無線通信システムおよび無線ラジオ周波数装置

本発明は通信技術の分野に関し、具体的には無線通信システムおよび無線ラジオ周波数装置に関する。

多くの無線ネットワークは分散基地局アーキテクチャを使用しており、リモート無線ユニット(Remote Radio Unit、RRU)が光ファイバによってベースバンド処理ユニット(Baseband Control Unit、BBU)に接続され、1つのBBUは複数のRRUをサポートすることができる。複数のRRUが同じ局の同じBBUに接続される必要があるシナリオでは、複数のRRUのカスケード接続は一般的なネットワーク構築法である。

以下、1つのBBUが2つのカスケードRRUをサポートする無線通信システム900のデータ伝送モードが、説明の一例として使用される。図5に示されるように、ダウンリンク方向において、BBU90は、ゲートウェイによって送信されたダウンリンクデータを受信し、ダウンリンクデータを処理し、共通公衆無線インターフェース(Common Public Radio Interface、CPRI)を通じて光トランシーバ(optical transceiver)93に処理されたダウンリンクデータを送信するが、光トランシーバは光学モジュールとも称される。光トランシーバ93は処理されたダウンリンクデータを第一ダウンリンク光搬送信号に変換し、光ファイバを通じて第一ダウンリンク光搬送信号をRRU91に対応する光トランシーバ94に送信する;光トランシーバ94は第一ダウンリンク光搬送信号を第一ダウンリンク電気信号に変換し、第一ダウンリンク電気信号をRRU91に送信する;RRU91は第一ダウンリンク電気信号の一部を選択的に受信し、残りの信号を光トランシーバ95に送信する;光トランシーバ95は残りの信号を第二ダウンリンク光搬送信号に変換し、光ファイバを通じて第二ダウンリンク光搬送信号を光トランシーバ96に送信する;光トランシーバ96は第二ダウンリンク光搬送信号を第二ダウンリンク電気信号に変換し、第二ダウンリンク電気信号をRRU92に送信する。このようにして、ゲートウェイから受信したダウンリンクデータはRRU91およびRRU92を用いてモバイル端末に送信されることが可能である。

アップリンク方向において、RRU91およびRRU92は、モバイル端末によって送信されたアップリンクデータを個別に受信し、アップリンク電気信号を取得するためにアップリンクデータを処理する。RRU92は取得した第一アップリンク電気信号を、RRU92に対応する光トランシーバ96に送信する;光トランシーバ96は第一アップリンク電気信号を第一アップリンク光搬送信号に変換し、光ファイバを通じて第一アップリンク光搬送信号をRRU91に対応する光トランシーバ95に送信する;光トランシーバ95は第一アップリンク光搬送信号を第二アップリンク電気信号に変換し、第二アップリンク電気信号をRRU91に送信する;RRU91は第三アップリンク電気信号を取得するためにRRU91によって取得されたアップリンク電気信号に第二アップリンク電気信号を統合し、第三アップリンク電気信号をRRU91に接続された光トランシーバ94に送信する;光トランシーバ94は第三アップリンク電気信号を第二アップリンク光搬送信号に変換し、BBU90が第二アップリンク光搬送信号を処理して処理された第二アップリンク光搬送信号をゲートウェイに送信するように、光ファイバを通じて第二アップリンク光搬送信号をBBU90に送信する。

RRU91はRRU92との間で送受信されたデータを転送する必要があり、RRU91が故障したときにRRU92が動作しなくなることがわかる。

したがって、分散基地局の既存のネットワーク構造は、以下の不都合を有する:カスケードRRUのうちのRRU(現RRUと称される)が故障したとき、次のRRUは動作せず、これによりシステム信頼性が低下する。

この点を鑑みて、本発明の実施形態は無線通信システムおよび無線ラジオ周波数装置を提供し、これらは、複数のカスケードRRUのうちのRRUが既存の分散基地局アーキテクチャにおいて故障したときに次のRRUが動作できないことによって生じるシステムの低信頼性の技術的問題を解決する。

第一の態様は無線ラジオ周波数装置を提供するが、無線ラジオ周波数装置は:M個のリモート無線ユニットと、M個の光トランシーバと、少なくとも1つの光スプリッタと、を含み、Mは2以上の整数であり;M個の光トランシーバはM個のリモート無線ユニットに個別に接続されており、M個の光トランシーバの動作波長は互いに異なっており;M個の光トランシーバは、少なくとも1つの光スプリッタによって同じ光ファイバに接続されている。

第一の態様の第一の可能な実施方法において、光スプリッタは1:N光スプリッタであり、Nは2以上かつM以下の整数である。

第一の態様の第一の可能な実施方法を参照すると、第一の態様の第二の可能な実施方法において、光スプリッタは1:2光スプリッタであり、光スプリッタの数はM−1である。

第一の態様の第二の可能な実施方法を参照すると、第一の態様の第三の可能な実施方法において、Mが2より大きいとき、M−1個の光スプリッタはシングルコア光ファイバによって互いに接続されている。

第一の態様または第一の態様の第一から第三の可能な実施方法のいずれかを参照すると、第一の態様の第四の可能な実施方法において、光ファイバはシングルコア光ファイバである。

第一の態様または第一の態様の第一から第四の可能な実施方法のいずれかを参照すると、第一の態様の第五の可能な実施方法において、第一光トランシーバおよび第二光トランシーバの各光トランシーバの動作波長は、受信波長および伝送波長を含む。

本明細書の第二の態様は無線通信システムを提供するが、無線通信システムは:ベースバンド処理ユニットと、光マルチプレクサと、M個の第一光トランシーバと、無線ラジオ周波数装置と、を含み、M個の第一光トランシーバはベースバンド制御ユニットと光マルチプレクサとの間に設けられ、M個の第一光トランシーバの動作波長は互いに異なっており、Mは2以上の整数であり;無線ラジオ周波数装置は:M個のリモート無線ユニットと、M個の第二光トランシーバと、少なくとも1つの光スプリッタと、を含み、M個の第二光トランシーバはM個のリモート無線ユニットに接続されており、M個の第一光トランシーバに個別に対応しており、第一光トランシーバの動作波長は第一光トランシーバに対応する第二光トランシーバの動作波長と一致し;M個の第二光トランシーバは、少なくとも1つの光スプリッタによって同じ光ファイバに接続されており、光ファイバは光マルチプレクサおよび少なくとも1つの光スプリッタに接続されている。

