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CN108886834B - 无线通信系统以及通信方法 - Google Patents

无线通信系统以及通信方法 Download PDF

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CN108886834B CN201780020969.7A CN201780020969A CN108886834B CN 108886834 B CN108886834 B CN 108886834B CN 201780020969 A CN201780020969 A CN 201780020969A CN 108886834 B CN108886834 B CN 108886834B
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Abstract

无线通信系统具备控制装置和至少一个通信装置。控制装置具备：调度器，生成针对通信装置与终端的无线通信中的物理层的处理的、控制信息；编码部，基于控制信息来进行针对向终端发送的数据的编码，由此，生成编码数据；以及发送部，当控制信息被生成时向通信装置发送控制信息，当编码数据被生成时向通信装置发送编码数据。通信装置具备：接收部，从控制装置接收控制信息和编码数据；以及信号处理部，基于由接收部接收到的控制信息，进行用于将由接收部接收到的编码数据向终端发送的信号处理。

Description

无线通信系统以及通信方法
技术领域
本发明涉及无线通信系统以及通信方法。
背景技术
在无线通信系统特别是移动通信系统中，讨论了为了提高基站设置的灵活性而使用C-RAN（Centralized/Cloud Radio access network，集中/云无线接入网）这样的结构。在C-RAN中，基站所具有的功能被分割为2个，功能被分配给被称为BBU（Base Band Unit，基带单元）和RRH（Remote Radio Head，无线射频拉远）的2个装置。以能通信的方式使用光纤连接BBU和RRH。可是，在将包含基带信号处理的功能的物理层（Physical Layer：PHY）的功能汇集于BBU而将无线信号的IQ数据向RRH传输的C-RAN中，对于被称为MFH（MobileFronthaul，移动前传）的BBU与RRH之间的光链路，需要非常宽的频带。因此，将对C-RAN的BBU和RRH分配的功能再定义而讨论了MFH所需要的频带的削减。
图5是示出被称为MAC-PHY分割的功能分割方式的图。在MAC-PHY分割方式中，将MAC（Media Access Control，介质访问控制）层以上的功能分配给BBU，将物理层的功能分配给RRH（非专利文献1）。图6是示出被称为SPP（分割PHY处理）的功能分割方式的图。在SPP方式中，将MAC层以上的功能和作为物理层的功能的一部分的编码的功能分配给BBU，将编码以外的物理层的功能分配给RRH（非专利文献2）。
在移动通信系统中，作为MAC层的功能之一的调度器生成针对物理层的功能的控制信息。在图7和图8中示出MAC-PHY分割方式下的下行链路的信号传输和其流程。图7是示出MAC-PHY分割方式下的下行链路的信号传输的图。BBU91具备调度器911和发送部912。RRH92具备接收部921、编码部922和信号处理部923。图8是示出MAC-PHY分割方式下的下行链路的信号传输的流程的图。在下行链路的信号传输中，在BBU91中，发送部912通过MFH将向终端发送的数据和调度器911所生成的控制信息向RRH92发送。在RRH92中，接收部921接收数据和控制信息。物理层的功能所包含的编码部922和信号处理部923读入从接收部921接收的控制信息，根据控制信息的指示进行针对数据的信号处理。
