例１１記載の無線通信システムであって、
該通信方式毎の該遮断制御により決定する該第二の信号を送信する該第二のアンテナセットのうち、少なくとも１つの該アンテナと通信可能、かつ当該通信方式での通信が可能な該端末装置を、当該通信方式における無線通信リソースの割当て候補とすることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３６】
例１５は、例９記載の無線通信システムであって、
該通信方式毎に該信号処理装置から該アンテナに送信される該第一の信号として、該第一の信号を生成するためのパラメータを送信し、該パラメータを受信した該アンテナ側で該通信方式毎の該第一の信号を自律的に生成することを特徴とする無線通信システム。
【０１３７】
例１６は、例９記載の無線通信システムであって、
該通信方式毎に、当該通信方式で通信が可能な該端末装置から送信される信号を受信する１または複数の該アンテナで構成される第三のアンテナセットは、該第三のアンテナセットと同一であることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３８】
例１７は、例９記載の無線通信システムであって、
該通信方式間で、該第一のアンテナセットに含まれる該アンテナの数、および該第二のアンテナセットに含まれる該アンテナの数の上限値を設定し、かつ該上限値をシステム動作中に変更可能であることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３９】
例１８は、ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置に、１または複数のアンテナが接続され、該アンテナを介して該信号処理装置と１または複数の端末装置が通信する無線通信装置であって、
該信号処理装置と、該アンテナを含むフロントエンド部との間にケーブルネットワークを構成し、
該信号処理装置は、複数の該端末装置に向けて送信される第一の信号に対してベースバンド信号処理する第一信号処理手段と、
単一の端末装置に向けて送信される第二の信号と、該端末装置から送信される第三の信号に対してベースバンド信号処理する第二信号処理手段と、
該アンテナ各々に対して該第一の信号に対する遮断制御信号、および該第二の信号と該第三の信号に対する遮断制御信号を生成する遮断制御手段と、
該信号処理装置から該ケーブルネットワークを介して１または複数の該フロントエンド部へ送信される該第一の信号、該第二の信号、および該遮断制御信号を多重化、ならびに１または複数の該フロントエンド部から該ケーブルネットワークを介して該信号処理装置へ送信される該第三の信号の、該フロントエンド部間多重化解除を実施する多重化制御手段を具備し、
該フロントエンド部は、該信号処理装置から送信される該遮断制御信号を解析し、該第一の信号に対する遮断の有無、および該第二の信号と該第三の信号に対する遮断の有無を制御するフロントエンド制御手段と、
該信号処理装置から受信した該第一の信号を該制御に従い出力または遮断する第一信号送信手段と、
該信号処理装置から受信した該第二の信号、および該端末装置から受信した該第三の信号を該制御に従い出力または遮断する第二信号送受信手段と、
該第一信号送信手段の出力と、該第二信号送受信手段による該端末装置向け出力とを合成する下り信号合成手段と、
該下り信号合成手段の出力を無線周波数アナログ信号に変換する機能と、該端末装置から受信した無線周波数アナログ信号をベースバンドデジタル信号に変換して該第二信号送受信手段へ出力する無線信号送受信手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置である。
【０１４０】
例１９は例１８記載の無線通信装置であって、
該信号処理装置において該第一信号処理手段、該第二信号処理手段、該遮断制御手段を複数の通信方式個別に具備し、
該フロントエンド部において該第一信号送信手段、該第二信号送受信手段、該下り信号合成手段、該無線信号送受信手段を複数の通信方式個別に具備し、
該信号処理装置の該多重化制御手段、および該フロントエンド部の該フロントエンド制御手段を複数の該通信方式間で共有し、
該アンテナと、複数の該通信方式毎の該無線信号送受信手段との間に、該無線周波数アナログ信号の多重化および分離を行う無線周波数信号多重化分離手段を具備し、
該アンテナおよび該ケーブルネットワークを複数の該通信方式間で共有することを特徴とする無線通信装置である。
【０１４１】
例２０は、１または複数の端末装置と１または複数のアンテナを介して通信する無線通信装置であって、
アンテナ各々に接続される１または複数のフロントエンド部との間でケーブルネットワークを構成する、ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置を備え、
信号処理装置は、複数の端末装置に向けて送信される第一の信号に対してベースバンド信号処理する第一信号処理部と、
単一の端末装置に向けて送信される第二の信号に対してベースバンド信号処理する第二信号処理部と、
アンテナ各々に対して、第一の信号、第二の信号に対する遮断制御信号を生成する遮断制御部と、
信号処理装置からケーブルネットワークを介してフロントエンド部へ送信される第一の信号、第二の信号、遮断制御信号の多重化を実施する多重化制御部とを具備する構成の無線通信装置である。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
無線通信システム、特に信号処理装置とアンテナとの間にケーブルネットワークを配置する無線通信技術として有用である。
【符号の説明】
【０１４３】
１…信号処理装置
２…光ファイバネットワーク
３…フロントエンド部
４…通信エリア
５…ブロードキャスト信号
６，７…ユニキャスト信号
８…端末
９…無線リンク
１０…ブロードキャストアクティベーションコマンド
１１…ユニキャストアクティベーションコマンド
１２…ブロードバンドデアクティベーションコマンド
２１…ベースバンド制御部
２２…ブロードキャスト信号処理部
２３…ユニキャスト信号処理部
２４…ネットワーク側多重化制御部
２５…ネットワークインターフェース
３１…ベースバンドフロントエンド制御部
３２…ブロードキャスト信号送信部
３３…ユニキャスト信号送受信部
３４…フロントエンド側多重化制御部
３５…無線信号送受信部
３６…アンテナ
３７…下り多重化部
４１…ＯＡＭ装置
４２…ＧＷ装置
４３…ＭＭＥ装置
４４…バックホールネットワーク
５１…ブロードキャスト信号に対するスイッチ
５２…ユニキャスト信号に対するスイッチ
５３…フロントエンド部位置情報テーブル
５４…アクティベート制御部
６１…ブロードキャスト物理層信号生成シードテーブル
６２…共通無線コンフィグテーブル
６３…ブロードキャストデータバッファ
６４…スロットカウント部
６５…ブロードキャストＬ２処理部
６６…ブロードキャストＬ１処理部
６７…ブロードキャスト信号多重化部
７１…下りユニキャスト信号Ｌ１送信処理部
７２…上りユニキャスト信号Ｌ１受信処理部
７３…ユニキャスト物理層信号生成シードテーブル
７４…端末固有無線コンフィグテーブル
７５…ユニキャストデータバッファ
７６…ユニキャスト信号Ｌ２処理部
８１…チャネル制御部
８２…ヘッダ生成部
８３…下りセレクタ
８４…上りセレクタ
８５、８７、８９…電気光変換部
８６、８８、９０…光電気変換部
９１…ブロードキャスト物理信号生成部
９２…ブロードキャストアクティベーションスイッチ
９３…ユニキャストアクティベーションスイッチ
９４…リソースマッピング部
９５…ＩＦＦＴ部
９６…ＦＦＴ部
１０１…チャネル制御部
１０２…下りセレクタ
１０３…上り信号バッファ
１０４…下り信号バッファ
１１１…デジタルアナログ変換部
１１２…アップコンバータ
１１３…パワーアンプ
１１４…デュプレクサ
１１５…低ノイズアンプ
１１６…ダウンコンバータ
１１７…アナログデジタル変換部
１２１…コアネットワーク
１２２…ネットワーク多重化制御部（複数システム対応）
１３１…チャネル制御部（複数システム対応）
１３２…ヘッダ生成部（複数システム対応）
１３３…下りセレクタ（複数システム対応）
１３４…上りセレクタ（複数システム対応）
１４１…ベースバンドフロントエンド制御部（複数システム対応）
１４２…フロントエンド側多重化制御部（複数システム対応）
１４３…ＲＦ多重化分離部
１５１…チャネル制御部（複数システム対応）
１５２…下りセレクタ（複数システム対応）
１５３…上りデータバッファ（複数システム対応）
１５４…上りセレクタ（複数システム対応）
１５５…下りデータバッファ（複数システム対応）
【技術分野】
【０００１】
無線通信システム、特に信号処理装置とアンテナとの間にケーブルネットワークを配置する無線通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、送信機と受信機との位置関係による通信品質やスループットの偏差を抑える技術として分散アンテナシステム（ＤＡＳ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。分散アンテナシステムについては、例えば、非特許文献１に開示されている。この技術は、インフラ側のアンテナを分散配置することで、無線端末とインフラ側アンテナとの最大距離を短縮できる、すなわち伝搬減衰の最大値を下げることができるため、場所に依存せず比較的安定した無線通信品質やスループットを提供できる。また、インフラ側のアンテナ同士が相互に離れているため、無線端末が相互に離れたインフラ側アンテナを同時に使用することで、伝搬ロスとシャドーイングにより決定する伝搬路品質の長区間変動に関するサイトダイバーシチ効果を得ることができる。
【０００３】
ＤＡＳでは、ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置と、無線信号を送受信するアンテナまでの距離が離れている。該信号処理装置とアンテナまでの距離が短ければ銅線ケーブルで接続してもケーブル伝搬損は無視できるが、同距離が延びるとケーブル伝搬損が無視できなくなる。このため、該信号処理装置と該アンテナとの間の区間を光ファイバで接続する技術が知られており、例えば、特許文献１で開示されている。同文献では、光ファイバ区間でベースバンドデジタルサンプリング信号を伝送し、光ファイバ区間におけるビット誤り率に対するしきい値判定により、光ファイバ区間を無効にすることで、該ビット誤りによる無線通信品質低下を抑える技術が開示されている。
【０００４】
該信号処理装置が多数の該アンテナを光ファイバで束ねるために最も簡単な方法は、該信号処理装置を中心としたシングルスター型トポロジで光ファイバネットワークを構成するのが確実な方法であるが、光ファイバ本数を抑えて敷設および維持コスト削減を志向したＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の技術が知られている。ＰＯＮとして現在良く知られているのは、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＰＯＮであり、例えば、非特許文献２で開示されている。また、大容量化を志向したＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＰＯＮの技術も研究されており、例えば、非特許文献３で開示されている。
【０００５】
近年、セルラシステムの通信規格の一つであるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が商用サービスインを迎えた。ＬＴＥは、最大２０ＭＨｚの広帯域システムで、かつＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術による周波数利用効率向上が図られ、最大３００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃのピークデータレートを達成できる。多元接続方式としてはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が採用されている。ＬＴＥに関しては、非特許文献４に概要が、同文献が参照している各種Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに、より詳細に仕様が開示されている。なお、ＬＴＥではＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌを使用したＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）ベースの端末位置測位機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０５７６５１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ａ．Ａ．Ｍ．Ｓａｌｅｈ，ｅｔ ａｌ．，“Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｎｔｅｎｎａｓ ｆｏｒ Ｉｎｄｏｏｒ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ Ｃｏｎｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．３５，ｐｐ．１２４５−１２５１，Ｄｅｃ．１９８７
【非特許文献２】Ｊｏｈｎ Ｒ．Ｖａｃｃａ著，木村達也訳，“光ネットワークの活用技術”，オーム社，第５章，Ｎｏｖ.２００８
【非特許文献３】鈴木ほか、“広域ＷＤＭ−ＰＯＮ技術”、電子情報通信学会技術研究報告、ＣＳ２００５−３９、Ｎｏｖ．２００５
【非特許文献４】３ＧＰＰ，“Ｏｖｅｒａｌｌ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ；Ｓｔａｇｅ２（Ｒｅｌｅａｓｅ９）”，ＴＳ３６．３００，Ｖｅｒ９．２．０，Ｄｅｃ．２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の分散アンテナシステム（ＤＡＳ）において、ベースバンド信号処理装置と多数のアンテナとの間をベースバンドデジタル信号で伝送する場合、同区間でのデータ伝送量が膨大となる。データ伝送量に見合った量のケーブルを引けば同課題を解消することができるが、ケーブルを引いた本数に応じた敷設コストや維持コストが掛かるようになる。更に、１つの分散アンテナシステムで複数の通信システムを収容することで、一つの通信システムあたりに掛かる上記コストを削減することはできるが、上記区間でのデータ伝送量がさらに増加する。一方で、上記データ伝送量を減らすため、分散アンテナシステムが管理するアンテナ数を減らすアプローチが考えられるが、この方法では無線カバレッジの縮小を招く。特許文献１で開示されている方法でも上記区間でのデータ伝送量を削減することができるが、アンテナの機能を止めることになるため、無線カバレッジの縮小を招く。
【０００９】
本発明の目的は、無線カバレッジの縮小を招くことなく、ベースバンド信号処理装置と多数のアンテナとの間のデータ伝送量を削減し、低コストの無線通信システム、および無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
無線カバレッジを維持するためには、少なくともネットワーク側からのブロードキャスト信号が端末で観測できる必要がある。一方で、端末固有の上りユニキャスト信号および下りユニキャスト信号は、それぞれの端末からの送信タイミング、および端末への送信タイミングを端末位置に応じてうまく調整すれば、必ずしも全てのネットワーク側アンテナで常時送受信できる必要は無い。また、複数通信システムを同一の分散アンテナシステムで提供する場合、通信システム毎に無線カバレッジを維持するために必要なアンテナ数は異なるため、全ての通信システムが全てのアンテナでブロードキャスト信号を送信する必要はない。
