JP4547221B2

JP4547221B2 - 無線基地局装置

Info

Publication number: JP4547221B2
Application number: JP2004280732A
Authority: JP
Inventors: 正幸佐々木; 徹彦宮谷
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP2006094446A

Description

この発明は、移動通信システムにおいて使用される無線基地局装置に係わり、特に基地局本体の無線通信機能部を無線ユニットとして独立させて遠隔地に配置し、この無線ユニットと基地局本体ユニットとの間を例えば光伝送路を介して接続して信号伝送を行うようにした無線基地局装置に関する。

従来、無線基地局装置は、有線伝送路機能部、制御機能部、信号処理機能部、変復調及び周波数変換機能部および送受信増幅機能部などを備え、これらが一体化されて構成されていた。しかし、移動通信システムを構築するにあたり初期投資や運用費用を低減するために、ＲＲＨ：Remote Radio Headと呼称されるシステムが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

ＲＲＨは、無線基地局装置の変復調及び周波数変換機能部及び送受信増幅機能部を含む無線通信機能部を無線ユニットとして独立させてトンネル内や地下街等の遠隔地に配設し、この無線ユニットと基地局本体ユニットとの間を光ファイバ等の有線伝送路を使用して接続したものである。

図５は、上記ＲＲＨシステムの一例を示す構成図である。このＲＲＨシステムは、基地局本体ユニット（ＢＴＳ：Base Transceiver Station）１１′，１２′，１３′、無線ユニット（ＲＲＵ：Remote Radio Unit）２１〜２９、親局装置５、および子局装置６を備えている。各ＢＴＳ１１′〜１３′は、直交変調されたＩＱ信号の送受信に対応するＩＱ信号インタフェースを１つずつ備え、それぞれ光ケーブルＣ１１〜Ｃ１３を介して親局装置５に接続されている。ＲＲＵ２１〜２９もまたＩＱ信号インタフェースをそれぞれ備えており、光ケーブルＣ２１〜Ｃ２９を介してそれぞれ子局装置６と接続されている。親局装置５と子局装置６との間は光ケーブルＣ５６により接続され、これにより、ＢＴＳ１１′〜１３′とＲＲＵ２１〜２９と間の通信が可能となる。

ここで、上記無線通信システムの動作を図６を参照して説明する。ＢＴＳ１１′〜１３′は、４キャリア３セクタ（４Ｃ３Ｓ）の１２波分の時分割多重されたＩＱ信号の送受信をそれぞれ行うものとする。よって、親局装置５と接続された光ケーブルＣ１１〜Ｃ１３では、データＤ１０のようにＩＱ信号がそれぞれ送受信される。親局装置５と子局装置６とを接続する光ケーブルＣ５６では、データＤ１０のように３６波分のＩＱ信号が時分割多重されて送受信される。また、子局装置６とＲＲＵ２１〜２９との間をそれぞれ接続する光ケーブルＣ２１〜Ｃ２９では、データＤ２０のように４波分のＩＱ信号が時分割多重されて送受信される。

特開２００４−１８０２２０号公報

ところが、上記従来提案されている無線基地局装置では、親局装置５および子局装置６において、ＩＱ信号の多重分離機能をシステム構成に合わせてそれぞれ備える必要がある。つまり、ＢＴＳ１１′〜１３′からＲＲＵ２１〜２９への通信において、親局装置５では、ＢＴＳ１１′〜１３′から受信した各１２波分のＩＱ信号を３６波分に多重して子局装置６に送信する。また子局装置６では、親局装置５から受信した３６波分に多重されたＩＱ信号を４波分にそれぞれ分離してＲＲＵ２１〜２９に送信する。反対に、ＲＲＵ２１〜２９からＢＴＳ１１′〜１３′への通信においては、子局装置６では、ＲＲＵ２１〜２９から受信した各４波分のＩＱ信号を３６波分に多重し、親局装置５において、３６波分に多重されたＩＱ信号を各１２波分にそれぞれ分離してＢＴＳ１１′〜１３′に送信する必要がある。また、移動通信システムの通信トラフィックは、場所によって大きく異なるため、低トラフィック地域に大規模なＲＲＨシステムの導入は初期投資としての負担が大きい。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、システム構築における初期投資の負担を軽減し、システム容量の増減に合わせて低コストで柔軟に対応することを可能とする無線基地局装置を提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の無線基地局装置は、移動局との間の接続及び通信に係わる処理を行うベースバンド処理機能部を備える基地局本体ユニットと、この基地局本体ユニットに対し伝送路を介して接続され、上記ベースバンド処理機能部の制御の下で移動局との間で無線信号の送受信を行う無線通信機能部を備える複数の無線ユニットとを備える。そして、上記基地局本体ユニットは、上記複数の無線ユニットの各々に対応する複数の通信インタフェース機能部を備え、これらの通信インタフェース機能部により上記複数の無線ユニットとの間で互いに独立して信号の送受を行うように構成したものである。

