JP4611383B2 - 無線基地局システムにおける無線信号のパケット伝送方式 - Google Patents
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Description
図1Aに示されるように、移動通信システムにおいては、無線アクセスネットワークは一般に基地局(BTS)及びこれらの基地局を制御する為の基地局コントローラ(BSC)又は無線ネットワークコントローラ(RNC)から構成されている。図1Bに示されるように、1つの基地局は主にベースバンド処理サブシステム、無線周波数(RF)サブシステム、アンテナ等から構成されており、無線信号の送受信及び処理を実施するものである。基地局は複数のアンテナを介して異なるセルをカバーしている場合がある。
中国特許庁に2004年3月4日に出願された「無線基地局における負荷分散方式およびシステム(“Load−sharing method and system in a wireless base station”)」という名称の特許出願においては、同発明者が無線基地局間において負荷分散をチャネル処理する方法を提案しており、ここでは基地局が広帯域リンクで接続されて分散型無線基地局システムが構築され、一基地局が取り扱うセルのトラヒック量が過多となった場合、又は一部又は全てのチャネル処理ユニットが不具合を生じた場合、基地局間の広帯域リンクを介してその基地局が取り扱う一部又は全てのセルに対応する無線信号を、それに接続する1つ以上の他の遠隔側基地局へとルーティングする、即ち切り替えること、そしてその基地局の処理負荷の一部又は全てを他の遠隔側基地局に分散させることが可能であり、これにより不適切なリソースによる基地局システム全体の呼損を低減し、リソース利用率と基地局システム全体の信頼性を高めるというものである。
つまり、無線基地局システムにおけるMU及びRRU間、そしてBTS間の無線信号伝送の必要性が存在する。しかしながら、従来技術には未だ幾つかの問題が存在しているが、一方ではIP over SDH(Synchronous digit sequence)、IP over DWDM(高密度波長分割多重)等のワイドエリアネットワーク上で大容量IPパケットを伝送する為の技術が成長しており、広く利用されている。IEEE802.3abギガイーサネット(GE)、IEEE802.3ae10ギガイーサネット(10GE)等の広帯域技術が開発されるに従い、ローカルエリアネットワーク(LAN)の範囲においては従来の遠隔通信伝送ネットワークよりも高速で広帯域、そしてより安価なパケット交換ネットワークを構築することが可能となった。更には、SDH、DWDM及びCWDM(低密度波長分割多重)のような、イーサネットMACフレームを広帯域伝送ネットワーク上で直接的に搬送する為の技術、そして直接伝送SDHの10GE〜VC−4−64cコンテナにおけるオプショナルワイドエリアネットワーク(WAN)インターフェースサブレイヤーのサポートにより、イーサネットに基づく広帯域パケット交換ネットワークはローカルエリアネットワークアプリケーションからワイドエリアネットワークへと広がった。
11 チャネル処理ユニット
13 遠隔無線周波数ユニット
Claims (34)
- 無線信号群の1つ以上のブランチを、集中基地局内において、チャネル処理ユニット及び遠隔無線周波数ユニット間で、パケットネットワークを介して伝送する方法であって、無線信号群の前記ブランチの各々がある無線フレーム周期を持つ信号フローであり、
前記方法が、
前記無線信号群中の各ブランチの無線信号のサンプルデータストリームを取得するステップと、
前記サンプルデータストリームを固定長の連続データセグメントへと分割するステップと、
前記データセグメントを所定プロトコルに準じてアプリケーションプロトコルパケット中にカプセル化するステップであって、各アプリケーションプロトコルパケットが更に、前記データセグメントが属する前記ブランチの全データセグメント中における前記パケットの前記データセグメントのシーケンスを表示する第一の情報と、前記ブランチのペイロードタイプを表す第二の情報と、前記パケットの前記データセグメントが無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含んでいるか否かを表す第三の情報と、前記第三の情報が無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むことを表す場合に前記データセグメント中の前記データサンプルの位置を表す第四の情報と、を含むステップと、