【００１１】
そこで本発明においては、上記の目的を達成するため、ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置と、１または複数のアンテナを介して、１または複数の端末装置が通信する無線通信システムであって、信号処理装置から送信される信号は、複数の端末装置に向けて送信される第一の信号と、単一の端末装置に向けて送信される第二の信号とを含み、アンテナは、第一の信号を端末装置に向けて送信する１または複数のアンテナで構成される第一のアンテナセットと、第一のアンテナセットに包含され、第二の信号を端末装置に向けて送信する１または複数のアンテナで構成される第二のアンテナセットを備え、第二のアンテナセットを構成するアンテナの組み合わせは、第一のアンテナセットの範囲内で、システム動作中に任意に変更できる無線通信システムを提供する。
【００１２】
また、本発明においては、上記の目的を達成するため、１または複数の端末装置と通信を行う無線通信システムであって、複数の通信方式が混在し、通信方式間で１または複数のアンテナを共有し、通信方式毎にベースバンド信号処理を実施する信号処理装置を具備し、複数の通信方式のうち１または複数で通信が可能な１または複数の端末装置が、アンテナを介して端末装置が通信可能な通信方式の信号処理装置と通信し、通信方式毎に信号処理装置から送信される信号を、複数の端末装置に向けて送信される第一の信号と、単一の端末装置に向けて送信される第二の信号とに分類し、通信方式毎の第一の信号を端末装置に向けて送信する１または複数のアンテナで構成される第一のアンテナセットと、第一のアンテナセットに包含される、通信方式毎の第二の信号を端末装置に向けて送信する１または複数のアンテナで構成される第二のアンテナセットとを準備し、通信方式毎の第二のアンテナセットを構成するアンテナの組み合わせは、当該通信方式に関する第一のアンテナセットの範囲内で、システム動作中に任意に変更できる無線通信システムを提供する。
【００１３】
更に、上記の目的を達成するため、１または複数の端末装置と１または複数のアンテナを介して通信する無線通信装置であって、ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置と、アンテナ各々に接続され、信号処理装置との間にケーブルネットワークを構成する１または複数のフロントエンド部とを備え、信号処理装置は、複数の端末装置に向けて送信される第一の信号に対してベースバンド信号処理する第一信号処理部と、単一の端末装置に向けて送信される第二の信号と、端末装置から送信される第三の信号に対してベースバンド信号処理する第二信号処理部と、アンテナ各々に対して、第一の信号、第二の信号、第三の信号のうち少なくともいずれか一の信号に対する遮断制御信号を生成する遮断制御部と、信号処理装置からケーブルネットワークを介してフロントエンド部へ送信される第一の信号、第二の信号、および遮断制御信号の多重化、およびフロントエンド部からケーブルネットワークを介して信号処理装置へ送信される、第三の信号の多重化解除を実施する多重化制御部とを具備する無線通信装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第一のアンテナセットによる無線カバレッジの確保と、第二のアンテナセットの絞り込みにより情報伝送量を削減することができる。
【００１５】
また、第二のアンテナセットを第一のアンテナセットの範囲内で切り替えることで、第一のアンテナセットで確保された無線カバレッジ内で、第二の信号であるユニキャスト信号による通信サービスをもれなく提供することができる。更に、複数の通信方式が混在する状況においても、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の分散アンテナシステムの原理を説明する概観図である。
【図２Ａ】図１の全フロントエンド部でブロードキャスト信号をアクティベートする制御を説明する図である。
【図２Ｂ】図１の一部のフロントエンド部でユニキャスト信号をアクティベートする制御を説明する図である。
【図２Ｃ】図２Ｂとは異なる一部のフロントエンド部でユニキャスト信号をアクティベートする制御を説明する図である。
【図３Ａ】図１の一部のフロントエンド部でブロードキャスト信号をアクティベートする制御を説明する図である。
【図３Ｂ】図１のブロードキャスト信号をアクティベートするフロントエンド部を変更する制御を説明する図である。
【図３Ｃ】図３Ｂの制御後にユニキャスト信号をアクティベートする制御を説明する図である。
【図４】第１の実施例におけるシステム装置構成を示す図である。
【図５】第１実施例におけるベースバンド制御部を示す図である。
【図６】第１の実施例におけるブロードキャスト信号のアクティベート／デアクティベートをフロントエンド部毎に決定する方法を示す図である。
【図７】第１の実施例におけるユニキャスト信号のアクティベート／デアクティベートをフロントエンド部毎に決定する方法を示す図である。
【図８】第１の実施例におけるブロードキャスト信号処理部を示す図である。
【図９】第１の実施例におけるユニキャスト信号処理部を示す図である。
【図１０】第１の実施例におけるネットワーク側多重化制御部を示す図である。
【図１１】第１の実施例におけるフロントエンド部を示す図である。
【図１２】第１の実施例におけるフロントエンド側多重化制御部を示す図である。
【図１３】第１の実施例における無線信号送受信部を示す図である。
【図１４Ａ】第１の実施例における光ファイバネットワーク上で伝送される上りおよび下りデータストリームの全体像を示す図である。
【図１４Ｂ】第１の実施例におけるブロードキャスト信号に関するデータストリームの一例を示す図である。
【図１４Ｃ】第１の実施例における上りおよび下りユニキャスト信号に関するデータストリームの一例を示す図である。
【図１４Ｄ】第１の実施例における同期固定フィールドの一例を示す図である。
【図１５】第２の実施例のするシステム装置構成の全体を示す図である。
【図１６】第２の実施例におけるネットワーク側多重化制御部の一構成例を示す図である。
【図１７Ａ】第２の実施例における光ファイバネットワーク上で伝送されるデータフォーマットの一例を示す図である。
【図１７Ｂ】第２の実施例におけるシステム間で異なるＴＴＩを有する例を示す図である。
【図１７Ｃ】第２の実施例における通信システム間で異なるＴＴＩを有する場合の光ファイバネットワーク上で伝送されるデータフォーマットの一例を示す図である。
【図１８】第２の実施例におけるフロントエンド部の一構成例を示す図である。
【図１９】第２の実施例におけるフロントエンド側多重化制御部の一構成例を示す図である。
【図２０】第１の実施例におけるフロントエンドグループと端末との関連付け結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の種々の実施態様を説明するに先立ち、その原理を概説する。なお、本明細書の無線通信システムとは、分散アンテナシステム（ＤＡＳ）であり、１または複数の端末装置と１または複数のアンテナを介して通信を行う無線通信装置を備えている。この無線通信装置とは、ベースバンド信号処理を行う信号処理装置と、アンテナに繋がる１または複数のフロントエンド部からなる構成、更には１または複数のアンテナを含めた構成を意味するものとする。また、本明細書において使用されるブロードキャスト信号、下りのユニキャスト信号、上りのユニキャスト信号をそれぞれ第一の信号、第二の信号、第三の信号と呼ぶ場合があり、それらに対応する信号処理部、信号送受信部を、第一信号処理部、第一信号送信部、及び第二信号処理部、第二信号送受信部と呼ぶ場合がある。
【００１８】
図１は、本発明の分散アンテナシステムの原理を説明するための概観図である。図１において、基地局相当装置としてベースバンド信号処理を実施する信号処理装置１に、ケーブルネットワークとしての光ファイバネットワーク２を介して複数のフロントエンド部３が接続されている。各フロントエンド部３はベースバンド信号と無線周波数帯信号（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ信号、以下、ＲＦ信号と略記する。）との変換を行う機能を有し、各フロントエンド部３と無線通信可能なエリアとして通信エリア４を定義する。各通信エリア４に属している端末８は、無線および光ファイバネットワーク２を介して信号処理装置１との通信が可能である。９は無線リンクを示している。なお、図１では、フロントエンド部３−１〜３−４等として、４セットを例示したがこれに限定されるものではない。上述の通り、フロントエンド部にアンテナが含まれるとして説明を行うが、アンテナを除外してフロントエンド部と呼んでも良い。
【００１９】
信号処理装置１からは、複数端末での受信が想定されている物理チャネルや物理信号で構成される第一の信号と称される、ブロードキャスト信号（ＢＣ）５と、単一端末での受信が想定されている物理チャネルや物理信号で構成される、第二の信号と称される、ユニキャスト信号（ＵＣ１）６およびユニキャスト信号（ＵＣ２）７が光ファイバネットワーク２を介して各フロントエンド部３へ送信される。ブロードキャスト信号５は、無線通信カバレッジ確保のため全フロントエンド部３−１〜３−４に対し送信され、ユニキャスト信号６および７は、各々別のフロントエンド部３−１、３−２に対し送信される。ユニキャスト信号６および７の送信範囲を一部のフロントエンド部３に絞り込み、光ファイバネットワーク２で流れる信号伝送量を削減することが、本発明のポイントであり、光ファイバ伝送量に制約がある中で、広い無線カバレッジを確保する効果を得ることができる。ユニキャスト信号６および７が、時間毎に異なるフロントエンド部３に対して送信されるように制御することで、端末８は通信エリア４のいずれかに属していれば、信号処理装置１との通信が可能となる。図中で通信エリア４−１、４−２は、ある時間においてユニキャスト信号６および７のいずれかが通信可能なエリアを示す。他の通信エリア４−３、４−４は、当該時間において、ブロードキャスト信号５のみの通信可能なエリアを示している。
【００２０】
なお、本図は下り通信の例を示しているが、上り通信の場合はブロードキャスト信号５が無いため、ユニキャスト信号６および７がいずれかのフロントエンド部３から信号処理装置１に対し送信される。一部のフロントエンド部３からの上り信号だけを光ファイバネットワーク２で伝送することで、上記の下り通信の例と同様、光ファイバ伝送量に制約がある中で、広い無線カバレッジを確保する効果を得ることができる。
【００２１】
図２Ａから図２Ｃは、下りのユニキャスト信号を取り扱うフロントエンド部３を切り替え制御する方法を示した図である。図２Ａは、全てのフロントエンド部３でブロードキャスト信号の通信を可能とするための制御である。信号処理装置１からブロードキャストアクティベーションコマンド（ＢＣ−Ａ）１０を全フロントエンド部３に通知することで、各フロントエンド部３でブロードキャスト信号を送信できるようにし、無線カバレッジを確保する。
【００２２】
この手順が完了した後、図２Ｂに示すように、信号処理装置１から全フロントエンド部３に対してブロードキャスト信号５を送信、さらにユニキャスト信号を送信させたいフロントエンド部３に対してユニキャストアクティベーションコマンド（ＵＣ−Ａ）１１と共にユニキャスト信号６および７を各々別のフロントエンド部３に対して送信する。
【００２３】
ユニキャスト信号６および７の送信先を変える場合は、図２Ｃに示すようにユニキャストアクティベーションコマンド１１とユニキャスト信号６および７の送信先を切り替えることで実現できる。この方法は、フロントエンド部３がユニキャストアクティベーションコマンド１１をその都度受信しない限り、暗黙的にユニキャスト信号を無効にすることを前提としている。ここでは、この前提を採用するが、明示的にユニキャスト信号を無効にするためのユニキャストデアクティベーションコマンドを通信するようにしても良いし、各フロントエンド部３に対し周期的にユニキャスト信号を有効にするようなコンフィグを実施する方法でも良い。
【００２４】
図３Ａから図３Ｃは、ブロードキャスト信号を取り扱うフロントエンド部３を切り替え制御する方法を示している。図３Ａは、一部のフロントエンド部３でブロードキャスト信号の通信を可能とするための制御である。システム全体のフロントエンド部３を使わなくても、無線カバレッジが確保できる無線通信システム、すなわち、各フロントエンド部３の送信電力が大きいこと、もしくは無線周波数が低くＲＦ信号がより遠くまで到達し得る無線通信システムに適した運用である。ただし、ある一部のフロントエンド部３だけで運用している時に、無線カバレッジホールが発生する場合がある。この時、ブロードキャスト信号を取り扱うフロントエンド部３を変更することで解決する場合がある。つまり、新たな光ファイバやフロントエンド部の追加工事なしで無線カバレッジに変更を加えることができる。
【００２５】
図３Ｂはブロードバンド信号を取り扱うフロントエンド部３を変更する手順を示す。第四のフロントエンド部３−４がブロードキャスト信号５の取り扱いを停止し、第三のフロントエンド部３−３が新たにブロードキャスト信号５の取り扱いを開始する例である。新たにブロードキャスト信号５を取り扱う第三のフロントエンド部３−３に対しては、ブロードキャストアクティベーションコマンド（ＢＣ−Ａ）１０を送信し、この度ブロードキャスト信号５の取り扱いを停止する第四のフロントエンド部３−４に対しては、ブロードバンドデアクティベーションコマンド（ＢＣ−Ｄ）１２を送信する。
【００２６】
その結果、図３Ｃに示すように、第一および第三のフロントエンド部３−１および３−３でブロードバンド信号５を取り扱えるようになる。ユニキャスト信号６および７も、これらのフロントエンド部３−１および３−３に対してユニキャストアクティベーションコマンド（ＵＣ−Ａ）１１と共に信号処理装置１から送信される。
【００２７】
以上、図２Ａから図２Ｃ、および図３Ａから図３Ｃまでで、下り通信においてユニキャスト信号を取り扱うフロントエンド部３の切り替え制御、ならびにブロードキャスト信号を取り扱うフロントエンド部３の切り替え制御について説明した。上り通信の場合は、ブロードキャスト信号が無いため、第三の信号と称される、ユニキャスト信号に対する制御のみを実施する。下り通信においてユニキャストアクティベーションコマンド（ＵＣ−Ａ）１１を受信したフロントエンド部３における、上りベースバンド信号を信号処理装置１へ転送する。ユニキャストアクティベーションコマンド（ＵＣ−Ａ）１１を受信していないフロントエンド部３においては、上り無線信号に対する受信動作を実施してもしなくても良いが、例えば端末からのランダムアクセス信号の捕捉失敗といった事態を避け、端末からの無駄なランダムアクセス信号の再送を避けるためには、全フロントエンド部３は必ず受信動作を実施し、光ファイバで転送する信号をバッファに蓄えておき、上記アクティベーションコマンド（ＵＣ−Ａ）受信時に、該バッファの内容を、光ファイバネットワーク２を介して信号処理装置１に対し転送することが望ましい。
【００２８】
続いて、上述した本発明の原理を実現する具体的な種々の実施例構成について図面を用いて詳述する。
【実施例１】
【００２９】
