WO2016098179A1 - Wireless station apparatus, baseband unit and rf unit - Google Patents
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- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
Definitions
- the present invention relates to a radio station apparatus having a configuration in which a baseband unit and an RF unit are separated.
- a radio station such as a base station for cellular communication
- an integrated radio station in which a baseband unit and an RF (Radio Frequency) unit are housed in the same housing, and an optical fiber or the like for installing antennas at a plurality of locations.
- the baseband unit and the RF unit that are connected to each other are used separately.
- CPRI Common Public Radio Interface
- Patent Document 1 compresses a signal of an interface between a baseband unit and an RF unit to reduce a required bandwidth, and further uses a method of using block floating point conversion as a compression method or an adjacent signal. A method using differences is disclosed.
- the signal between the baseband unit and the RF unit is a real time signal, and when a large delay occurs, the communication quality of the wireless communication itself deteriorates. For this reason, when compressing the interface signal between the baseband unit and the RF unit, it is not possible to use a method of compressing a large amount of accumulated signals at a variable compression rate. It is necessary to reduce the delay.
- an irreversible compression method is used when compressing an interface signal between a baseband unit and an RF unit.
- the irreversible compression method is used, there is a problem that the original interface signal is distorted as the compression rate is increased, and the communication quality of wireless communication is deteriorated.
- An object of the present invention is to provide a radio station that employs a compression method that reduces a signal amount while suppressing distortion of a signal between a baseband unit and an RF unit in order to solve the above-described problem.
- a typical example of the invention disclosed in the present application is as follows. That is, a radio station apparatus in which a baseband unit that converts user data and a baseband signal, and an RF unit that converts a baseband signal and a radio signal are provided facing each other, the baseband unit and the RF
- the unit on the transmission side of the unit has a first low-pass filter
- the unit on the reception side of the baseband unit and the RF unit has a pass band of the first low-pass filter.
- a second low-pass filter having a pass band frequency characteristic that is complementary to the frequency characteristic, and the transmitting unit compresses the signal by down-sampling using the first low-pass filter And transmitting the compressed signal to the receiving unit, the receiving unit using the second low pass filter To restore the signal by up-sampling a reduced signal.
- the signal amount can be reduced while suppressing distortion of the signal between the baseband unit and the RF unit.
- the present invention is applied to both a transmission side signal from a wireless station to a wireless communication terminal and a reception side signal from the wireless communication terminal to the wireless station.
- the present invention may be applied only to the transmission side signal, and a conventional method may be used for the reception side signal.
- the present invention may be applied only to the reception side signal, and a conventional method may be used for the transmission side signal.
- each processing block is merely an example, and may be implemented as, for example, a separate logic circuit, software as one processor, or logic It may be implemented as a combination of a circuit and software.
- each processing block may be mounted separately, or a plurality of processes are performed by using one mounted logic circuit or software by time multiplexing. Also good.
- FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a radio station according to an embodiment of the present invention.
- the radio station includes one baseband unit 100 and one RF unit 110.
- the baseband unit 100 and the RF unit 110 are connected by a BBU-RU interface 150.
- the baseband unit 100 converts user data into a baseband signal and outputs it to the RF unit 110 via the BBU-RU interface 150. Further, the baseband unit 100 converts the baseband signal input from the RF unit 110 via the BBU-RU interface 150 into user data.
- the RF unit 110 converts a baseband signal into a radio signal and transmits it from an antenna (not shown). Further, the RF unit 110 converts a radio signal into a baseband signal and outputs it to the baseband unit 100 via the BBU-RU interface 150.
- the BBU-RU interface 150 is an interface defined by CPRI, for example.
- the baseband transmission signal generated by the baseband unit 100 is output to the RF unit 110 via the BBU-RU interface 150 and transmitted from one or a plurality of antennas of the RF unit 110. Is done. Further, signals received by one or more antennas of the RF unit 110 are demodulated by the RF unit 110 and output to the baseband unit 100 via the BBU-RU interface 150 as baseband received signals.
- the radio station includes one baseband unit 100 and a plurality of RF units 110.
- Each RF unit 110 is connected to the baseband unit 100 by a BBU-RU interface 150.
- the baseband transmission signal generated by the baseband unit 100 is output to the RF unit 110 via the plurality of BBU-RU interfaces 150, and one or more of each RF unit 110 is output. Sent from antenna.
- the signal output from the baseband unit 100 to each BBU-RU interface may be a signal that differs depending on the BBU-RU interface, or may be a duplicate of the same signal.
- signals received by one or more antennas of each RF unit 110 are demodulated and output as baseband received signals to the baseband unit 100 via the BBU-RU interface 150.
- the radio station is a so-called repeater configured by two RF units 110.
- the two RF units 110 are connected by a BBU-RU interface 150.
- a signal received by one or a plurality of antennas of one RF unit 110 is demodulated, and the other RF unit 110 passes through the BBU-RU interface 150 as a baseband received signal. Are modulated as they are and transmitted from one or more antennas.
- the radio station includes one or more baseband units 100 and one or more RF units 110.
- Each baseband unit 100 and each RF unit 110 are connected to the switch 120 by a BBU-RU interface 150.
- the baseband transmission signals generated by each baseband unit 100 are aggregated in the switch 120 via the BBU-RU interface 150.
- the baseband transmission signal collected in the switch 120 is distributed to each RF unit 110 via the BBU-RU interface 150.
- Each RF unit 110 modulates a baseband transmission signal and transmits it from one or more antennas.
- signals received by one or more antennas of each RF unit 110 are demodulated and aggregated in the switch 120 via the BBU-RU interface 150 as baseband received signals.
- the baseband received signals collected by the switch 120 are output to one or a plurality of baseband units 100 via the BBU-RU interface 150.
- FIG. 2 is a block diagram showing signal processing in the baseband unit of the radio station according to the embodiment of the present invention.
- the baseband unit of the radio station of the present embodiment includes a controller 200, a network interface unit 210, a control channel unit (Control Channel) 220, a user channel unit (User Channel) 230, a channel modem unit (Channel Modem) 240, and compression / decompression. Section (Comp./Decomp.) 250 and BBU-RU interface section 260.
- the controller 200 collects information from each part in the baseband unit of the radio station, and sets parameters for each part in the baseband unit of the radio station, thereby controlling the operation of the entire baseband unit of the radio station. Control.
- the network interface unit 210 receives information to be transmitted to the wireless communication terminal via the wireless station as an input from the network, and outputs it to the user channel unit 230 as transmission user information. Further, the network interface unit 210 receives a control message for the wireless station as an input from the network and outputs it to the controller 200. The network interface unit 210 receives the received user information received from the wireless communication terminal by the wireless station as an input from the user channel unit 230 and outputs the received user information to the network. Furthermore, the network interface unit 210 receives a control message for the network from the controller 200 as an input from the wireless station, and outputs it to the network.
- the control channel unit 220 generates a control signal necessary for wireless communication between the wireless station and the wireless communication terminal in accordance with an instruction from the controller 200, performs processing such as encoding, and the channel modem as a transmission control channel signal Output to 240. Further, the control channel unit 220 decodes the reception control channel signal input from the channel modem 240 in accordance with an instruction from the controller 200 and notifies the controller 200 of the decoding result.
- the user channel unit 230 encodes the transmission user information received from the network interface unit 210 in accordance with an instruction from the controller 200, and outputs it to the channel modem 240 as a transmission user channel signal. Further, the user channel unit 230 decodes the received user channel signal input from the channel modem 240 in accordance with an instruction from the controller 200, and outputs the received user information obtained as a decoding result to the network interface unit 210. In addition, you may provide the independent user channel part 230 for every number of users who communicate simultaneously, or every number of channels which communicate simultaneously, or provide the user channel part 230 fewer than the number of users communicating simultaneously or the number of channels communicating simultaneously, The user channel unit 230 may perform time multiplexing processing.