生成された前記アプリケーションプロトコルパケットを、ネットワーク伝送プロトコルに準じてネットワークプロトコルパケットへとカプセル化し、それらを所定のあて先へと伝送するステップであって、前記ネットワークプロトコルパケットが前記1つ以上のブランチのうち、前記パケットが属する1つを識別する第五の情報を更に含み、前記第五の情報とネットワーク伝送ソースアドレス及びあて先アドレスが前記ブランチを一意に識別するステップと、を含む方法。 - 前記ブランチの各々が、同じ機能ノード、同じセル、同じ搬送周波数、同じ無線インターフェース規格及びシステムに属する無線信号データストリームを含む請求項1に記載の方法。
- 少なくとも1つのブランチが複数の並列チャネルの無線信号を含み、前記少なくとも1つのブランチのサンプルデータが、前記複数の並列チャネルの無線信号の同時サンプルデータである請求項2に記載の方法。
- ネットワーク伝送プロトコルに準じてネットワークプロトコルパケットへとカプセル化する前記ステップが、
ユーザーデータグラムプロトコル(UDP)に準じて前記アプリケーションプロトコルパケットを固定長のUDPパケットへとカプセル化することであって、UDPパケットヘッダが前記第五の情報を構成するソースポート番号及びあて先ポート番号を含むカプセル化と、
IPv4又はIPv6プロトコルに準じて前記UDPパケットをネットワークプロトコルパケットへとカプセル化することと、を含む請求項1に記載の方法。 - ネットワーク伝送プロトコルに準じてネットワークプロトコルパケットへとカプセル化する前記ステップが、マルチプロトコルラベルスイッチ(MPLS)プロトコルに準じて前記アプリケーションプロトコルパケットを固定長のMPLSパケットへとカプセル化することであって、MPLS仮想回路ラベルが前記第五の情報として働き、MPLSトンネルラベルが前記ネットワーク伝送ソースアドレス及び前記あて先アドレス間の接続を識別するように働くカプセル化を含む請求項1に記載の方法。
- ネットワーク伝送プロトコルに準じてネットワークプロトコルパケットへとカプセル化する前記ステップが、
マルチプロトコルラベルスイッチ(MPLS)プロトコルに準じて前記アプリケーションプロトコルパケットを固定長のMPLSパケットへとカプセル化することであって、MPLS仮想回路ラベルが前記第五の情報として働き、MPLSトンネルラベルが前記ネットワーク伝送ソースアドレス及び前記あて先アドレス間の接続を識別するように働くカプセル化と、
IPv4又はIPv6プロトコルに準じて前記MPLSパケットをネットワークプロトコルパケットへとカプセル化することと、を含む請求項1に記載の方法。 - 所定プロトコルに準じてカプセル化する前記ステップが、
前記データセグメントを固定長のデータパケットへとカプセル化することであって、前記データパケットヘッダが前記第四の情報を含むカプセル化と、
リアルタイム伝送プロトコル(RTP)に準じて前記データパケットを固定長のRTPパケットへと、前記アプリケーションプロトコルパケットとしてカプセル化することであって、前記RTPパケットヘッダが前記第一の情報、第二の情報及び第三の情報を含み、同じブランチに属するRTPパケットが同じ同期ソース識別子を持つカプセル化と、を含む請求項1に記載の方法。 - 所定プロトコルに準じてカプセル化する前記ステップが、前記データセグメントを固定長のアプリケーションプロトコルパケットへとカプセル化することであって、前記アプリケーションプロトコルパケットヘッダが前記第一の情報、第二の情報、第三の情報及び第四の情報を含むカプセル化を含む請求項1に記載の方法。
- 前記データセグメントの長さが、前記伝送待ち時間が所定の条件に合致するように選択される請求項1に記載の方法。
- 前記データセグメントの長さが、前記伝送待ち時間が所定の条件に合致するように、前記伝送待ち時間の実際の計測値に基づいて動的に変えられる請求項1に記載の方法。
- 前記伝送待ち時間及び待ち時間ジッタを低減する為の、現在の伝送のソース及びあて先に基づいたパケットネットワーク内の伝送経路及び転送ポリシーの調整を更に含む請求項1、5又は6に記載の方法。
- 前記パケットネットワークがサービス品質制御機構を有しており、前記方法が、前記ネットワークプロトコルパケットの前記サービス品質制御機構におけるサービス品質レベルを可能な限り高く設定することを更に含む請求項1に記載の方法。
- 前記ネットワークプロトコルパケットが、他のパケットよりも優先的に伝送される請求項1に記載の方法。