第二の態様の第一の可能な実施方法において、光スプリッタは1:N光スプリッタであり、Nは2以上かつM以下の整数である。

第二の態様の第一の可能な実施方法を参照すると、第二の態様の第二の可能な実施方法において、光スプリッタは1:2光スプリッタであり、光スプリッタの数はM−1である。

第二の態様の第二の可能な実施方法を参照すると、第二の態様の第三の可能な実施方法において、Mが2より大きいとき、M−1個の光スプリッタはシングルコア光ファイバによって互いに接続されている。

第二の態様または第二の態様の第一、第二、または第三の可能な実施方法を参照すると、第二の態様の第四の可能な実施方法において、光ファイバはシングルコア光ファイバである。

第二の態様または第二の態様の第一から第四の可能な実施方法を参照すると、第二の態様の第五の可能な実施方法において、第一光トランシーバおよび第二光トランシーバの各光トランシーバの動作波長は、受信波長および伝送波長を含む。

第二の態様の第五の可能な実施方法を参照すると、第二の態様の第六の可能な実施方法において、第一光トランシーバの動作波長が第一光トランシーバに対応する第二光トランシーバの動作波長と一致するということは:第一光トランシーバおよび第一光トランシーバに対応する第二光トランシーバにおいて、第一光トランシーバの伝送波長は第二光トランシーバの受信波長と同じであること、および第一光トランシーバの受信波長は第二光トランシーバの伝送波長と同じであることを、含む。

本明細書の無線通信システムにおいて、異なる波長を用いることによって異なるRRUの光信号が伝送され(RRUからBBUへの伝送およびBBUからRRUへの伝送を含む)、したがって、カスケードRRUの光トランシーバは異なる波長で動作する。さらに、光スプリッタがさらに提供され、これらカスケードRRUの光トランシーバはすべて光スプリッタに接続され、光スプリッタによって同じ光ファイバに接続される。このようにして、光ファイバ上で伝送される複数のRRUの光信号は光スプリッタを用いてすべてのRRUの光トランシーバに伝送されることが可能であり、各光トランシーバは自身の動作波長に対応する信号のみを受信する;したがって、各RRUは自身の信号を正確に受信することができ、RRUが故障したとき、他のRRUの動作は影響を受けず、これによりシステム信頼性を大きく向上させ、複数のカスケード接続されたリモート無線ユニットのリモート無線ユニットが既存の分散基地局アーキテクチャにおいて故障したときに次のすべてのRRUが動作できないことによって生じるシステムの低信頼性の技術的問題を解決する。

加えて、上記の解決法が用いられた後、各RRUは、別のRRUの信号を転送する必要性を伴わずに自身の信号を受信し、これによりCPRIインターフェースの帯域幅に対する要求を低減してコストを削減し、カスケードRRUのレベルの数に対していかなる制限も生じない。さらに、各RRUはもはや2つのCPRIインターフェースが提供される必要がなく、これによりコストをさらに削減する。加えて、CPRIインターフェースの帯域幅に対する要求の低減は光トランシーバの速度に対する要求をさらに低減し、これがコストをさらに削減する。

本発明の実施形態または従来技術における技術的解決法をより明確に説明するため、実施形態を説明するために必要とされる添付図面を以下に簡単に紹介する。明らかに、以下の説明の添付図面は本発明のいくつかの実施形態を示すに過ぎない。

本発明の一実施形態による無線通信システムの概略構造図である。

本発明の別の実施形態による無線通信システムの概略構造図である。

本発明のさらに別の実施形態による無線通信システムの概略構造図である。

本発明のさらに別の実施形態による無線通信システムの概略構造図である。

従来技術における無線通信システムの概略構造図である。

現在、分散基地局アーキテクチャにおいて、複数のRRUのカスケード接続は一般的なネットワーク構築法である;しかしながら、このネットワーク構築法のため、現RRUはデータを次のRRUに転送するように送信し、現RRUが故障したとき、次のRRUはすべて動作できず、この結果、システム信頼性が低下する。

本明細書において、この問題の徹底的な検討に基づき、異なる波長を用いることによって異なるRRUの光信号が伝送され(RRUからBBUへの伝送およびBBUからRRUへの伝送を含む)、したがって、カスケードRRUの光トランシーバは異なる波長で動作する。さらに、光スプリッタがさらに提供され、これらカスケードRRUの光トランシーバはすべて光スプリッタに接続され、光スプリッタによって同じ光ファイバに接続される。このようにして、光ファイバ上で伝送される複数のRRUの光信号は光スプリッタを用いてすべてのRRUの光トランシーバに伝送されることが可能であり、各光トランシーバは自身の動作波長に対応する信号のみを受信する;したがって、各RRUは自身の信号を正確に受信することができ、RRUが故障したとき、他のRRUの動作は影響を受けず、これによりシステム信頼性を大きく向上させる。

加えて、従来技術において、すべてのRRUのデータは第一RRUのCPRIインターフェースを通過する必要があり、したがってCPRIインターフェースの帯域幅に対して比較的高い要求があり、これによりコストを増加させる;そしてCPRIインターフェースの帯域幅が限定されている場合、カスケードRRUのレベルの数は限定される。加えて、CPRIインターフェースの帯域幅の増加は光トランシーバの速度に対する要求も増大させ、これがコストをさらに増加させる。