図４は、第１の実施例のシステム装置構成の全体を示す図である。同図において、ベースバンド信号処理を担当する信号処理装置１は、各フロントエンド部３に対するブロードキャスト信号およびユニキャスト信号に対するアクティベーションおよびデアクティベーションを制御する、信号処理装置１の遮断制御部と称される、ベースバンド（ＢＢ）制御部２１と、ブロードバンド信号に関するベースバンド信号処理を実施する、第一信号処理部と称される、ブロードキャスト（ＢＣ）信号処理部２２と、ユニキャスト信号に関するベースバンド信号処理を実施する、第二信号処理部と称される、ユニキャスト（ＵＣ）信号処理部２３と、ブロードキャスト信号と下りユニキャスト信号との多重化、上りユニキャスト信号の多重化解除、ならびに多重化された各ブロードキャスト／ユニキャスト信号に対する光チャネル（時間／周波数／空間）の割当て、および割当て解除を制御する、信号処理装置１の多重化制御部と称される、ネットワーク側多重化制御部（ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ）２４と、バックホールネットワーク４４を介してＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）装置４１、ゲートウェイ（ＧＷ）装置４２、モビリティ制御装置（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ：ＭＭＵ）４３と通信を行うネットワークインターフェース（ＮＩＦ）２５とで構成される。
【００３０】
本実施例においては，光ファイバネットワーク２としてＴＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を前提として説明するが、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＰＯＮや、光ファイバをフロントエンド部３の数だけ複数束ねた空間多重、すなわち信号処理装置１を中心としたシングルスタートポロジ構成、さらにこれらの組み合わせでも実現可能であることは、同業者であれば容易に想到可能である。ＴＤＭ−ＰＯＮを前提とすると、このネットワーク側多重化制御部２４はＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）としての機能を有する。
【００３１】
フロントエンド部３は図４に示すように、システム内に複数存在し、全てのフロントエンド部３が同一構成であることを前提とする。同一構成とすることで、フロントエンド部３生産時のスケールメリットによりコストダウンを図ることができる。図４の中では、第二のフロントエンド部３−２以降は、全て第一のフロントエンド部３−１と同一構成であるため略記している。
【００３２】
フロントエンド部３は、フロントエンド部３内のベースバンド処理部分を制御するベースバンドフロントエンド（ＢＢ−ＦＥ）制御部３１と、信号処理装置１から送信されたブロードキャスト信号そのもの、もしくはブロードキャスト信号を生成するためのパラメータからブロードキャスト信号を生成して出力する、第一信号送信部と称される、ブロードキャスト（ＢＣ）信号送信部３２と、信号処理装置１から送信されたユニキャスト信号の送信と、上り受信ベースバンドユニキャスト信号を信号処理装置１へ送信する第二信号送受信部と称される、ユニキャスト（ＵＣ）信号送受信部３３と、当該フロントエンド部３に割り当てられた下り光伝送チャネルからブロードキャスト信号と下りユニキャスト信号の抽出および多重化解除、当該フロントエンド部３に割り当てられた上り光伝送チャネルへのユニキャスト信号送信を実施するフロントエンド側多重化制御部（ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ）３４と、ベースバンド信号とＲＦ信号との間の相互変換を実施する無線信号送受信部３５と、アンテナ３６と、下りユニキャスト信号とブロードキャスト信号を多重化する下り多重化部（ＢＣ／ＵＣ ＭＵＸ）３７とで構成される。該フロントエンド側多重化制御部３４は、ＴＤＭ−ＰＯＮにおけるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）としての役割を有する。
【００３３】
ＯＡＭ装置４１は、信号処理装置１に対するコンフィグパラメータの送信、本実施例によるブロードキャスト信号、マルチキャスト信号に対するアクティベーションおよびデアクティベーション制御信号の送信、および各端末８で測定した無線通信品質に関するレポートを、信号処理装置１を介して吸い上げる機能を少なくとも有する。この無線通信品質に関するレポートとして、端末の座標位置と下り受信電力が一対一で対応した情報が少なくとも含まれる。このレポートを基にＯＡＭ装置４１自身が自動的に、またはＯＡＭ装置４１を操作する操作者によって、アクティベーションおよびデアクティベーション制御を、信号処理装置１から離れた場所で実施できる。ＯＡＭ装置４１は、ＯＡＭ装置４１自身が該制御を実施するためのプロセッサ、人間の手によって該制御を実施するためのユーザインターフェース、ならびに端末８からの該レポートを一時記録しておくためのメモリ等から構成される。
【００３４】
ＧＷ装置４２は、コアネットワークと、本実施例が対象とするアクセスネットワークとの境界に位置するパケット終端装置である。本実施例においては、ブロードキャスト信号および下りユニキャスト信号の供給元、ならびに上りユニキャスト信号の出力先として位置付けている。
【００３５】
ＭＭＥ装置４３は、各端末のモビリティ制御を実施する装置で、ハンドオーバやページングといった機能を有する。本実施例では、ブロードバンド制御信号としてのページングメッセージの供給元として位置付けている。
【００３６】
図５は、本実施例のシステムの信号処理装置１のベースバンド（ＢＢ）制御部２１の一構成を示す図である。ベースバンド制御部２１の役割は、ネットワーク側多重化制御部２４に対して、各フロントエンド部３に関するブロードキャストおよびユニキャスト信号に関するアクティベーションおよびデアクティベーションを個別に指示するインジケータとしての制御情報ＢＣＣＴＲＬ，ＵＣＣＴＲＬを出力することである。同図において、５１はスイッチ（ＢＣＳＷ）、５２はスイッチ（ＵＣＳＷ）、５３はフロントエンド部（ＦＥ）位置情報テーブル、５４はアクティベート（ＢＣ／ＵＣ Ａｃｔｉｖａｔｅ）制御部である。アクティベート制御部５４には、後で説明するＵＣ信号処理部２３との間に、インタフェースＵＥ＿ＩＮＦＯ、ＡＣＴ＿ＵＥ＿ＳＥＴが設けられている。
【００３７】
インジケータとしての制御情報ＢＣＣＴＲＬ，ＵＣＣＴＲＬを生成する方法は２つある。１つはＯＡＭ装置４１から入力する方法、もう一つは信号処理装置１内のアクティベート（ＢＣ／ＵＣ Ａｃｔｉｖａｔｅ）制御部５４で生成する方法である。ＯＡＭ装置４１からは、ユーザインターフェースを介して該制御情報を設定する方法と、該アクティベート制御部５４相当の機能をＯＡＭ装置４１側に搭載する方法が考えられるが、本実施例では前者の方法を前提として説明する。
【００３８】
ＯＡＭ装置４１からは、ＯＡＭ装置４１からの設定情報と、該アクティベート制御部５４の生成結果との、どちらをネットワーク側多重化制御部２４に対して出力するかのスイッチ制御するための設定を行う。このスイッチ制御は、制御信号ＳＷＣＴＲＬを用いて、ブロードキャスト信号に対するスイッチ（ＢＣＳＷ）５１と、ユニキャスト信号に対するスイッチ（ＵＣＳＷ）５２に対して実施される。
【００３９】
アクティベート制御部５４は、各フロントエンド部３に関して、ブロードキャスト信号のアクティベート／デアクティベート、およびユニキャスト信号のアクティベート／デアクティベートを制御する。制御の方法は様々考えられるが、図６および図７を用いて１つの実現方法を説明する。
【００４０】
図６は、信号処理装置１が、ブロードキャスト信号のアクティベート／デアクティベートをフロントエンド部毎に決定するための１つの方法を示す。最初に、光ファイバの伝送能力を考慮し、ブロードキャスト信号を取り扱うフロントエンド部３の数の上限値Ｎｂｃを設定する（Ｓ１００１）。この設定はＯＡＭ装置４１からユーザインターフェースを介して人手により実施することとする。
【００４１】
ブロードキャスト信号のアクティベート／デアクティベート制御の更新周期が来るまで待機する（Ｓ１００２）。本実施例では更新周期をＯＡＭ装置４１からユーザインターフェースを介して人手により設定し、アクティベート制御部５４自身のセルフタイマにより該制御の更新トリガを掛けることを前提としている。しかしながら、無線カバレッジ自体が頻繁に変更する性質のものではなく、屋外であれば新たな建物が建設されたとか、屋内であればレイアウト変更をしたなどの契機で発生するものと考えられる。したがって、ＯＡＭ装置４１からユーザインターフェースを介して人手により更新トリガを掛ける方法でも良い。
【００４２】
Ｓ１００２において更新トリガが掛かると、フロントエンド部３毎に評価関数を計算し、評価関数の大きい順もしくは小さい順にＮｂｃ個のフロントエンド部３を選択する。Ｓ１００３に評価関数の一例を示している。すなわち、Ｓ１００３では、フロントエンド部から各端末までの距離を計算して累算し、その合計値を評価関数としており、Ｓ１００４で同評価関数が小さい方からＮｂｃ個のフロントエンド部を選択する処理としている。Ｓ１００３を実施するためには、各フロントエンド部３の座標位置と、各端末の座標位置とをアクティベート制御部５４が知っておく必要がある。
【００４３】
このため、図５のベースバンド制御部２１の実施例では、フロントエンド部（ＦＥ）位置情報テーブル５３を有し、該テーブル値を入力するためのインタフェースと、端末８の位置情報を入力するためのインタフェースＵＥ＿ＩＮＦＯをアクティベート制御部５４に持たせている。フロントエンド部位置情報テーブル５３の内容は、ＯＡＭ装置４１からテーブル情報（ＦＥＴＢＬ）として設定される。本実施例では、端末８の位置情報は、端末がＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、またはパイロット信号を使用したＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）ベースの測位が可能であり、測位結果をネットワーク側にフィードバックすることを前提としている。
【００４４】
図７は、アクティベート制御部５４において、ユニキャスト信号のアクティベート／デアクティベートをフロントエンド部毎に決定するための１つの方法を示す。同図は、マルチスレッド動作を想定している。左側のスレッドは、全フロントエンド部３に適用されるアクティベーション周期と、周期内のオフセット値を決定するためのスレッドで、ＯＡＭ装置４１からのトリガで実施されることを想定している。Ｓ１１０１とＳ１１０２は実質、ＯＡＭ装置４１側で実施される。Ｎｕｃ個のフロントエンド部３をグループ化したフロントエンドグループを１または複数形成する。各フロントエンド部３は、少なくとも１つのフロントエンドグループに所属するものとする。
【００４５】
Ｓ１１０３では、フロントエンドグループ毎に所属端末数をカウントする。具体的には、端末位置から最寄りのフロントエンド部が所属するフロントエンドグループに端末数をカウントしていく方法が考えられる。当該フロントエンド部が複数のフロントエンドグループに所属している場合は、両方のフロントエンドグループに端末数をカウントすれば良い。Ｓ１１０３に関する端末ループ処理が終了すると、各フロントエンドグループについて所属端末数が求められている状態となる。
【００４６】
Ｓ１１０４では、所属端末数に応じて各フロントエンドグループに、アクティベーションされる時間率を配分する。時間率は、任意の粒度で量子化しても良い。例えば、各フロントエンドグループの時間率が取り得る値を０％、２５％、５０％、７５％、１００％の５通りとすることも可能である。一点だけ注意すべき点として、フロントエンドグループの時間率合計が１００％を超えてはならない。これは、全ての時刻で発生するとは限らないが、ある時刻において想定していた光ファイバ伝送量を超えたユニキャスト信号が流れることを意味するためである。例えば、時間率１００％のフロントエンドグループと、時間率２５％のフロントエンドグループが存在し、それぞれがＮｕｃ個のフロントエンドをグループ化している場合、全時間の７５％は時間率１００％のフロントエンドグループのみアクティベートされている状態（すなわちアクティブなフロントエンド部の数はＮｕｃ）となるが、残り時間（２５％）は、それに加えて時間率２５％のフロントエンドグループに対してもアクティベートされた状態となり、結果としてＮｕｃの２倍のフロントエンド部に対してユニキャスト信号が流れることになるため、当初の想定（同時アクティベート数Ｎｕｃ）を超えた光ファイバ伝送量が発生してしまい、結果としてユニキャスト信号同士の光ファイバ上での干渉といった問題が生じる。
【００４７】
Ｓ１１０５では、各フロントエンドグループに対して実際にアクティベートする時間周期と時間オフセット値を決定する。例えば、上記の通り時間率を２５％の粒度で決定する場合、各フロントエンド部のアクティベート周期は４ＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）、それぞれのフロントエンド部に対し４ｎ＋ｋ（ｎは整数、ｋはオフセット値）番目のＴＴＩにおいてアクティベートするように決定する。同一フロントエンドグループの全フロントエンド部に対しては、ｋは同一値をセットする。
【００４８】
この結果を、図７の右側のスレッドがＴＴＩ毎に監視し、ＴＴＩ毎にユニキャスト信号のアクティベート／デアクティベートをフロントエンド部３毎に決定し、ネットワーク側多重化制御部２４に対し出力する。Ｓ１１０６は、ＴＴＩ周期毎にアクティベート／デアクティベート制御情報を出力するためのセルフタイマである。Ｓ１１０７ではＳ１１０５の結果を参照して、各フロントエンド部が現在のＴＴＩにおいてアクティベート／デアクティベートのいずれにすべきかを判定し、判定結果をネットワーク側多重化制御部２４に対し出力する。右側のスレッドは開始後、無限ループで動作させる。
【００４９】
なお、図７のフローに関連して、各ＴＴＩでアクティベートされるフロントエンドグループに属する端末のグループを同様に定義できる。この端末グループをユニキャスト（ＵＣ）信号処理部２３に、インタフェースＡＣＴ＿ＵＣ＿ＳＥＴ経由で通知することで、パケットスケジューリングのサーチスペースを削減することができる。
【００５０】
以上の本実施例の動作結果を図２０のテーブル１６０にまとめる。テーブル１６０のフロントエンドＩＤ１６１は、各フロントエンド部３に対して固有に割り振られる識別子である。フロントエンドグループ１６２は、図７のＳ１１０２で実施されるフロントエンド部３のグループ化によってグループ毎に割り振られる識別子（ＩＤ）である。この実施例では、４個のフロントエンド部３をグループ化してフロントエンドグループを形成している。Ａｃｔｉｖａｔｅタイミング１６３は、図７のＳ１１０５で決定するフロントエンドグループ毎のＡｃｔｉｖａｔｅタイミングが記載されている。この実施例では、フロントエンドグループ０、１、０、２の順番で４ＴＴＩ周期にてＡｃｔｉｖａｔｅされる例で、フロントエンドグループ０のＡｃｔｉｖｅ時間率は５０％、フロントエンドグループ１と２のＡｃｔｉｖｅ時間率は２５％となっている。端末ＩＤ１６４は、各フロントエンドグループに属する端末のＩＤを表す。各ＴＴＩにおいてＡｃｔｉｖａｔｅされるフロントエンドグループに属する端末のグループをユニキャスト（ＵＣ）信号処理部２３に通知する。通知のインタフェースは、図５に示すＡＣＴ＿ＵＥ＿ＳＥＴである。
【００５１】
ユニキャスト信号処理部２３は、各ＴＴＩにおいて端末に無線通信リソースを割り当てるパケットスケジューリングを実施する際、ＡＣＴ＿ＵＥ＿ＳＥＴで通知されていない端末を無線通信リソース割当て候補から外す、すなわちサーチスペースから外すことで、ユニキャスト信号処理部２３の処理負荷を削減することができる。例えば、４ｎ＋２番目のＴＴＩになったとき、当該ＴＴＩでＡｃｔｉｖａｔｅされるのはフロントエンドグループ０なので、そこに所属している端末ＩＤ０から１１の端末だけが、当該ＴＴＩにおいて無線通信リソースを割り当てられる候補となる。
【００５２】