- 無線信号群の1つ以上のブランチを、集中基地局内において、チャネル処理ユニット及び遠隔無線周波数ユニット間で、パケットネットワークを介して伝送する方法であって、無線信号群の前記ブランチの各々がある無線フレーム周期を有する信号フローであり、前記方法が、
ネットワークを介して固定長のネットワークプロトコルパケットを受信するステップと、
固定長のアプリケーションプロトコルパケットと、1つ以上のブランチのうち、前記パケットが属する1つを識別する第五の情報を取得するために前記ネットワークプロトコルパケットをネットワーク伝送プロトコルに準じてパースするステップであって、前記第五の情報とネットワーク伝送ソースアドレス及びあて先アドレスが前記ブランチを一意に識別するステップと、
データセグメント、そして前記データセグメントが属するブランチの全データセグメントにおける、前記パケットの前記データセグメントのシーケンスを表す第一の情報、前記ブランチのロードタイプを表す第二の情報、前記パケットの前記データセグメントが無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むか否かを表す第三の情報、及び前記第三の情報が無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むことを表す場合に前記データセグメント中の前記データサンプルの位置を表す第四の情報を取得するために、前記アプリケーションプロトコルパケットを所定プロトコルに準じてパースするステップと、
前記同じブランチに属するデータセグメントを、前記第五の情報に基づいて元の無線信号へと回復するステップであって、前記データセグメントは前記第一の情報に基づいて順序付けられることによりデジタル信号データストリームが形成され、前記デジタル信号データストリームがロードタイプを表す前記第二の情報に基づいて無線信号フローへと再生され、ここで前記第三の情報が、データセグメントが無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むことを表している場合、前記無線信号フローの再生時に前記データサンプルに対応する無線フレームタイミングが、前記第四の情報に表される位置に基づいて回復されるステップと、を含む方法。 - 前記ブランチの各々が、同じ機能ノード、同じセル、同じ搬送周波数、同じ無線インターフェース規格及びシステムに属する無線信号データストリームを含む請求項14に記載の方法。
- 少なくとも1つのブランチが複数の並列チャネルの無線信号を含んでおり、前記少なくとも1つのブランチのサンプルデータが前記複数の並列チャネルの無線信号の同時サンプルデータであり、前記無線信号を回復するステップが、前記複数の並列チャネルの無線信号を同時に再生することを含む請求項15に記載の方法。
- ネットワーク伝送プロトコルに準じて前記ネットワークプロトコルパケットをパースする前記ステップが、
IPv4又はIPv6プロトコルに準じて前記ネットワークプロトコルパケットを固定長のユーザーデータグラムプロトコル(UDP)パケットへとパースすることと、
前記UDPパケットをUDPプロトコルに準じて固定長のアプリケーションプロトコルパケットへとパースし、前記第五の情報を構成するソースポート番号及びあて先ポート番号を取得することと、を含む請求項14に記載の方法。 - ネットワーク伝送プロトコルに準じてネットワークプロトコルパケットをパースする前記ステップが、
MPLSトンネルラベル及びMPLS仮想回路ラベルをマルチプロトコルラベルスイッチ(MPLS)プロトコルに準じて処理することと、
前記MPLSパケットを前記MPLSプロトコルに準じてアプリケーションプロトコルパケットへとパースし、前記第五の情報としてMPLS仮想回路ラベルを取得することと、を含む請求項14に記載の方法。 - ネットワーク伝送プロトコルに準じてネットワークプロトコルパケットをパースする前記ステップが、
IPv4又はIPv6プロトコルに準じて前記ネットワークプロトコルパケットをMPLSパケットへとパースすることと、
MPLSトンネルラベル及びMPLS仮想回路ラベルをマルチプロトコルラベルスイッチ(MPLS)プロトコルに準じて処理することと、
前記MPLSパケットを前記MPLSプロトコルに準じてアプリケーションプロトコルパケットへとパースし、前記第五の情報としてMPLS仮想回路ラベルを取得することと、を含む請求項14に記載の方法。 - 所定プロトコルに準じてパースする前記ステップが、
固定長のRTPパケットを、前記アプリケーションプロトコルパケットとして、リアルタイム伝送プロトコルRTPに準じて固定長のデータパケットへとパースし、前記第一の情報、第二の情報及び第三の情報を取得することと、