しかしながら、上記の解決法が用いられた後、各RRUは、別のRRUの信号を転送する必要性を伴わずに自身の信号を受信し、これによりCPRIインターフェースの帯域幅に対する要求を低減してコストを削減し、カスケードRRUのレベルの数に対していかなる制限も生じない。さらに、各RRUはもはや2つのCPRIインターフェースが提供される必要がなく、これによりコストをさらに削減する。加えて、CPRIインターフェースの帯域幅に対する要求の低減は光トランシーバの速度に対する要求をさらに低減し、これがコストをさらに削減する。

本明細書の技術的解決法は、従来技術における低信頼性の問題を解決するのみならず、費用も大きく削減し、カスケードRRUのレベルの数に対していかなる制限も生じない。

当業者に本発明の解決法をより良く理解してもらうため、本発明の実施形態の添付図面を参照して、本発明の実施形態における技術的解決法を、以下に明確かつ完全に記載する。明らかに、記載される実施形態は、本発明の実施形態のすべてではなく一部に過ぎない。

実施形態1 図1は、本発明の実施形態による無線通信システム100の概略構造図である。図1に示されるように、無線通信システム100は:ベースバンド処理ユニット10と、光マルチプレクサ20と、光トランシーバ31および32と、無線ラジオ周波数装置500と、を含み、無線ラジオ周波数装置500は、リモート無線ユニット41および42、光トランシーバ51および52、ならびに光スプリッタ60を含む。

ベースバンド処理ユニット10は略してBBUと称されるが、フルネームはBaseband Control Unitであり、ベースバンド制御ユニットとも称される。BBU10は、伝送サブシステムと、ベースバンドサブシステムと、制御サブシステムと、電源モジュールと、を含んでもよい。伝送サブシステムは、データを送受信する機能を実施するように構成されており、BBUとコアネットワーク/コントローラとの間のインターフェース、およびBBUと高周波モジュールとの間のインターフェースを含み、BBUと高周波モジュールとの間のインターフェースは共通公衆無線インターフェース(Common Public Radio Interface、CPRI)インターフェースまたはOBASI(Open Base Station Architecture Initiative)インターフェースであってもよい。この実施方法において、BBU10は2つのインターフェースを含み、つまりインターフェースの数はリモート無線ユニット40の数と同じである。電源モジュールは、BBU10に必要とされる電源を供給するように構成されている。

ベースバンドサブシステムは、主にアップリンクおよびダウンリンクデータのベースバンド処理機能を実施するように構成されており、主にアップリンク処理モジュールおよびダウンリンク処理モジュールを含む。アップリンク処理モジュールは、伝送サブシステムからのアップリンクベースバンドデータを復調および復号化するように、そして伝送サブシステムを通じて復調および復号化されたデータを伝送するように、構成されており;ダウンリンク処理モジュールは、伝送サブシステムからのダウンリンクベースバンドデータを変調および符号化するように、そして伝送サブシステムを通じて変調および符号化されたデータを伝送するように、構成されている。

制御サブシステムは無線通信システム100全体を管理するように構成されており、制御サブシステムはたとえば、以下の機能のうちの1つ以上を有してもよい:装置管理、構成管理、アラーム管理、ソフトウェア管理、ならびにデバッグおよび検査管理などの、動作および保守機能;論理リソース管理などの信号処理機能;GPSクロックの位相固定、周波数分割の実行、位相固定および位相調整、およびクロックの提供などの、要求を満たす、基地局全体の、クロックモジュール機能。

リモート無線ユニットは略してRRUと称されるが、フルネームはRadio Remote Unitである。RRUは、アンテナフィーダに、BBU10から受信されて周波数変換、フィルタリング、高周波フィルタリングを受け、線形電力増幅器を通過した、ダウンリンクベースバンド信号を送信するように、またはモバイル端末から受信したアップリンク信号上で、フィルタリング、さらなる高周波小信号増幅およびフィルタリング、下方変換、アナログ−デジタル変換、デジタル中間周波数処理などを実行するように、構成されている。各RRUは、1つのインターフェースを用いてBBU10と通信可能に接続されている。

光マルチプレクサ20は略してMUXと称されるが、フルネームはoptical multiplexerである。光マルチプレクサ20は、異なる波長を有するいくつかの光搬送信号を組み合わせたり分離させたりする装置であり、異なる波長を有するいくつかの光搬送信号を伝送のために1つの光ファイバ上に、または複数の光ファイバを通じて複数の光搬送信号を伝送するために個別の光搬送信号を複数の光搬送信号中に、組み込んでもよい。光マルチプレクサ20は一般的に、複数の入力インターフェースおよび1つの出力インターフェースを含む。この実施方法において、光マルチプレクサ20は2つの入力インターフェースおよび1つの出力インターフェースを含み、入力インターフェースおよび出力インターフェースはいずれもシングルコア双方向インターフェースである。別の実施方法において、インターフェースはデュアルコア双方向インターフェースであってもよい。

英語のフルネームがoptical transceiverである光トランシーバは光学モジュールとも称され、光電変換を実施するように構成されており、本明細書において言及される光電変換は、光信号から電気信号への変換を含むが、また電気信号から光信号への変換も含む。光トランシーバ31および32はBBU10と光マルチプレクサ20との間に設けられており、光トランシーバ31は一方の光マルチプレクサ20の一方の入力インターフェースおよびBBU10の一方のCPRIインターフェースに接続され、光トランシーバ32は光マルチプレクサ20の他方の入力インターフェースおよびBBU10の他方のCPRIインターフェースに接続されている。光トランシーバ51および52はRRU41および42にそれぞれ接続されており、つまり光トランシーバ51はRRU41に接続され、光トランシーバ52はRRU42に接続されている。

光トランシーバは一般的に、光電子装置、機能回路、光インターフェースなどを含み、光電子装置は発光部および受光部を含む。発光部は、以下のように実現される:内部のドライバチップによって特定のビットレートを有する電気信号が入力および処理された後、対応する速度を有する変調された光信号を発するために半導体レーザ装置(LD)または発光ダイオード(LED)が駆動され、ここで出力光信号の出力レベルを一定に維持するように、光電子装置の中に自動光出力レベル制御回路が設けられている。受光部は、以下のように実現される:特定のビットレートを有する光信号がモジュールに入力された後、光信号は光検出ダイオードによって電気信号に変換され;ヘッド増幅器が電気信号を増幅し、対応するビットレートの電気信号を出力する。要するに、光トランシーバの機能は光電変換である。