図８は、本実施例によるブロードキャスト（ＢＣ）信号処理部２２の一構成例を示す図である。ブロードキャスト信号処理部２２は、ネットワークインターフェース２５およびバックホールネットワーク４４を介してＯＡＭ装置４１、ＧＷ装置４２、およびＭＭＥ装置４３と接続される。機能としては、ユニキャスト信号処理部２３に対するブロードキャスト信号に関するリソース割り当て情報の通知と、ネットワーク側多重化制御部２４に対する、例えば同期信号やパイロット信号などの物理層信号、上位層のペイロードを載せる物理チャネルの送信シンボル系列、ならびに該ブロードキャスト信号に関するリソース割り当て情報をパケット化して出力する機能を有する。
【００５３】
ブロードキャスト物理層信号生成シードテーブル（ＢＣ ＰＨＹ Ｓｉｇ． Ｓｅｅｄ Ｔａｂｌｅ）６１は、ブロードキャスト信号をアクティベートした各フロントエンド部３で送信する物理層信号である同期信号およびパイロット信号を生成するためのパラメータを格納するテーブルである。具体的には、時間スロット番号であるＴＴＩの通し番号やセルＩＤが該当する。時間スロット番号は、スロットカウント部（Ｓｌｏｔ Ｃｏｕｎｔｅｒ）６４からスロット番号更新時に新たなスロット番号が書き込まれる。セルＩＤは、ＯＡＭ装置４１からＢＣ＿ＰＨＹＳＥＥＤとして書き込まれる。同期信号およびパイロット信号共に、フロントエンド部毎に同一信号を送信しても別信号を送信しても良い。単純な送信ダイバーシチによる通信品質の安定性を狙うのであれば同一信号、同時通信端末数増加による周波数利用効率を狙うのであれば別信号を送信することになる。本実施例では、フロントエンド部毎に別信号を送信するという前提に立つ。この前提に従うと、ブロードキャスト信号がアクティベートされたフロントエンド部毎に別々の物理層信号生成パラメータを伝送することになる。
【００５４】
共通無線コンフィグテーブル（Ｃｏｍｍｏｎ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｎｆｉｇ． Ｔａｂｌｅ）６２は、システム内共通の無線通信に関するパラメータで、システム内の全端末が参照すべきものである。共通無線コンフィグテーブル６２の内容はＯＡＭ装置４１からＣＯＭ＿ＣＦＧとして設定される。このパラメータの一部または全部を基にしてＭＡＣ ＰＤＵ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）を構成するために、ブロードキャストＬ２処理部（ＢＣ Ｌ２ Ｐｒｏｃ．）６５により参照される。
【００５５】
ブロードキャストデータバッファ（ＢＣ Ｄａｔａ Ｂｕｆｆｅｒ）６３は、Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅデータ（ＢＣ＿ＤＡＴＡ）はＧＷ装置４２から、Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅデータ（ＰＡＧＩＮＧ）はＭＭＥ装置４３から入力される。入力されたデータは一旦バッファに格納され、ブロードキャストＬ２処理部６５から、該バッファ内容の一部または全部を基にしてＭＡＣ ＰＤＵを構成するために参照される。
【００５６】
スロットカウント部（Ｓｌｏｔ Ｃｏｕｎｔｅｒ）６４は、スロット時間経過毎に新たなスロット番号を発行し、ブロードキャスト物理層信号生成シードテーブル６１およびユニキャスト信号処理部２３に通知し、ブロードキャストＬ２処理部６５に対しトリガを掛ける機能を有する。スロットカウント部６４は自走クロックおよびクロックカウンタで構成され、例えば、スロット長が0.5msで、自走クロックが100MHzで動作する場合、クロックカウンタが50000に達した時に新たなスロット番号の発行と、スロット番号変更通知の発行を行う。
【００５７】
ブロードキャストＬ２処理部６５は、共通無線コンフィグテーブル６２やブロードキャストデータバッファ６３から、それぞれどの程度の量のデータを取り出し、どの物理リソース（時間、周波数、およびフロントエンド部）に割り当てて伝送するかを制御する機能を少なくとも有する。これは、いわゆるパケットスケジューリングおよびリソース割当ての機能に相当する。ブロードキャスト信号は、一般的にユニキャスト信号に対して優先度は高いため、ブロードキャスト信号に対する割当て結果をユニキャスト信号処理部２３に通知し、ユニキャスト信号処理部２３は、ブロードキャスト信号未割当である残りの通信リソースを割り当てる。また、該割当て結果は、ネットワーク側多重化制御部２４を介してフロントエンド部３に対してブロードキャスト信号と共に転送される。この転送は、フロントエンド部３側でブロードキャスト信号を割当て結果に応じて時間周波数にマッピングするのが目的である。リソース割当てされたデータはＭＡＣ ＰＤＵとして、ブロードキャストＬ１処理部（ＢＣ Ｌ１ Ｐｒｏｃ．）６６に出力される。
【００５８】
ブロードキャストＬ１処理部６６は、ブロードキャストＬ２処理部６５から入力されたＭＡＣ ＰＤＵに関するＩＱ変調シンボル系列を生成する機能を有する。ＭＡＣ ＰＤＵからＩＱ変調シンボルを生成する手順に関しては、非特許文献４，および同文献が参照するＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに開示されている。ここで出力されるＩＱ変調シンボルは周波数領域のものである。この方法は、ブロードキャスト信号だけをサブキャリアにマッピングして、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理した時間領域信号を光ファイバネットワーク２に通す場合と比較して、光ファイバ伝送量を削減することができる。ここでの説明は、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムを前提とした。
【００５９】
ブロードキャスト信号多重化部（ＢＣ ＭＵＸ）６７は、ブロードキャスト物理層信号生成シードテーブル６１の出力である物理信号（同期信号およびパイロット信号）生成のためのパラメータ群と、ブロードキャストＬ１処理部６６が出力するＩＱ変調シンボル系列と、ブロードキャストＬ２処理部６５が生成する該ＩＱ変調シンボル系列に関するリソース割り当て情報とを結合し、ネットワーク側多重化制御部２４に対して出力する機能を有する。
【００６０】
図９は、本実施例によるユニキャスト信号処理部２３の一構成例である。
【００６１】
ユニキャスト信号処理部２３は、ネットワークインターフェース２５およびバックホールネットワーク４４を介してＯＡＭ装置４１、ＧＷ装置４２、およびＭＭＥ装置４３と接続される。機能としては、ユニキャスト信号がアクティベートされた各フロントエンド部に対するユニキャスト信号としてのＩＱシンボル系列の送信、および同フロントエンド部で受信したＩＱシンボル系列の受信、およびＭＡＣ ＰＤＵとＩＱシンボル系列との間の相互変換を実施する機能を有する。また、Ｌａｙｅｒ２では、パケットスケジューリング機能を有する。ただし、ブロードキャスト信号に対して割り当てられたリソースはユニキャスト信号用には割り当てないこととする。さらに、Ｌａｙｅｒ２の機能として、Ｕｓｅｒ−ＰｌａｎｅとＣｏｎｔｒｏｌ−Ｐｌａｎｅの情報に対する優先度制御や、セル内ユーザ固有ＩＤの割当てといった機能も有する。
【００６２】
下りユニキャスト信号Ｌ１送信処理部（ＤＬ ＵＣ Ｌ１ Ｐｒｏｃ．）７１は、端末固有の下りパイロット信号を生成するためのパラメータをユニキャスト物理層信号生成シードテーブル（ＵＣ ＰＨＹ Ｓｉｇ．Ｓｅｅｄ Ｔａｂｌｅ）７３から入力し、該端末固有の下りパイロット信号を生成する機能と、ユニキャスト信号Ｌ２処理部（ＵＣ Ｌ２ Ｐｒｏｃ．）７６から入力されるユーザデータ信号や、同ユーザデータ信号に関するリソース割り当て情報やＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）など、端末が該ユーザデータ信号を復調するために必要な制御情報や、当該端末固有の無線コンフィグレーションを実施するための制御情報をＭＡＣ ＰＤＵとして物理層に入力し、ＩＱ変調シンボル系列を生成する機能とを有する。ＭＡＣ ＰＤＵからＩＱ変調シンボルを生成する手順に関しては、ブロードキャスト信号に関するものと同一の非特許文献群に開示されている。なお、下りユニキャスト信号Ｌ１送信処理部７１の出力データ線の本数は、ユニキャストアクティベートされるフロントエンド部の数と一致する。この数は、セル毎のアンテナポート数をセル数分だけ加算した数に相当する。つまり、下りユニキャスト信号Ｌ１送信処理部７１は複数セル分のＬ１信号処理を実施することもできる。
【００６３】
これらの下りユニキャスト信号Ｌ１送信処理部７１の出力データ（ＩＱシンボル系列）は、一定の規則に従って出力することで各ＭＡＣ ＰＤＵに対する割り当て情報を別途付加することなく、ＩＱシンボル系列のみを送信すれば、フロントエンド部３側で実施されるブロードキャスト信号と合わせたリソースマッピングを支障なく実施することができる。まず、ＩＱシンボル系列の送信順番を、サブキャリア番号の昇順、サブキャリア番号が一巡したらＯＦＤＭシンボル番号を増加、という順番と決定する。この時、ブロードキャスト信号がマッピングされるサブキャリアやＯＦＤＭシンボル（ブロードキャスト信号処理部２２から取得可能）をスキップして、当該位置にユニキャストのブランクシンボルを挿入しないルールで、ユニキャストＩＱシンボル系列がブランクなしで連続になるようにする。受信側のフロントエンド部３との間で、このデータ送受信ルールを合わせておけば、ユニキャスト信号に関するリソース割り当て情報を光伝送チャネルに載せる必要が無くなり、光ファイバ伝送量を削減することができる。
【００６４】
上りユニキャスト信号Ｌ１受信処理部（ＵＬ ＵＣ Ｌ１ Ｐｒｏｃ．）７２は、チャネル推定や受信タイミング推定を行うための端末固有の上りパイロット信号を生成するためのパラメータをユニキャスト物理層信号生成シードテーブル７３から入力し、該端末固有の上りパイロット信号を生成する機能と、上り受信信号に対する復調および復号結果を情報ビット系列としてユニキャスト信号Ｌ２処理部７６へ出力する機能とを有する。なお、上り復調の際に必要なリソース割り当て情報やＭＣＳなどの情報はユニキャスト信号Ｌ２処理部７６から供給される。該ユニキャスト信号Ｌ２処理部７６は上り通信に関する割り当て情報やＭＣＳなどの情報を端末に対してＵｐｌｉｎｋ Ｇｒａｎｔとして、端末固有の制御情報として端末に送信することを前提としている。このＵｐｌｉｎｋ Ｇｒａｎｔに関する仕組みは、非特許文献４，および同文献が参照するＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに開示されている。上りユニキャスト信号Ｌ１受信処理部７２への入力データ線の本数は、下りと同様、セル毎のアンテナポート数をセル数分だけ加算した数に相当し、上りユニキャスト信号Ｌ１受信処理部７２は複数セル分のＬ１信号処理を実施することもできる。
【００６５】
ユニキャスト物理層信号生成シードテーブル７３は、下りおよび上り通信で使用する端末固有のパイロット信号を生成するためのパラメータをテーブルとして保持する機能を有する。具体的には、スロット番号、セルＩＤ、セル内で割り振られる端末固有ＩＤ、ならびにユニキャスト信号Ｌ２処理部７６が各端末向けに割り当てるパイロット生成用のその他パラメータ群（例えば送信周期や周波数オフセットなど）である。スロット番号は、ブロードキャスト信号処理部２２から常時最新のスロット番号が供給される。セルＩＤは、ブロードキャスト信号処理部２２に対して供給するのと同等の手順で、ＯＡＭ装置４１から供給される。
【００６６】
セル内で割り振られる端末固有ＩＤは、ユニキャスト信号Ｌ２処理部７６が各端末に重複しないように割当てる。割り当ての手順は、（１）端末からのランダムアクセス信号であるプリアンブル受信、（２）受信できたプリアンブル系列ごとに上り割り当て情報を含むＵｐｌｉｎｋ Ｇｒａｎｔと、仮の端末固有ＩＤをランダムアクセス応答として送信、（３）端末から何らかの端末識別子を含んだメッセージを送信、（４）受信した該端末識別子を該仮端末固有ＩＤ宛に送信、（５）（４）で送信された信号を端末が無事に受信できれば、仮端末固有ＩＤをそのまま端末固有ＩＤとして使用する（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）。このランダムアクセスに関する手順は、非特許文献４，および同文献が参照するＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに開示されている。
【００６７】
端末固有無線コンフィグテーブル（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｎｆｉｇ． Ｔａｂｌｅ）７４は、例えば、非特許文献４，および同文献が参照するＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに開示されているＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤでコンフィグされるパラメータの、端末固有の値をテーブルとして保持する機能を有する。該パラメータのデフォルト値はＯＡＭ装置４１から供給される。セル内で割り振られる端末固有ＩＤなど、ユニキャスト信号Ｌ２処理部７６が各端末向けに生成するパラメータもある。ある端末に関する上りおよび下りユニキャスト信号を送受信するために参照されたり、該パラメータ自体をコンフィグパラメータとして下り物理チャネルに載せたりするために使用する。
【００６８】
ユニキャストデータバッファ（ＵＣ Ｄａｔａ Ｂｕｆｆｅｒ）７５は、ＧＷ装置４２と信号処理装置１との間のユニキャストデータを一時的に蓄える機能を有する。ＭＭＥ装置４３と信号処理装置１との間の制御データ（具体的には通信システム間のハンドオーバに関わるメッセージ群）交換の際のバッファリング機能も提供する。また、ベースバンド制御部２１が参照する端末位置情報(ＵＥ＿ＩＮＦＯ)もここで記憶する。
【００６９】
ユニキャスト信号Ｌ２処理部７６は、ユニキャスト信号に対するＬａｙｅｒ２機能（ＭＡＣからＲＲＣの範囲）を提供する。少なくとも、（ａ）上りおよび下り通信に関する端末へのリソース割り当てを、ブロードキャスト信号処理部２２から供給されるブロードキャスト信号への割当て結果を参照して、ブロードキャスト信号が使用していない範囲で実施すること、（ｂ）セル内の端末固有ＩＤの割当て、および同結果をユニキャスト物理層信号生成シードテーブル７３および端末固有無線コンフィグテーブル７４へ供給、（ｃ）端末固有無線コンフィグテーブル７４およびユニキャストデータバッファ７５から供給されるデータからＭＡＣ ＰＤＵを生成し、下りユニキャスト信号Ｌ１送信処理部７１へ入力、（ｄ）上りユニキャスト信号Ｌ１受信処理部７２から供給されるＭＡＣ ＰＤＵを分解し、端末固有無線コンフィグテーブル７４およびユニキャストデータバッファ７５に対して供給する機能を有する。以上の通信手順に関しては、非特許文献４，および同文献が参照するＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに開示されている。
【００７０】
なお、上記（ａ）における端末へのリソース割り当てを実施するにあたって、当該スロットにおいてリソース割り当てを実施しても良い端末のリストが、ベースバンド制御部２１から供給される。つまり、当該スロットにおいてユニキャストアクティベートされるフロントエンド部を使用した通信可能な端末のリストに相当する。
【００７１】
図１０は、本実施例によるネットワーク側多重化制御部２４の一構成例を示す。ネットワーク側多重化制御部２４は、光ファイバネットワーク２での光伝送チャネルをブロードキャスト信号、下りおよび上りユニキャスト信号に対して割り当てて、光伝送チャネル多重化および分離の機能と、各フロントエンド部３の動作を制御するためのヘッダを作成し、下り信号に付加する機能とを有する。
【００７２】