したがってこの発明によれば、システムに対応するために多重分離を行うための専用の親局装置および子局装置を設ける必要が無く、例えば、市販のＷＤＭ装置を用いて安価にシステム容量を増加することが可能である。また、基地局本体ユニットにセクタ数の通信インタフェースを設けたことで、無線ユニットと直接接続することが可能である。このため、システム構築における初期投資の負担を軽減することが可能となる。

要するにこの発明によれば、システム構築における初期投資の負担を軽減することができ、これによりシステム容量の増減に合わせて低コストで柔軟に対応することが可能な無線基地局装置を提供することができる。

図１は、この発明に係わる無線基地局装置を備える無線基地局システムの一実施形態を示す構成図である。このシステムは、複数の無線基地局装置を統合したもので、各無線基地局装置はそれぞれ１台の基地局本体ユニット（ＢＴＳ）１１〜１３と、複数の無線ユニット（ＲＲＵ）２１〜２９とを備えている。ＲＲＵ２１〜２９はそれぞれ、セクタと呼ばれる無線エリアに対応して配設される。ＢＴＳ１１〜１３と無線ユニット（ＲＲＵ）２１〜２９との間は、光波長多重伝送（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）装置３１，３２を介して接続される。

ＢＴＳ１１〜１３は、有線伝送路機能部、制御機能部及び信号処理機能部等を含むベースバンド処理部を備える。ＲＲＵ２１〜２９は、アンテナ４、変復調及び周波数変換機能部、および送受信増幅器などを含む無線通信機能部を備え、図示しない移動局との間で無線通信を行う。ＷＤＭ装置３１，３２は波長多重・分離を行う光伝送装置であり、市販のＷＤＭ装置を用いることも可能である。この実施形態では、９波長の多重・分離が可能なものとする。

また、ＢＴＳ１１〜１３はそれぞれ、各セクタに対応する３つのＩＱ信号インタフェースを備える。ＢＴＳ１１〜１３とＷＤＭ装置３１との間の接続には有線伝送路が用いられ、例えば光レベルで通信可能な光ファイバで構成される。ＢＴＳ１１〜１３はそれぞれ、上記ＩＱ信号インタフェースにより光ケーブルＣ１１ａ，Ｃ１１ｂ，Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ａ，Ｃ１２ｂ，Ｃ１２ｃ及びＣ１３ａ，Ｃ１３ｂ，Ｃ１３ｃを介してＷＤＭ装置３１と接続される。ＷＤＭ装置３１とＷＤＭ装置３２との間は、光ケーブルＣ３３により接続され波長多重伝送を行う。

一方、ＲＲＵ２１〜２９はそれぞれ一つのＩＱ信号インタフェースを備える。そして、このＩＱ信号インタフェースをＷＤＭ装置３２と例えば光ファイバなどで構成される光ケーブルＣ２１〜２９を介してそれぞれ接続される。このような接続構成により、ＢＴＳ１１〜１３とＲＲＵ２１〜２９との間のＩＱ信号の送受信がＷＤＭ装置３１，３２を介して行なわれる。

