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JP2005057651A - Method for monitoring quality of optical digital transmission and radio base station apparatus - Google Patents

Method for monitoring quality of optical digital transmission and radio base station apparatus Download PDF

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JP2005057651A
JP2005057651A JP2003288843A JP2003288843A JP2005057651A JP 2005057651 A JP2005057651 A JP 2005057651A JP 2003288843 A JP2003288843 A JP 2003288843A JP 2003288843 A JP2003288843 A JP 2003288843A JP 2005057651 A JP2005057651 A JP 2005057651A
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JP
Japan
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base station
digital
radio
signal
optical
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Pending
Application number
JP2003288843A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuhiko Miyatani
徹彦 宮谷
Hisatsugu Kawai
久嗣 川井
Makoto Wakamatsu
誠 若松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To highly reliably monitor the quality of optical digital transmission in a radio base station apparatus. <P>SOLUTION: A radio base station apparatus in which an RRH part for performing at least radio amplification and a base station corresponding part for performing at least call processing and inputting/outputting a digital radio signal are constituted as different bodies and both parts are connected by digital optical transmission is provided with a format converting part for adding an inspection signal for measuring communication quality to the digital radio signal to perform a format conversion so as to be adapted for the digital optical transmission, an E/O converting part for applying an electro-optic conversion to an electrical signal being an output of the format converting and outputting the result signal to an optical transmission path, an O/E converting part for applying an optical-electric signal conversion to an output of the optical transmission path, a communication quality measuring means for measuring the communication quality of a signal outputted from the O/E converting part, and a control part for performing a report to a host monitoring device or interrupting an optical transmission system on the basis of the measurement result of the communication quality measuring means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は光デジタル伝送の品質監視方法及び無線基地局装置に関し、特に、無線増幅部と呼処理部とを別体構成とするための光デジタル伝送の品質監視方法及び無線基地局装置に関する。 The present invention relates to an optical digital transmission quality monitoring method and a radio base station apparatus, and more particularly to an optical digital transmission quality monitoring method and a radio base station apparatus for separately configuring a radio amplifying unit and a call processing unit.

図5は、一般的なデジタル移動体通信用の基地局装置の構成図である。図5のように基地局装置では、エリア全域をカバーするため無線周波数信号を送信用に増幅する高出力の増幅器(以下PA)を内蔵し、基地局装置として一体に構成するのが通常である。PAとアンテナとは同軸ケーブルにて接続されるが、保守性を考慮し基地局装置をアンテナ直下に設けずに、アンテナとPAとの間を50m〜200mも離す場合があり、その間での電力損失や信号品質の劣化が問題となる。
また、200mを超える延長は困難なので、基地局装置はその収容エリア(セル)毎に配置するのが一般的であり、基地局が各地へ分散し、保守、運用コストがかさむという問題がある。
FIG. 5 is a configuration diagram of a general base station apparatus for digital mobile communication. As shown in FIG. 5, the base station apparatus normally incorporates a high-power amplifier (hereinafter referred to as PA) that amplifies a radio frequency signal for transmission in order to cover the entire area, and is configured integrally as a base station apparatus. . The PA and the antenna are connected by a coaxial cable. However, in consideration of maintainability, the base station apparatus may not be provided directly under the antenna, and the antenna and the PA may be separated by 50 m to 200 m. Loss and signal quality degradation become a problem.
In addition, since it is difficult to extend over 200 m, the base station apparatus is generally arranged for each accommodation area (cell), and there is a problem that base stations are distributed in various places, and maintenance and operation costs increase.

これらの問題を解決する為、RRH(Remote Radio Head)、ROF(Radio On Fibre)なる概念が生み出された。これは、基地局のうちアンテナに近い無線部を切り離し、両者を光ファイバ若しくは中間周波に変換された無線信号を伝送する同軸ケーブルで接続し、上記問題を解決しようとするものである(例えば特許文献1参照。)。特に光ファイバは、既存の設備を利用する場合初期費用が抑えられ、運用コストも低減可能であること、各地へ分散するのは大規模な基地局では無く、比較的軽微な無線部分だけであると言うことなどから、保守上も好ましい形態となっている。 In order to solve these problems, the concepts of RRH (Remote Radio Head) and ROF (Radio On Fiber) were created. This is intended to solve the above problem by disconnecting a radio part close to an antenna from a base station and connecting both with an optical fiber or a coaxial cable that transmits a radio signal converted into an intermediate frequency (for example, a patent). Reference 1). In particular, when using existing equipment, the initial cost can be reduced and the operating cost can be reduced. It is not a large-scale base station but only a relatively small radio part that is distributed to various places. Therefore, it is a preferable form for maintenance.

伝送路に光ファイバを用いる場合の信頼性に関しては、光ファイバの送受信機には送信レベルモニタが設置可能で、送信側のレーザーダイオードが故障した場合は自立で検出可能であるし、もしもの場合に備えて波長多重技術を利用し、一本の光ファイバで2重系を構築することも可能である。したがって、近年のデジタル光伝送自体の信頼性及び経済性は向上してきている。 Regarding the reliability when using optical fiber in the transmission line, a transmission level monitor can be installed in the optical fiber transceiver, and if the laser diode on the transmission side fails, it can be detected independently, and if it is It is also possible to construct a duplex system with a single optical fiber using wavelength multiplexing technology. Therefore, the reliability and economic efficiency of digital optical transmission itself in recent years have been improved.