图9和图10示出SPP方式下的下行链路的信号传输和其流程。图9是示出SPP方式下的下行链路的信号传输的图。BBU93具备调度器931、编码部932和发送部933。RRH94具备接收部941和信号处理部942。图10是示出SPP方式下的下行链路的信号传输的流程的图。在下行链路的信号传输中，在BBU93中，将调度器931所生成的控制信息向编码部932输出，并且，发送部933将从调度器931输出的控制信息通过MFH向RRH94发送。编码部932读入从调度器931输出的控制信息，根据利用控制信息的指示对数据进行编码。编码部932将由编码得到的编码数据向发送部933输出。发送部933将从编码部932输出的编码数据通过MFH向RRH94发送。在RRH94中，接收部941接收控制信息和编码数据，信号处理部942基于控制信息对编码数据进行信号处理。
如在图8和图10中示出那样，基于从BBU接收的控制信息来进行在RRH中进行的处理，因此，在完成控制信息的读入之前不开始编码部或信号处理部而产生待机时间。在前述的功能分割方式下的下行链路信号传输中，即使通过MFH向RRH传输数据和控制信息，物理层中的处理也不能开始直到在RRH中控制信息的读入完成，存在产生由起因于控制信息的读入的待机时间造成的延迟这样的问题。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：松永泰彦、「５Ｇに向けた無線アクセスネットワークアーキテクチャの進化」、信学技報、vol.114、no.254、RCS2014-172、pp.89-94、2014年10月；
非专利文献2：宮本健司、外３名、「将来無線アクセスに向けた基地局機能分割方式の提案」、信学技報、vol.115、no.123、CS2015-15、pp.33-38、2015年7月。
发明内容
发明要解决的课题
鉴于前述的情况，本发明的目的在于提供能够对将基站的功能分割给控制装置和通信装置后的结构中的下行链路信号传输的延迟时间进行削减的无线通信系统以及通信方法。
用于解决课题的方案
本发明的第一实施方式中的无线通信系统是，一种无线通信系统，具备控制装置和至少一个通信装置，其中，所述控制装置具备：调度器，生成针对所述通信装置与终端的无线通信中的物理层的处理的、控制信息；编码部，基于所述控制信息来进行针对向所述终端发送的数据的编码，由此，生成编码数据；以及发送部，当所述控制信息被生成时向所述通信装置发送所述控制信息，当所述编码数据被生成时向所述通信装置发送所述编码数据，所述通信装置具备：接收部，从所述控制装置接收所述控制信息和所述编码数据；以及信号处理部，基于由所述接收部接收到的所述控制信息，进行用于将由所述接收部接收到的所述编码数据向所述终端发送的信号处理。
此外，根据本发明的第二实施方式，在上述第一实施方式的无线通信系统中，所述调度器向所述编码部和所述发送部输出所述控制信息，所述编码部一读入从所述调度器输出的所述控制信息，就开始针对所述数据的编码，所述信号处理部一读入由所述接收部接收到的所述控制信息，就开始针对所述编码数据的信号处理。
此外，根据本发明的第三实施方式，在上述第一或第二实施方式的无线通信系统中，在连接于所述控制装置的所述通信装置为多个的情况下，所述发送部向多个所述通信装置之中的、使用所述控制信息和所述编码数据的所述通信装置发送所述控制信息和所述编码数据。
此外，根据本发明的第四实施方式，在上述第一或第二实施方式的无线通信系统中，在连接于所述控制装置的所述通信装置为多个的情况下，所述发送部向多个所述通信装置广播发送所述控制信息和所述编码数据，所述接收部选择从所述控制装置接收的所述控制信息和所述编码数据之中的、针对本装置的所述控制信息和所述编码数据，并将它们向所述信号处理部输出，废弃针对其他的所述通信装置的所述控制信息和所述编码数据。
此外，本发明的第五实施方式中的通信方法是，一种通信方法，所述通信方法是具备控制装置和至少一个通信装置的无线通信系统中的通信方法，其中，所述通信方法具有：调度步骤，所述控制装置生成针对所述通信装置与终端的无线通信中的物理层的处理的、控制信息；编码步骤，所述控制装置基于所述控制信息来进行针对向所述终端发送的数据的编码，由此，生成编码数据；第一发送步骤，所述控制装置当所述控制信息被生成时向所述通信装置发送所述控制信息；第二发送步骤，所述控制装置当所述编码数据被生成时向所述通信装置发送所述编码数据；接收步骤，所述通信装置从所述控制装置接收所述控制信息和所述编码数据；以及信号处理步骤，所述通信装置基于在所述接收步骤中接收到的所述控制信息，进行用于将在所述接收步骤中接收到的所述编码数据向所述终端发送的信号处理。