本実施例では光ファイバネットワーク２をＴＤＭ−ＰＯＮで実現することを前提としているため、ブロードキャスト信号および各ユニキャスト信号に対して割り当てる光伝送チャネルは時分割チャネルである。
【００７３】
チャネル制御部８１は、ブロードキャスト信号および各ユニキャスト信号に対して時分割チャネルを割り当てる機能と、同割り当てに従って下り信号の時間領域多重化、および上り信号に対する時間領域分離を、下りセレクタ８３および上りセレクタ８４の制御を介して実施する。ベースバンド制御部２１から、ブロードキャストおよびユニキャスト信号に対するフロントエンド部３毎のアクティベート／デアクティベートが通知されるため、アクティベートされたフロントエンド部３に対して光伝送チャネルを割り当てる。
【００７４】
ヘッダ生成部８２は、ブロードキャスト信号および各ユニキャスト信号に対して、ブロードキャスト信号および各ユニキャスト信号に対するアクティベート／デアクティベートの制御情報、およびチャネル制御部８１による光伝送チャネル割当て結果に基づきヘッダを生成する機能を有する。ヘッダに関しては後ほど詳しく説明する。
【００７５】
下りセレクタ（ＤＬ ＳＥＬ）８３は、ヘッダ、ブロードキャスト信号、および各ユニキャスト信号を多重化して、光ファイバネットワーク２へ送信するデータストリームを形成する。データストリームのフォーマットに関しては後ほど詳しく説明する。
【００７６】
上りセレクタ（ＵＬ ＳＥＬ）８４は、光ファイバネットワーク２を介して１または複数のフロントエンド部３から送信されたデータストリームの多重化をほどく機能を有する。データストリームのフォーマットに関しては後ほど詳しく説明する。
【００７７】
電気光変換部（Ｅ／Ｏ）８５および光電気変換部（Ｏ／Ｅ）８６は、電気信号を光信号に変換して光ファイバネットワーク２へ送信する機能、光ファイバネットワーク２から受信した光信号を電気信号に変換する機能をそれぞれ有する。
【００７８】
図１１は、本実施例によるフロントエンド部３の具体構成例を示す。図４の実施例で説明した通り、フロントエンド部３は、フロントエンド部３内のベースバンド処理部分を制御するベースバンドフロントエンド（ＢＢ−ＦＥ）制御部３１と、信号処理装置１から送信されたブロードキャスト信号そのもの、もしくはブロードキャスト信号を生成するためのパラメータからブロードキャスト信号を生成して出力するブロードキャスト信号送信部３２と、信号処理装置１から送信されたユニキャスト信号の送信と、上り受信ベースバンドユニキャスト信号を信号処理装置１へ送信するユニキャスト信号送受信部３３と、当該フロントエンド部３に割り当てられた下り光伝送チャネルからブロードキャスト信号と下りユニキャスト信号の抽出および多重化解除、当該フロントエンド部３に割り当てられた上り光伝送チャネルへのユニキャスト信号送信を実施するフロントエンド側多重化制御部（ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ）３４と、ベースバンド信号とＲＦ信号との間の相互変換を実施する無線信号送受信部３５と、下りユニキャスト信号とブロードキャスト信号を多重化する下り多重化部３７とで構成される。
【００７９】
ベースバンドフロントエンド制御部３１は、信号処理装置１から送信されたヘッダ情報を解析し、ブロードキャスト信号およびユニキャスト信号に対するアクティベート／デアクティベートの制御情報、および上り光伝送で使用する光伝送チャネルの割り当て情報を取得し、ブロードキャスト信号、下りユニキャスト信号、および上りユニキャスト信号を通すかせき止めるかをスイッチにより制御する機能と、上り光伝送チャネルをフロントエンド側多重化制御部３４に通知する機能とを有する。なお、これらの制御は光伝送チャネル上でブロードキャスト送信される同期パタン（固定パタン）を検出した時点で実施することで、フロントエンド部３間の同期精度に関して、光ファイバ伝送路長以外の同期精度劣化要因を排除することができる。該同期パタンについては後ほど説明する。
【００８０】
ブロードキャスト信号送信部３２は、ベースバンドフロントエンド制御部３１からの制御信号ＢＣ＿ＣＴＲＬに従い、信号処理装置１から受信したブロードキャスト信号のうち、ＩＱシンボル変換済みの物理チャネル、および併せて信号処理装置１から送信されるブロードキャスト信号のリソース割り当て情報はそのまま、同期信号やパイロット信号を生成するためのパラメータから同期信号やパイロット信号を生成して出力する。つまり、スルー出力と同期・パイロット信号生成機能を有し、これらをスイッチングする機能を有するブロードキャスト物理信号生成部９１と、ブロードキャスト信号のアクティベート／デアクティベート制御結果に応じて、アクティベートであればブロードキャスト信号を後段へ流し、デアクティベートであればブロードキャスト信号送信部３２でせき止める、という制御を実施するブロードキャストアクティベーションスイッチ９２とで構成される。
【００８１】
ユニキャスト信号送受信部３３は、ベースバンドフロントエンド制御部３１からの制御信号ＵＣ＿ＣＴＲＬに従い、下りユニキャスト信号および上りユニキャスト信号に対するアクティベート／デアクティベート制御結果に応じて、アクティベートであれば後段へ流し、デアクティベートであればせき止める、という制御を実施するユニキャストアクティベーションスイッチ９３と、上りユニキャスト信号に関しては時間領域受信信号を周波数領域受信信号に変換し、ガードサブキャリアを除いた有効なサブキャリア成分のみを取り出すＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部９６とで構成される。
【００８２】
下り多重化部３７は、ブロードキャスト信号とユニキャスト信号とをサブキャリアおよびＯＦＤＭシンボルにマッピングするリソースマッピング部９４と、リソースマッピング後の信号に対するＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ−ＦＦＴ）により周波数領域信号を時間領域信号へ変換するＩＦＦＴ部９５とで構成される。リソースマッピング部（Ｍａｐｉｎｇ）９４には、ブロードキャスト信号に関するリソース割り当て情報が併せて入力される。これに基づき、ブロードキャスト信号とユニキャスト信号が同一サブキャリアおよびＯＦＤＭシンボルにマッピングされないように制御できる。
【００８３】
具体的には、図９のＵＣ信号処理部２３の実施例で説明した通り、信号処理装置１からのユニキャスト信号ＩＱシンボル系列の送信順番を、サブキャリア番号の昇順、サブキャリア番号が一巡したらＯＦＤＭシンボル番号を増加、という順番と決定しておく。リソースマッピング部９４は、サブキャリア番号カウンタおよびＯＦＤＭシンボルカウンタを有し、サブキャリア番号カウンタのカウントアップを優先し、サブキャリア番号が一巡したらＯＦＤＭシンボルカウンタを増やす、というカウンタ制御を行う。これらのカウンタ値が更新されるたびに、当該サブキャリアおよびＯＦＤＭシンボルに入力すべき信号がブロードキャスト／ユニキャストのいずれかを判断する。ここで選択されたブロードキャストまたはユニキャスト信号のいずれかから必要なデータを入力する。この時、ユニキャスト信号は信号処理装置１側で上記カウンタの増加順にＩＱシンボル系列を連続させているため、ユニキャストが選択されたら、該ＩＱシンボル系列の先頭から順番にデータを読み出せばよい。ブロードキャスト信号に対しても、同様の順番並べ替えをブロードキャスト信号送信部３２で実施しておくことが望ましい。
【００８４】
フロントエンド側多重化制御部３４は、下り光伝送チャネルから当該フロントエンド部３自身に割り当てられた該光伝送チャネルからブロードキャスト信号、下りユニキャスト信号、ならびにヘッダを取得、および該ヘッダからベースバンドフロントエンド制御部３１が取得した上り光伝送チャネル割当て結果に従い、上りユニキャスト信号を当該光伝送チャネルで信号処理装置１へ送信する機能を有する。
【００８５】
無線信号送受信部３５は、下り信号をベースバンド信号からＲＦ信号に変換する機能と、上り信号をＲＦ信号からベースバンド信号に変換する機能とを有する。下り信号と上り信号はデュプレクサにより結合され、上り下り共用のアンテナ３６に接続される。
【００８６】
図１２は、本実施例によるフロントエンド側多重化制御部３４の一構成例を示す。信号処理装置１から光ファイバネットワーク２を介して入力された下り信号は、最初に光電気変換部（Ｏ／Ｅ）８８により電気信号に変換される。ＴＤＭ−ＰＯＮの場合、下りと上りで異なる波長を使用しているため、信号処理装置１の光電気変換部８６とは機能は同等だが、取り扱う波長が異なる。電気信号に変換された下り信号は、一旦下り信号バッファ（ＤＬ ＢＵＦ）１０４に格納される。ベースバンドフロントエンド制御部３１が同期固定パタンを検出した時点で後段の下りセレクタ１０２からバッファ内容を読みだされる。
【００８７】
下りセレクタ１０２は、下り信号バッファ１０４に一時格納されている下り信号をヘッダ、ブロードキャスト信号、ユニキャスト信号に分離して、それぞれベースバンドフロントエンド制御部３１、ブロードキャスト物理信号生成部９１、およびユニキャストアクティベーションスイッチ９３へ出力する。下り信号バッファ１０４に格納されている時点では、ブロードキャスト信号や各ユニキャスト信号が当該フロントエンド部３でアクティベートされているかどうかは考慮しない。ただし、ブロードキャスト信号や各ユニキャスト信号には、ＴＤＭ−ＰＯＮで使用する時分割光伝送チャネルを通知するための宛先ヘッダが付加されている。この宛先ヘッダが当該フロントエンド部３を指し示していない場合は、下りセレクタ１０２の時点で破棄する。
【００８８】
上り信号バッファ１０３は、ユニキャスト信号がアクティベートされている場合に上り受信ベースバンド信号を一旦蓄積する機能を有する。ベースバンドフロントエンド制御部３１が解析した上り光伝送チャネル割り当て情報を基に、チャネル制御部１０１が当該上り信号バッファ１０３に対して、上記割り当て情報で指示された送信タイミングになったらｅｎａｂｌｅを発行し、電気光変換部（Ｅ／Ｏ）８７を介して光ファイバネットワーク２へ送信する。
【００８９】
チャネル制御部１０１は、ベースバンドフロントエンド制御部３１から上りおよび下りの光伝送チャネルの通知を受けて、下り信号バッファ１０４から当該フロントエンド部３宛に信号処理装置１から送信された情報を選択し、下りデータストリームを解析しながらヘッダ、ブロードキャスト信号、ユニキャスト信号を振り分ける機能と、上り信号バッファ（ＵＬ ＢＵＦ）１０３の内容を、適切な光伝送チャネルに載せるための制御機能とを有する。光ファイバネットワークとしてＴＤＭ−ＰＯＮを仮定しているため、下りはヘッダに格納されている宛先の確認、上りはネットワーク側多重化制御部２４から指示された送信タイミングで送信する制御となる。
【００９０】
図１３は、本実施例による無線信号送受信部３５の一構成例を示す。下り多重化部３７から入力される時間領域ベースバンド信号は、デジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）１１１によりベースバンドアナログ信号へ変換され、アップコンバータ（Ｕｐ Ｃｏｎｖ．）１１２によりベースバンド信号からＲＦ信号へ変換され、パワーアンプ（ＰＡ）１１３により増幅出力され、デュプレクサ（ＤＵＰ）１１４を介してアンテナ３６から無線電波として放射される。アンテナ３６で受信した上りＲＦ信号は、デュプレクサ１１４を通り、低ノイズアンプ（ＬＮＡ）１１５により増幅され、ダウンコンバータ（Ｄｏｗｎ Ｃｏｎｖ．）１１６によりＲＦ信号からベースバンド信号に変換し、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）１１７によりベースバンドデジタル信号へ変換され、ユニキャスト信号送受信部３３に対して出力する。
【００９１】
図１４Ａから図１４Ｄは、本実施例において光ファイバネットワーク２上で伝送される上りおよび下りデータストリームの一具体例を示す。
【００９２】
図１４Ａは、光ファイバネットワーク２上で伝送される上りおよび下りデータストリームの全体像を説明する図である。上側は下りデータストリームである。下りデータストリームの構成要素は、ブロードキャスト信号（ＢＣ Ｆｉｅｌｄ）と、ユニキャストアクティベートされた数だけのユニキャスト信号（ＤＬ ＵＣ）、および同期固定パタン（Ｓｙｎｃ Ｐａｔｔｅｒｎ）である。それぞれの構成要素にヘッダが付加され、光伝送チャネルを分離するための情報と、ブロードキャスト信号に付加されるヘッダには、本実施例によるブロードキャスト／ユニキャストのアクティベート／デアクティベート制御情報が含まれている。ＴＤＭ−ＰＯＮの場合、光伝送チャネルを分離するための情報として光伝送チャネルＩＤを使用する。各フロントエンド部３は固有の光伝送チャネルＩＤ（ＬＬＩＤ：Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を使用し、自身に割り当てられた光伝送チャネルＩＤ以外のユニキャスト信号を破棄するために使用する。ブロードキャスト信号および同期固定パタンに付与されるヘッダは、全フロントエンド部３で受信可能なブロードキャスト用の光伝送チャネルＩＤを使用する。
【００９３】
図１４Ａの下側は上りデータストリームである。上りデータストリームの構成要素は、ユニキャストアクティベートされた数だけのユニキャスト信号（ＵＬ ＵＣ）である。各ユニキャスト信号はそれぞれ異なるフロントエンド部３から送信されるため、ＴＤＭ−ＰＯＮの光ファイバネットワークで上記上りデータストリームを構成するためには、各フロントエンド部３に対する上り信号の送信タイミングを信号処理装置１側から指示する必要がある。ＴＤＭ−ＰＯＮにおける上り送信タイミング（時分割チャネル）割り当て方法は、非特許文献２に開示されている。ヘッダとしては送信元を識別する情報は不要である。ただし、ＴＤＭ−ＰＯＮ以外の方法で光ファイバネットワーク２を実現する場合、送信元を一意に示す情報が必要となる場合がある。この情報をヘッダにセットする。
【００９４】
図１４Ｂは、ブロードキャスト信号に関するデータストリームの一具体例である。ブロードキャスト信号に関するデータストリームの構成要素は、宛先が全フロントエンド部であることを示すブロードキャスト用光伝送チャネルＩＤ（ＢＣ）と、ブロードキャストおよびユニキャストに関するアクティベート／デアクティベートを各フロントエンド部に１ｂｉｔ（１：アクティベート、０：デアクティベート）ずつ割り当てたビットマップ（Ａｃｔ Ｂｉｔｍａｐ）、ブロードキャスト信号に関するリソース割り当て情報（ＢＣ Ａｌｌｏｃ）、ブロードキャスト信号がアクティベートされたフロントエンド部から同一時間周波数で送信される物理チャネルＩＱシンボル系列（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌｓ）、および同期信号やパイロット信号を生成するためのパラメータを、ブロードキャスト信号がアクティベートされたフロントエンド部毎のフィールド（ＰＨＹ Ｓｅｅｄ）で構成される。
【００９５】
これらのうち、宛先を示すブロードキャスト用光伝送チャネルＩＤ（ＢＣ）、およびアクティベート／デアクティベートのビットマップ（Ａｃｔ Ｂｉｔｍａｐ）がヘッダ部分に該当し、ブロードキャストアクティベート／デアクティベートを問わず全フロントエンド部３が受信するフィールドである。その他の部分はブロードキャストアクティベートされたフロントエンド部３のみが抽出するフィールドである。リソース割り当て情報および物理チャネルＩＱシンボル系列は、ブロードキャストアクティベートされた全てのフロントエンド部３で受信される。最後のフロントエンド部３別の同期信号およびパイロット信号生成のためのパラメータは、該ブロードキャスト用ビットマップが１になっている順番に、同ビットマップ値が０となっているフロントエンド部をスキップして前詰めで格納されている。従って、ブロードキャストアクティベートされたフロントエンド部３各々が、同ビットマップで何番目の１であるかを数えることで、何番目の該パラメータを取得すれば良いかが分かる。