以上のように構成されるＲＲＨシステムの情報伝送における動作について図２を用いて説明する。なお、ＢＴＳ１１〜１３とＲＲＵ２１〜２９との間における情報伝送は、４キャリア３セクタ（４Ｃ３Ｓ）で行われるものとする。
まず、ＢＴＳ１１〜１３からＲＲＵ２１〜２９に対してＩＱ信号を送信する動作について説明する。ＢＴＳ１１〜１３は、各セクタに対応したＩＱ信号インタフェースを介してデータＤ１に示す４波分のＩＱ信号をＷＤＭ装置３１に対してそれぞれ送信する。ＷＤＭ装置３１は、ＢＴＳ１１〜１３から送信された各セクタに対応した４波分のＩＱ信号を受信し、予め各ＢＴＳの各セクタに対応付けられている波長λ１〜λ９を用いて、データＤ３のように光ケーブルＣ３３を介してＷＤＭ装置３２へ送信する。ＷＤＭ装置３２は、各セクタに対応した波長λ１〜λ９をもとに、各セクタに対応したデータＤ２に示す４波の信号に分離し、各ＲＲＵ２１〜２９へ送信する。かくして、ＲＲＵ２１〜２９においてＢＴＳ１１〜１３により送信された各セクタに対応したＩＱ信号を受信することができる。

続いて、ＢＴＳ１１〜１３がＲＲＵ２１〜２９から送信されたＩＱ信号を受信する動作を説明する。ＲＲＵ２１〜２９は、各セクタに対応したＩＱ信号インタフェースを介してデータＤ２に示す４波分のＩＱ信号をそれぞれＷＤＭ装置３２へ送信する。ＷＤＭ装置３２では、各ＲＲＵ２１〜２９の各セクタに対応する４波の信号を受信して、予め各ＢＴＳ１１〜１３の各セクタに対応付けられている波長λ１〜λ９を用いてデータＤ３に示すように波長多重を行い、光ファイバを用いてＷＤＭ装置３１に向け送信する。ＷＤＭ装置３１は、各セクタに対応した波長λ１〜λ９をもとに、各セクタに対応したデータＤ１に示す４波の信号に分離し、各ＢＴＳ１１〜１３に対して送信する。かくして、ＢＴＳ１１〜１３においてＲＲＵ２１〜２９により送信された各セクタに対応したＩＱ信号を受信することが可能となる。

次に、上記述べた無線基地局装置を使用した、通信トラフィックに応じたＲＲＨシステムの構成について説明する。図３に低トラフィック時におけるＲＲＨシステムの構成例を示す。このシステムは、ＢＴＳ１１とＲＲＵ２１，２２とを備え、ＢＴＳ１１とＲＲＵ２１，２２との間が光ケーブルＣ１１２ａ，Ｃ１１２ｂを介してそれぞれ接続されている。このように、ＢＴＳ１１に各セクタに対応するＩＱ信号インタフェースが設けられたことにより、ＲＲＵ２１，２２とそれぞれ直接接続することが可能となる。このため、多重分離機能を持つ、親局装置および子局装置などを配置する必要が無く、低トラフィックエリアでは、最小構成で安価なシステムを提供することが可能となる。

図４は高トラフィック時におけるＲＲＨシステム構成例を示す。このシステムは、ＢＴＳ１１とＲＲＵ２１，２２との間に、ＷＤＭ装置３１，３２をそれぞれ追加する。そして、ＢＴＳ１１とＷＤＭ装置３１との間を光ケーブルＣ１１ａ，Ｃ１１ｂを介してそれぞれ接続し、ＷＤＭ装置３１とＷＤＭ装置３２との間を光ケーブルＣ３３を介して接続し、さらにＷＤＭ装置３２とＲＲＵ２１，２２との間を光ケーブルＣ２１，Ｃ２２を介してそれぞれ接続して構成される。このように構成すると、各装置の構成を変更することなく、さらにＢＴＳおよびＲＲＵを追加することが可能になり、通信トラフィックの状態に対応して、システム容量をフレキシブルに増減することができる。

以上述べたように上記実施形態では、各ＢＴＳ１１〜１３にそれぞれ、各セクタに対応して、つまりＲＲＵ２１〜２３，２４〜２６，２７〜２９に対応してＩＱ信号インタフェースを設け、これらのＩＱ信号インタフェースを使用してＢＴＳ１１〜１３が各ＲＲＵ２１〜２３，２４〜２６，２７〜２９との間で１対１の関係で信号を伝送するように構成している。