前記固定長のデータパケットをデータセグメントへとパースし、前記第四の情報を取得することと、を含む請求項14に記載の方法。 - 所定プロトコルに準じてパースする前記ステップが、前記固定長のアプリケーションプロトコルパケットをデータセグメントへとパースし、前記第一の情報、第二の情報、第三の情報及び第四の情報を取得することを含む請求項14に記載の方法。
- 前記受信側が遠隔無線周波数ユニットである場合、周波数クロックを共通グローバルクロックから取得することを更に含む請求項14に記載の方法。
- 前記共通グローバルクロックのソースがGPSである請求項22に記載の方法。
- 前記受信側が遠隔無線周波数ユニットである場合、前記デジタル信号データストリームに基づく適応型クロックリカバリ技術を用いて前記クロックを回復することを更に含む請求項14に記載の方法。
- 前記適応型クロックリカバリ技術がPLLである請求項24に記載の方法。
- 前記無線フレームタイミングを回復するステップが、
前記第三の情報がデータセグメントが無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むことを表す場合、前記データセグメントのサンプル長が前記第四の情報により表される位置値分減じられ、前記ダウンリンクサンプリング間隔により乗算されて前記データセグメントのパッキング待ち時間を取得することと、
前記無線信号フローの再生時に、前記データサンプルに対応する無線フレームタイミングを回復する場合に前記パッキング待ち時間に修正を実施することと、を更に含む請求項14に記載に方法。 - 前記無線フレームタイミングの回復が、前記無線フレームタイミングの周期性を利用して平滑化処理を実施することを更に含む請求項26に記載の方法。
- 集中基地局内におけるチャネル処理ユニットと遠隔無線周波数ユニット間の無線信号ブランチの往復伝送待ち時間を計測する方法であって、前記伝送が所定の送信方法及び受信方法に基づいており、
前記送信方法が、
前記無線信号群における各ブランチの無線信号のサンプルデータストリームを取得するステップと、
前記サンプルデータストリームを固定長の連続データセグメントへと分割するステップと、
前記データセグメントを所定プロトコルに準じてアプリケーションプロトコルパケット中にカプセル化するステップであって、各アプリケーションプロトコルパケットが、前記データセグメントが属する前記ブランチの全データセグメントにおける前記パケットの前記データセグメントのシーケンスを表す第一の情報と、前記ブランチのペイロードタイプを表す第二の情報と、前記パケットの前記データセグメントが無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むか否かを表す第三の情報と、そして前記第三の情報が前記無線フレーム周期の開始に対応する前記データサンプルを含むことを表す場合に前記データセグメント中の前記データサンプルの位置を表す第四の情報とを更に含むステップと、
前記生成されたアプリケーションプロトコルパケットを、ネットワーク伝送プロトコルに準じてネットワークプロトコルパケットへとカプセル化してそれらを所定ターゲットへと伝送するステップであって、前記ネットワークプロトコルパケットが前記1つ以上のブランチのうち前記パケットが属する1つを識別する第五の情報を更に含み、前記第五の情報とネットワーク伝送ソースアドレス及びあて先アドレスが前記ブランチを一意に識別するものであるステップと、を含み、
前記受信方法が、
ネットワークを介して前記固定長のネットワークプロトコルパケットを受信するステップと、
前記ネットワークプロトコルパケットをネットワーク伝送プロトコルに準じてパースすることにより、固定長のアプリケーションプロトコルパケットと1つ以上のブランチのうち前記パケットが属する1つを識別する第五の情報を取得するステップであって、前記第五の情報、ネットワーク伝送ソースアドレス及びあて先アドレスが前記ブランチを一意に識別するものであるステップと、
前記アプリケーションプロトコルパケットを所定プロトコルに準じてパースすることにより、データセグメント、そして前記データセグメントが属するブランチの全データセグメントにおける前記パケットの前記データセグメントのシーケンスを表す第一の情報、前記ブランチのロードタイプを表す第二の情報、前記パケットの前記データセグメントが無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むか否かを表す第三の情報、及び前記第三の情報が、無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むことを表す場合に前記データセグメント中の前記データサンプルの位置を表す第四の情報とを取得するステップと、