- the channel modem 240 allocates and multiplexes each of the transmission control channel signal input from the control channel unit 220 and the transmission user channel signal input from the user channel unit 230 in accordance with an instruction from the controller 200 to a communication resource, and performs digital modulation. Process. Further, the channel modem 240 performs precoding processing as necessary on the signal subjected to digital modulation processing, and outputs it to the compression / decompression section 250 as a baseband transmission signal corresponding to each transmission antenna.
- a communication resource is a unit called a resource block, for example, and is a time range, a frequency range, a code, an antenna, a precoding vector, etc. used for communication.
- the channel modem 240 receives a restored baseband received signal corresponding to each receiving antenna from the compression / restoration unit 250, performs demodulation processing on the restored baseband received signal according to an instruction from the controller 200, and The received control channel signal is output to the control channel unit 220, and the received user channel signal is output to the user channel unit 230.
- the compression / decompression unit 250 compresses the baseband transmission signal input from the channel modem 240 in accordance with an instruction from the controller 200, and outputs the compressed baseband transmission signal to the BBU-RU interface unit 260. Further, the compression / decompression unit 250 restores the compressed baseband reception signal input from the BBU-RU interface unit 260 in accordance with an instruction from the controller 200, and outputs it to the channel modem 240 as a decompression baseband reception signal.
- an independent compression / decompression unit 250 may be provided for each transmission antenna or reception antenna, or a compression / decompression unit 250 that is smaller than the number of transmission antennas or reception antennas may be provided so that the compression / decompression unit 250 is time-multiplexed. Processing may be performed.
- the BBU-RU interface unit 260 is an interface unit that is connected to the BBU-RU interface 150. In accordance with an instruction from the controller 200, the BBU-RU interface unit 260 multiplexes the compressed baseband transmission signal input from the compression / decompression unit 250 and Output to the interface 150. Also, the BBU-RU interface unit 260 divides the signal input from the BBU-RU interface 150 for each antenna in accordance with an instruction from the controller 200, and outputs the divided signal to the compression / decompression unit 250 as a compressed baseband reception signal.
- FIG. 3 is a block diagram showing signal processing in the RF unit of the radio station according to the embodiment of the present invention.
- the RF unit of the radio station of this embodiment includes a controller 300, a BBU-RU interface unit 310, a compression / decompression unit 320, an RF module 330, and an antenna 340.
- the controller 200 collects information from each part in the RF unit of the radio station, and controls the operation of the entire RF unit of the radio station by setting parameters in each part in the RF unit of the radio station.
- the BBU-RU interface unit 310 is an interface unit that is connected to the BBU-RU interface 150.
- the BBU-RU interface unit 310 divides a signal input from the BBU-RU interface 150 for each antenna in accordance with an instruction from the controller 300, and compresses the baseband.
- the signal is output to the compression / decompression unit 320 as a transmission signal.
- the BBU-RU interface unit 310 multiplexes the compressed baseband received signal input from the compression / decompression unit 320 in accordance with an instruction from the controller 300 and outputs the multiplexed signal to the BBU-RU interface.
- the compression / decompression unit 320 restores the compressed baseband transmission signal input from the BBU-RU interface unit 310 according to an instruction from the controller 300, and outputs the compressed baseband transmission signal to the RF module 330 as a decompressed baseband transmission signal. Further, the compression / decompression unit 320 compresses the baseband reception signal input from the RF module 330 in accordance with an instruction from the controller 300, and outputs the compressed baseband reception signal to the BBU-RU interface unit 310.
- an independent compression / decompression unit 320 may be provided for each transmission antenna or reception antenna, or a compression / decompression unit 320 that is smaller than the number of transmission antennas or reception antennas may be provided so that the compression / decompression unit 320 is time-multiplexed. Processing may be performed.
- the RF module 330 DA-converts the restored baseband transmission signal input from the compression / decompression unit 320, modulates a carrier wave using the DA-converted signal, generates a transmission RF signal, and transmits it from the antenna 340. Also, the RF module 330 demodulates the signal received by the antenna 340, AD-converts it, and outputs it to the compression / decompression unit 320 as a baseband received signal.
- FIG. 4 is a block diagram showing an example of the compression / decompression process of the radio station according to the embodiment of the present invention.
- the compression / decompression unit 250 of the baseband unit and the compression / decompression unit 320 of the RF unit according to the present invention perform the compression process by reducing the signal sampling frequency by reducing the signal sampling frequency. Further, the compression / decompression unit 250 of the baseband unit and the compression / decompression unit 320 of the RF unit according to the present embodiment perform the decompression process by restoring the sampling frequency of the signal reduced by the compression process.
- the sampling frequency of the signal before and after compression is F1 [Hz]
- the sampling frequency of the signal after compression is F2 [Hz].
- the compression / decompression process can be realized by a combination of a 0 insertion process 400, an LPF (Low Pass Filter) process 410, and a thinning process 420.
- LPF Low Pass Filter
- the 0 insertion process 400 When the signal is restored by the compression / decompression process, first, in the 0 insertion process 400, a signal with an amplitude of 0 of M ⁇ 1 samples is inserted into the input signal of the sampling frequency F2 [Hz] for each sample, and F2 A signal of ⁇ M [Hz] is generated. Next, in the LPF process 410, the band is limited using a low-pass filter whose cutoff frequency is lower than F2 [Hz]. In the thinning process 420, one signal is selected for every N samples in the signal whose band is limited, and is output as a signal having a sampling frequency of F1 [Hz].
- F1 30.72 [MHz] is selected.
- FIG. 5 shows a schematic diagram of a signal obtained by the compression processing of this example.
- the signal before compression is 30.72 MHz as shown in FIG.
- the band of the signal is limited by the LPF process 410, and the signal shown in FIG. 5C is generated. Further, one of the eight samples is selected in the thinning process 420, and a 19.2 MHz signal can be generated.
- FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a low-pass filter that performs the LPF process 410 used in the compression / decompression process of the present invention.
- the low-pass filter that performs the LPF process 410 includes an n ⁇ 1 stage delay unit 810, a coefficient multiplier 820 that multiplies the input signal and the coefficient of each stage of the delay unit 810, and an adder 830 that adds the multiplication results. . That is, in the LPF process 410, the input signal is stored in the n ⁇ 1 stage delay unit 810. The signal accumulated in the delay unit 810 is multiplied by a coefficient for each stage of delay in the coefficient multiplier 820, and the adder 830 adds all the multiplication results.
- the characteristics of the signal processing of this configuration change depending on the delay amount in each stage of the delay unit 810 and the coefficient that the coefficient multiplier 820 multiplies in each stage.
- the delay amount for each stage in the delay unit 810 is M samples corresponding to the thinning process 420.
- the result of Fourier transform of the coefficient multiplied by the coefficient multiplier 820 is the frequency characteristic of this signal processing.
- the period of ripple (vibration) occurring in the frequency characteristics on the frequency axis is inversely proportional to the product of the delay amount per stage of the delay unit 810 and the number of coefficient multipliers 820.
- the product of the delay amount per stage of the delay unit 810 and the number of coefficient multipliers 820 is the filter length.
- FIG. 7 is a diagram showing the frequency characteristics of the low-pass filter used in the compression processing of the embodiment of the present invention.
- the low pass filter has a pass band 610 gain of 1 and a stop band 620 gain of 0, and it is desirable that the transition band 630 between the pass band 610 and the stop band 620 does not exist.
- a low-pass filter with typical characteristics requires infinite length signal processing and is not feasible.
- the compression / decompression process of FIG. 4 is performed using an ideal low-pass filter, if the compressed sampling frequency F2 and cut-off frequency 650 are equal to or greater than the effective bandwidth of the signal before compression, the signal by the compression / decompression process Degradation does not occur.
- compression / decompression processing is performed using a low-pass filter having realistic characteristics as shown in FIG. 7, the signal after compression and decompression is degraded from the signal before compression.
