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JP7155496B2 - 多入力多出力システム用遠隔無線ユニットおよび中央ユニット - Google Patents

多入力多出力システム用遠隔無線ユニットおよび中央ユニット Download PDF

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Description

本開示は、多入力多出力システム、特に大規模ＭＩＭＯシステム用の遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）および中央ユニット（ＣＵ）に関する。本開示は、さらに、そのようなＭＩＭＯシステムのアップリンク（ＵＬ）およびダウンリンク（ＤＬ）信号を生成する方法に関する。
アナログＲＯＦ（ラジオオーバーファイバ）は、Ｏ－Ｅ（光－電気）変換とＲＦ（無線周波数）増幅のみで済むため、体積、重量、および消費電力の点で有利であり、特に大規模ＭＩＭＯシナリオではＲＲＵ設計に大きな関心が寄せられている。一方、ＲＦフロントエンドの歪み（例えば、電力増幅器の非線形性）を補償するために、デジタルプリディストーション（ＤＰＤ）が広く使われている。アナログＲＯＦの範囲では、アップリンクＲＯＦはＤＰＤアルゴリズムのフィードバックチャネルとして使用されるが、ＲＯＦフィードバックチャネルによって起因する歪みのために、ＤＰＤアルゴリズムの性能はそれぞれ低下していく：特に、非線形歪みは、ＡＣＬＲ（隣接チャネル漏洩率）を大幅に増加させる。以下では、図１に示すように、ＲＯＦチャネルの歪みを示すＲＯＦ歪みをΦ_ROF (・)と表記する。図１において、信号xRF(t)１０４は、直接変調されたレーザ（ＤＭＬ）１０１を励起する。レーザ１０１の出力信号がシングルモードファイバ（ＳＭＦ）１０２を通過した後、ポストディストーション（ＰＤ）１０３が信号yRF(t)１０５を提供する。
ＤＰＤ劣化を図２を用いて説明することができる。ここで、s(t)，２０４は所望の信号であり、x(t)，２０７はプレディストーションされた信号であり、y'(t)，２０６はフィードバック信号であり、および、y(t)，２０５は送信信号である。Ψ(・)は電力増幅器のような非線形系２０２を示し、Ф(・)はＲＯＦチャネルのようなフィードバックチャネル２０３を示すために使用される。ＤＰＤトレーニングアルゴリズム２０１はy'(t)=s(t)を目標としているため、真に送信信号y(t)，205は、s(t)，204を歪めたバージョンであるФ-1(s)に近いとなる。
一般的な解決手段は、フィードバックチャネルの歪みを軽減することである。「E. E. Bergamann, "Dispersion-Induced Compmosite Second-Order Distortion at 1.5um," IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTER VOL 3 NO1, 1991」で述べられているように、ＲＯＦの大歪みは、ファイバの色分散とレーザチャープ効果の共同作業によって引き起こされる。このような劣化を避けるために、ディスパージョン・クロマティック・モジュール（ＤＣＭ）を使用することができ、その効果はテストで実証されている。しかし、この解決手段ではハードウェアのコストが大幅に増加する。現在の技術水準では、ベースバンド信号で動作するデジタル方式がより魅力的であると思われる。すなわち、「A. Hekkala, M. Lasanen, L. C. Vieira, N. J. Gomes und A. Nkansah, "Architectures for joint compensation of RoF and PA with nonideal feedback," in IEEE VTC Spring, Taipei, Taiwan, May 2010」で推奨されるポストディストーションである。
ディスパージョン・クロマティック・モジュール（ＤＣＭ）は、ファイバ伝送中に発生する色分散を補償する受動的光学デバイスを使用して構成される。光信号で動作し、アナログＲＯＦの非線形挙動に有効であることが実証された。しかし、このデバイスは比較的高価であり、実際には、例えば２０ｋｍ １５５０ｍなど、使用する特定のファイバに合わせる必要がある。さらに、ＤＣＭを使用すると、実際のネットワーク設計では確実に望まれない光信号の強度の減衰が発生する。