发明效果
根据本发明，能够削减将基站的功能分割给控制装置和通信装置后的结构中的下行链路传输的延迟时间。
附图说明
图1是示出第一实施方式中的无线通信系统的结构例的框图。
图2是示出第一实施方式中的下行链路（downlink）信号传输的流程的图。
图3是示出第二实施方式中的无线通信系统的结构例的框图。
图4是示出第三实施方式中的无线通信系统的结构例的框图。
图5是示出以往的被称为MAC-PHY分割（Split）的功能分割方式的图。
图6是示出以往的被称为SPP的功能分割方式的图。
图7是示出以往的MAC-PHY分割方式下的下行链路的信号传输的图。
图8是示出以往的MAC-PHY分割方式下的下行链路的信号传输的流程的图。
图9是示出以往的SPP方式下的下行链路的信号传输的图。
图10是示出以往的SPP方式下的下行链路的信号传输的流程的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式中的无线通信系统以及通信方法。再有，在以下的实施方式中，标注了同一附图标记的结构要素假设进行同样的工作，适当省略重复的说明。
[第一实施方式]
图1是示出第一实施方式中的无线通信系统1的结构例的框图。无线通信系统1具备作为进行与不图示的终端的无线通信的基站发挥作用的、BBU10和RRH20。将BBU10与RRH20以能通过MFH通信的方式连接。作为控制装置的BBU10具备调度器（scheduler）11、编码部12和发送部13。作为通信装置的RRH20具备接收部21和信号处理部22。在BBU10和RRH20中，应用SPP方式来作为功能分割方式。
BBU10中的调度器11生成针对物理层的处理的控制信息。在控制信息中包含：表示RRH20在与终端的无线通信中使用的、调制方式、编码率、无线资源（频率、帧、帧中的时隙（slot））、发送功率等的信息。调度器11向编码部12和发送部13同时输出控制信息。编码部12一读入控制信息确定编码所需要的参数，就基于控制信息来对向终端发送的数据进行编码。编码部12将由编码得到的编码数据向发送部13输出。发送部13通过MFH向RRH20发送从调度器11输出的控制信息和从编码部12输出的编码数据。发送部13当取得从调度器11输出的控制信息时，不管由编码部12进行的编码的开始或完成，都将控制信息向RRH20发送。即，发送部13在编码部12完成编码数据的生成之前将控制信息向RRH20发送也可。
RRH20中的接收部21通过MFH从BBU10接收控制信息和编码数据。接收部21将接收到的控制信息和编码数据向信号处理部22输出。信号处理部22一读入控制信息确定信号处理所需要的参数，就基于控制信息进行用于将编码数据向终端发送的信号处理。信号处理部22将由信号处理得到的无线信号向终端发送。在信号处理部22所进行的信号处理中包含例如数字-模拟变换、频率变换、不要频率分量的除去、放大等。
图2是示出第一实施方式中的下行链路信号传输的流程的图。在BBU10中，编码部12读入从调度器11输出的控制信息，对数据进行基于控制信息的编码。此时，调度器11将控制信息向发送部13输出，使发送部13通过MFH将控制信息向RRH20发送。此外，发送部13将由编码部12编码后的编码数据通过MFH向RRH发送。
在RRH20中，接收部21接收通过MFH传输的控制信息，将接收到的控制信息向信号处理部22输出。信号处理部22读入从接收部21输出的控制信息。此外，接收部21接收通过MFH传输的编码数据，将接收到的编码数据向信号处理部22输出。信号处理部22一完成控制信息的读入，就对从接收部21输出的编码数据进行信号处理。