特開2003‐23396号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-23396

しかしながら上記従来技術では、送受信の光レベルをモニタする構成となっているため、微妙な光伝送区間の劣化が検出できないという問題があった。光伝送の送信側に供されるレーザーダイオードが、経年変化、温度変化により送信断となるレベルまでは行かなくともレベル低下を起こしたり、光ファイバにて何かしら問題が発生した場合(例えば、道路工事などで振動が発生し、振動自体が光伝送の品質が低下させたり、振動によって光ファイバのコネクタ間の隙間が増大し、光レベルが低下する)では、上記従来の構成では、光レベルモニタの検出精度が粗く、検出不能であった。この場合、最悪な状態では、伝送路の信号エラーが原因で、最後段に位置するPAから電波法に障るような不要な電波を放出する事になり、非常に問題である。 However, since the above-described conventional technique is configured to monitor the transmitted and received light levels, there is a problem in that subtle deterioration in the optical transmission section cannot be detected. If the laser diode provided on the transmission side of the optical transmission does not go to the level where transmission is interrupted due to aging and temperature changes, or if a problem occurs in the optical fiber (for example, road construction) Etc., and the vibration itself deteriorates the optical transmission quality, or the gap between the optical fiber connectors increases due to the vibration, and the light level decreases). The detection accuracy was rough and could not be detected. In this case, in the worst case, an unnecessary radio wave that interferes with the radio wave law is emitted from the PA located at the last stage due to a signal error in the transmission path, which is a serious problem.

本発明は上記問題点に鑑み、高い信頼性で品質を監視することができる光デジタル伝送の品質監視方法及び無線基地局装置を開示する事を目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to disclose an optical digital transmission quality monitoring method and a radio base station apparatus capable of monitoring quality with high reliability.

少なくとも無線増幅を行うRRH部と、少なくとも呼処理を行う基地局相当部とを別体に構成し、前記RRH部と基地局相当部とを接続する区間の少なくとも一部に用いる光デジタル伝送の品質監視方法であって、デジタル光伝送区間の通信品質を監視し、前記通信品質が予め定める品質よりも低下した場合、上位装置に対して報告するか、あるいは前記デジタル光伝送を遮断することを特徴とする光デジタル伝送の品質監視方法である。 An optical digital transmission quality used for at least a part of a section in which at least an RRH unit that performs radio amplification and at least a base station equivalent unit that performs call processing are configured separately, and the RRH unit and the base station equivalent unit are connected to each other A monitoring method is characterized in that the communication quality of a digital optical transmission section is monitored, and when the communication quality is lower than a predetermined quality, a report is made to a host device or the digital optical transmission is cut off. This is a quality monitoring method for optical digital transmission.

デジタル無線通信を目的とし、少なくとも無線増幅を行うRRH部と、少なくとも呼処理を行いデジタル無線信号を入出力する基地局相当部とを別体に構成し、前記RRH部と基地局相当部とを接続する区間の少なくとも一部にデジタル光伝送を用いる無線基地局装置であって、前記デジタル無線信号に通信品質を測定するための検査信号を付加し、前記デジタル光伝送に適合するようにフォーマット変換するフォーマット変換部と、前記フォーマット変換部出力の電気信号を電気−光変換して光伝送路に出力するE/O変換部と、前記光伝送路の出力に対し光−電気信号変換を行うO/E変換部と、前記O/E変換部から出力された信号に対し通信品質を測定する通信品質測定手段と、前記通信品質測定手段の測定結果に基づいて、上位監視装置に対しての報告、若しくは前記光伝送系統の遮断を行う制御部と、を備えることを特徴とする無線基地局装置。 For the purpose of digital radio communication, at least an RRH unit that performs radio amplification and a base station equivalent unit that performs at least call processing and inputs and outputs digital radio signals are configured separately, and the RRH unit and the base station equivalent unit A radio base station apparatus that uses digital optical transmission in at least a part of a section to be connected, and adds a test signal for measuring communication quality to the digital radio signal and converts the format so as to be compatible with the digital optical transmission A format conversion unit that performs electrical-optical conversion of an electrical signal output from the format conversion unit and outputs the converted signal to an optical transmission line, and an O that performs optical-electrical signal conversion on the output of the optical transmission line. / E converter, communication quality measuring means for measuring communication quality for the signal output from the O / E converter, and based on the measurement result of the communication quality measuring means, Report of the apparatus, or a radio base station apparatus characterized by comprising a control unit for performing blocking of the optical transmission system.

また、前記通信品質測定手段は、受信した検査信号を、既知信号と比較してビット誤り率を検出するか、巡回冗長検査法により生成したコードと比較して誤りを検出することを特徴とする無線基地局装置である。 Further, the communication quality measuring means detects a bit error rate by comparing the received check signal with a known signal or detects an error by comparing with a code generated by a cyclic redundancy check method. It is a radio base station apparatus.