現在の技術水準では、ベースバンド信号で動作するデジタル方式がより魅力的であると思われる。すなわち、「A. Hekkala, M. Lasanen, L. C. Vieira, N. J. Gomes und A. Nkansah, "Architectures for joint compensation of RoF and PA with nonideal feedback," in IEEE VTC Spring, Taipei, Taiwan, May 2010」で推奨されるポストディストーションである（ＲＲＵ側３００でのトレーニングシーケンスに基づくポストディストーションを示す図３を参照）。この方法は以下のように構成されている。（１）ＲＲＵ３００がＲＯＦ入力信号３１４の統計的挙動を近似できるトレーニング信号を送信する；（２）中央ユニットが既知のトレーニング信号を用いて非線形系の識別を行う；（３）ＵＬ３２３とフィードバック３２４の両方の使用のために、受信信号３１３に非線形ポストディストーション３０１を行う。このようなポストイコライズ法の欠点は、ＲＲＵ側３００からトレーニング信号を送信するために、まずデジタル信号を格納するための大容量メモリの使用が必要であり、次にＤＡＣ３０８およびフィードバックＲＦ信号３２４の中心周波数に対するＲＦ信号の変調には、追加のハードウェアが必要である。さらに、アップコンバータ３０９に供給されるＬＯは、中央ユニット側のダウンコンバータのＬＯと完全に同期している必要がある。
ＲＲＵ設計３００を簡素化するために、非線形歪みが入力信号の電力の３乗に比例することを考慮することにより、入力信号の電力を減らすことができる。これにより、ある電力レベルでは、非線形効果が無視でき、システムは線形系で近似できる。
Figure 0007155496000001
SNRはしたがって低下するが、システムの高い線形性が必要である場合にはこの設定が望ましい。線形化には、フィードバックＲＯＦチャネルに無視できる線形歪みが含まれていることが必要であるが、ハードウェアの障害によりこの条件が常に成立するわけではない。
本発明の目的は、上述の問題を解決するための技術、すなわち、ラジオオーバーファイバ（ＲＯＦ）システム、特に図２に示すようなデジタルプリディストーション（ＤＰＤ）とフィードバックを用いたＲＯＦシステムを実装するためのハードウェア複雑性とコストを削減する技術を提供することである。
この目的は、独立請求項に記載の特徴によって実現される。従属請求項、明細書、及び図面から、さらなる実装形態が明らかとなる。
本発明の基本的な考え方は、受信側で刺激系列の知識がないことを前提とした単純な刺激信号生成を採用することで、非常にコンパクトな無線遠隔ユニット（ＲＲＵ）設計を使用することである。このようなシナリオでは、ブラインド等化が実行され、次のようなシステム設計、すなわちＢＰＳＫ支援型ポストディストーションが、ＲＲＵ側でランダムに生成された２進シーケンスで変調されたキャリア信号（ＬＯ）に適用される。アップリンクＲＯＦ（ＤＭＬ）に入力されるＲＦ信号の電力は、ＣＵによって制御される。このような設計については、図４を参照して後述する。
開示されたＲＲＵ設計は、以下の特徴により特徴付けることができる：
（１）ＣＵは、ＤＬ－ＲＯＦを介して、キャリア周波数fcのＬＯ信号を送信する。
（２）このＬＯ信号を受信したＲＲＵ側は、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）を行ってＬＯ信号を取り出した後、ＢＰＳＫ（二位相偏移キーイング）変調器に供給する；一方、ランダム２進シーケンス（ＰＲＢＳ；擬似ランダム２進シーケンス）発生器またはホワイトノイズ発生器によって生成されたＢＰＳＫ波形は、ＢＰＳＫ変調器に送信される；変調されたＢＰＳＫ ＲＦ信号は、中央ユニット（ＣＵ）によって利得gが制御されたＵＬ－ＲＯＦ（フィードバックチャネル）に送信される；
（３）ＣＵ側で、受信したベースバンド信号に、例えば決定論的最小平均二乗法（ＤＤ－ＬＭＳ）アルゴリズムなどのブラインド線形チャネル等化を適用して、アップリンク線形歪みを特定し、ＲＲＵ側で利得gを変化させて、ＵＬ－ＲＯＦの無記憶非線形歪みに対応する振幅対振幅変調（ＡＭ－ＡＭ）関数を求める。
（４）ＣＵ側では、ＤＰＤフィードバック信号またはアップリンク信号に対して、線形歪み補償や非線形歪み補償を適用する。
本発明を詳細に説明すべく、以下の用語、略語及び表記を用いる。ＲＲＵ：遠隔無線ユニットＣＵ：中央ユニットＭＩＭＯ：多入力多出力ＤＰＤ：デジタルプリディストーションＤＭＬ：直接変調されたレーザＳＭＦ：シングルモードファイバＰＤ：ポストディストーションＡＣＬＲ：隣接チャネル漏洩率ＤＣＭ：ディスパージョン・クロマティック・モジュールＤＬ：ダウンリンクＵＬ：アップリンクＤＡＣ：デジタル‐アナログ変換器ＡＤＣ：アナログ‐デジタル変換器ＢＰＳＫ：二位相偏移キーイングＲＯＦ：ラジオオーバーファイバＤＤ－ＬＭＳ：決定指向性最小平均二乗法ＡＭ－ＡＭ：振幅対振幅変調ＢＰＦ：バンドパスフィルタＰＲＢＳ：擬似ランダム２進シーケンス（発生器）ＬＯ：局部発振器ＲＦ：無線周波ＰＡ：電力増幅器ＡＮＴ ＳＷ：アンテナスイッチＵ／Ｃ：アップコンバータＤ／Ｃ：ダウンコンバータＶＧＡ：可変利得増幅器ＳＩＧ ＧＥＮ：信号発生器ＢＢ：広帯域ＭＯＤ：変調器ＣＦＯ：キャリア周波数オフセットＴＤＤ：時分割複信