前記同じブランチに属するデータセグメントを、前記第四の情報に基づいて元の無線信号へと回復するステップであって、前記データセグメントが前記第一の情報に基づいて順序付けられることによりデジタル信号データストリームが形成され、前記デジタル信号データストリームがロードタイプを表す前記第二の情報に基づいて無線信号フローへと再生され、ここで前記第三の情報がデータセグメントが無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むことを表す場合に前記無線信号フローの再生時に前記データサンプルに対応する無線フレームタイミングが、前記第四の情報に表される位置に基づいて回復されるステップと、を含み、
前記計測する方法が、
第一のネットワークプロトコルパケットを前記チャネル処理ユニットにより前記遠隔無線周波数ユニットへと送信するステップであって、その中のデータセグメントが前記チャネル処理ユニット上の無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むステップと、
前記遠隔無線周波数ユニットから伝送される第二のネットワークプロトコルパケットをチャネル処理ユニット上で受信するステップであって、その中のデータセグメントが前記遠隔無線周波数ユニット上の無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含み、前記無線フレーム周期が前記チャネル処理ユニット上の前記無線フレーム周期に対応するステップと、
前記送信ステップの開始から前記受信ステップの終了までの時間差を計算するステップと、
前記第一及び第二のネットワークプロトコルパケットのパッキング待ち時間をそれぞれに計算するステップであって、前記待ち時間が前記ネットワークプロトコルパケットの前記データセグメントの前記サンプル長から前記第四の情報により表される位置値分を減算し、対応するサンプリング間隔を乗算したものと等しいステップと、
前記2つのパッキング待ち時間を前記時間差から減算することにより、往復伝送待ち時間を取得するステップと、を含む方法。 - 前記往復伝送待ち時間が、前記チャネル処理ユニットから前記遠隔無線ユニットまでのダウンリンク伝送待ち時間を含み、前記ダウンリンク伝送待ち時間が、前記往復伝送待ち時間に所定の比例係数を乗算したものに等しい請求項28に記載の方法。
- 前記所定の比例係数が0.5である請求項29に記載の方法。
- 集中基地局において、遠隔無線周波数ユニットの無線フレームタイミングを、チャネル処理ユニット及び前記遠隔無線周波数ユニットとの間の無線信号ブランチ伝送を通じて調節する方法であって、前記伝送が所定の送信方法及び受信方法に基づくものであり、
前記送信方法が、
前記無線信号群における各ブランチの無線信号のサンプルデータストリームを取得するステップと、
前記サンプルデータストリームを固定長の連続データセグメントへと分割するステップと、
前記データセグメントを所定プロトコルに準じてアプリケーションプロトコルパケットへとカプセル化するステップであって、各アプリケーションプロトコルパケットが、前記データセグメントが属する前記ブランチの全データセグメント中における前記パケットの前記データセグメントのシーケンスを表す第一の情報と、前記ブランチのペイロードタイプを表す第二の情報と、前記パケットの前記データセグメントが無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むか否かを表す第三の情報と、そして前記第三の情報が無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むことを表す場合に前記データセグメント中の前記データサンプルの位置を表す第四の情報と、を更に含むステップと、
前記生成されたアプリケーションプロトコルパケットをネットワーク伝送プロトコルに準じてネットワークプロトコルパケットへとカプセル化してそれらを所定ターゲットへと伝送するステップであって、前記ネットワークプロトコルパケットが前記1つ以上のブランチのうち前記パケットが属する1つを識別する第五の情報を更に含み、前記第五の情報とネットワーク伝送ソースアドレス及びあて先アドレスが前記ブランチを一意に識別するステップと、を含み、