- the signal is distorted because the gain of the pass band 610 is not 1. Further, since the gain of the stop band 620 is not 0, the signal derived from the mirror image generated in the 0 insertion process and the out-of-band noise at the time of reception are superimposed on the original signal and become noise. Similarly, when the transition region 630 extends to a frequency range where a mirror image is generated by the 0 insertion process, noise is superimposed on the original signal.
- the characteristics of the low-pass filter are a trade-off between the characteristics of the pass band 610, the stop band 620, and the transition band 630.
- FIG. 8 is a diagram showing the frequency characteristics of the low-pass filter used for the restoration process of the embodiment of the present invention.
- the phase of the ripple generated in the pass band 710 of the frequency characteristic of the low-pass filter used for the restoration process and the ripple generated in the pass band 610 of the low-pass filter used for the compression process are shifted (preferably a half cycle). ing.
- the frequency component whose gain is greater than 1 and distorted in the direction of increasing amplitude is restored.
- Sometimes distorted in the direction of decreasing amplitude is restored.
- the combination of the low-pass filters of this embodiment is used, the distortion at the time of compression and the distortion at the time of restoration have complementary characteristics. For this reason, it is possible to obtain a good characteristic with less distortion, that is, a flat characteristic in the pass band, compared to the case where a low-pass filter having the same characteristic is used in the compression process and the decompression process.
- a combination of filters in which the characteristics of the passbands cancel each other is, for example, an FIR filter having the same number of stages with different cutoff frequencies.
- the difference between the cutoff frequency of the low-pass filter used for compression and the cutoff frequency of the low-pass filter used for restoration is proportional to the sampling frequency of the signal before compression and inversely proportional to the filter length of the low-pass filter
- the low-pass filter is designed so as to have a different value.
- the difference between the cutoff frequency of the low-pass filter used for the compression process and the cutoff frequency of the low-pass filter used for the restoration process is a value divided by the number of stages of the filter. Since a mirror image signal is generated at a frequency lower than that at the time of compression during restoration, the cutoff frequency 750 of the low pass filter used for restoration is set lower than the cutoff frequency 650 of the low pass filter used for compression. Signal distortion caused by insufficient signal suppression can be suppressed, and aliasing noise can be reduced.
- the distortion of the pass band characteristics of the low pass filter used for compression and decompression cancel each other when designing the low pass filter, the distortion of the stop band should be designed to be smaller than that of the pass band. And distortion of the entire signal when compression and decompression are combined can be reduced.
- the baseband unit 100 and the RF unit 110 Since the baseband unit 100 and the RF unit 110 normally communicate bidirectionally, the baseband unit 100 and the RF unit 110 have a low-pass filter (FIG. 7) used by the transmitting unit for compression processing.
- the reception-side unit has a low-pass filter (FIG. 8) used for the restoration process.
- the baseband unit 100 and the RF unit 110 are provided so as to face each other.
- the transmission-side unit has a first low-pass filter (FIG. 7) used for compression processing, and the reception-side unit of the baseband unit 100 and the RF unit 110 is the first low-pass filter.
- the frequency characteristics of the passband in FIG. 7 and the frequency characteristics of the passband are complementary characteristics, and have a second low-pass filter (FIG. 8) used for restoration processing, and the transmission-side unit has a first low-pass filter.
- the signal is compressed by down-sampling using a band-pass filter, the compressed signal is transmitted to the receiving unit, and the receiving unit uses a second low-pass filter Since the signal is restored by up-sampling the compressed signal, distortion of the signal between the baseband unit 100 and the RF unit 110 is reduced in a radio station having a configuration in which the baseband unit 100 and the RF unit 110 are separated. The amount of signal can be reduced while suppressing.
- the ripple characteristic in the pass band of the first low-pass filter and the ripple characteristic in the pass band of the second low-pass filter are shifted by a half period of the ripple, so that distortion during compression occurs. And the distortion at the time of restoration can be canceled each other.
- the first low-pass filter and the second low-pass filter have the same number of stages, and the cutoff frequency of the first low-pass filter and the cutoff of the second low-pass filter Since the difference from the frequency is a value obtained by dividing the sampling frequency of the signal before compression by the number of stages of the first and second low-pass filters, the filter can be easily designed.
- the cutoff frequency of the first low-pass filter is set higher than the cutoff frequency of the second low-pass filter, aliasing noise can be reduced.
- the distortion in the stop band of the first low-pass filter is set smaller than the distortion in the pass band, and the distortion in the stop band of the second low-pass filter is set smaller than the distortion in the pass band. It is possible to design with an emphasis on the characteristics of the stop band that cannot be complemented by.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and equivalent configurations within the scope of the appended claims.
- the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and the present invention is not necessarily limited to those having all the configurations described.
- a part of the configuration of one embodiment may be replaced with the configuration of another embodiment.
- another configuration may be added, deleted, or replaced.
- each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized in hardware by designing a part or all of them, for example, with an integrated circuit, and the processor realizes each function. It may be realized by software by interpreting and executing the program to be executed.
- Information such as programs, tables, and files that realize each function can be stored in a storage device such as a memory, a hard disk, and an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, and a DVD.
- a storage device such as a memory, a hard disk, and an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, and a DVD.
- control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and do not necessarily indicate all control lines and information lines necessary for mounting. In practice, it can be considered that almost all the components are connected to each other.
Landscapes
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- Theoretical Computer Science (AREA)
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Abstract
Description
本発明は、ベースバンドユニットとRFユニットとが分離した構成の無線局装置に関する。 The present invention relates to a radio station apparatus having a configuration in which a baseband unit and an RF unit are separated.
セルラ通信の基地局のような無線局では、ベースバンドユニットとRF(Radio Frequency)ユニットとを同一の筐体に収める一体型の無線局と、複数箇所にアンテナを設置するために、光ファイバ等で接続されるベースバンドユニットとRFユニットとを分離して設置する分離型の無線局とが用いられる。 In a radio station such as a base station for cellular communication, an integrated radio station in which a baseband unit and an RF (Radio Frequency) unit are housed in the same housing, and an optical fiber or the like for installing antennas at a plurality of locations. The baseband unit and the RF unit that are connected to each other are used separately.
前述した分離型の無線局のために、CPRI(Common Public Radio Interface)では、Radio Equipment Controlと称されるベースバンドユニットと、Radio Rquipmentと称されるRFユニットとの間のインタフェースを標準として定義している。 For the above-described separation type radio station, CPRI (Common Public Radio Interface) defines as an interface between a baseband unit called Radio Equipment Control and an RF unit called Radio Rquipment as a standard. ing.
ベースバンドユニットとRFユニットとの間のインタフェースの信号量は、ユーザデータの信号量に比べて非常に大きく、例えばCPRIでは最大で10Gbps以上がインタフェースに必要とされる。このため、例えば、特許文献1は、ベースバンドユニットとRFユニットとの間インタフェースの信号を圧縮して所要帯域幅を削減し、さらに圧縮方法としてブロック浮動小数点化を用いる方法や近接する信号との差分を用いる方法を開示する。
The signal amount of the interface between the baseband unit and the RF unit is much larger than the signal amount of user data. For example, CPRI requires a maximum of 10 Gbps or more for the interface. For this reason, for example,
ベースバンドユニットとRFユニットとの間の信号は実時間信号であり、また大きな遅延が生じると無線通信自体の通信品質が劣化する。このためベースバンドユニットとRFユニットとの間のインタフェース信号を圧縮する際には、一旦多量に蓄積した信号を可変圧縮率にて圧縮する方式を用いることができず、固定圧縮率の圧縮方式を用いて遅延を小さくする必要がある。 The signal between the baseband unit and the RF unit is a real time signal, and when a large delay occurs, the communication quality of the wireless communication itself deteriorates. For this reason, when compressing the interface signal between the baseband unit and the RF unit, it is not possible to use a method of compressing a large amount of accumulated signals at a variable compression rate. It is necessary to reduce the delay.