BBU10に接続された各光トランシーバは1つのRRUに対応しており、各RRUには、RRUに対応する1つの光トランシーバが設けられている。同じRRUに対応する光トランシーバの動作波長は互いに一致し、異なるRRUに対応する光トランシーバの動作波長は異なっており、たとえば、RRU41に対応する光トランシーバ31および51の動作波長は互いに一致し、RRU42に対応する光トランシーバ32および52の動作波長も互いに一致するが、しかし光トランシーバ31および32の動作波長は異なり、光トランシーバ51および52の動作波長も異なり、これにより、各RRUに対応する光トランシーバは自身の動作波長に対応する信号のみを受信することを保証する。本明細書で言及される動作波長が互いに一致するということは、1つの光トランシーバの伝送波長が別の光トランシーバの受信波長と同じであることを指し、別の光トランシーバは光トランシーバによって送信された光信号を受信できるようになっている。たとえば、光トランシーバ31の伝送波長は光トランシーバ51の受信波長と等しく;光トランシーバ31の受信波長は光トランシーバ51の伝送波長と等しい。光トランシーバ32の伝送波長は光トランシーバ52の受信波長と等しく;光トランシーバ32の受信波長は光トランシーバ52の伝送波長と等しい。

加えて、上記の光トランシーバは、デュアルコア双方向光トランシーバであってもよく、あるいはシングルコア双方向光トランシーバであってもよい。光トランシーバがデュアルコア双方向光トランシーバであるとき、各光トランシーバは1つの動作波長を有し、これは伝送に使用されるのみならず、受信にも使用され;光トランシーバがシングルコア双方向光トランシーバであるとき、各光トランシーバは、伝送波長および受信波長を含む2つの動作波長を有する。この実施方法において、一例として、光トランシーバはシングルコア双方向光トランシーバであり、つまり、伝送および受信は1つの光ファイバ上で実行されるように組み合わせられており、光信号を伝送および受信するために異なる波長が使用される。

たとえば、光トランシーバ31の伝送波長はλ1であり、光トランシーバ31の受信波長はλ2であり、λ2はλ1とは異なる。光トランシーバ32の伝送波長はλ3であり、光トランシーバ32の受信波長はλ4であり、λ4はλ3とは異なる。さらに、光トランシーバ31の伝送波長λ1は光トランシーバ32の伝送波長λ3とは異なり、光トランシーバ31の受信波長λ2は光トランシーバ32の受信波長λ4とは異なり、異なる光トランシーバによって送信された光信号は異なるRRUによって受信可能であることを保証するようになっている。加えて、上記の光トランシーバはシングルコア双方向光トランシーバであるので、光トランシーバ31の伝送波長λ1および受信波長λ2は異なり、光トランシーバ32の伝送波長λ3および受信波長λ4は異なる;したがって、λ1、λ2、λ3、およびλ4は、互いに異なっている。

光トランシーバ51および光トランシーバ31は対になって使用され、光トランシーバ52および光トランシーバ32は対になって使用される;したがって、光トランシーバ31の伝送波長がλ1であるとき、光トランシーバ31の受信波長はλ2であり、光トランシーバ51の受信波長はλ1であり、光トランシーバ51の伝送波長はλ2である;光トランシーバ32の伝送波長がλ3であるとき、光トランシーバ32の受信波長はλ4であり、光トランシーバ52の受信波長はλ3であり、光トランシーバ52の伝送波長はλ4であり、ここでλ1、λ2、λ3、およびλ4は、互いに異なっている。

光トランシーバ51および52は、光スプリッタ60によって、光マルチプレクサ20に接続された光ファイバ70に接続されている。具体的には、光トランシーバ51および52は、たとえばシングルコア双方向光ファイバなどの光ファイバを用いて、光スプリッタ60に接続されてもよい。光マルチプレクサ20もまた、たとえばシングルコア双方向光ファイバなどの光ファイバを用いて、光スプリッタ60に接続されてもよい。デュアルコア双方向光ファイバの使用と比較して、シングルコア双方向光ファイバの使用はコストを削減する。

光スプリッタ60は、光分岐装置とも称され、光ファイバリンク上の重要な受動素子の1つであり、光信号の結合、分岐、および分配を実行するように構成されている。光スプリッタ60の入力および出力インターフェースの数は、必要に応じて選択されてよい。図1に示されるように、この実施方法において、RRUの数は2であり、光スプリッタ60の数は1であり、光マルチプレクサ20の数は1であり、この場合、光スプリッタ60は1:2光スプリッタである。あるいは、図3または図4に示されるように、複数のRRUがカスケードで接続されているとき、これは、各RRUが1つの光トランシーバによって光スプリッタ60に接続されるということであり、光スプリッタ60もまた1:2光スプリッタである。1:2光スプリッタは容積が小さく、RRUの保守空洞の中に直接配置されることが可能なので、実装のコストが削減される。

この実施方法において、RRUの数は2であり、BBU10のインターフェースの数もまた2であり、BBU10に接続された光トランシーバの数もまた2であり、RRUと光スプリッタとの間に1つの光トランシーバが設けられている。特定の実施方法において、BBU10および光マルチプレクサ20は機器室の中に配置されてもよく、RRU41および42は光ファイバを用いて屋外局に離れて配置されてもよい。光トランシーバ31は、BBU10の、RRU41に対応する、インターフェース11上に実装され、光トランシーバ32は、BBU10の、RRU42に対応する、インターフェース12上に実装される。光トランシーバ51はRRU41上に実装され、光トランシーバ52はRRU42上に実装される。光スプリッタ60は独立して設けられてもよく、あるいはRRU41の保守空洞の中に設けられてもよい。