本発明の光デジタル伝送の品質監視方法及び無線基地局装置によれば、高い信頼性で光デジタル伝送の品質を監視することができることができる。 According to the optical digital transmission quality monitoring method and the radio base station apparatus of the present invention, the optical digital transmission quality can be monitored with high reliability.

以下、実施例を通じて本発明を説明するが、以下の実施例は請求項に係る発明を限定するものではなく、また実施例の中で説明されている特長の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. However, the following examples do not limit the claimed invention, and all combinations of features described in the examples serve as means for solving the invention. It is not always essential.

図1は本実施例における無線基地局装置の構成図である。図1は、1つの光変換部を使用した場合(a)と、複数の光変換部を使用して冗長構成やダイバーシティ構成等を実現した場合(b)における基地局構成のうち本発明部分を示している。11は、呼処理等を行う基地局相当装置であり、図5の基地局装置から無線部およぶPAを除いたものに相当する。本説明中、呼処理とは1つの基地局装置が子局を収容するために必要な処理全般を含み、基地局装置の代表的な処理である。12は、送受信する無線信号などをデジタル無線信号(IQ信号)の形で基地局相当装置11とやり取りし、デジタル無線信号と光信号との変換を行うデジタル光I/F部である。13は光信号を2.48832Gbpsで伝送するシングルモードの光ファイバである。14は光信号をデジタル無線信号に変換するデジタル光I/F部であり、12と同様の構成である。15は、下り(基地局から移動局)回線に対してデジタル無線信号をキャリア毎にD/A変換し、無線周波数への変換、帯域制限、セクタ(アンテナ)毎に合成、増幅等を行い、上り回線には受信増幅、キャリア毎への帯域分割、帯域制限、A/D変換、直交検波等を行う無線部である。16は送信信号の電力増幅を行うPAである。また17は、異なる波長の光信号を1本の光ファイバに多重化して伝送するための光多重分割部である。デジタル無線信号として本実施例ではベースバンド信号を想定するが、中間周波信号でも良い。また、14、15、16及び場合によっては17を含めたものをRRH部と称することにする。RRH部はアンテナ付近例えばアンテナ鉄塔直下或いは鉄塔上に設置される。 FIG. 1 is a configuration diagram of a radio base station apparatus according to the present embodiment. FIG. 1 shows a part of the present invention in a base station configuration when a single optical conversion unit is used (a) and when a redundant configuration or a diversity configuration is realized using a plurality of optical conversion units (b). Show. Reference numeral 11 denotes a base station equivalent device that performs call processing and the like, and corresponds to a base station device of FIG. 5 excluding the wireless unit and the PA. In this description, call processing includes all processing necessary for one base station apparatus to accommodate a slave station, and is representative processing of the base station apparatus. Reference numeral 12 denotes a digital optical I / F unit that exchanges radio signals to be transmitted and received with the base station equivalent device 11 in the form of digital radio signals (IQ signals) and converts between digital radio signals and optical signals. A single mode optical fiber 13 transmits an optical signal at 2.48832 Gbps. Reference numeral 14 denotes a digital optical I / F unit that converts an optical signal into a digital wireless signal, and has the same configuration as 12. 15 performs D / A conversion of the digital radio signal for each carrier on the downlink (base station to mobile station) line, performs conversion to radio frequency, band limitation, synthesis for each sector (antenna), amplification, etc. The uplink is a radio unit that performs reception amplification, band division for each carrier, band limitation, A / D conversion, quadrature detection, and the like. Reference numeral 16 denotes a PA that performs power amplification of a transmission signal. Reference numeral 17 denotes an optical demultiplexing unit for multiplexing and transmitting optical signals of different wavelengths on one optical fiber. In this embodiment, a baseband signal is assumed as the digital radio signal, but an intermediate frequency signal may be used. Further, 14, 15, 16 and, in some cases, including 17 are referred to as an RRH unit. The RRH section is installed near the antenna, for example, directly below or on the antenna tower.