また、可逆圧縮では低遅延かつ固定圧縮率にて圧縮することが困難であるため、ベースバンドユニットとRFユニットとの間のインタフェース信号を圧縮する場合には非可逆の圧縮方式を用いる。非可逆の圧縮方式を用いると、圧縮率を高めるほど元のインタフェース信号に対して歪みが生じ、無線通信の通信品質が劣化するという課題がある。 Also, since it is difficult to compress at a low delay and a fixed compression rate with lossless compression, an irreversible compression method is used when compressing an interface signal between a baseband unit and an RF unit. When the irreversible compression method is used, there is a problem that the original interface signal is distorted as the compression rate is increased, and the communication quality of wireless communication is deteriorated.
本発明は、前述した課題を解決するためにベースバンドユニットとRFユニットとの間の信号の歪みを抑えつつ信号量を削減する圧縮方法を採用する無線局を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a radio station that employs a compression method that reduces a signal amount while suppressing distortion of a signal between a baseband unit and an RF unit in order to solve the above-described problem.
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、ユーザデータとベースバンド信号とを変換するベースバンドユニット、及び、ベースバンド信号と無線信号とを変換するRFユニットが対向して設けられる無線局装置であって、前記ベースバンドユニットと前記RFユニットとのうち送信側のユニットは、第1の低域通過フィルタを有し、前記ベースバンドユニットと前記RFユニットとのうち受信側のユニットは、前記第1の低域通過フィルタの通過域の周波数特性と相補特性となる通過域の周波数特性を有する第2の低域通過フィルタを有し、前記送信側ユニットは、前記第1の低域通過フィルタを用いてダウンサンプルすることによって信号を圧縮し、前記圧縮された信号を前記受信側ユニットに送信し、前記受信側ユニットは、前記第2の低域通過フィルタを用いて前記圧縮された信号をアップサンプルすることによって信号を復元する。 A typical example of the invention disclosed in the present application is as follows. That is, a radio station apparatus in which a baseband unit that converts user data and a baseband signal, and an RF unit that converts a baseband signal and a radio signal are provided facing each other, the baseband unit and the RF The unit on the transmission side of the unit has a first low-pass filter, and the unit on the reception side of the baseband unit and the RF unit has a pass band of the first low-pass filter. A second low-pass filter having a pass band frequency characteristic that is complementary to the frequency characteristic, and the transmitting unit compresses the signal by down-sampling using the first low-pass filter And transmitting the compressed signal to the receiving unit, the receiving unit using the second low pass filter To restore the signal by up-sampling a reduced signal.
本発明の代表的な実施例によれば、ベースバンドユニットとRFユニットとの間の信号の歪みを抑えつつ、信号量を削減することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。 According to the representative embodiment of the present invention, the signal amount can be reduced while suppressing distortion of the signal between the baseband unit and the RF unit. Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the description of the following embodiments.
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、以下では、無線局から無線通信端末への送信側信号及び無線通信端末から無線局への受信側信号の両方に本発明を適用する例について説明している。しかし、送信側信号のみに本発明を適用し、受信側信号には従来の方法を用いてもよい。また、受信側信号のみに本発明を適用し、送信側信号には従来の方法を用いてもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, an example is described in which the present invention is applied to both a transmission side signal from a wireless station to a wireless communication terminal and a reception side signal from the wireless communication terminal to the wireless station. However, the present invention may be applied only to the transmission side signal, and a conventional method may be used for the reception side signal. Further, the present invention may be applied only to the reception side signal, and a conventional method may be used for the transmission side signal.
また、以下で説明するブロック図において、各処理ブロックはあくまで例示であり、例えばそれぞれ別個の論理回路として実装されてもよいし、一つのプロセッサ上のソフトウェアとして実装されてもよいし、又は、論理回路及びソフトウェアの組み合わせとして実装されてもよい。また、同一の処理ブロックが複数併存している場合、各処理ブロックは別個に実装されていてもよいし、実装された一つの論理回路又はソフトウェアを時間多重で使用して複数の処理を行ってもよい。 Further, in the block diagram described below, each processing block is merely an example, and may be implemented as, for example, a separate logic circuit, software as one processor, or logic It may be implemented as a combination of a circuit and software. In addition, when a plurality of the same processing blocks coexist, each processing block may be mounted separately, or a plurality of processes are performed by using one mounted logic circuit or software by time multiplexing. Also good.
以下、本発明の実施例の無線局の構成を図面を用いて説明する。 Hereinafter, the configuration of a radio station according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例の無線局の構成例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a radio station according to an embodiment of the present invention.
図1(a)に示す構成例では、無線局は一つのベースバンドユニット100及び一つのRFユニット110から構成される。ベースバンドユニット100とRFユニット110とはBBU-RUインタフェース150によって接続される。ベースバンドユニット100は、ユーザデータをベースバンド信号に変換し、BBU-RUインタフェース150を経由してRFユニット110に出力する。また、ベースバンドユニット100は、BBU-RUインタフェース150を経由してRFユニット110から入力されたベースバンド信号をユーザデータに変換する。RFユニット110は、ベースバンド信号を無線信号に変換して、アンテナ(図示省略)から送信する。また、RFユニット110は、無線信号をベースバンド信号に変換し、BBU-RUインタフェース150を経由してベースバンドユニット100に出力する。
In the configuration example shown in FIG. 1A, the radio station includes one
BBU-RUインタフェース150は、例えばCPRIにて規定されるインタフェースである。図1(a)の構成例では、ベースバンドユニット100が生成したベースバンド送信信号は、BBU-RUインタフェース150を経由してRFユニット110に出力され、RFユニット110の1又は複数のアンテナから送信される。また、RFユニット110の1又は複数のアンテナが受信した信号は、RFユニット110で復調されて、ベースバンド受信信号としてBBU-RUインタフェース150を経由してベースバンドユニット100に出力される。
The BBU-
図1(b)に示す構成例では、無線局は一つのベースバンドユニット100及び複数のRFユニット110から構成される。各RFユニット110はBBU-RUインタフェース150によってベースバンドユニット100と接続される。図1(b)に示す構成例では、ベースバンドユニット100が生成したベースバンド送信信号は複数のBBU-RUインタフェース150を経由してRFユニット110に出力され、各RFユニット110の1又は複数のアンテナから送信される。なお、ベースバンドユニット100が各BBU-RUインタフェースに出力する信号は、BBU-RUインタフェースによって異なる信号でもよいし、同じ信号の複製でもよい。また、各RFユニット110の1又は複数のアンテナが受信した信号は復調されて、ベースバンド受信信号としてBBU-RUインタフェース150を経由してベースバンドユニット100に出力される。
In the configuration example shown in FIG. 1B, the radio station includes one
図1(c)に示す構成例では、無線局は二つのRFユニット110から構成される、いわゆるリピータである。二つのRFユニット110はBBU-RUインタフェース150によって接続される。図1(c)に示す構成例では、一方のRFユニット110の1又は複数のアンテナが受信した信号は復調されて、ベースバンド受信信号としてBBU-RUインタフェース150を経由して他方のRFユニット110に出力され、そのまま変調されて1又は複数のアンテナから送信される。
In the configuration example shown in FIG. 1C, the radio station is a so-called repeater configured by two
図1(d)に示す構成例では、無線局は、1又は複数のベースバンドユニット100と1又は複数のRFユニット110とから構成される。各ベースバンドユニット100及び各RFユニット110はBBU-RUインタフェース150によってスイッチ120に接続される。図1(d)に示す構成例では、各ベースバンドユニット100で生成されたベースバンド送信信号は、BBU-RUインタフェース150を経由してスイッチ120に集約される。スイッチ120に集約されたベースバンド送信信号は、BBU-RUインタフェース150を経由して各RFユニット110に分配される。各RFユニット110は、ベースバンド送信信号を変調して、1又は複数のアンテナから送信する。また、各RFユニット110の1又は複数のアンテナが受信した信号は復調され、ベースバンド受信信号としてBBU-RUインタフェース150を経由してスイッチ120に集約される。スイッチ120に集約されたベースバンド受信信号は、BBU-RUインタフェース150を経由して1又は複数のベースバンドユニット100に出力される。
In the configuration example shown in FIG. 1D, the radio station includes one or
図2は、本発明の実施例の無線局のベースバンドユニットにおける信号処理を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing signal processing in the baseband unit of the radio station according to the embodiment of the present invention.