在第一实施方式中的无线通信系统1中，如图2所示那样，在编码部12对数据进行编码的期间，发送部13将控制信息向RRH20发送。由于将控制信息比编码数据先发送，所以，信号处理部22能够在编码数据到达RRH20之前开始控制信息的读入。已知：通过在BBU10中并行进行控制信息的发送和数据的编码，从而从图2所示的编码数据到达RRH20起到控制信息的读出完成的时间比图8和图10所示的流程的时间短。此外，在BBU10中进行针对数据的编码，因此，RRH20中的信号处理部22不需要进行编码。图2所示的流程的RRH20中的处理时间比图8所示的流程的RRH中的处理时间短。由此，从编码数据到达RRH20起到控制信息的读入完成的时间变短，能够削减下行链路信号传输的延迟时间。此外，已知：关于下行链路信号传输所需要的时间即合计延迟时间，与图8和图10所示的流程相比，第一实施方式的流程也更短。
[第二实施方式]
在第一实施方式中的无线通信系统1中通过MFH连接1个BBU10和1个RRH20，相对于此，第二实施方式中的无线通信系统通过MFH连接1个BBU和2个RRH。再有，在第二实施方式中，示出2个RRH连接于BBU的结构例来进行说明，但是，3个以上的多个RRH经由MFH连接于BBU也可。
图3是示出第二实施方式中的无线通信系统2的结构例的框图。无线通信系统2具备作为进行与不图示的终端的无线通信的基站发挥作用的、BBU30和2个RRH40（40-1，40-2）。BBU30具备调度器11、编码部12和发送部33。RRH40具备接收部41和信号处理部22。在BBU30和RRH40中与第一实施方式的无线通信系统1同样地应用了SPP方式来作为功能分割方式。
调度器11分别生成针对RRH40-1、40-2的控制信息#1、#2，将控制信息#1、#2向编码部12和发送部33输出。编码部12基于针对RRH40-1的控制信息#1，进行针对从RRH40-1向终端发送的数据#1的编码。编码部12将由针对数据#1的编码得到的编码数据#1向发送部33输出。此外，编码部12基于针对RRH40-2的控制信息#2，进行针对从RRH40-2向终端发送的数据#2的编码。编码部12将由针对数据#2的编码得到的编码数据#2向发送部33输出。
发送部33将从调度器11输出的控制信息#1和从编码部12输出的编码数据#1通过MFH向RRH40-1发送。发送部33与第一实施方式中的发送部13同样地当从调度器11输出控制信息#1时，通过MFH向RRH40-1发送控制信息#1。由编码部12进行的编码一结束，发送部33就通过MFH向RRH40-1发送编码数据#1。即，发送部33在编码部12完成编码数据#1的生成之前将控制信息#1向RRH40-1发送也可。发送部33向连接于BBU30的RRH40之中的使用控制信息#1和编码数据#1的RRH40-1发送控制信息#1和编码数据#1。
发送部33将从调度器11输出的控制信息#2和从编码部12输出的编码数据#2通过MFH向RRH40-2发送。发送部33当从调度器11输出控制信息#2时，通过MFH向RRH40-2发送控制信息#2。由编码部12进行的编码一结束，发送部33就通过MFH向RRH40-2发送编码数据#2。即，发送部33在编码部12完成编码数据#2的生成之前将控制信息#2向RRH40-2发送也可。发送部33向连接于BBU30的RRH40之中的使用控制信息#2和编码数据#2的RRH40-2发送控制信息#2和编码数据#2。
在RRH40-1中，接收部41接收从BBU30发送给RRH40-1的控制信息#1和编码数据#1。接收部41将接收到的控制信息#1和编码数据#1向信号处理部22输出。在RRH40-1中，与第一实施方式的RRH20的信号处理部22同样地，当接收部41从BBU30接收控制信息#1时，信号处理部22开始控制信息#1的读入。信号处理部22一读入控制信息#1，就开始针对从接收部41输出的编码数据#1的信号处理。在RRH40-2中，接收部41和信号处理部22也同样地进行工作。
在第二实施方式中的无线通信系统2中，在编码部12对数据#1、#2进行编码的期间，发送部33也将控制信息#1、#2向RRH40-1、40-2发送。由于将控制信息#1、#2比编码数据#1、#2先发送，所以，信号处理部22能够在编码数据到达RRH40-1、40-2之前开始控制信息的读入。通过在BBU30中并行进行控制信息#1、#2的发送和数据#1、#2的编码，从而缩短从编码数据#1、#2到达RRH40-1、40-2起到控制信息#1、#2的读入完成的时间。由此，从编码数据#1、#2到达RRH40-1、40-2起到控制信息#1、#2的读入完成的时间变短，能够削减下行链路信号传输的延迟时间。