【００９６】
図１４Ｃは、本実施例における上りおよび下りユニキャスト信号に関するデータストリームの一具体例である。構成要素は、下りであれば宛先、上りであれば送信元を一意に示すフィールド、下り通信の場合に含まれる上り通信用に当該フロントエンド部３に割り当てる光伝送チャネル（ＴＤＭ−ＰＯＮの場合は上り送信タイミングと送信データ長で表される時間ゲート）、ならびに下りユニキャスト信号のＩＱシンボル系列（Ｕｎｉｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ Ｓｉｇｎａｌｓ）である。宛先または送信元を一意に特定するフィールドと、上り光伝送チャネルを示すフィールドがヘッダに該当し、残りの部分がペイロードである。
【００９７】
図１４Ｄは、フロントエンド部３間で下り信号の送信タイミングの同期を図るための同期固定フィールドの一具体例を示す。ヘッダは、宛先がブロードキャストであることを示す光伝送チャネルＩＤ（ＢＣ）、ペイロードは固定パタン（Ｓｙｎｃ Ｐａｔｔｅｒｎ）である。つまり、光伝送チャネルＩＤがブロードキャスト用で、かつその後に続くパタンが予約済みのもの（図１４Ｂのブロードキャスト用データストリームで取り得ない値、例えば全ビットが０のブロードキャスト用ビットマップなど）であれば、各フロントエンド部３は同期フィールドが入力されたものとみなす。
【００９８】
以上の実施例１ではＯＦＤＭＡシステムを適用することを前提として説明した。ただし、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムや、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムにおいても、複数端末での受信が想定されているブロードキャスト信号と、単独端末での受信が想定されているユニキャストに分類することが可能であり、本実施例と同等のことが実現できることは、同業者であれば容易に想到できるであろう。
【００９９】
以上で、単一通信システムに対する第１の実施例の説明は終わりである。実施例１によれば、第一のアンテナセット変更に伴い無線カバレッジの変更が可能となる。これにより、システム運用中に新たな建物の建設や、屋内レイアウトの変更などによる無線伝搬路の変更に合わせて、無線カバレッジの調整ができる無線通信システム、無線通信装置を提供できる。
【０１００】
また、ブロードキャスト信号とユニキャスト信号の双方を取り扱うアンテナ、ブロードキャスト信号のみを取り扱うアンテナ、ならびに両信号を完全遮断するアンテナを設定することができ、無線カバレッジ維持と信号処理装置とアンテナとの間の信号伝送量を削減することができる。
【０１０１】
更に、アンテナから離れた位置で、各アンテナに対するブロードキャスト信号およびユニキャスト信号に対する遮断制御ができる。
【０１０２】
又更に、端末装置の地理分布によってブロードキャスト信号の送信範囲、ならびにユニキャスト信号の送受信範囲や頻度を自律的に変更し、端末スループットの最適化を図ることができる。
【０１０３】
更にまた、ユニキャスト信号での通信が一時的に不可能な端末を無線通信リソース割り当ての候補から外すことで、無線通信リソース割り当てに関わるサーチスペース、ならびに処理能力を削減できる。
【０１０４】
同様に、ブロードキャスト信号のＩＱシンボル系列ではなく、同信号を生成するためのパラメータをアンテナ側に送信し、アンテナ側で同パラメータに基づきブロードキャスト信号を生成することで、ブロードキャスト信号に関わる信号処理装置とアンテナとの間の伝送量を削減できる。
【０１０５】
同様に、下りのユニキャスト信号と、端末からの上り信号を取り扱うアンテナを同一とすることで、この両者に対する遮断制御を一本化できる。
【実施例２】
【０１０６】
続いて、複数通信システムもしくは同一通信システムの複数周波数バンドを単一の光ファイバネットワーク２で収容するための第２の実施例を説明する。
【０１０７】
図１５は、信号処理装置およびバックホールネットワークに関する第２の実施例を説明するための図である。信号処理装置１は、通信システム毎または周波数バンド毎に１−１と１−２のように１台ずつ準備する。各々の信号処理装置１−１および１−２は、別々のネットワークインターフェース２５−１および２５−２を具備し、それぞれ独自のバックホールネットワーク４４−１および４４―２、ＧＷ装置４２−１および４２−２、ＭＭＥ装置４３−１および４３−２を備える。
【０１０８】
複数の信号処理装置１−１および１−２が同一の通信システムで周波数バンドのみが異なる場合は、同一のＧＷ装置４２やＭＭＥ装置４３で一元管理する方が、周波数バンド間ハンドオフ制御の実現がし易いという観点から、ネットワークインターフェース２５、バックホールネットワーク４４、ＧＷ装置４２、およびＭＭＥ装置４３を１つにまとめても良い。複数の信号処理装置１−１および１−２が異なるシステムの場合は、ＧＷ装置４２でそれぞれの通信システムの通信を一旦終端し、コアネットワーク１２１に接続する。例えば、片方の通信システムからもう片方の通信システムへのハンドオフを実施する場合は、片方の通信システムのＭＭＥ装置４３−１からＧＷ装置４２−１、コアネットワーク１２１、もう一台のＧＷ装置４２−２を介して別の通信システムのＭＭＥ装置４３−２へハンドオフ関連メッセージを転送する、という仕組みである。
【０１０９】
少なくとも、複数の信号処理装置１−１および１−２との間で、ネットワーク側多重化制御部２４を一元化したネットワーク多重化制御部１２２を導入することが本実施例のポイントである。ネットワークインターフェース２５を含んだその他の信号処理装置１関連の構成要素は、各々の信号処理装置１−１および１−２で個別に保持することとする。つまり、ポイントであるフロントエンド部毎のブロードキャスト／ユニキャストのアクティベート／デアクティベート制御は、通信システムもしくは周波数バンド毎に個別に実施する。
【０１１０】
図１５のシステムのように、複数通信システムもしくは複数周波数バンドを収容するメリットは、通信システム間もしくは周波数バンド間で光ファイバネットワーク２の伝送量を融通し合えることである。すなわち、図６や図７で説明したブロードキャスト／ユニキャスト信号を伝送するフロントエンド部の上限数（Ｎｂｃ，Ｎｕｃ）を通信システム等の間で調整できる。このため、複数信号処理装置１−１および１−２に対してＯＡＭ装置４１は１台としている。この構成とすることで、通信システム毎のニーズの時間変化に応じた光帯域配分ができるようになり、旧世代から新世代通信システムへのマイグレーションがスムーズに実施できる。
【０１１１】
図１６は、第２の実施例における、ネットワーク側多重化制御部１２２の実現方法を説明した図である。機能としては、図１０で示したネットワーク多重化制御部２４とほぼ同様である。違いは、ベースバンド制御部２１、ブロードキャスト信号処理部２２、ユニキャスト信号処理部２３が複数システム分存在することである。また、通信システム毎にＴＴＩが異なることもあるため、第一の実施例で示した光ファイバ上の伝送フォーマットに通信システムを識別するためのヘッダが追加で必要となる。
【０１１２】
図１７Ａは、第２の実施例における光ファイバネットワーク２上の光伝送フォーマットの実施例を示す。データフォーマットとしては、図１４Ａで示した通信システム毎のデータストリーム（Ｄａｔａ Ｓｔｒｅａｍ）と、通信システム毎のヘッダで構成される。通信システム毎のヘッダは、下り通信時の宛先（ブロードキャスト）または上り通信時の送信元フロントエンド部を識別するフィールドと、通信システムの識別子と、当該通信システムのデータストリーム長と、当該データストリーム先頭が当該通信システムのＴＴＩの先頭かどうかを示すＳｔａｒｔ ｏｆ ＴＴＩフラグと、当該データストリーム終点が当該通信システムのＴＴＩの終点かどうかを示すＥｎｄ ｏｆ ＴＴＩフラグとで構成される。
【０１１３】
Ｓｔａｒｔ ｏｆ ＴＴＩフラグとＥｎｄ ｏｆ ＴＴＩフラグの導入意図を説明するため例を挙げる。図１７Ｂは、２つの通信システムのヘッダ付加前のデータストリームを表す。システム１に対しシステム２のＴＴＩが半分の例である。例えば、システム１のＴＴＩが１ｍｓで、システム２のＴＴＩが０．５ｍｓである。この時、図１７Ａに示した各通信システムのデータストリームとしてシステム１の１ｓｔ ＴＴＩの１ｍｓ分と、システム２の１ｓｔ ＴＴＩの０．５ｍｓ分を伝送すると、システム２の２ｎｄ ＴＴＩの０．５ｍｓを別途送信し直す必要があり、受信側の動作が複雑となる。これでも本実施例の構成を実現することは可能だが、受信側としてはデータフォーマット長を極力一定にした方が制御は簡単となる。つまり、図１７Ｃに示すように、各時刻で送信するデータフォーマットを固定長とするため、システム１とシステム２の０．５ｍｓ分のデータストリームを毎回送信することとする。システム２に関しては、全ての時刻でＳｔａｒｔ ｏｆ ＴＴＩフラグとＥｎｄ ｏｆ ＴＴＩフラグはＴｒｕｅとなる。システム１に関しては、時刻１と３でＳｔａｒｔ ｏｆ ＴＴＩフラグがＴｒｕｅでＥｎｄ ｏｆ ＴＴＩフラグがＦａｌｓｅ、時刻２と４でＳｔａｒｔ ｏｆ ＴＴＩフラグがＦｌａｓｅでＥｎｄ ｏｆ ＴＴＩフラグがＴｒｕｅとなる。ＴＴＩの先頭は、図１４Ｄで説明したフロントエンド部３間の同期をとる基準となる。つまり、図１４Ｄの同期固定フィールドを受信すると、ＴＴＩ先頭から順にデータを出力する動作である。
【０１１４】
データストリームは、図１４Ａから図１４Ｄに示したデータストリームのフォーマットに従い、フロントエンド部３と送受信される。つまり、チャネル制御部１３１、下りセレクタ１３３、上りセレクタ１３４は、図１０の実施例の構成とほぼ同じ機能を有する。ヘッダ生成部１３２は、上記の通り通信システムを識別するためのヘッダを追加で生成する機能が、図１０の構成に対し追加される。
【０１１５】
図１８は、第２の実施例における、フロントエンド部３の実現方法を説明した図である。全体としては、ベースバンドフロントエンド制御部１４１およびフロントエンド側多重化制御部１４２とアンテナ３６との間にシステム個別の処理系統を設け、アンテナ３６側に複数システムに関するＲＦ信号の下り通信多重化、上り通信多重化分離を実施するＲＦ多重化分離部１４３を挿入する。システム毎に周波数バンドは異なるため、ＲＦ多重化分離部１４３の実態はバンドパスフィルタである。
【０１１６】
ベースバンドフロントエンド制御部１４１は、図１１および図１２に示す第一の実施例の構成と比較して、ヘッダ解析結果をフロントエンド側多重化制御部１４２に通知する仕組みは共通だが、ヘッダに含まれるブロードキャスト／ユニキャスト信号のアクティベート／デアクティベート制御情報を基に、複数通信システムのブロードキャスト信号およびユニキャスト信号に対するスイッチ制御を実施する点が異なる。
【０１１７】
フロントエンド側多重化制御部１４２は、図１２で示したフロントエンド側多重化制御部３４と比較して、複数通信システムを取り扱うに当たって異なる点が幾つかある。詳しくは図１９に示す。１つ目は、上りデータバッファ１５３を通信システム毎に保持している点である。どちらの上りデータバッファ１５３の内容を光ファイバネットワーク２に送信するかは、上りセレクタ１５４で制御する。上りセレクタ１５４は、図１７に示されるデータストリームフォーマットとなるよう、当該フロントエンド部３でユニキャストアクティベートされた複数通信システムのデータストリームを連続的に結合する。ＴＤＭ−ＰＯＮの仕組みにおいて、上り光伝送チャネルを表すゲート（送信タイミングおよび送信データ長）は、フロントエンド部３毎に与えられる。該送信タイミングになったら、ユニキャストアクティベートされた通信システムの全データストリームを、上記の上りセレクタ１５４制御により結合して光ファイバネットワーク２側へ出力する。
【０１１８】
２つ目の相違点は、下りデータストリームに関する取り扱いである。下りデータストリームも図１７に示すようなフォーマットとなっており、一旦データストリームを下りデータバッファ１５５に格納する。全ての通信システムに関するデータストリームを一旦格納する点が、図１２に示す第一の実施例と異なる。各システムのデータストリームのヘッダから、通信システムを特定するための識別子と、各通信システムのデータストリーム内にあるヘッダ情報（図１４Ｂから図１４Ｄ）をベースバンドフロントエンド制御部１４１へ入力し、上り光伝送チャネルの割り当て情報と当該フロントエンド部３向けにアクティベートされた信号種別（ブロードキャスト／ユニキャスト）および通信システムに関する情報をチャネル制御部１５１へ入力し、チャネル制御部１５１は該入力結果に従って、通信システム毎にアクティベートされたブロードキャストおよびユニキャスト信号を、当該通信システムの必要なブロック（ブロードキャスト物理信号生成部９１およびユニキャストアクティベートスイッチ９３）へ出力するよう、下りセレクタ１５２を制御する。
【０１１９】
第２の実施例によれば、第１の実施例の無線通信システム、無線通信装置を、複数の通信方式が混在した状況で適用できる。通信方式毎にブロードキャスト信号およびユニキャスト信号に対する遮断制御を個別に制御することで、通信方式個別の無線カバレッジ制御が可能となる。また、通信方式毎に信号処理装置−アンテナ間の伝送量配分を変更できる。これにより、通信方式の世代交代に伴うマイグレーションをスムーズに実施できる。
【０１２０】
なお、本発明の種々の実施例について説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものなく、様々な変形例が含まれうることは言うまでもない。上述した実施例は本発明のより良い理解のために説明したものであり、本発明はそれに限定されるもので無い。また、ある実施例構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、上述した各実施例の構成、機能、処理手段等は、それらの一部又は全部をソフトウェア構成のみならず、専用のハードウェア構成、あるいはそれらを共用した構成としても良いことは言うまでもない。
【０１２１】
以上詳述した本発明は、特許請求の範囲に記載した請求項の発明以外に種々の発明を包含している。それらの一部を例示すると下記の通りとなる。
【０１２２】
例１は、ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置に対し、１または複数のアンテナが接続され、該アンテナを介して該信号処理装置と１または複数の端末装置が通信する無線通信システムであって、
該信号処理装置から送信される信号を、複数の該端末装置に向けて送信される第一の信号と、単一の端末装置に向けて送信される第二の信号とに分類した上で、
該第一の信号を該端末装置に向けて送信する１または複数の該アンテナで構成される第一のアンテナセットを選択し、
該第二の信号を該端末装置に向けて送信する１または複数の該アンテナで構成される第二のアンテナセットは、該第一のアンテナセットに包含され、
該第二のアンテナセットを構成する該アンテナの組み合わせは、該第一のアンテナセットの範囲内で、システム動作中に任意に変更できることを特徴とする無線通信システムである。
【０１２３】
例２は、例１の無線通信システムであって、
該第一のアンテナセットを構成する該アンテナの組み合わせは、該アンテナシステムが具備する全ての該アンテナの中から、システム動作中に任意に変更できることを特徴とする無線通信システムである。
【０１２４】
例３は、例１の無線通信システムであって、
該アンテナは、該第一の信号と該第二の信号を合成する多重化手段を具備し、該多重化手段に入力される該第一の信号と該第二の信号とのそれぞれに対し、個別に遮断制御ができることを特徴とする無線通信システムである。
【０１２５】