図2は、本発明の適用部分であるデジタル光I/F部12のブロック図である。図2においては、図中の左から右方向を下り回線、右から左方向を上り回線として想定している。なお、この方向性は本発明を決定付けるものではない。フォーマット変換部121は、下り回線に対し、基地局相当装置11より得られたデジタル無線信号(ベースバンド信号)を後述する光伝送用のフォーマットに変換する。この際、検査信号生成部122より、伝送品質の測定が可能な検査信号を供給する。伝送品質として、Bit-Error-Rate(ビット誤り率)やFrame-Error-Rate(ある一まとめのフレーム区間の誤り率)があり、検査信号として、誤り検出符号や、パリティチェックビット(1,0の発生確率が等しくなる様に、意図的に挿入する1,0信号)等が考えられる。123は電気/光変換を行うE/O部であり、通常レーザダイオード及びその光出力をモニタするフォトダイオードで構成される。124は光/電気変換を行うO/E部である。123と124は一体に構成されても良く、モニタした光出力に基づいて従来と同様の監視を併用しても良い。125は121と逆のフォーマット変換を行うフォーマット変換部であり、デジタル無線信号及び光送信側で挿入された検査信号を出力する。 FIG. 2 is a block diagram of the digital optical I / F unit 12 to which the present invention is applied. In FIG. 2, the left to right direction in the figure is assumed to be a downlink, and the right to left direction is assumed to be an uplink. This directionality does not determine the present invention. The format conversion unit 121 converts the digital radio signal (baseband signal) obtained from the base station equivalent apparatus 11 into a later-described optical transmission format for the downlink. At this time, an inspection signal capable of measuring transmission quality is supplied from the inspection signal generator 122. Transmission quality includes Bit-Error-Rate (bit error rate) and Frame-Error-Rate (error rate of a group of frames), and check signals include error detection codes and parity check bits (1,0). In order to equalize the occurrence probability of the signal, an intentionally inserted (1,0 signal) may be considered. Reference numeral 123 denotes an E / O unit that performs electrical / optical conversion, and is usually composed of a laser diode and a photodiode that monitors its optical output. An O / E unit 124 performs optical / electrical conversion. 123 and 124 may be integrally formed, and monitoring similar to the conventional case may be used in combination based on the monitored light output. Reference numeral 125 denotes a format converter that performs format conversion reverse to that of 121, and outputs a digital wireless signal and an inspection signal inserted on the optical transmission side.

図3に光伝送用フォーマットを示す。図3では、デジタル移動通信としてcdma2000を例にしている。本説明においてチップとはCDMA方式において拡散符号で拡散される時間間隔の最小単位であり、1チップは1.2288MHzの逆数である。図3のフォーマットでは、無線フレームに合わせて20msecを1周期としており、その1フレームの先頭には、フレーム認識信号として8B10B符号化におけるK28.7コードを挿入する。続くD1、D2は、1チップ目、2チップ目のデータであり、夫々199Byteある。続くAGC(4Byte)は、無線信号の送受信に必要な、Automatic Gain Controlの制御信号を指し、キャリア毎若しくはセクタ(アンテナ)毎に、無線部15におけるA/D変換前の利得やPA16の利得を制御するために用いる。続く制御(2Byte)とは、装置の監視制御の為に供される信号である。このような2チップ区間が以後1フレーム分(例えば24576チップ)繰り返されるが、2チップ区間の間には、区間を区切るようにチップアライメント信号としてK28.5が挿入される。本フォーマットは光伝送されるときには8B10B符号化される。この符号は8bitのデータをシリアル通信用に直流成分が低減するように10bitの符号に割り当てたもので、8bitデータの他に上記K28.7のようなスペシャルコードを伝送でき、スペシャルコードは通常データと容易に識別できるようになっている。 FIG. 3 shows an optical transmission format. In FIG. 3, cdma2000 is taken as an example of digital mobile communication. In this description, a chip is a minimum unit of time interval spread by a spreading code in the CDMA system, and one chip is a reciprocal of 1.2288 MHz. In the format of FIG. 3, 20 msec is set as one cycle according to the radio frame, and a K28.7 code in 8B10B encoding is inserted as a frame recognition signal at the head of the one frame. Subsequent D1 and D2 are data of the first chip and the second chip, and each has 199 bytes. The following AGC (4 bytes) indicates a control signal for Automatic Gain Control necessary for transmission / reception of a radio signal. Used to control. The subsequent control (2 bytes) is a signal used for monitoring control of the apparatus. Such a two-chip section is thereafter repeated for one frame (for example, 24576 chips), but K28.5 is inserted as a chip alignment signal between the two-chip sections so as to divide the section. This format is 8B10B encoded when optically transmitted. This code assigns 8-bit data to a 10-bit code so that the DC component is reduced for serial communication. In addition to the 8-bit data, a special code such as K28.7 can be transmitted. And can be easily identified.

K28.5コードによって区切られた2チップ区間には、各チップごとにベースバンド(IQ)信号(192Byte)と7Byteの検査信号が挿入されている。図3の例では、3セクタ(移動通信では、基地局が統括しているエリアを分割する際、セクタと呼ぶ。)で、かつ、セクタあたりに16キャリア信号を供する場合を示している。1つのデータ例えばF1_Iは2Byte(16bit)あるが、下り回線には1チップのサンプリングレート、16bitの信号幅とし、上り回線には0.5チップのサンプリングレート、8bitの信号幅として用いるので、フレーム構成は上り下りでほぼ共通である。 A baseband (IQ) signal (192 bytes) and a 7-byte inspection signal are inserted for each chip in the two-chip section divided by the K28.5 code. In the example of FIG. 3, a case is shown in which three sectors (in mobile communication, referred to as a sector when the area managed by the base station is divided) and 16 carrier signals are provided per sector. One data, for example, F1_I is 2 bytes (16 bits), but is used as a sampling rate of 1 chip and a signal width of 16 bits for the downlink, and as a sampling rate of 0.5 chips and a signal width of 8 bits for the uplink. The configuration is almost common between upstream and downstream.