本実施例の無線局のベースバンドユニットは、コントローラ200、ネットワークインタフェース部210、制御チャネル部(Control Channel)220、ユーザチャネル部(User Channel)230、チャネルモデム部(Channel Modem)240、圧縮/復元部(Comp./Decomp.)250及びBBU-RUインタフェース部260からなる。
The baseband unit of the radio station of the present embodiment includes a
コントローラ200は、無線局のベースバンドユニット内の各部位から情報を収集し、また無線局のベースバンドユニット内の各部位にパラメータ設定等を行うことによって、無線局のベースバンドユニット全体の動作を制御する。
The
ネットワークインタフェース部210は、無線局を経由して無線通信端末に送信する情報をネットワークからの入力として受け取り、送信ユーザ情報としてユーザチャネル部230に出力する。また、ネットワークインタフェース部210は、無線局に対する制御メッセージをネットワークからの入力として受け取り、コントローラ200に出力する。また、ネットワークインタフェース部210は、無線局が無線通信端末から受信した受信ユーザ情報をユーザチャネル部230から入力として受け取り、ネットワークに出力する。さらに、ネットワークインタフェース部210は、ネットワークに対する制御メッセージをコントローラ200から無線局から入力として受け取り、ネットワークに出力する。
The
制御チャネル部220は、コントローラ200からの指示に従って、無線局と無線通信端末との間で無線通信するために必要な制御信号を生成し、符号化等処理を行って送信制御チャネル信号としてチャネルモデム240に出力する。また、制御チャネル部220は、コントローラ200からの指示に従って、チャネルモデム240から入力された受信制御チャネル信号を復号し、復号結果をコントローラ200に通知する。
The
ユーザチャネル部230は、コントローラ200からの指示に従って、ネットワークインタフェース部210から受け取った送信ユーザ情報を符号化し、送信ユーザチャネル信号としてチャネルモデム240に出力する。また、ユーザチャネル部230は、コントローラ200からの指示に従って、チャネルモデム240から入力された受信ユーザチャネル信号を復号し、復号結果として得られた受信ユーザ情報をネットワークインタフェース部210に出力する。なお、同時に通信するユーザ数毎、又は同時に通信するチャネル数毎に独立したユーザチャネル部230を設けてもよいし、同時に通信するユーザ数又は同時に通信するチャネル数より少ないユーザチャネル部230を設け、ユーザチャネル部230が時多重処理を行ってもよい。
The
チャネルモデム240は、コントローラ200からの指示に従って、制御チャネル部220から入力された送信制御チャネル信号及びユーザチャネル部230から入力された送信ユーザチャネル信号のそれぞれを通信リソースに割り当てて多重化し、デジタル変調処理を行う。また、チャネルモデム240は、デジタル変調処理がなされた信号に必要に応じてプリコーディング処理を行って、送信アンテナ毎に対応するベースバンド送信信号として圧縮/復元部250に出力する。通信リソースとは、例えばリソースブロックと称される単位であり、通信に用いる時間範囲、周波数範囲、符号、アンテナ、プリコーディングベクトル等である。また、チャネルモデム240は、受信アンテナ毎に対応する復元ベースバンド受信信号が圧縮/復元部250から入力され、コントローラ200からの指示に従って、復元ベースバンド受信信号に対して復調処理を行い、チャネル毎に分割して、受信制御チャネル信号を制御チャネル部220に出力し、受信ユーザチャネル信号をユーザチャネル部230に出力する。
The
圧縮/復元部250は、コントローラ200からの指示に従って、チャネルモデム240から入力されたベースバンド送信信号を圧縮し、圧縮ベースバンド送信信号としてBBU-RUインタフェース部260に出力する。また、圧縮/復元部250は、コントローラ200からの指示に従って、BBU-RUインタフェース部260から入力された圧縮ベースバンド受信信号を復元し、復元ベースバンド受信信号としてチャネルモデム240に出力する。なお、送信アンテナ毎又は受信アンテナ毎に独立した圧縮/復元部250を設けてもよいし、送信アンテナ数又は受信アンテナ数より少ない圧縮/復元部250を設けて、圧縮/復元部250が時多重処理を行ってもよい。
The compression /
BBU-RUインタフェース部260は、BBU-RUインタフェース150と接続するインターフェースユニットであって、コントローラ200からの指示に従って、圧縮/復元部250から入力された圧縮ベースバンド送信信号を多重化してBBU-RUインタフェース150に出力する。また、BBU-RUインタフェース部260は、コントローラ200からの指示に従って、BBU-RUインタフェース150から入力された信号をアンテナ毎に分割して、圧縮ベースバンド受信信号として圧縮/復元部250に出力する。
The BBU-
図3は、本発明の実施例の無線局のRFユニットにおける信号処理を示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram showing signal processing in the RF unit of the radio station according to the embodiment of the present invention.
本実施例の無線局のRFユニットは、コントローラ300、BBU-RUインタフェース部310、圧縮/復元部320、RFモジュール330及びアンテナ340から構成される。
The RF unit of the radio station of this embodiment includes a
コントローラ200は、無線局のRFユニット内の各部位から情報を収集し、また無線局のRFユニット内の各部位にパラメータ設定等を行うことによって、無線局のRFユニット全体の動作を制御する。
The
BBU-RUインタフェース部310は、BBU-RUインタフェース150と接続するインターフェースユニットであって、コントローラ300からの指示に従って、BBU-RUインタフェース150から入力された信号をアンテナ毎に分割して、圧縮ベースバンド送信信号として圧縮/復元部320に出力する。また、BBU-RUインタフェース部310は、コントローラ300からの指示に従って、圧縮/復元部320から入力された圧縮ベースバンド受信信号を多重化してBBU-RUインタフェースに出力する。
The BBU-
圧縮/復元部320は、コントローラ300からの指示に従って、BBU-RUインタフェース部310から入力された圧縮ベースバンド送信信号を復元し、復元ベースバンド送信信号としてRFモジュール330に出力する。また、圧縮/復元部320は、コントローラ300からの指示に従って、RFモジュール330から入力されたベースバンド受信信号を圧縮し、圧縮ベースバンド受信信号としてBBU-RUインタフェース部310に出力する。なお、送信アンテナ毎又は受信アンテナ毎に独立した圧縮/復元部320を設けてもよいし、送信アンテナ数又は受信アンテナ数より少ない圧縮/復元部320を設けて、圧縮/復元部320が時多重処理を行ってもよい。
The compression /
RFモジュール330は、圧縮/復元部320から入力された復元ベースバンド送信信号をDA変換し、DA変換された信号を用いて搬送波を変調して送信RF信号を生成し、アンテナ340から送信する。また、RFモジュール330は、アンテナ340が受信した信号を復調し、AD変換してベースバンド受信信号として圧縮/復元部320に出力する。
The
図4は、本発明の実施例の無線局の圧縮/復元処理の一例を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing an example of the compression / decompression process of the radio station according to the embodiment of the present invention.
本発明のベースバンドユニットの圧縮/復元部250及びRFユニットの圧縮/復元部320は、信号のサンプリング周波数を低下して、信号量を削減することによって、圧縮処理を行う。また、本実施例のベースバンドユニットの圧縮/復元部250及びRFユニットの圧縮/復元部320は、圧縮処理で低下させた信号のサンプリング周波数を復元することによって、復元処理を行う。
The compression /
なお、以下の説明では、例として、圧縮前及び復元後の信号のサンプリング周波数をF1[Hz]、圧縮後の信号のサンプリング周波数をF2[Hz]とする。また、F1とF2との比を互いに素な二つの整数の比で表しM:Nとする、すなわち、F1×N=F2×Mなる関係があるとする。 In the following description, as an example, the sampling frequency of the signal before and after compression is F1 [Hz], and the sampling frequency of the signal after compression is F2 [Hz]. Further, it is assumed that the ratio of F1 and F2 is expressed by a ratio of two prime integers and is M: N, that is, there is a relationship of F1 × N = F2 × M.