例４は、例３の無線通信システムであって、
該アンテナ毎に該第一の信号および該第二の信号に対し各々遮断制御を実施するかしないかを示すインジケータを、該信号処理装置が該アンテナに対し送信し、該アンテナは受信した該インジケータを基に該遮断制御の実施または不実施を判断することを特徴とする無線通信システムである。
【０１２６】
例５は、例４の無線通信システムであって、
該インジケータは、該アンテナの位置情報と、該端末装置の位置情報とを基に該信号処理装置が自律的に生成することを特徴とする無線通信システムである。
【０１２７】
例は、例３の無線通信システムであって、
該遮断制御により決定する該第二の信号を送信する該第二のアンテナセットのうち、少なくとも１つの該アンテナと通信可能な該端末装置を、無線通信リソースの割当て候補とすることを特徴とする無線通信システムである。
【０１２８】
例７は、例１の無線通信システムであって、
該信号処理装置から該アンテナに送信される該第一の信号として、該第一の信号を生成するためのパラメータを送信し、該パラメータを受信した該アンテナ側で該第一の信号を自律的に生成することを特徴とする無線通信システムである。
【０１２９】
例８は、例１記載の無線通信システムであって、
該端末装置から送信される信号を受信する１または複数の該アンテナで構成される第三のアンテナセットは、該第二のアンテナセットと同一であることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３０】
例９は、複数の通信方式が混在し、該通信方式間で１または複数のアンテナを共有し、該通信方式毎にベースバンド信号処理を実施する信号処理装置を具備し、複数の該通信方式のうち１または複数での通信が可能な１または複数の端末装置が、該アンテナを介して該端末装置が通信可能な該通信方式の該信号処理装置と通信する無線通信システムであって、
該通信方式毎に該信号処理装置から送信される信号を、複数の該端末装置に向けて送信される第一の信号と、単一の端末装置に向けて送信される第二の信号とに分類した上で、
該通信方式毎の該第一の信号を該端末装置に向けて送信する１または複数の該アンテナで構成される第一のアンテナセットを選択し、
該通信方式毎の該第二の信号を該端末装置に向けて送信する１または複数の該アンテナで構成される第二のアンテナセットは、該第一のアンテナセットに包含され、
該通信方式毎の該第二のアンテナセットを構成する該アンテナの組み合わせは、当該通信方式に関する該第一のアンテナセットの範囲内で、システム動作中に任意に変更できることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３１】
例１０は、例９記載の無線通信システムであって、
該通信方式毎の該第一のアンテナセットを構成する該アンテナの組み合わせは、該アンテナシステムが具備する全ての該アンテナの中から、システム動作中に該通信方式個別で任意に変更できることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３２】
例１１は、例９記載の無線通信システムであって、
該アンテナは、該通信方式毎に該第一の信号と該第二の信号を合成する多重化手段を具備し、該多重化手段に入力される該第一の信号と該第二の信号とのそれぞれに対し、該通信方式毎に個別に遮断制御ができることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３３】
例１２は、例１１記載の無線通信システムであって、
該通信方式毎該アンテナ毎に該第一の信号および該第二の信号に対し各々遮断制御を実施するかしないかを示すインジケータを、該信号処理装置が該アンテナに対し送信し、該アンテナは受信した該インジケータを基に、該通信方式毎に該遮断制御の実施または不実施を判断することを特徴とする無線通信システムである。
【０１３４】
例１３は、例１２記載の無線通信システムであって、
該通信方式毎の該インジケータは、該アンテナの位置情報と、当該通信方式での通信が可能な該端末装置の位置情報とを基に該信号処理装置が自律的に生成することを特徴とする無線通信システムである。
【０１３５】
例１４は、例１１記載の無線通信システムであって、
該通信方式毎の該遮断制御により決定する該第二の信号を送信する該第二のアンテナセットのうち、少なくとも１つの該アンテナと通信可能、かつ当該通信方式での通信が可能な該端末装置を、当該通信方式における無線通信リソースの割当て候補とすることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３６】
例１５は、例９記載の無線通信システムであって、
該通信方式毎に該信号処理装置から該アンテナに送信される該第一の信号として、該第一の信号を生成するためのパラメータを送信し、該パラメータを受信した該アンテナ側で該通信方式毎の該第一の信号を自律的に生成することを特徴とする無線通信システム。
【０１３７】
例１６は、例９記載の無線通信システムであって、
該通信方式毎に、当該通信方式で通信が可能な該端末装置から送信される信号を受信する１または複数の該アンテナで構成される第三のアンテナセットは、該第三のアンテナセットと同一であることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３８】
例１７は、例９記載の無線通信システムであって、
該通信方式間で、該第一のアンテナセットに含まれる該アンテナの数、および該第二のアンテナセットに含まれる該アンテナの数の上限値を設定し、かつ該上限値をシステム動作中に変更可能であることを特徴とする無線通信システムである。
【０１３９】
例１８は、ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置に、１または複数のアンテナが接続され、該アンテナを介して該信号処理装置と１または複数の端末装置が通信する無線通信装置であって、
該信号処理装置と、該アンテナを含むフロントエンド部との間にケーブルネットワークを構成し、
該信号処理装置は、複数の該端末装置に向けて送信される第一の信号に対してベースバンド信号処理する第一信号処理手段と、
単一の端末装置に向けて送信される第二の信号と、該端末装置から送信される第三の信号に対してベースバンド信号処理する第二信号処理手段と、
該アンテナ各々に対して該第一の信号に対する遮断制御信号、および該第二の信号と該第三の信号に対する遮断制御信号を生成する遮断制御手段と、
該信号処理装置から該ケーブルネットワークを介して１または複数の該フロントエンド部へ送信される該第一の信号、該第二の信号、および該遮断制御信号を多重化、ならびに１または複数の該フロントエンド部から該ケーブルネットワークを介して該信号処理装置へ送信される該第三の信号の、該フロントエンド部間多重化解除を実施する多重化制御手段を具備し、
該フロントエンド部は、該信号処理装置から送信される該遮断制御信号を解析し、該第一の信号に対する遮断の有無、および該第二の信号と該第三の信号に対する遮断の有無を制御するフロントエンド制御手段と、
該信号処理装置から受信した該第一の信号を該制御に従い出力または遮断する第一信号送信手段と、
該信号処理装置から受信した該第二の信号、および該端末装置から受信した該第三の信号を該制御に従い出力または遮断する第二信号送受信手段と、
該第一信号送信手段の出力と、該第二信号送受信手段による該端末装置向け出力とを合成する下り信号合成手段と、
該下り信号合成手段の出力を無線周波数アナログ信号に変換する機能と、該端末装置から受信した無線周波数アナログ信号をベースバンドデジタル信号に変換して該第二信号送受信手段へ出力する無線信号送受信手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置である。
【０１４０】
例１９は例１８記載の無線通信装置であって、
該信号処理装置において該第一信号処理手段、該第二信号処理手段、該遮断制御手段を複数の通信方式個別に具備し、
該フロントエンド部において該第一信号送信手段、該第二信号送受信手段、該下り信号合成手段、該無線信号送受信手段を複数の通信方式個別に具備し、
該信号処理装置の該多重化制御手段、および該フロントエンド部の該フロントエンド制御手段を複数の該通信方式間で共有し、
該アンテナと、複数の該通信方式毎の該無線信号送受信手段との間に、該無線周波数アナログ信号の多重化および分離を行う無線周波数信号多重化分離手段を具備し、
該アンテナおよび該ケーブルネットワークを複数の該通信方式間で共有することを特徴とする無線通信装置である。
【０１４１】
例２０は、１または複数の端末装置と１または複数のアンテナを介して通信する無線通信装置であって、
アンテナ各々に接続される１または複数のフロントエンド部との間でケーブルネットワークを構成する、ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置を備え、
信号処理装置は、複数の端末装置に向けて送信される第一の信号に対してベースバンド信号処理する第一信号処理部と、
単一の端末装置に向けて送信される第二の信号に対してベースバンド信号処理する第二信号処理部と、
アンテナ各々に対して、第一の信号、第二の信号に対する遮断制御信号を生成する遮断制御部と、
信号処理装置からケーブルネットワークを介してフロントエンド部へ送信される第一の信号、第二の信号、遮断制御信号の多重化を実施する多重化制御部とを具備する構成の無線通信装置である。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
無線通信システム、特に信号処理装置とアンテナとの間にケーブルネットワークを配置する無線通信技術として有用である。
【符号の説明】
【０１４３】
１…信号処理装置
２…光ファイバネットワーク
３…フロントエンド部
４…通信エリア
５…ブロードキャスト信号
６，７…ユニキャスト信号
８…端末
９…無線リンク
１０…ブロードキャストアクティベーションコマンド
１１…ユニキャストアクティベーションコマンド
１２…ブロードバンドデアクティベーションコマンド
２１…ベースバンド制御部
２２…ブロードキャスト信号処理部
２３…ユニキャスト信号処理部
２４…ネットワーク側多重化制御部
２５…ネットワークインターフェース
３１…ベースバンドフロントエンド制御部
３２…ブロードキャスト信号送信部
３３…ユニキャスト信号送受信部
３４…フロントエンド側多重化制御部
３５…無線信号送受信部
３６…アンテナ
３７…下り多重化部
４１…ＯＡＭ装置
４２…ＧＷ装置
４３…ＭＭＥ装置
４４…バックホールネットワーク
５１…ブロードキャスト信号に対するスイッチ
５２…ユニキャスト信号に対するスイッチ
５３…フロントエンド部位置情報テーブル
５４…アクティベート制御部
６１…ブロードキャスト物理層信号生成シードテーブル
６２…共通無線コンフィグテーブル
６３…ブロードキャストデータバッファ
６４…スロットカウント部
６５…ブロードキャストＬ２処理部
６６…ブロードキャストＬ１処理部
６７…ブロードキャスト信号多重化部
７１…下りユニキャスト信号Ｌ１送信処理部
７２…上りユニキャスト信号Ｌ１受信処理部
７３…ユニキャスト物理層信号生成シードテーブル
７４…端末固有無線コンフィグテーブル
７５…ユニキャストデータバッファ
７６…ユニキャスト信号Ｌ２処理部
８１…チャネル制御部
８２…ヘッダ生成部
８３…下りセレクタ
８４…上りセレクタ
８５、８７、８９…電気光変換部
８６、８８、９０…光電気変換部
９１…ブロードキャスト物理信号生成部
９２…ブロードキャストアクティベーションスイッチ
９３…ユニキャストアクティベーションスイッチ
９４…リソースマッピング部
９５…ＩＦＦＴ部
９６…ＦＦＴ部
１０１…チャネル制御部
１０２…下りセレクタ
１０３…上り信号バッファ
１０４…下り信号バッファ
１１１…デジタルアナログ変換部
１１２…アップコンバータ
１１３…パワーアンプ
１１４…デュプレクサ
１１５…低ノイズアンプ
１１６…ダウンコンバータ
１１７…アナログデジタル変換部
１２１…コアネットワーク
１２２…ネットワーク多重化制御部（複数システム対応）
１３１…チャネル制御部（複数システム対応）
１３２…ヘッダ生成部（複数システム対応）
１３３…下りセレクタ（複数システム対応）
１３４…上りセレクタ（複数システム対応）
１４１…ベースバンドフロントエンド制御部（複数システム対応）
１４２…フロントエンド側多重化制御部（複数システム対応）
１４３…ＲＦ多重化分離部
１５１…チャネル制御部（複数システム対応）
１５２…下りセレクタ（複数システム対応）
１５３…上りデータバッファ（複数システム対応）
１５４…上りセレクタ（複数システム対応）
１５５…下りデータバッファ（複数システム対応）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置と、１または複数のアンテナを介して、１または複数の端末装置が通信する無線通信システムであって、
前記信号処理装置から送信される信号は、複数の前記端末装置に向けて送信される第一の信号と、単一の前記端末装置に向けて送信される第二の信号とを含み、
前記アンテナは、
前記第一の信号を前記端末装置に向けて送信する１または複数の前記アンテナで構成される第一のアンテナセットと、
前記第一のアンテナセットに包含され、前記第二の信号を前記端末装置に向けて送信する１または複数の前記アンテナで構成される第二のアンテナセットを備え、
前記第二のアンテナセットを構成する前記アンテナの組み合わせは、前記第一のアンテナセットの範囲内で、システム動作中に任意に変更できる、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記第一のアンテナセットを構成する前記アンテナの組み合わせは、前記無線通信システムが具備する複数の前記アンテナの中から、システム動作中に任意に変更できる、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記信号処理装置は、
前記第一の信号と前記第二の信号を合成する多重化制御部を備え、
前記アンテナ毎に、前記多重化制御部で合成される前記第一の信号と前記第二の信号それぞれに対し、個別の遮断制御が可能である、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信システムであって、
ケーブルネットワークを介して前記信号処理装置に接続され、前記アンテナ各々に対応するフロントエンド部を備え、
前記信号処理装置は、
前記アンテナ毎に前記第一の信号および前記第二の信号に対し各々遮断制御を実施するかしないかを示す制御信号を、前記アンテナ各々に対応する前記フロントエンド部に送信し、前記フロントエンド部は受信した前記制御信号に基づき、遮断制御を行う、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項３に記載の無線通信システムであって、
前記遮断制御により決定され、前記第二の信号を送信する前記第二のアンテナセットのうちの少なくとも１つの前記アンテナと通信可能な前記端末装置を、無線通信リソースの割当て候補とする、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
１または複数の端末装置と通信を行う無線通信システムであって、
複数の通信方式間で１または複数のアンテナを共有し、前記通信方式毎にベースバンド信号処理を実施する信号処理装置を具備し、複数の前記通信方式のうち１または複数での通信が可能な１または複数の前記端末装置が、前記アンテナを介して前記端末装置が通信可能な前記通信方式の前記信号処理装置と通信し、
前記通信方式毎に前記信号処理装置から送信される信号を、複数の前記端末装置に向けて送信される第一の信号と、単一の前記端末装置に向けて送信される第二の信号とに分類し、