[第三实施方式]
图4是示出第三实施方式中的无线通信系统3的结构例的框图。无线通信系统3具备作为进行与不图示的终端的无线通信的基站发挥作用的、BBU50和2个RRH60（60-1、60-2）。BBU50具备调度器11、编码部12和发送部53。RRH60具备接收部61和信号处理部22。在BBU50和RRH60中与第一实施方式的无线通信系统1同样地应用了SPP方式来作为功能分割方式。再有，在第三实施方式中，示出2个RRH60连接于BBU50的结构例来进行说明，但是，3个以上的RRH60经由MFH连接于BBU50也可。
调度器11分别生成针对RRH60-1、60-2的控制信息#1、#2，将控制信息#1、#2向编码部12和发送部53输出。编码部12基于针对RRH60-1的控制信息#1，进行针对从RRH60-1向终端发送的数据#1的编码。编码部12将由针对数据#1的编码得到的编码数据#1向发送部53输出。此外，编码部12基于针对RRH60-2的控制信息#2，进行针对从RRH60-2向终端发送的数据#2的编码。编码部12将由针对数据#2的编码得到的编码数据#2向发送部53输出。
发送部53将从调度器11输出的控制信息#1、#2和从编码部12输出的编码数据#1、#2通过MFH向RRH60-1、60-2多播发送（广播发送）。当从调度器11输出控制信息#1、#2时，发送部53通过MFH向RRH60-1、60-2发送控制信息#1、#2。由编码部12进行的编码一结束，发送部53就通过MFH向RRH60-1、60-2发送编码数据#1、#2。再有，发送部53代替多播发送而使用广播发送来发送控制信息和编码数据也可。即，发送部53在编码部12完成编码数据#1的生成之前将控制信息#1向RRH60-1发送也可。此外，发送部53在编码部12完成编码数据#2的生成之前将控制信息#2向RRH60-2发送也可。
在RRH60-1中，接收部61接收从BBU30发送的控制信息#1、#2和编码数据#1、#2。接收部61选择接收到的控制信息#1、#2和编码数据#1、#2之中的针对自身（RRH60-1）的控制信息#1和编码数据#1，废弃其他的控制信息和编码数据。接收部61将选择的控制信息#1和编码数据#1向信号处理部22输出。在RRH60-1中，与第一实施方式的RRH20的信号处理部22同样地，当接收部61从BBU50接收控制信息#1时，信号处理部22开始控制信息#1的读入。信号处理部22一读入控制信息#1，就开始针对从接收部61输出的编码数据#1的信号处理。在RRH60-2中，接收部41和信号处理部22也同样地进行工作。
在第三实施方式中的无线通信系统3中，在编码部12对数据#1、#2进行编码的期间，发送部53也将控制信息#1、#2向RRH60-1、60-2发送。由于将控制信息#1、#2比编码数据#1、#2先发送，所以，信号处理部22能够在编码数据到达RRH60-1、60-2之前开始控制信息的读入。通过在BBU50中并行进行控制信息#1、#2的发送和数据#1、#2的编码，从而缩短从编码数据#1、#2到达RRH60-1、60-2起到控制信息#1、#2的读入完成的时间。由此，从编码数据#1、#2到达RRH60-1、60-2起到控制信息#1、#2的读入完成的时间变短，能够削减下行链路信号传输的延迟时间。
根据上述的各实施方式中的无线通信系统，BBU并行进行控制信息的向RRH的发送和数据的编码，RRH当接收控制信息时开始读入，由此，能够使从编码后的数据到达RRH起到控制信息的读入完成的等待时间变短，能够削减下行链路信号传输的延迟时间。
以上，参照附图来对该发明的实施方式进行了详述，但是，具体的结构并不限于该实施方式，也包含不偏离该发明的主旨的范围的设计等。
产业上的可利用性
也能够应用于对使用SPP方式分割了基站的功能的结构中的下行链路信号传输的延迟时间进行削减而不可缺少的用途。
附图标记的说明
1，2，3…无线通信系统
10，30，50，91，93…BBU