図4に示すように、圧縮/復元処理は、0挿入処理400、LPF(Low Pass Filter)処理410及び間引き処理420の組み合わせによって実現することができる。
As shown in FIG. 4, the compression / decompression process can be realized by a combination of a 0
圧縮/復元処理によって信号を圧縮する場合、まず、0挿入処理400において、サンプリング周波数F1[Hz]の入力信号に、1サンプル毎にN-1サンプルの振幅0の信号が挿入され、F1×N[Hz]の信号が生成される。なお、N=1の場合、サンプリング周波数F1[Hz]の入力信号がそのまま出力される。次に、LPF処理410において、カットオフ周波数がF1[Hz]より低い低域通過フィルタを用いて帯域が制限される。帯域が制限された信号は間引き処理420においてMサンプル毎に1サンプルずつが選択され、サンプリング周波数がF2[Hz]の信号として出力される。
When the signal is compressed by the compression / decompression process, first, in the 0
また、圧縮/復元処理によって信号を復元する場合、まず、0挿入処理400において、サンプリング周波数F2[Hz]の入力信号に、1サンプル毎にM-1サンプルの振幅0の信号が挿入され、F2×M[Hz]の信号が生成される。次に、LPF処理410において、カットオフ周波数がF2[Hz]より低い低域通過フィルタを用いて帯域が制限される。帯域が制限された信号は間引き処理420においてNサンプル毎に1サンプルずつが選択され、F1[Hz]のサンプリング周波数をもつ信号として出力される。
When the signal is restored by the compression / decompression process, first, in the 0
なお、前述は一例であり、同等の演算が行える方法であれば、どのような実装でもよい。例えば、前述した0挿入処理400、LPF処理410及び間引き処理420の組み合わせと等価な演算を少ない演算量で実現可能なPolyphase Filterを用いてもよい。
Note that the above is an example, and any implementation is possible as long as an equivalent operation can be performed. For example, a Polyphase Filter capable of realizing a calculation equivalent to the combination of the 0
例えば、LTE(Long Term Evolution)の一般に帯域幅20MHzとされる信号に圧縮/復元処理を適用する場合、F1=30.72[MHz]が選択される。F2としては、同信号の有効帯域幅18.0[MHz]より大きく、F1と簡単な整数比で表すことができる周波数を選択するとよい。例えば、前述した条件を満たす値としてF2=19.2MHzとすると、M=8、N=5となる。 For example, when compression / decompression processing is applied to a signal of generally 20 MHz bandwidth of LTE (Long Term Evolution), F1 = 30.72 [MHz] is selected. As F2, it is preferable to select a frequency that is larger than the effective bandwidth 18.0 [MHz] of the signal and can be expressed as a simple integer ratio with F1. For example, if F2 = 19.2 MHz as a value satisfying the above-described condition, M = 8 and N = 5.
図5に、この例の圧縮処理による信号の模式図を示す。圧縮前の信号は、図5(a)に示すように30.72MHzである。0挿入処理400により、図5(b)に示すように153.60MHz=30.72×5MHzの信号が生成される。次に、LPF処理410によって信号は帯域制限され、図5(c)に示す信号が生成される。さらに、間引き処理420において8サンプル中1サンプルが選択され、19.2MHzの信号を生成することができる。
FIG. 5 shows a schematic diagram of a signal obtained by the compression processing of this example. The signal before compression is 30.72 MHz as shown in FIG. The 0
図6は、本発明の圧縮/復元処理に用いるLPF処理410を行う低域通過フィルタの構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a low-pass filter that performs the
LPF処理410を行う低域通過フィルタは、n-1段の遅延部810、入力信号及び遅延部810の各段の係数を乗算する係数乗算部820、及び乗算結果を加算する加算部830を有する。すなわち、LPF処理410では、入力された信号はn-1段の遅延部810に蓄積される。遅延部810が蓄積した信号は、係数乗算部820にて遅延の各段毎に係数を乗算され、加算部830が全ての乗算結果を加算する。
The low-pass filter that performs the
遅延部810の各段における遅延量及び係数乗算部820が各段において乗算する係数によって、本構成の信号処理の特性が変化する。例えば、図4に示す圧縮/復元処理において圧縮を行う例では、遅延部810での各段毎の遅延量は間引き処理420に対応したMサンプル分である。また、係数乗算部820にて乗じる係数をフーリエ変換した結果が本信号処理の周波数特性となる。さらに、周波数特性に生じるリプル(振動)の周波数軸における周期は遅延部810の1段あたりの遅延量と係数乗算部820の数との積に反比例する。遅延部810の1段あたりの遅延量と係数乗算部820の数との積がフィルタ長である。
The characteristics of the signal processing of this configuration change depending on the delay amount in each stage of the
図7は、本発明の実施例の圧縮処理に用いる低域通過フィルタの周波数特性を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing the frequency characteristics of the low-pass filter used in the compression processing of the embodiment of the present invention.
低域通過フィルタは通過域610の利得は1、阻止域620の利得は0となり、通過域610と阻止域620との間の遷移域630が存在しないような特性が望ましいが、このような理想的な特性の低域通過フィルタは無限長の信号処理を必要とし、実現不可能である。理想的な低域フィルタを用いて図4の圧縮/復元処理を行う場合、圧縮後のサンプリング周波数F2及び遮断周波数650が圧縮前の信号の有効帯域幅以上であれば、圧縮/復元処理による信号の劣化は生じない。しかし、図7のように現実的な特性の低域通過フィルタを用いて圧縮/復元処理を行う場合、圧縮及び復元後の信号は圧縮前の信号より劣化する。
The low pass filter has a
例えば、図7に示す特性の低域通過フィルタを用いる場合、通過域610の利得が1ではないことによって信号に歪みが生じる。また、阻止域620の利得が0ではないことによって、0挿入処理において生じた鏡像に由来する信号および受信時の帯域外雑音が本来の信号に重畳されて、雑音となる。また、遷移域630が0挿入処理により鏡像が生じる周波数範囲まで拡がった場合についても同様に、本来の信号に雑音が重畳される。一般に、低域通過フィルタの特性は、通過域610、阻止域620、遷移域630の特性がトレードオフとなる。
For example, when a low-pass filter having the characteristics shown in FIG. 7 is used, the signal is distorted because the gain of the
なお、図7のような低域通過フィルタの設計方法としては、例えばRemez法による設計や、理想的なSinc関数に対してKaiser窓のような窓関数を乗じて作成する方法がある。Remez法を用いて設計した場合、通過域には等振幅のリプル(振動)が生じる。またSinc関数に窓関数を乗じる場合、阻止域に近いほど大きなリプルが通過域内で生じる。 As a design method of the low-pass filter as shown in FIG. 7, for example, there are a design based on the Remez method and a method of creating an ideal Sinc function by multiplying a window function such as a Kaiser window. When designed using the Remez method, ripples (oscillations) of equal amplitude occur in the passband. Further, when the window function is multiplied by the Sinc function, a larger ripple is generated in the pass band as it is closer to the stop band.
図8は、本発明の実施例の復元処理に用いる低域通過フィルタの周波数特性を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing the frequency characteristics of the low-pass filter used for the restoration process of the embodiment of the present invention.