前記受信方法が、
ネットワークを介して前記固定長のネットワークプロトコルパケットを受信するステップと、
前記ネットワークプロトコルパケットをネットワーク伝送プロトコルに準じてパースすることにより固定長のアプリケーションプロトコルパケットと、1つ以上のブランチのうち前記パケットが属する1つを識別する第五の情報を取得するステップであって、前記第五の情報、ネットワーク伝送ソースアドレス及びあて先アドレスが前記ブランチを一意に識別するステップと、
前記アプリケーションプロトコルパケットを所定プロトコルに準じてパースすることにより、データセグメント、そして前記データセグメントが属するブランチの全データセグメントにおける前記パケットの前記データセグメントのシーケンスを表す第一の情報、前記ブランチのロードタイプを表す第二の情報、前記パケットの前記データセグメントが無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むか否かを表す第三の情報、及び前記第三の情報が、無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むことを表す場合、前記データセグメント中の前記データサンプルの位置を表す第四の情報を取得するステップと、
前記同じブランチに属するデータセグメントを、前記第四の情報に基づいて元の無線信号へと回復するステップであって、前記データセグメントが前記第一の情報に基づいて順序付けられることによりデジタル信号データストリームが形成され、前記デジタル信号データストリームがロードタイプを表す前記第二の情報に基づいて無線信号フローへと再生され、ここで前記第三の情報がデータセグメントが無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むことを表す場合に前記無線信号フローの再生時に前記データサンプルに対応する無線フレームタイミングが前記第四の情報に表される位置に基づいて回復されるステップと、を含み、
前記調節する方法が、
第一のネットワークプロトコルパケットを前記チャネル処理ユニットにより前記遠隔無線周波数ユニットへと送信するステップであって、その中のデータセグメントが前記チャネル処理ユニット上の無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むステップと、
前記遠隔無線周波数ユニットから伝送される第二のネットワークプロトコルパケットをチャネル処理ユニット上で受信するステップであって、その中のデータセグメントが前記遠隔無線周波数ユニット上の無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含み、前記無線フレーム周期が前記チャネル処理ユニット上の前記無線フレーム周期に対応するステップと、
前記送信ステップの開始から前記受信ステップの終了までの時間差を計算するステップと、
前記第一及び第二のネットワークプロトコルパケットのパッキング待ち時間をそれぞれ計算するステップであって、前記待ち時間が、前記ネットワークプロトコルパケットの前記データセグメントの前記サンプル長から前記第四の情報により表される位置値分を減算し、対応するサンプリング間隔を乗算したものと等しいステップと、
前記2つのパッキング待ち時間を前記時間差から減算して往復伝送待ち時間を取得するステップと、
前記往復伝送待ち時間に所定の比例係数を乗算してダウンリンク伝送待ち時間を取得するステップと、
前記ブランチの送信時間を前記無線フレームタイミングに対して前記ダウンリンク伝送待ち時間分進めるステップと、を含む方法。 - 前記所定の比例係数が0.5である請求項31に記載の方法。
- 前記受信法における前記回復するステップが、
前記第三の情報がデータセグメントが無線フレーム周期の開始に対応するデータサンプルを含むことを表す場合に、前記データセグメントの前記サンプル長が前記第四の情報により表示される位置値分減算され、前記ダウンリンクサンプリング間隔で乗算されることにより前記データセグメントのパッキング待ち時間を取得することと、
前記無線信号フローの再生時に前記データサンプルに対応する無線フレームタイミングを回復する場合に、前記パッキング待ち時間に修正を実施することと、を更に含む請求項31に記載の方法。 - 前記無線フレームタイミングの回復が、前記無線フレームタイミングの周期性を利用することにより平滑化処理を実施することを更に含む請求項33に記載の方法。
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