ダウンリンク方向で、BBU10は、ダウンリンクベースバンドデータを変調および符号化し、インターフェース11およびインターフェース12を通じて変調および符号化されたダウンリンクデータを光トランシーバ31および32に送信し;光トランシーバ31および32は、受信したダウンリンクデータを、異なる波長を有する光搬送信号に変換し、光搬送信号を光マルチプレクサ20に送信し;光マルチプレクサ20は、光ファイバを通じて光搬送信号を光スプリッタ60に送信するように、光トランシーバ31および32からの光搬送信号を1つの光ファイバ上に組み込む。光スプリッタ60に接続された光トランシーバ51および52は、波長にしたがって、波長に対応するデータを選択的に受信する。光トランシーバ51の受信波長は光トランシーバ31の伝送波長と等しく、光トランシーバ51は、光トランシーバ31によって光マルチプレクサ20に送信されたデータのみを受信することができ;光トランシーバ52の受信波長は光トランシーバ32の伝送波長と等しく、光トランシーバ52は、光トランシーバ32によって光マルチプレクサ20に送信されたデータのみを受信することができる。受信信号をダウンリンク電気信号に変換した後、2つの光トランシーバ51および52はダウンリンク電気信号をRRU41および42にそれぞれ送信し;RRU41および42は、受信信号が高周波フィルタリングを受けて線形電力増幅器を通過した後に伝送フィルタリングによって受信信号をアンテナフィーダに伝送する。

アップリンク方向では、RRU41および42は、アップリンク電気信号を生成するためにモバイル端末から受信したアップリンク信号上で、フィルタリング、低雑音増幅器、さらなる高周波小信号増幅およびフィルタリング、下方変換、アナログ−デジタル変換、デジタル中間周波数処理、などを実行し、アップリンク電気信号を光トランシーバ51および52にそれぞれ伝送し;光トランシーバ51および52は、受信したアップリンク電気信号をアップリンク光搬送信号に変換する。光トランシーバ51および52は異なる伝送波長を有し、ここで光トランシーバ51の伝送波長は光トランシーバ31の受信波長と等しく、光トランシーバ51によって送信されたデータが光トランシーバ31によってのみ受信できるようになっており;光トランシーバ52の伝送波長は光トランシーバ32の受信波長と等しく、光トランシーバ52によって送信されたデータが光トランシーバ32によってのみ受信できるようになっている。光スプリッタ60は、アップリンク光搬送信号の受信した2つのリンクを同じダウンリンク光ファイバ上に結合し、光マルチプレクサ20に信号を送信し;光マルチプレクサ20は、受信した光搬送信号を分離して、分離した光搬送信号を光トランシーバ31および32に個別に送信し;光トランシーバ31および32は、受信した光搬送信号をアップリンクデータ信号に変換し、アップリンクデータ信号をBBU10の対応するインターフェースに送信し;BBU10は、受信したアップリンクデータ信号を復調および復号化し、復調および復号化されたアップリンクデータ信号をゲートウェイに伝送する。

RRU41が故障したとき、RRU42の信号は光スプリッタ60に直接伝送され、光スプリッタ60を用いてBBU10に伝送されることが可能であり、BBU10の信号はまた光スプリッタ60を用いてRRU42にも伝送されることが可能であり、これによりRRU42が正常に動作できることを保証することが、わかる。

上記の無線通信システム100において、2つのRRU、すなわち第一RRU41および第二RRU42の間に光スプリッタ60が設けられ、第一RRU41が故障したときであっても、第二RRU42の信号は光スプリッタ60に直接伝送され、光スプリッタ60を用いてBBU10に伝送されることが可能であり;BBU10の信号もまた光スプリッタ60を用いて第二RRU42に伝送されることが可能であり、これによりRRU42が正常に動作できることを保証するが、これは、複数のカスケードRRUのリモート無線ユニットが既存の分散基地アーキテクチャにおいて故障したときに次のすべてのRRUが動作できないことによって生じるシステムの低信頼性の技術的問題を解決する。

加えて、すべてのリンクは、通信のために異なる波長を使用し、互いに完全に独立しており、これはまた、複数のRRUがカスケード接続されているとき、通信帯域幅が重複するので、光トランシーバの速度が増加し、同じリンク上のカスケードRRUの数が制限されるという技術的問題も、解決する。

実施形態2 同じ発明的着想に基づき、この明細書は、無線通信システム200をさらに提供する。図2に示されるように、無線通信システム200は、以下の点において無線通信システム100と異なる:光トランシーバの数およびRRUの数が異なり、光スプリッタが異なっている。

この実施方法において、RRU40の数はMであり、したがって、M個の光トランシーバ50がM個のRRU40に個別に接続され、M個の光トランシーバ30がBBU10とM個のRRU40との間のM個のインターフェース上に設けられている。光スプリッタ60は1:N光スプリッタであってもよく、ここでMは3以上の整数であり、Nは2以上の整数である。M個のRRU40は、M個の光トランシーバ50によって光スプリッタ60に個別に接続されている。

この実施方法において、NはMと等しく、光スプリッタ60は、1:M光スプリッタであり、M+1個のインターフェースを有し、ここで光スプリッタの数は1である。この場合、すべてのRRU40は光スプリッタ60に接続されている。

別の実施方法において、NはMと異なっており、たとえば、Nが2に等しいとき、光スプリッタ60は、1:2光スプリッタであり、3つのインターフェースを有し、ここで光スプリッタの数はM−1である。1番目の光スプリッタの1つのインターフェースは、結合により光マルチプレクサ20によって取得された光信号の複数のリンクを受信するように、光ファイバによって光マルチプレクサ20に接続され、もう2つのインターフェースは1番目のRRU40および2番目の光スプリッタに個別に接続されており;i番目の光スプリッタの1つのインターフェースは(i−1)番目の光スプリッタに接続され、もう2つのインターフェースはi番目のRRUおよび(i+1)番目の光スプリッタに個別に接続されており、ここで2≦i≦M−2であり;最後の光スプリッタ、つまり(M−1)番目の光スプリッタの1つのインターフェースは(M−2)番目の光スプリッタに接続され、もう2つのインターフェースは(M−1)番目のRRUおよびM番目のRRUに個別に接続されている。