品質測定手段126は、上記の検査信号に例えば送受信機間で既知の固定符号あるいは既知の方法で生成された誤り検出能力のある符号を用いて、フレームタイミングを基準に誤りを検出する。この品質測定手段126の結果は、制御部(図示しないが制御部の少なくとも一部は下り回線の品質を評価するためにRRH部側に備えられる。)に出力され、制御部では予め設定されている閾値、例えば誤り率が10−12を超えて悪くなった場合は、上位監視装置に対して、品質劣化の報告を行い、基地局装置としての機能に影響があると判断された場合は、当該光伝送系統を停止させる。これにより基地局装置からの無線送信は停止する。或いは光伝送系統を停止させずとも、制御部から無線部15若しくはPA16に、無線送信を停止するための制御信号を送るようにしても良い。
また、図1(b)の、冗長構成であれば、他の光伝送デバイスに対して、遮断した光伝送データを搭載させ、光デバイスの不具合に対応することで、システムダウンを回避することも可能である。光ファイバ自体がNGとなる場合は、単にシステム停止となる。
The quality measuring unit 126 detects an error based on the frame timing by using, for example, a known fixed code between transmitters and receivers or a code having an error detection capability generated by a known method for the inspection signal. The result of the quality measuring means 126 is output to the control unit (not shown, but at least a part of the control unit is provided on the RRH unit side for evaluating the quality of the downlink), and is preset by the control unit. When a certain threshold value, for example, the error rate becomes worse than 10-12, it reports quality degradation to the host monitoring device, and when it is determined that the function as a base station device is affected, The optical transmission system is stopped. Thereby, wireless transmission from the base station apparatus is stopped. Alternatively, a control signal for stopping wireless transmission may be sent from the control unit to the wireless unit 15 or PA 16 without stopping the optical transmission system.
In addition, in the redundant configuration of FIG. 1B, it is possible to avoid the system down by mounting the blocked optical transmission data on another optical transmission device and dealing with the malfunction of the optical device. Is possible. When the optical fiber itself becomes NG, the system is simply stopped.

従来技術であれば、光伝送路の光量モニタに依存した形態となる為、ビットレベルの誤りは検知不能な場合があった。例えば、10−12の光伝送を行う場合、例えば、本来−20dBmの受信光量が必要なところが、送信側のレーザーダイオードの経年変化、温度変化もしくは外的要因にて、4dBレベル低下し、−24dBmになったとする。光量モニタは、一般的に3dB、5dBなど、粗い精度でのみの光量をモニタしている為、5dBステップの光量モニタでは、レベル低下を検知できない場合があった。
この時の誤り検出の重要性について、以下考察する。
In the case of the prior art, the bit level error may not be detected because it depends on the light amount monitor of the optical transmission path. For example, when optical transmission of 10-12 is performed, for example, where a received light amount of -20 dBm is originally required, the level decreases by 4 dB due to aging of the laser diode on the transmitting side, temperature change, or external factors, and -24 dBm. Suppose that Since the light amount monitor generally monitors the light amount only with rough accuracy such as 3 dB and 5 dB, the 5 dB step light amount monitor sometimes cannot detect the level decrease.
The importance of error detection at this time will be discussed below.

光デジタル伝送にはいくつか規格が存在するが、一般的には誤り率が10−12、10−10など、無線伝送に比べ誤り率の低いデータ伝送が主流である。図4に、デジタル光伝送における代表的なASK(Amplitude Shift Keying、On-Off keyingともいう)の誤り率理論値対所要S/Nを示す。図4に拠れば、誤り率10−12を達成するにはS/N=14dBが必要となる。今、この品質が達成できている状態にて、送信側レーザーダイオードの不具合により光量が4dBレベル低下し、S/Nが4dB劣化したとする。5dBステップの光量モニタでは、光量は変化したと見なさない。図4より、4dBレベル低下した場合、誤り率は4×10−6まで悪化する。光伝送区間のビットレートとして2.48832Gbpsを仮定しているので、
2.48832×109×4×10−6=9953.28
つまり、1秒間に約1万ビットの誤りが発生する。この1万ビットが1秒間に均等に発生したとすると、約100μsecに1ビットが誤る事に相当する。cdma2000のチップレートは1.2288MHzであるから、約81.3μsecが1チップに相当する。81.3μsecの単位で通信を行っている無線系にとって100μsecに1度の誤り発生は、重大な影響を与えることは明白であり、当然システムとして問題になる。本発明では、光通信品質を高精度で常に監視していることから、この様な状態に陥る事無く、回避が可能である。
Although there are several standards for optical digital transmission, generally, data transmission with a low error rate compared to wireless transmission, such as an error rate of 10-12 and 10-10, is the mainstream. FIG. 4 shows the error rate theoretical value versus required S / N of typical ASK (also referred to as Amplitude Shift Keying or On-Off Keying) in digital optical transmission. According to FIG. 4, S / N = 14 dB is required to achieve an error rate of 10-12. Now, suppose that the quality has been achieved, the light intensity has been reduced by 4 dB due to the malfunction of the transmitting laser diode, and the S / N has deteriorated by 4 dB. In the 5 dB step light intensity monitor, the light intensity is not considered to have changed. As shown in FIG. 4, when the level is lowered by 4 dB, the error rate deteriorates to 4 × 10 −6. Since 2.48832Gbps is assumed as the bit rate of the optical transmission section,
2.48832 × 109 × 4 × 10−6 = 9953.28
That is, an error of about 10,000 bits occurs per second. If 10,000 bits are evenly generated in one second, it corresponds to the error of one bit in about 100 μsec. Since the chip rate of cdma2000 is 1.2288 MHz, about 81.3 μsec corresponds to one chip. It is clear that the occurrence of an error once every 100 μsec has a serious influence on a wireless system that performs communication in units of 81.3 μsec, and naturally becomes a problem as a system. In the present invention, since the optical communication quality is constantly monitored with high accuracy, it can be avoided without falling into such a state.