したがって、システムの運用形態が低トラフィックな場合は、図３に示すようにＢＴＳ１１とＲＲＵ２１，２２との間を光ケーブルＣ１１２ａ，Ｃ１１２ｂを用いて直接接続してＩＱ信号の伝送を行うことが可能となる。一方、システムの運用形態が高トラフィックな場合には、図４に示すようにＢＴＳ１１とＲＲＵ２１，２２との間にＷＤＭ装置３１，３２を配置し、これらのＷＤＭ装置３１，３２間を光ケーブルＣ３３を介して接続する。そして、ＢＴＳ１１とＲＲＵ２１，２２との間で伝送するＩＱ信号を、ＷＤＭ装置３１，３２において波長多重して伝送する。このようにすることにより、高トラフィックのシステムにおいても効率良くＩＱ信号の伝送が可能となる。

このため、従来技術のようにシステム構成に対応するために多重分離を行うための専用の親局装置５及び子局装置６を設ける必要がなくなり、無線基地局システムにおける開発コストの低減につながる。また、図３に示したように、低トラフィック地域では、ＢＴＳ１１とＲＲＵ２１，２２とをそれぞれ直接接続してＩＱ信号の送受信が行えるため、初期投資や運用費の負担を軽減することが可能となる。

なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記の実施形態では、４キャリア３セクタの無線基地局システムを例に挙げたが、装置の機能構成、接続形態や台数については、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

また、前記実施形態ではＢＴＳとＲＲＵとの間を接続する伝送路として光ケーブルを使用した場合を例にとって説明したが、電気信号を伝送するメタリックケーブルを使用してもよく、またマイクロ波等の無線回線を使用することも可能である。ただし、この無線回線を使用する場合には、ＲＲＵと移動局との間の無線通信に悪影響を及ぼさないようにする配慮が必要である。

要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

この発明に係わる無線基地局装置を備える無線基地局システムの一実施形態を示す構成図。図１に示した無線基地局システムにおける情報伝送の動作を示す図。図１に示した無線基地局装置を使用した低トラフィック時におけるシステムの概略構成図。図１に示した無線基地局装置を使用した高トラフィック時におけるシステムの概略構成図。従来技術による無線基地局装置を備える無線基地局システムの一例を示す構成図。図５に示した無線基地局システムにおける情報伝送の動作を示す図。

符号の説明

１１〜１３…ＢＴＳ、２１〜２９…ＲＲＵ、３１，３２…ＷＤＭ装置、４…アンテナ、Ｃ１１ａ〜Ｃ１１ｂ，Ｃ１２ａ〜Ｃ１２ｂ，Ｃ１３ａ〜Ｃ１３ｂ，Ｃ２１〜Ｃ２９，Ｃ３３，Ｃ１１２ａ，Ｃ１１２ｂ…光ケーブル、Ｄ１〜Ｄ３…データ。

Claims

移動局との間の接続及び通信に係わる処理を行うベースバンド処理機能部を備える基地局本体ユニットと、
前記基地局本体ユニットに対し光伝送路を介して接続され、前記ベースバンド処理機能部の制御の下で前記移動局との間で無線信号の送受信を行う無線通信機能部を備える複数の無線ユニットとを具備する無線基地局装置において、
前記基地局本体ユニットは、前記複数の無線ユニットの各々に対応する複数の通信インタフェース機能部を備え、これらの通信インタフェース機能部により前記複数の無線ユニットに対応する信号毎に第１光波長多重伝送装置に出力し、
当該第１の光波長多重伝送装置は、前記信号毎に対応付けられた波長に変換して波長多重し、前記光伝送路を介して第２の光波長多重伝送装置に出力し、
当該第２の光波長多重伝送装置は、前記光伝送路を介して入力された信号を前記複数の無線ユニットに対応する信号毎に対応付けられた波長をもとに信号を分離して出力し、
前記無線ユニットは、前記第２の光波長多重伝送装置から入力された信号をもとに前記移動局に無線信号を出力することを特徴とする無線基地局装置。