上記の無線通信システム200の動作原理は無線通信システム100のものと同じであり、詳細は本明細書に再度記載されない。M個のRRU40のいずれかのRRUが故障したとき、他のRRUの信号は、光スプリッタ60に直接伝送され、光スプリッタ60を用いてBBU10に伝送されることが可能であり、BBU10の信号もまた光スプリッタ60を用いて別のRRU40に伝送されることが可能であり、これにより他のRRU40が正常に動作できることを保証するが、これは、複数のカスケードRRUのうちのRRUが既存の分散基地アーキテクチャにおいて故障したときに次のすべてのRRUが動作できないことによって生じるシステムの低信頼性の技術的問題を解決する。

加えて、加えて、すべてのリンクは、通信のために異なる波長を使用し、互いに完全に独立しており、これはまた、複数のRRUがカスケード接続されているとき、通信帯域幅が重複するので、光トランシーバの速度が増加し、同じリンク上のカスケードRRUの数が制限されるという技術的問題も、解決する。

実施形態3 同じ発明的着想に基づき、この明細書は、無線通信システム300をさらに提供する。図3に示されるように、図3は本発明の別の実施形態による無線通信システム300の概略構造図である。無線通信システム300は、以下の点において図1の無線通信システム100と異なる:光スプリッタ60の数は2であり、RRU40の数は3であり、したがって、BBU10のインターフェースの数もまた3であり、BBU10に接続された光トランシーバ30の数は3であり、RRU40に接続された光トランシーバ50の数もまた3である。

光スプリッタ60の数はRRU40の数よりも1少なく、つまり2つの光スプリッタ60があり、これらは光トランシーバ61および62である。光スプリッタ61は光マルチプレクサ20および光スプリッタ62に接続され、RRU41は光トランシーバ51によって光スプリッタ61に接続され、RRU42は光トランシーバ52によって光スプリッタ62に接続され、RRU43は光トランシーバ53によって光スプリッタ62に接続されている。

特定の実施方法において、BBU10および光マルチプレクサ20は機器室の中に配置され、3つのRRU40は光ファイバを用いて屋外局に離れて配置されてもよい。光トランシーバ31は、BBU10の、RRU41に対応する、インターフェース11上に実装され;光トランシーバ32は、BBU10の、第二RRU42に対応する、インターフェース12上に実装され;光トランシーバ33は、BBU10の、第三RRU43に対応する、インターフェース13上に実装される。光トランシーバ51はRRU41上に実装され、光トランシーバ52はRRU42上に実装され、光トランシーバ53はRRU43上に実装される。光スプリッタ61はリモート無線ユニット41の保守空洞の中に配置され、光スプリッタ62はRRU42の保守空洞の中に配置される。

ダウンリンク方向において、BBU10は、ダウンリンクベースバンドデータを変調および符号化し、インターフェース11、インターフェース12、およびインターフェース13を通じて、変調および符号化されたダウンリンクデータを光トランシーバ31、32、および33に送信し;光トランシーバ31、32、および33は、受信したダウンリンクデータを、異なる波長を有する光搬送信号に変換し、光搬送信号を光マルチプレクサ20に送信し;光マルチプレクサ20は、受信した光搬送信号を1つの光ファイバ上に組み込み、光スプリッタ60を通じて光搬送信号を3つの光トランシーバ50に送信し;3つの光トランシーバ50は、波長にしたがって、波長に対応するデータを選択的に受信する。光トランシーバ51の受信波長は光トランシーバ31の伝送波長と等しく、光トランシーバ51は、光トランシーバ31によって送信されたデータのみを受信することができ;光トランシーバ52の受信波長は光トランシーバ32の伝送波長と等しく、光トランシーバ52は、光トランシーバ32によって送信されたデータのみを受信することができ;光トランシーバ53の受信波長は光トランシーバ33の伝送波長と等しく、光トランシーバ53は光トランシーバ33によって送信されたデータのみを受信することができる。受信信号をダウンリンク電気信号に変換した後、3つの光トランシーバ50はダウンリンク電気信号を3つのRRU40に送信し、3つのRRU40は、信号が高周波フィルタリングを受けて線形電力増幅器を通過した後に、伝送フィルタリングによって受信信号をアンテナフィーダに送信する。

アップリンク方向では、3つのRRU40は、アップリンク電気信号を生成するためにモバイル端末から受信したアップリンク信号上で、フィルタリング、低雑音増幅器、さらなる高周波小信号増幅およびフィルタリング、下方変換、アナログ−デジタル変換、デジタル中間周波数処理、などを実行し、アップリンク電気信号を3つの光トランシーバ50に伝送し;3つの光トランシーバ50は、受信したアップリンク電気信号をアップリンク光搬送信号に変換する。3つの光トランシーバ50は異なる伝送波長を有し、ここで光トランシーバ51の伝送波長は光トランシーバ31の受信波長と等しく、光トランシーバ51によって送信されたデータは光トランシーバ31によってのみ受信されることが可能であり;光トランシーバ52の伝送波長は光トランシーバ32の受信波長と等しく、光トランシーバ52によって送信されたデータは光トランシーバ32によってのみ受信されることが可能であり;光トランシーバ53の伝送波長は光トランシーバ33の受信波長と等しく、光トランシーバ53によって送信されたデータは光トランシーバ33によってのみ受信されることが可能である。光スプリッタ61および62は、アップリンク光搬送信号の3つのリンクを同じダウンリンク光ファイバ上に結合し、光マルチプレクサ20に信号を送信し;光マルチプレクサ20は、受信した光搬送信号を分離して、分離した光搬送信号を光トランシーバ31、32、および33に個別に送信し;受信した光搬送信号をアップリンク光搬送信号に個別に分離した後、光トランシーバ31、32、および33は、アップリンクデータ信号を、BBU10の、対応する3つのインターフェース11、12、および13にそれぞれ送信し;BBU10は、受信したアップリンクデータ信号を復調および復号化し、復調および復号化されたアップリンクデータ信号をゲートウェイに伝送する。