本実施例では、誤り訂正符号(FEC)について特に触れないが、BER=10−12程度であれば、ベースバンド信号(D1,D2等)に対する影響はほとんど無視でき、AGCや制御信号に対しては、送信側で同じデータを複数(例えば3個)送り受信側で多数決処理あるいは完全一致を確認することで信頼性を高めている。また極稀ではあるがフレーム認識信号、チップアライメント信号がビット誤りにより検出できなかったときは、フレーム若しく2チップ区間単位でデータを破棄する。フレームの再送制御は行わない。また、ベースバンド信号に関しては、下り回線ではD/A変換後に適宜狭帯域の帯域制限が行われるので、BERが若干悪化しても帯域外送信レベルは電波法の範囲に抑えることができる。 In this embodiment, the error correction code (FEC) is not particularly mentioned. However, if BER is about 10-12, the influence on the baseband signals (D1, D2, etc.) can be almost ignored, and the AGC and the control signal are not affected. The reliability is improved by confirming majority processing or complete match on the transmission side by sending a plurality (for example, three) of the same data on the transmission side. In rare cases, when the frame recognition signal and the chip alignment signal cannot be detected due to a bit error, the data is discarded in units of frames or two chips. Frame retransmission control is not performed. Also, regarding the baseband signal, narrowband band limitation is appropriately performed after D / A conversion in the downlink, so that the out-of-band transmission level can be suppressed to the range of the Radio Law even if the BER is slightly deteriorated.

FECと本発明は独立の技術であり、FECを搭載したシステムに本発明を容易に適用することができ、それによって信頼性を更に向上させることができるのは言うまでもない。FECを併用した場合、軽微な誤り率環境下、例えばBER=10−4ではほぼエラーフリーを実現できる。ただし、光伝送路の誤り発生確率が特定不能な以上、完全なエラーフリーとなるわけではなく、電波法遵守を前提として運用中に想定不能の状態が発生する可能性を考慮すると、FECに全て依存するわけには行かず、本発明のような品質状態監視は必須となる。 It is needless to say that the FEC and the present invention are independent technologies, and the present invention can be easily applied to a system equipped with the FEC, thereby further improving the reliability. When FEC is used together, almost error-free can be realized in a slight error rate environment, for example, BER = 10−4. However, since the error occurrence probability of the optical transmission line cannot be specified, it is not completely error-free. Considering the possibility that an unpredictable state may occur during operation assuming compliance with the Radio Law, all FEC The quality status monitoring as in the present invention is indispensable.

また本実施例において、RRH部はデジタル光I/F14、無線部15、PA16を一体に構成するものに限定されず、PA16更には無線部15の一部が更にアンテナに近い位置に別体に構成されても良い。 In this embodiment, the RRH unit is not limited to the digital optical I / F 14, the radio unit 15, and the PA 16, and the PA 16 and the radio unit 15 are partly separated from the antenna. It may be configured.