復元処理に用いる低域通過フィルタの周波数特性の通過域710に生じるリプルと、圧縮処理に用いる低域通過フィルタの通過域610に生じるリプルとは、位相が(望ましくは2分の1周期)ずれている。図7の特性を持つ低域通過フィルタを用いて圧縮した信号を図8の特性を持つ低域通過フィルタを用いて復元すると、圧縮時に利得が1より大きく振幅増加方向に歪んだ周波数成分は復元時に振幅減少方向に歪む。このため、本実施例の低域通過フィルタの組み合わせを用いると、圧縮時の歪みと復元時の歪みとが互いに打ち消しあう相補特性を有する。このため、圧縮処理及び復元処理において同じ特性の低域通過フィルタを用いる場合より、歪みの少ない良好な特性、すなわち通過域において平坦な特性を得ることができる。
The phase of the ripple generated in the
図7の特性を持つ低域通過フィルタと図8の特性を持つ低域通過フィルタのように、通過域の特性が互いに打ち消しあうフィルタの組み合わせは、例えば、遮断周波数をずらした同じ段数のFIRフィルタを設計することにより得ることができる。例えば、圧縮に用いる低域通過フィルタの遮断周波数と復元に用いる低域通過フィルタの遮断周波数との差を、圧縮前の信号のサンプリング周波数に比例し、低域通過フィルタのフィルタ長に反比例する値だけ異なる値になるように、低域通過フィルタを設計する。より具体的には、圧縮処理に用いる低域通過フィルタの遮断周波数と復元処理に用いる低域通過フィルタの遮断周波数との差は、フィルタの段数で除した値とする。なお、復元時には圧縮時よりも低い周波数に鏡像信号が発生することから、圧縮に用いる低域通過フィルタの遮断周波数650より復元に用いる低域通過フィルタの遮断周波数750を低く設定することによって、鏡像信号の抑制不足により生じる信号ひずみを抑圧し、折り返し雑音を減らすことができる。
A combination of filters in which the characteristics of the passbands cancel each other, such as the low-pass filter having the characteristics of FIG. 7 and the low-pass filter having the characteristics of FIG. 8, is, for example, an FIR filter having the same number of stages with different cutoff frequencies. Can be obtained by designing. For example, the difference between the cutoff frequency of the low-pass filter used for compression and the cutoff frequency of the low-pass filter used for restoration is proportional to the sampling frequency of the signal before compression and inversely proportional to the filter length of the low-pass filter The low-pass filter is designed so as to have a different value. More specifically, the difference between the cutoff frequency of the low-pass filter used for the compression process and the cutoff frequency of the low-pass filter used for the restoration process is a value divided by the number of stages of the filter. Since a mirror image signal is generated at a frequency lower than that at the time of compression during restoration, the
また、前述したように圧縮及び復元に用いる低域通過フィルタの通過域特性の歪みが互いに打ち消しあうことから、低域通過フィルタの設計時に通過域より阻止域の歪みが小さくなるように設計することができ、圧縮及び復元を組み合わせた際の信号全体の歪みを小さくすることができる。 In addition, as described above, since the distortion of the pass band characteristics of the low pass filter used for compression and decompression cancel each other, when designing the low pass filter, the distortion of the stop band should be designed to be smaller than that of the pass band. And distortion of the entire signal when compression and decompression are combined can be reduced.
なお、通常、ベースバンドユニット100とRFユニット110とは双方向で通信するので、ベースバンドユニット100及びRFユニット110のうち、送信側ユニットが圧縮処理に用いる低域通過フィルタ(図7)を有し、受信側ユニットが復元処理に用いる低域通過フィルタ(図8)を有する。
Since the
以上に説明したように、本発明の実施例によれば、ベースバンドユニット100とRFユニット110とが対向して設けられる無線局装置であって、ベースバンドユニット100とRFユニット110とのうちの送信側のユニットは、圧縮処理に用いる第1の低域通過フィルタ(図7)を有し、ベースバンドユニット100とRFユニット110とのうちの受信側のユニットは、第1の低域通過フィルタ(図7)の通過域の周波数特性と、通過域の周波数特性が相補特性となり、復元処理に用いる第2の低域通過フィルタ(図8)を有し、送信側ユニットは、第1の低域通過フィルタを用いてダウンサンプルすることによって信号を圧縮し、前記圧縮した信号を受信側ユニットに送信し、受信側ユニットは、第2の低域通過フィルタを用いて圧縮された信号をアップサンプルすることによって信号を復元するので、ベースバンドユニット100とRFユニット110とが分離した構成の無線局において、ベースバンドユニット100とRFユニット110との間の信号の歪みを抑えつつ信号量を削減することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the
また、第1の低域通過フィルタの通過域におけるリプル特性と、第2の低域通過フィルタの通過域におけるリプル特性とは、リプルの2分の1周期だけずれているので、圧縮時の歪みと復元時の歪みとを互いに打ち消しあうことができる。 In addition, the ripple characteristic in the pass band of the first low-pass filter and the ripple characteristic in the pass band of the second low-pass filter are shifted by a half period of the ripple, so that distortion during compression occurs. And the distortion at the time of restoration can be canceled each other.
また、第1の低域通過フィルタと前記第2の低域通過フィルタとは、同じ段数のフィルタであって、第1の低域通過フィルタの遮断周波数と、第2の低域通過フィルタの遮断周波数との差は、圧縮前の信号のサンプリング周波数を第1及び第2の低域通過フィルタの段数で除した値とするので、フィルタを容易に設計することができる。 The first low-pass filter and the second low-pass filter have the same number of stages, and the cutoff frequency of the first low-pass filter and the cutoff of the second low-pass filter Since the difference from the frequency is a value obtained by dividing the sampling frequency of the signal before compression by the number of stages of the first and second low-pass filters, the filter can be easily designed.
また、第1の低域通過フィルタの遮断周波数は第2の低域通過フィルタの遮断周波数より高く設定するので、折り返し雑音を減らすことができる。 Further, since the cutoff frequency of the first low-pass filter is set higher than the cutoff frequency of the second low-pass filter, aliasing noise can be reduced.
また、第1の低域通過フィルタの阻止域における歪みは通過域における歪みより小さく、前記第2の低域通過フィルタの阻止域における歪みは通過域における歪みよりも小さく設定するので、二つのフィルタで相補できない阻止域の特性を重視した設計をすることができる。 The distortion in the stop band of the first low-pass filter is set smaller than the distortion in the pass band, and the distortion in the stop band of the second low-pass filter is set smaller than the distortion in the pass band. It is possible to design with an emphasis on the characteristics of the stop band that cannot be complemented by.
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and equivalent configurations within the scope of the appended claims. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and the present invention is not necessarily limited to those having all the configurations described. A part of the configuration of one embodiment may be replaced with the configuration of another embodiment. Moreover, you may add the structure of another Example to the structure of a certain Example. In addition, for a part of the configuration of each embodiment, another configuration may be added, deleted, or replaced.
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。 In addition, each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized in hardware by designing a part or all of them, for example, with an integrated circuit, and the processor realizes each function. It may be realized by software by interpreting and executing the program to be executed.
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に格納することができる。 Information such as programs, tables, and files that realize each function can be stored in a storage device such as a memory, a hard disk, and an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, and a DVD.
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。 Also, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and do not necessarily indicate all control lines and information lines necessary for mounting. In practice, it can be considered that almost all the components are connected to each other.
Claims (14)
前記ベースバンドユニットと前記RFユニットとのうち送信側ユニットは、第1の低域通過フィルタを有し、
前記ベースバンドユニットと前記RFユニットとのうち受信側ユニットは、前記第1の低域通過フィルタの通過域の周波数特性と相補特性となる通過域の周波数特性を有する第2の低域通過フィルタを有し、
前記送信側ユニットは、前記第1の低域通過フィルタを用いてダウンサンプルすることによって信号を圧縮し、前記圧縮された信号を前記受信側ユニットに送信し、
前記受信側ユニットは、前記第2の低域通過フィルタを用いて前記圧縮された信号をアップサンプルすることによって信号を復元することを特徴とする無線局装置。 A base station unit for converting user data and a baseband signal, and a radio station apparatus provided with an RF unit for converting a baseband signal and a radio signal facing each other,
Of the baseband unit and the RF unit, the transmission side unit has a first low-pass filter,
Of the baseband unit and the RF unit, the receiving side unit includes a second low-pass filter having a pass band frequency characteristic that is complementary to the pass band frequency characteristic of the first low-pass filter. Have
The transmitting unit compresses the signal by down-sampling using the first low pass filter, and transmits the compressed signal to the receiving unit;
The radio station apparatus, wherein the receiving side unit restores a signal by up-sampling the compressed signal using the second low-pass filter.