11，911，931…调度器
12，932…编码部
13，33，53，912，933…发送部
20，40，60，92，94…RRH
21，41，61，921，941…接收部
22，923，942…信号处理部。

Claims (5)

1.一种无线通信系统，具备BBU和至少一个RRH，其中，
所述BBU具备调度器、编码部以及发送部，
所述调度器生成针对所述RRH与终端的无线通信中的物理层的处理的控制信息，将所生成的所述控制信息同时向所述编码部和所述发送部输出，所述控制信息包含表示调制方式、编码率、无线资源、发送功率的信息，
所述编码部基于所述控制信息来进行针对向所述终端发送的数据的编码，由此，生成编码数据，
所述发送部从所述调度器取得所述控制信息，在所述编码部结束所述编码数据的生成之前经由光链路向所述RRH发送所述控制信息，从所述编码部取得所述编码数据，经由所述光链路向所述RRH发送所述编码数据，
所述RRH具备：
接收部，从所述BBU接收所述控制信息和所述编码数据；以及
信号处理部，在所述编码数据到达所述RRH之前，开始由所述接收部接收的所述控制信息的读入，所述控制信息的读入一完成，就基于由所述接收部接收到的所述控制信息，进行用于将由所述接收部接收到的所述编码数据向所述终端发送的信号处理。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，
所述编码部一读入从所述调度器输出的所述控制信息，就开始针对所述数据的编码，
所述发送部在所述编码部对所述数据进行编码的期间发送所述控制信息，由此，并行进行由所述发送部进行的所述控制信息的发送和由所述编码部进行的所述数据的编码，
所述信号处理部一读入由所述接收部接收到的所述控制信息，就开始针对所述编码数据的信号处理，
在所述RRH中并行进行由所述信号处理部进行的所述控制信息的读入和由所述接收部进行的所述编码数据的接收。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的无线通信系统，其中，
在连接于所述BBU的所述RRH为多个的情况下，
所述发送部向多个所述RRH之中的、使用所述控制信息和所述编码数据的所述RRH发送所述控制信息和所述编码数据。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的无线通信系统，其中，
在连接于所述BBU的所述RRH为多个的情况下，
所述发送部向多个所述RRH广播发送所述控制信息和所述编码数据，
所述接收部选择从所述BBU接收的所述控制信息和所述编码数据之中的、针对本RRH的所述控制信息和所述编码数据，并将它们向所述信号处理部输出，废弃针对其他的所述RRH的所述控制信息和所述编码数据。
5.一种通信方法，所述通信方法是具备BBU和至少一个RRH的无线通信系统中的通信方法，其中，所述通信方法具有：
调度步骤，所述BBU的调度器生成针对所述RRH与终端的无线通信中的物理层的处理的、控制信息，将所生成的所述控制信息同时向所述BBU的编码部和所述BBU的发送部输出，所述控制信息包含表示调制方式、编码率、无线资源、发送功率的信息；
编码步骤，所述BBU的所述编码部基于所述控制信息来进行针对向所述终端发送的数据的编码，由此，生成编码数据；
第一发送步骤，所述BBU的所述发送部在所述编码步骤结束之前经由光链路向所述RRH发送所述控制信息；
第一接收步骤，所述RRH的接收部从所述BBU接收所述控制信息；
读入步骤，所述RRH的信号处理部在所述编码数据到达所述RRH之前开始所述接收到的控制信息的读入；
第二发送步骤，所述BBU的所述发送部当所述编码数据被生成时向所述RRH发送所述编码数据；
第二接收步骤，所述RRH的所述接收部从所述BBU接收所述编码数据；以及
信号处理步骤，所述RRH的所述信号处理部基于在所述第一接收步骤中接收到的所述控制信息，所述接收到的控制信息的读入一完成，就进行用于将在所述第二接收步骤中接收到的所述编码数据向所述终端发送的信号处理。
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