本実施例は、品質測定手段126が検査信号のビット誤り率に基づいて光伝送品質の測定を行う点で実施例1と異なる。本実施例では図2のように、検査信号生成部122が、デジタル光I/F部に入力されるデジタル無線信号に拠らない既知の符号を検査信号として出力し、光伝送の受信側では品質測定手段126が、既知の符号と受信した検査信号を比較しビット誤り率を測定する。図3のフォーマットの場合、検査信号の挿入率は14Byte/405Byte、つまり、3.45%である。したがって、2.5Gbps光伝送系では、
2.48832×109×0.0345=8.6×107
となり、1秒間に8.6×107個の検査信号ビットが伝送される。つまり、1.2×10−8(=1/8.6×107)の誤り率までであれば、1秒間の測定にて測定可能となる。当然−9乗では10秒間、−10乗では100秒間、−11乗では1000秒間の連続測定を行えば、それぞれのオーダーで通信品質の劣化が検出可能となる。また、この検査ビットの挿入率を上昇させれば、誤り率の高速な測定は可能となるが、本来通すべき信号の存在率が低下する。これらの関係はトレードオフであり、システム構築者の設計事項である。
本実施例によれば、フレーム誤り率やパリティチェック等を検出する方法に比べ、一番簡易な構成で且つ高速に測定できる。
The present embodiment is different from the first embodiment in that the quality measuring unit 126 measures the optical transmission quality based on the bit error rate of the inspection signal. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the inspection signal generation unit 122 outputs a known code that does not depend on the digital radio signal input to the digital optical I / F unit as the inspection signal. The quality measuring means 126 compares the known code with the received check signal and measures the bit error rate. In the case of the format of FIG. 3, the inspection signal insertion rate is 14 bytes / 405 bytes, that is, 3.45%. Therefore, in the 2.5Gbps optical transmission system,
2.48832 × 109 × 0.0345 = 8.6 × 107
Thus, 8.6 × 10 7 test signal bits are transmitted per second. In other words, if the error rate is 1.2 × 10 −8 (= 1 / 8.6 × 107), the measurement can be performed by measuring for 1 second. Naturally, if continuous measurement is performed for 10 seconds for the −9th power, 100 seconds for the −10th power, and 1000 seconds for the −11th power, it is possible to detect deterioration in communication quality in each order. Further, if the check bit insertion rate is increased, the error rate can be measured at high speed, but the existence rate of the signal that should be passed through decreases. These relationships are trade-offs and are the design items of the system builder.
According to the present embodiment, it is possible to measure at a high speed with the simplest configuration as compared with a method for detecting a frame error rate, a parity check, and the like.

本実施例は、CRC(Cyclic Redundancy Check:巡回冗長検査)に基づいて光伝送品質の測定を行う点で実施例1と異なる。CRCとは、主にシリアル転送方式のデジタル・データ伝送において、伝送中にエラーが発生していないかどうかを検出する方法である。
データの送信側では、伝送するデジタル無線信号に対し、1チップ毎に巡回的なアルゴリズム(生成多項式)を適用してCRCコードと呼ばれる冗長データを生成し、この冗長データを検査信号として送信する。そして光伝送の受信側でも、送信側と同一のアルゴリズムをデータに適用して、冗長データを算出する。こうして送信側で算出したCRCコードと、受信側で算出したCRCコードが一致していれば、データは誤りなく伝送されたことが確認できる。先述のパリティチェック方式と比べると、多ビット・エラーの検出精度が高いという特徴がある。
The present embodiment is different from the first embodiment in that the optical transmission quality is measured based on CRC (Cyclic Redundancy Check). CRC is a method for detecting whether or not an error has occurred during transmission mainly in digital data transmission of a serial transfer system.
On the data transmission side, a cyclic algorithm (generation polynomial) is applied to each digital chip to transmit digital data to generate redundant data called CRC code, and this redundant data is transmitted as a check signal. On the receiving side of the optical transmission, the same algorithm as that on the transmitting side is applied to the data to calculate redundant data. If the CRC code calculated on the transmission side matches the CRC code calculated on the reception side, it can be confirmed that the data has been transmitted without error. Compared with the above-described parity check method, the detection accuracy of multi-bit errors is high.

また、図3のフォーマットを若干変更し、2チップ区間、あるいはフレーム毎にCRCコードを付加してもよく、フレーム毎に付加すればフレーム誤り率が測定できる。CRCとしてどの様な検査符号を使用するかは、システム構築者の設計事項である。
本実施例によれば、実施例2では、検査信号の時間帯に発生した誤りのみが検出可能となる事に対し、全ての時間帯にて発生したビット誤りに対して、検出が可能となる。当然の事ながら、本実施例は実施例2よりも若干複雑になっており、装置構成の複雑さと安全性のトレードオフである。
In addition, the format shown in FIG. 3 may be slightly changed, and a CRC code may be added for each two-chip section or for each frame. If this is added for each frame, the frame error rate can be measured. What kind of check code is used as the CRC is a design matter of the system builder.
According to the present embodiment, in the second embodiment, it is possible to detect only errors that occur in the time zone of the inspection signal, whereas it is possible to detect bit errors that occur in all time zones. . Naturally, the present embodiment is slightly more complicated than the second embodiment, which is a trade-off between the complexity of the device configuration and the safety.

本実施例は、8B/10B符号の冗長性を利用して光伝送品質の測定を行う点で実施例1と異なる。8B/10B符号では1024通り中256の符号を8bitデータに割り当てるので、誤り率が低いときには約75%の確率でエラーを検出でき、比較的正確にBERを推定できる。 The present embodiment is different from the first embodiment in that the optical transmission quality is measured using the redundancy of the 8B / 10B code. In the 8B / 10B code, 256 codes out of 1024 are assigned to the 8-bit data, so that an error can be detected with a probability of about 75% when the error rate is low, and the BER can be estimated relatively accurately.