前記第1の低域通過フィルタの通過域におけるリプルの特性と、前記第2の低域通過フィルタの通過域におけるリプルの特性とは、前記リプルの2分の1周期だけずれていることを特徴とする無線局装置。 The radio station apparatus according to claim 1,
The ripple characteristic in the pass band of the first low-pass filter and the ripple characteristic in the pass band of the second low-pass filter are shifted by a half period of the ripple. A wireless station device.
前記第1の低域通過フィルタと前記第2の低域通過フィルタとは、同じ段数のフィルタであって、
前記第1の低域通過フィルタの遮断周波数と、前記第2の低域通過フィルタの遮断周波数との差は、前記圧縮前の信号のサンプリング周波数を前記第1及び第2の低域通過フィルタの段数で除した値であることを特徴とする無線局装置。 The radio station apparatus according to claim 1,
The first low-pass filter and the second low-pass filter are filters having the same number of stages,
The difference between the cutoff frequency of the first low-pass filter and the cutoff frequency of the second low-pass filter is the difference between the sampling frequency of the signal before compression and the first and second low-pass filters. A radio station apparatus having a value divided by the number of stages.
前記第1の低域通過フィルタの遮断周波数は前記第2の低域通過フィルタの遮断周波数より高いことを特徴とする無線局装置。 The radio station apparatus according to claim 3,
The radio station apparatus according to claim 1, wherein a cutoff frequency of the first low-pass filter is higher than a cutoff frequency of the second low-pass filter.
前記第1の低域通過フィルタの阻止域における歪みは前記第1の低域通過フィルタの通過域における歪みより小さいことを特徴とする無線局装置。 The radio station apparatus according to claim 1,
The radio station apparatus according to claim 1, wherein distortion in a stop band of the first low-pass filter is smaller than distortion in a pass band of the first low-pass filter.
前記第2の低域通過フィルタの阻止域における歪みは前記第2の低域通過フィルタの通過域における歪みよりも小さいことを特徴とする無線局装置。 The radio station apparatus according to claim 1,
The radio station apparatus, wherein distortion in a stop band of the second low-pass filter is smaller than distortion in a pass band of the second low-pass filter.
ベースバンド信号と無線信号とを変換するRFユニットと対向して設けられ、
前記ベースバンドユニットと前記RFユニットとのうち送信側ユニットは、第1の低域通過フィルタを有し、
前記ベースバンドユニットと前記RFユニットとのうち受信側ユニットは、前記第1の低域通過フィルタの通過域の周波数特性と相補特性となる通過域の周波数特性を有する第2の低域通過フィルタを有し、
前記送信側ユニットは、前記第1の低域通過フィルタを用いてダウンサンプルすることによって信号を圧縮し、前記圧縮された信号を前記受信側ユニットに送信し、
前記受信側ユニットは、前記第2の低域通過フィルタを用いて前記圧縮された信号をアップサンプルすることによって信号を復元することを特徴とするベースバンドユニット。 A baseband unit that converts user data and a baseband signal,
It is provided facing the RF unit that converts baseband signals and radio signals,
Of the baseband unit and the RF unit, the transmission side unit has a first low-pass filter,
Of the baseband unit and the RF unit, the receiving side unit includes a second low-pass filter having a pass band frequency characteristic that is complementary to the pass band frequency characteristic of the first low-pass filter. Have
The transmitting unit compresses the signal by down-sampling using the first low pass filter, and transmits the compressed signal to the receiving unit;
The baseband unit, wherein the receiving side unit restores a signal by up-sampling the compressed signal using the second low-pass filter.
前記第1の低域通過フィルタの通過域におけるリプルの特性と、前記第2の低域通過フィルタの通過域におけるリプルの特性とは、前記リプルの2分の1周期だけずれていることを特徴とするベースバンドユニット。 The baseband unit according to claim 7, wherein
The ripple characteristic in the pass band of the first low-pass filter and the ripple characteristic in the pass band of the second low-pass filter are shifted by a half period of the ripple. Baseband unit.
前記第1の低域通過フィルタと前記第2の低域通過フィルタとは、同じ段数のフィルタであって、
前記第1の低域通過フィルタの遮断周波数と、前記第2の低域通過フィルタの遮断周波数との差は、前記圧縮前の信号のサンプリング周波数を前記第1及び第2の低域通過フィルタの段数で除した値であることを特徴とするベースバンドユニット。 The baseband unit according to claim 7, wherein
The first low-pass filter and the second low-pass filter are filters having the same number of stages,
The difference between the cutoff frequency of the first low-pass filter and the cutoff frequency of the second low-pass filter is the difference between the sampling frequency of the signal before compression and the first and second low-pass filters. Baseband unit characterized by the value divided by the number of steps.
前記第1の低域通過フィルタの遮断周波数は前記第2の低域通過フィルタの遮断周波数より高いことを特徴とするベースバンドユニット。 The baseband unit according to claim 9, wherein
The baseband unit, wherein a cutoff frequency of the first low-pass filter is higher than a cutoff frequency of the second low-pass filter.
前記ベースバンドユニットと前記RFユニットとの送信側のユニットは、第1の低域通過フィルタを有し、
前記ベースバンドユニットと前記RFユニットとの受信側のユニットは、前記第1の低域通過フィルタの通過域の周波数特性と、通過域の周波数特性が相補特性となる第2の低域通過フィルタを有し、
前記送信側のユニットは、前記第1の低域通過フィルタを用いてダウンサンプルすることによって信号を圧縮し、前記圧縮した信号を前記受信側のユニットに送信し、
前記受信側のユニットは、前記第2の低域通過フィルタを用いて前記圧縮された信号をアップサンプルすることによって信号を復元することを特徴とするRFユニット。 An RF unit provided in the radio station apparatus so as to face the baseband unit,
The transmission side unit of the baseband unit and the RF unit has a first low-pass filter,
The receiving side unit of the baseband unit and the RF unit includes a second low-pass filter in which the frequency characteristic of the pass band of the first low-pass filter and the frequency characteristic of the pass band are complementary characteristics. Have
The transmitting unit compresses the signal by down-sampling using the first low pass filter, and transmits the compressed signal to the receiving unit;
The RF unit is characterized in that the receiving unit restores a signal by up-sampling the compressed signal using the second low-pass filter.
前記第1の低域通過フィルタの通過域におけるリプルの特性と、前記第2の低域通過フィルタの通過域におけるリプルの特性とは、前記リプルの2分の1周期だけずれていることを特徴とするRFユニット。 The RF unit according to claim 11, wherein
The ripple characteristic in the pass band of the first low-pass filter and the ripple characteristic in the pass band of the second low-pass filter are shifted by a half period of the ripple. RF unit.
前記第1の低域通過フィルタと前記第2の低域通過フィルタとは、同じ段数のフィルタであって、
前記第1の低域通過フィルタの遮断周波数と、前記第2の低域通過フィルタの遮断周波数との差は、前記圧縮前の信号のサンプリング周波数を前記第1及び第2の低域通過フィルタの段数で除した値であることを特徴とするRFユニット。 The RF unit according to claim 11, wherein
The first low-pass filter and the second low-pass filter are filters having the same number of stages,
The difference between the cutoff frequency of the first low-pass filter and the cutoff frequency of the second low-pass filter is the difference between the sampling frequency of the signal before compression and the first and second low-pass filters. An RF unit characterized by a value divided by the number of steps.
前記第1の低域通過フィルタの遮断周波数は前記第2の低域通過フィルタの遮断周波数より高いことを特徴とするRFユニット。 The RF unit according to claim 13, wherein
The RF unit, wherein a cutoff frequency of the first low-pass filter is higher than a cutoff frequency of the second low-pass filter.
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