前記通信方式毎の前記第一の信号を前記端末装置に向けて送信する１または複数の前記アンテナで構成される第一のアンテナセットと、前記第一のアンテナセットに包含され、前記通信方式毎の前記第二の信号を前記端末装置に向けて送信する１または複数の前記アンテナで構成される第二のアンテナセットを構成し、
前記通信方式毎の前記第二のアンテナセットを構成する前記アンテナの組み合わせは、当該通信方式に関する前記第一のアンテナセットの範囲内で、システム動作中に任意に変更可能である、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項６に記載の無線通信システムであって、
前記通信方式毎の前記第一のアンテナセットを構成する前記アンテナの組み合わせは、前記無線通信システムが具備する複数の前記アンテナの中から、システム動作中に前記通信方式個別で任意に変更できる、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項６に記載の無線通信システムであって、
ケーブルネットワークを介して前記信号処理装置に接続され、前記通信方式毎に、前記アンテナ各々に対応するフロントエンド部を備え、
前記フロントエンド部は、前記通信方式毎に前記第一の信号と前記第二の信号を合成する多重化制御部を具備し、前記多重制御部に入力される前記第一の信号と前記第二の信号とのそれぞれに対し、前記通信方式毎に個別に遮断制御ができる、ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
請求項８に記載の無線通信システムであって、
前記通信方式毎の前記遮断制御により決定され、前記第二の信号を送信する前記第二のアンテナセットのうち少なくとも１つの前記アンテナと通信可能、かつ当該通信方式での通信が可能な前記端末装置を、当該通信方式における無線通信リソースの割当て候補とする、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の無線通信システムであって、
前記通信方式間で、前記第一のアンテナセットに含まれる前記アンテナの数、および前記第二のアンテナセットに含まれる前記アンテナの数の上限値を設定し、かつ前記上限値をシステム動作中に変更可能である、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１１】
１または複数の端末装置と１または複数のアンテナを介して通信する無線通信装置であって、
ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置と、
前記アンテナ各々に接続され、前記信号処理装置との間にケーブルネットワークを構成する１または複数のフロントエンド部とを備え、
前記信号処理装置は、
複数の前記端末装置に向けて送信される第一の信号に対してベースバンド信号処理する第一信号処理部と、
単一の前記端末装置に向けて送信される第二の信号と、当該端末装置から送信される第三の信号に対してベースバンド信号処理する第二信号処理部と、
前記アンテナ各々に対して、前記第一の信号、前記第二の信号、前記第三の信号のうち少なくともいずれか一の信号に対する遮断制御信号を生成する遮断制御部と、
前記信号処理装置から前記ケーブルネットワークを介して前記フロントエンド部へ送信される、前記第一の信号、前記第二の信号、および前記遮断制御信号の多重化、および前記フロントエンド部から前記ケーブルネットワークを介して前記信号処理装置へ送信される、前記第三の信号の多重化解除を実施する多重化制御部を具備する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の無線通信装置であって、
前記フロントエンド部は、
前記信号処理装置から送信される前記遮断制御信号を解析し、前記第一の信号と前記第二の信号と前記第三の信号に対する遮断の有無を制御するフロントエンド制御部と、
前記信号処理装置から受信した前記第一の信号を、前記フロントエンド制御部の制御に従い、出力または遮断する第一信号送信部と、
前記信号処理装置から受信した前記第二の信号、および前記端末装置から受信した該第三の信号を、前記フロントエンド制御部の制御に従い、出力または遮断する第二信号送受信部と、
前記第一信号送信部の出力と、前記第二信号送受信部の前記端末装置向けの出力を合成する下り信号合成部と、
前記下り信号合成部の出力を下り無線周波数信号に変換し、前記端末装置から受信した上り無線周波数信号をベースバンド信号に変換する無線信号送受信部を備える、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の無線通信装置であって、
前記信号処理装置の前記遮断制御部は、
前記フロントエンド部と前記端末装置の位置情報に基づき、前記遮断制御信号を生成する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の無線通信装置であって、
前記第二信号処理部が前記第二の信号を送信する前記端末装置は、前記第一信号処理部が前記第一の信号を送信する複数の前記端末装置の内の１つである、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１５】
請求項１２記載の無線通信装置であって、
前記信号処理装置は、
前記第一信号処理部、前記第二信号処理部、前記遮断制御部を複数の通信方式それぞれに対して個別に具備し、
前記フロントエンド部は、
前記第一信号送信部、前記第二信号送受信部、前記下り信号合成部、前記無線信号送受信部を前記複数の通信方式それぞれに対して個別に具備し、
前記信号処理装置の前記多重化制御部、および前記フロントエンド部の前記フロントエンド制御部を前記複数の通信方式間で共有し、
前記アンテナと、前記複数の通信方式毎の前記無線信号送受信部との間に、前記下りおよび上り無線周波数信号の多重化および分離を行う無線周波数信号多重化分離部を具備し、
前記アンテナおよび前記ケーブルネットワークを複数の前記通信方式間で共有する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１】
ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置と、１または複数のアンテナを介して、１または複数の端末装置が通信する無線通信システムであって、
前記信号処理装置から送信される信号は、複数の前記端末装置に向けて送信される第一の信号と、単一の前記端末装置に向けて送信される第二の信号とを含み、
前記アンテナは、
前記第一の信号を前記端末装置に向けて送信する１または複数の前記アンテナで構成される第一のアンテナセットと、
前記第一のアンテナセットに包含され、前記第二の信号を前記端末装置に向けて送信する１または複数の前記アンテナで構成される第二のアンテナセットを備え、
前記第二のアンテナセットを構成する前記アンテナの組み合わせは、前記第一のアンテナセットの範囲内で、システム動作中に任意に変更できる、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記第一のアンテナセットを構成する前記アンテナの組み合わせは、前記無線通信システムが具備する複数の前記アンテナの中から、システム動作中に任意に変更できる、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記信号処理装置は、
前記第一の信号と前記第二の信号を合成する多重化制御部を備え、
前記アンテナ毎に、前記多重化制御部で合成される前記第一の信号と前記第二の信号それぞれに対し、個別の遮断制御が可能である、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信システムであって、
ケーブルネットワークを介して前記信号処理装置に接続され、前記アンテナ各々に対応するフロントエンド部を備え、
前記信号処理装置は、
前記アンテナ毎に前記第一の信号および前記第二の信号に対し各々遮断制御を実施するかしないかを示す制御信号を、前記アンテナ各々に対応する前記フロントエンド部に送信し、前記フロントエンド部は受信した前記制御信号に基づき、遮断制御を行う、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項３に記載の無線通信システムであって、
前記遮断制御により決定され、前記第二の信号を送信する前記第二のアンテナセットのうちの少なくとも１つの前記アンテナと通信可能な前記端末装置を、無線通信リソースの割当て候補とする、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
１または複数の端末装置と通信を行う無線通信システムであって、
複数の通信方式間で１または複数のアンテナを共有し、前記通信方式毎にベースバンド信号処理を実施する信号処理装置を具備し、複数の前記通信方式のうち１または複数での通信が可能な１または複数の前記端末装置が、前記アンテナを介して前記端末装置が通信可能な前記通信方式の前記信号処理装置と通信し、
前記通信方式毎に前記信号処理装置から送信される信号を、複数の前記端末装置に向けて送信される第一の信号と、単一の前記端末装置に向けて送信される第二の信号とに分類し、
前記通信方式毎の前記第一の信号を前記端末装置に向けて送信する１または複数の前記アンテナで構成される第一のアンテナセットと、前記第一のアンテナセットに包含され、前記通信方式毎の前記第二の信号を前記端末装置に向けて送信する１または複数の前記アンテナで構成される第二のアンテナセットを構成し、
前記通信方式毎の前記第二のアンテナセットを構成する前記アンテナの組み合わせは、当該通信方式に関する前記第一のアンテナセットの範囲内で、システム動作中に任意に変更可能である、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項６に記載の無線通信システムであって、
前記通信方式毎の前記第一のアンテナセットを構成する前記アンテナの組み合わせは、前記無線通信システムが具備する複数の前記アンテナの中から、システム動作中に前記通信方式個別で任意に変更できる、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項６に記載の無線通信システムであって、
ケーブルネットワークを介して前記信号処理装置に接続され、前記通信方式毎に、前記アンテナ各々に対応するフロントエンド部を備え、
前記フロントエンド部は、前記通信方式毎に前記第一の信号と前記第二の信号を合成する多重化制御部を具備し、前記多重制御部に入力される前記第一の信号と前記第二の信号とのそれぞれに対し、前記通信方式毎に個別に遮断制御ができる、ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
請求項８に記載の無線通信システムであって、
前記通信方式毎の前記遮断制御により決定され、前記第二の信号を送信する前記第二のアンテナセットのうち少なくとも１つの前記アンテナと通信可能、かつ当該通信方式での通信が可能な前記端末装置を、当該通信方式における無線通信リソースの割当て候補とする、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の無線通信システムであって、
前記通信方式間で、前記第一のアンテナセットに含まれる前記アンテナの数、および前記第二のアンテナセットに含まれる前記アンテナの数の上限値を設定し、かつ前記上限値をシステム動作中に変更可能である、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１１】
１または複数の端末装置と１または複数のアンテナを介して通信する無線通信装置であって、
ベースバンド信号処理を実施する信号処理装置と、
前記アンテナ各々に接続され、前記信号処理装置との間にケーブルネットワークを構成する１または複数のフロントエンド部とを備え、
前記信号処理装置は、
複数の前記端末装置に向けて送信される第一の信号に対してベースバンド信号処理する第一信号処理部と、
単一の前記端末装置に向けて送信される第二の信号と、当該端末装置から送信される第三の信号に対してベースバンド信号処理する第二信号処理部と、
前記アンテナ各々に対して、前記第一の信号、前記第二の信号、前記第三の信号のうち少なくともいずれか一の信号に対する遮断制御信号を生成する遮断制御部と、
前記信号処理装置から前記ケーブルネットワークを介して前記フロントエンド部へ送信される、前記第一の信号、前記第二の信号、および前記遮断制御信号の多重化、および前記フロントエンド部から前記ケーブルネットワークを介して前記信号処理装置へ送信される、前記第三の信号の多重化解除を実施する多重化制御部を具備する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の無線通信装置であって、
前記フロントエンド部は、
前記信号処理装置から送信される前記遮断制御信号を解析し、前記第一の信号と前記第二の信号と前記第三の信号に対する遮断の有無を制御するフロントエンド制御部と、
前記信号処理装置から受信した前記第一の信号を、前記フロントエンド制御部の制御に従い、出力または遮断する第一信号送信部と、
前記信号処理装置から受信した前記第二の信号、および前記端末装置から受信した該第三の信号を、前記フロントエンド制御部の制御に従い、出力または遮断する第二信号送受信部と、
前記第一信号送信部の出力と、前記第二信号送受信部の前記端末装置向けの出力を合成する下り信号合成部と、
前記下り信号合成部の出力を下り無線周波数信号に変換し、前記端末装置から受信した上り無線周波数信号をベースバンド信号に変換する無線信号送受信部を備える、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の無線通信装置であって、
前記信号処理装置の前記遮断制御部は、
前記フロントエンド部と前記端末装置の位置情報に基づき、前記遮断制御信号を生成する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の無線通信装置であって、
前記第二信号処理部が前記第二の信号を送信する前記端末装置は、前記第一信号処理部が前記第一の信号を送信する複数の前記端末装置の内の１つである、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１５】
請求項１２記載の無線通信装置であって、
前記信号処理装置は、
前記第一信号処理部、前記第二信号処理部、前記遮断制御部を複数の通信方式それぞれに対して個別に具備し、
前記フロントエンド部は、
前記第一信号送信部、前記第二信号送受信部、前記下り信号合成部、前記無線信号送受信部を前記複数の通信方式それぞれに対して個別に具備し、
前記信号処理装置の前記多重化制御部、および前記フロントエンド部の前記フロントエンド制御部を前記複数の通信方式間で共有し、
前記アンテナと、前記複数の通信方式毎の前記無線信号送受信部との間に、前記下りおよび上り無線周波数信号の多重化および分離を行う無線周波数信号多重化分離部を具備し、
前記アンテナおよび前記ケーブルネットワークを複数の前記通信方式間で共有する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１７Ｃ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１７Ｃ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−７４８６６（Ｐ２０１２−７４８６６Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７４６６（Ｐ２０１０−２１７４６６）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]