以上説明した本発明の最良の実施形態によれば、デジタル光伝送を用いたことにより、アナログ光伝送に比べ伝送品質がBERのような指標で正確に評価でき、品質が安定した汎用のデジタル光伝送路を利用でき、総合的に伝送品質の維持が容易となる。特に、伝送品質が規定値を下回ったときに、上位装置に報告するようにしたので、それを受けて設備点検等対応することで未然にシステムダウンを回避することができ、更に基地局装置の機能に影響があると判断されたときには、該当する光伝送系を遮断するようにしたので、電波法を確実に遵守することができる。これらによりデジタル光伝送を用いた基地局の信頼性が向上し採用が進めば、移動通信インフラの設置及び維持コストの低減に繋がる。 According to the best embodiment of the present invention described above, the use of digital optical transmission enables general-purpose digital light whose transmission quality can be accurately evaluated with an index such as BER as compared with analog optical transmission and whose quality is stable. Transmission lines can be used, and overall transmission quality can be easily maintained. In particular, when the transmission quality falls below a specified value, it is reported to the host device, so that it is possible to avoid a system down beforehand by responding to the equipment inspection, etc. When it is determined that the function is affected, the corresponding optical transmission system is cut off, so that the radio wave law can be reliably observed. As a result, if the reliability of base stations using digital optical transmission is improved and adopted, it will lead to reduction in installation and maintenance costs of mobile communication infrastructure.

実施例1〜3における基地局装置の構成図Configuration diagram of base station apparatus in first to third embodiments 実施例1、2におけるデジタル光I/F部のブロック図Block diagram of digital optical I / F unit in Embodiments 1 and 2 実施例1〜2における光伝送用フォーマットを説明する図The figure explaining the format for optical transmission in Examples 1-2 ASKの誤り率理論値対所要S/NASK error rate theoretical value vs. required S / N 従来の無線基地局装置の構成図Configuration diagram of conventional radio base station apparatus

符号の説明Explanation of symbols

11 基地局相当装置、12 デジタル光I/F部、13 光ファイバ、14 デジタル光I/F部、15 無線部、16 PA
11 base station equivalent device, 12 digital optical I / F unit, 13 optical fiber, 14 digital optical I / F unit, 15 radio unit, 16 PA

Claims (3)

少なくとも無線増幅を行うRRH部と、少なくとも呼処理を行う基地局相当部とを別体に構成し、前記RRH部と基地局相当部とを接続する区間の少なくとも一部に用いる光デジタル伝送の品質監視方法であって、
デジタル光伝送区間の通信品質を監視し、前記通信品質が予め定める品質よりも低下した場合、少なくとも上位装置に対して報告するか、若しくは前記デジタル光伝送に基づく無線送信を停止するように制御することを特徴とする光デジタル伝送の品質監視方法。
An optical digital transmission quality used for at least a part of a section in which at least an RRH unit that performs radio amplification and at least a base station equivalent unit that performs call processing are configured separately, and the RRH unit and the base station equivalent unit are connected to each other A monitoring method,
Monitor the communication quality in the digital optical transmission section, and if the communication quality is lower than a predetermined quality, report to at least the host device or control to stop wireless transmission based on the digital optical transmission An optical digital transmission quality monitoring method characterized by the above.
デジタル無線通信を目的とし、少なくとも無線増幅を行うRRH部と、少なくとも呼処理を行いデジタル無線信号を入出力する基地局相当部とを別体に構成し、前記RRH部と基地局相当部とを接続する区間の少なくとも一部にデジタル光伝送を用いる無線基地局装置であって、
前記デジタル無線信号に通信品質を測定するための検査信号を付加し、前記デジタル光伝送に適合するようにフォーマット変換するフォーマット変換部と、
前記フォーマット変換部出力の電気信号を電気−光変換して光伝送路に出力するE/O変換部と、
前記光伝送路の出力に対し光−電気信号変換を行うO/E変換部と、
前記O/E変換部から出力された信号に対し通信品質を測定する通信品質測定手段と、
前記通信品質測定手段の測定結果に基づいて、少なくとも上位装置に対しての報告、若しくは前記無線基地局の無線送信を停止するための制御のどちらか一方を行う制御部と、
を備えることを特徴とする無線基地局装置。
For the purpose of digital radio communication, at least an RRH unit that performs radio amplification and a base station equivalent unit that performs at least call processing and inputs and outputs digital radio signals are configured separately, and the RRH unit and the base station equivalent unit A radio base station apparatus that uses digital optical transmission for at least part of a section to be connected,
Adding a test signal for measuring communication quality to the digital radio signal, and a format converter for converting the format so as to be compatible with the digital optical transmission;
An E / O converter that converts an electrical signal output from the format converter to an optical transmission line after being subjected to electro-optical conversion;
An O / E converter that performs optical-electrical signal conversion on the output of the optical transmission line;
Communication quality measuring means for measuring communication quality for the signal output from the O / E converter;
Based on the measurement result of the communication quality measuring means, a control unit that performs at least one of reporting to a higher-level device or control for stopping radio transmission of the radio base station,
A radio base station apparatus comprising:
前記通信品質測定手段は、受信した検査信号を、既知信号と比較してビット誤り率を検出するか、巡回冗長検査法により生成したコードと比較して誤りを検出することを特徴とする請求項2記載の無線基地局装置。
The communication quality measuring means detects a bit error rate by comparing the received check signal with a known signal or detects an error by comparing with a code generated by a cyclic redundancy check method. 2. The radio base station apparatus according to 2.
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