上記の実施形態において、異なる波長を用いることによって異なるRRUの光信号が伝送され、したがって、カスケードRRUの光トランシーバは異なる波長で動作することが、わかる。光スプリッタがさらに提供され、これらのカスケードRRUの光トランシーバはすべて光スプリッタに接続され、光スプリッタによって同じ光ファイバ70に接続されている。このようにして、光ファイバ上で伝送される複数のRRUの光信号は光スプリッタを用いてすべてのRRUの光トランシーバに伝送されることが可能であり、各光トランシーバは自身の動作波長に対応する信号のみを受信する;したがって、各RRUは自身の信号を正確に受信することができ、RRUが故障したとき、他のRRUの動作は影響を受けない。たとえば、RRU41が故障したとき、RRU42および43の信号は光スプリッタ61を用いてBBU10に直接伝送されることが可能であり、BBU10の信号もまた光スプリッタ61を用いてRRU42およびRRU43に伝送されることが可能であり、これにより、RRU42および43が正常に動作できることを保証する。RRU41およびRRU42の両方が故障したとき、RRU43は光スプリッタ62および61を用いてBBU10に信号を伝送することができ、BBU10の信号もまた光スプリッタ61および62を用いてRRU43に伝送されることが可能であり、これは、複数のカスケードRRUのうちのRRUが既存の分散基地アーキテクチャにおいて故障したときに次のすべてのRRUが動作できないことによって生じるシステムの低信頼性の技術的問題を解決する。

加えて、加えて、すべてのリンクは、通信のために異なる波長を使用し、互いに完全に独立しており、これはまた、複数のRRUがカスケード接続されているとき、通信帯域幅が重複するので、光トランシーバの速度が増加し、同じリンク上のカスケードRRUの数が制限されるという技術的問題も、解決する。

実施形態4 同じ発明的着想に基づき、この明細書は、無線通信システム400をさらに提供する。図4に示されるように、図4は本発明のさらに別の実施形態による無線通信システム400の概略構造図である。無線通信システム400は、以下の点において図2の無線通信システム100と異なる:RRU40の数、光スプリッタ60の数、および光トランシーバ50の数が異なる。この実施方法において、RRU40の数はMであり、ここでMは3より大きく;したがって、M個の光トランシーバ50がM個のRRU40に個別に接続され、M個の光トランシーバ30がBBU10とM個のRRU40との間のM個のインターフェース上に設けられている。光スプリッタ60は1:2光スプリッタであり、光スプリッタ60の数はM−1であり、ここでM個の光スプリッタ60はシングルコア光ファイバ70を用いてカスケード接続されている。

1番目の光スプリッタ60の1つのインターフェースは、結合により光マルチプレクサ20によって取得された光信号の複数のリンクを受信するように、光ファイバ70によって光マルチプレクサ20に接続され、もう2つのインターフェースは1番目のRRU40および2番目の光スプリッタ60に個別に接続されており;i番目の光スプリッタ60の1つのインターフェースは(i−1)番目の光スプリッタ60に接続され、もう2つのインターフェースはi番目のRRUおよび(i+1)番目の光スプリッタ60に個別に接続されており、ここで2≦i≦M−2であり;最後の光スプリッタ60、つまり(M−1)番目の光スプリッタ60の1つのインターフェースは(M−2)番目の光スプリッタ60に接続され、もう2つのインターフェースは(N−1)番目のRRU40およびN番目のRRU40に個別に接続されている。

特定の実施方法において、BBU10および光マルチプレクサ20は機器室の中に配置されてもよく、M個のRRU40は光ファイバを用いて屋外局に離れて配置されてもよい。第一光トランシーバ30は、BBU10の、1番目のRRU40に対応する、インターフェース1上に実装され;j番目の光トランシーバ30は、BBU10の、j番目のRRU40に対応する、インターフェースj上に実装され、ここで1

ダウンリンク方向において、BBU10はダウンリンクベースバンドデータを変調および符号化し、変調および符号化されたダウンリンクデータをM個の光トランシーバ30に送信し;M個の光トランシーバ30は、受信したダウンリンクデータを、異なる波長を有する光搬送信号に変換し、光搬送信号を光マルチプレクサ20に送信し;光マルチプレクサ20は、受信した光搬送信号を1つの光ファイバ上に組み込み、光スプリッタ60を通じて光搬送信号をM個の光トランシーバ50に送信し;M個の光トランシーバ50は、波長にしたがって、M個の光トランシーバに送信されたデータを選択的に受信する。受信信号をダウンリンク電気信号に個別に変換した後、M個の光トランシーバ50はダウンリンク電気信号をM個のRRU40に送信し;M個のRRU40は、受信信号が高周波フィルタリングを受けて線形電力増幅器を通過した後に、伝送フィルタリングによって受信信号をアンテナフィーダに個別に伝送する。

アップリンク方向では、M個のRRU40は、アップリンク電気信号を生成するためにモバイル端末から受信したアップリンク信号上で、フィルタリング、低雑音増幅器、さらなる高周波小信号増幅およびフィルタリング、下方変換、アナログ−デジタル変換、デジタル中間周波数処理、などを実行し、アップリンク電気信号をM個の光トランシーバ50に相応に伝送し;M個の光トランシーバ50は、受信したアップリンク電気信号をアップリンク光搬送信号に変換し、アップリンク光搬送信号を光スプリッタ60に送信する。

M個の光トランシーバ50は異なる伝送波長を有する。各光トランシーバ50は光トランシーバ50と一致する1つの光トランシーバ30を有し、つまり、各光トランシーバ50の伝送波長は1つの光トランシーバ30の受信波長と等しく、光トランシーバ50によって送信されたデータは該光トランシーバによってのみ受信されることが可能である。光スプリッタ60は、アップリンク光搬送信号のM個のリンクを同じダウンリンク光ファイバ上に結合し、光マルチプレクサ20に信号を送信し;光マルチプレクサ20は、受信した光搬送信号を分離して、分離した光搬送信号をM個の光トランシーバ30に個別に送信し;M個の光トランシーバ30は、受信した光搬送信号をアップリンクデータ信号に変換し、アップリンクデータ信号をBBU10に送信し;BBU10は、受信したアップリンクデータ信号を復調および復号化し、復調および復号化されたアップリンクデータ信号をゲートウェイに伝送する。

上記の実施形態において、異なる波長を用いることによって異なるRRUの光信号が伝送され、したがって、カスケードRRUの光トランシーバは異なる波長で動作することが、わかる。光スプリッタがさらに提供され、これらのカスケードRRUの光トランシーバはすべて光スプリッタに接続され、光スプリッタによって同じ光ファイバに接続されている。このようにして、光ファイバ上で伝送される複数のRRUの光信号は光スプリッタを用いてすべてのRRUの光トランシーバに伝送されることが可能であり、各光トランシーバは自身の動作波長に対応する信号のみを受信する;したがって、各RRUは自身の信号を正確に受信することができ、RRUが故障したとき、他のRRUの動作は影響を受けない。たとえば、第一RRUが故障したとき、別のRRUの信号は光スプリッタ60を用いてBBU10に直接伝送されることが可能であり、BBU10の信号もまた光スプリッタ60を用いて別のRRUに伝送されることが可能であり、これにより別のRRUが正常に動作できることを保証するが、これは複数のカスケードRRUのうちのRRUが既存の分散基地アーキテクチャにおいて故障したときに次のすべてのRRUが動作できないことによって生じるシステムの低信頼性の技術的問題を解決する。

加えて、加えて、すべてのリンクは、通信のために異なる波長を使用し、互いに完全に独立しており、これはまた、複数のRRUがカスケード接続されているとき、通信帯域幅が重複するので、光トランシーバの速度が増加し、同じリンク上のカスケードRRUの数が制限されるという技術的問題も、解決する。

実施形態5 同じ発明的着想に基づき、この明細書は無線ラジオ周波数装置をさらに提供するが、無線ラジオ周波数装置は: M個のRRUであって、Mは2以上の整数である、M個のRRUと、 M個のRRUに個別に接続されたM個の光トランシーバであって、M個の光トランシーバの動作波長は互いに異なっている、M個の光トランシーバと、 少なくとも1つの光スプリッタであって、少なくとも1つの光スプリッタはM個の光トランシーバを同じ光ファイバに接続し、つまり、M個の光トランシーバは少なくとも1つの光スプリッタによって同じ光ファイバに接続されている、少なくとも1つの光スプリッタと、 を含む。

好ましくは、光スプリッタは1:N光スプリッタであり、ここでNは2以上かつM以下の整数である。

好ましくは、光スプリッタは1:2光スプリッタであり、光スプリッタの数はM−1である。

好ましくは、Mが2より大きいとき、M−1個の光スプリッタはシングルコア光ファイバによって互いに接続されている。

好ましくは、光ファイバはシングルコア光ファイバである。

好ましくは、第一光トランシーバおよび第二光トランシーバの各光トランシーバの動作波長は、受信波長および伝送波長を含む。

実施形態において、異なる波長を用いることによって異なるRRUの光信号が伝送され(RRUからBBUへの伝送およびBBUからRRUへの伝送を含む)、したがって、カスケードRRUの光トランシーバは異なる波長で動作することがわかる。さらに、光スプリッタがさらに提供され、これらカスケードRRUの光トランシーバはすべて光スプリッタに接続され、光スプリッタによって同じ光ファイバに接続される。このようにして、光ファイバ上で伝送される複数のRRUの光信号は光スプリッタを用いてすべてのRRUの光トランシーバに伝送されることが可能であり、各光トランシーバは自身の動作波長に対応する信号のみを受信する;したがって、各RRUは自身の信号を正確に受信することができ、RRUが故障したとき、他のRRUの動作は影響を受けず、これによりシステム信頼性を大きく向上させる。

加えて、従来技術において、すべてのRRUのデータは第一RRUのCPRIインターフェースを通過する必要があり、したがって、CPRIインターフェースの帯域幅に対して比較的高い要求があり、これがコストを増加させる;そしてCPRIインターフェースの帯域幅が限定されている場合、カスケードRRUのレベルの数は限定される。加えて、CPRIインターフェースの帯域幅の増加は光トランシーバの速度に対する要求も増大させ、これがコストをさらに増加させる。

しかしながら、上記の解決法が用いられた後、各RRUは、別のRRUの信号を転送する必要性を伴わずに自身の信号を受信し、これによりCPRIの帯域幅に対する要求を低減してコストを削減し、カスケードRRUのレベルの数に対していかなる制限も生じない。さらに、各RRUはもはや2つのCPRIインターフェースが提供される必要がなく、これによりコストをさらに削減する。加えて、CPRIインターフェースの帯域幅に対する要求の低減は光トランシーバの速度に対する要求をさらに低減し、これがコストをさらに削減する。

本発明のいくつかの好適な実施形態が記載されてきたが、当業者は、一旦基本的な発明概念を理解すれば、これらの実施形態に変更および修正を加えることができる。したがって、以下の請求項は、本発明の範囲に含まれる好適な実施形態ならびにすべての変更および修正に及ぶと解釈されるよう意図される。

明らかに、当業者は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、本発明に対する様々な修正例および変形例を作り出すことができる。本発明は、以下の請求項およびその同等の技術によって定義される保護範囲に含まれる限りにおいて、これらの修正例および変形例に及ぶように意図される。

10、90 ベースバンド処理ユニット(BBU) 20 光マルチプレクサ 30、31、32、33、50、51、52、53、93、94、95、96 光トランシーバ 40、41、42、43、91、92 リモート無線ユニット(RRU) 60、61、62 光スプリッタ 70 光ファイバ 100、200、300、400 無線通信システム 500 無線ラジオ周波数装置