第１の態様によると、本発明は、二位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）波形を局部発振器（ＬＯ）信号で変調して刺激信号を生成するように構成されており、前記ＬＯ信号は、中央ユニット（ＣＵ）からダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介して受信されたダウンリンク光信号から得られる、ＢＰＳＫ変調器と、前記刺激信号に基づいてアップリンク光信号を生成するように構成された、特にレーザであって、前記ＣＵへのアップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介した送信のための光信号発生器とを備える遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）に関する。
このようなＲＲＵ設計は、ハードウェア複雑性とコストを削減して実装することができる。ＲＲＵ設計では、ラジオオーバーファイバ（ＲＯＦ）システムを、特にデジタルプリディストーション（ＤＰＤ）とフィードバックを使用したＲＯＦシステムを実行することができる。
このようなＲＲＵは、コンパクトで低コストのＲＲＵ設計によって実装することができ、同じ刺激信号をマルチ/マッシブＭＩＭＯケースに再利用することができる。ＲＲＵ設計は、ＤＰＤアプリケーションのために高品質なＵＬ－ＲＯＦチャネルと高品質なフィードバックＲＯＦチャネルを提供する。中央ユニット側では、シンプルな等化アルゴリズムを実装することができる。また、ＴＤＤシステムではＲＯＦリンクを追加する必要がなく、適応的なＲＯＦ配備のためのオンライン較正も必要ではない。
ＲＲＵの例示的な実装形態では、アップリンク光信号の電力は制御チャネルを介してＣＵによって制御される。 これにより、非線形歪みをＣＵで実質的に制御できるという利点がある。
ＲＲＵの例示的な実装形態では、ＲＲＵは、ダウンリンク光信号からＬＯ信号を取り出すように構成されたバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を備える。
これにより、チャネルの非線形歪みに起因する受信信号の高調波をバンドパスフィルタで除去できるという利点がある。
ＲＲＵの例示的な実装形態では、ダウンリンク光信号は、キャリア周波数fcのＬＯ信号およびキャリア周波数fcの高調波を伝送する。
これにより、ダウンリンク光信号は、ＣＵからのキャリア周波数fcの情報を伝送するため、ＢＰＳＫ変調器の制御信号として使用できるという利点がある。より少ないリソースが使用され、伝送効率が向上する。
ＲＲＵの例示的な実装形態では、ＢＰＦの通過帯域の周波数範囲は、キャリア周波数fcを含む。
これにより、バンドパスフィルタがＣＵからＢＰＳＫ変調器へのキャリア周波数fcを通過させるように調整されるという利点がある。
ＲＲＵの例示的な実装形態では、ＲＲＵは、ＢＰＳＫ波形を生成するように構成された擬似ランダム２進シーケンス（ＰＲＢＳ）発生器またはホワイトノイズ発生器を備える。
これにより、このようなＰＲＢＳまたはホワイトノイズ発生器は、例えば、シフトレジスタ設計を使用することによって容易に実装できるという利点がある。
ＲＲＵの例示的な実装形態で、ＲＲＵは、時分割複信（ＴＤＤ）モードで動作し、ここで、ＴＤＤモードのダウンリンク（ＤＬ）位相がＤＬ－ＲＯＦを介した前記ＤＬ光信号の受信に使用され、ＴＤＤモードのアップリンク（ＵＬ）位相がＵＬ－ＲＯＦを介したＵＬ光信号の送信のために使用され、トレーニングおよび／または較正のために、ＤＬ／ＵＬまたはＵＬ／ＤＬ切替間隔が使用されている。
これにより、ＴＤＤモードの様々な位相でＲＲＵの様々なタスクを実現できるため、設計がコンパクトで効率的になるという利点がある。
第２の態様によると、本発明は、ダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介して無線遠隔ユニット（ＲＲＵ）を伝送するためのダウンリンクデジタル信号に基づいてダウンリンク光信号を生成するように構成された、特にレーザである光信号発生器と、デジタルプリディストータ（ＤＰＤ）フィードバック信号に基づいて、前記ダウンリンクデジタル信号をデジタル的にプリディストーションするように構成されたＤＰＤと、前記ＲＲＵからアップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介して受信されたアップリンク光信号に基づいて、前記ＤＰＤフィードバック信号を提供するように構成される、ブラインド線形デジタルチャネルイコライザとを備える中央ユニット（ＣＵ）に関する。
このようなＣＵは、コンパクトで低コストのＣＵ設計によって実装することができ、同じ刺激信号をマルチ/マッシブＭＩＭＯケースに再利用することができる。ＣＵ設計は、ＤＰＤアプリケーションのために、高品質なＵＬ－ＲＯＦチャネルと高品質なフィードバックＲＯＦチャネルを提供する。シンプルな等化アルゴリズムを実装できる。また、ＴＤＤシステムではＲＯＦリンクを追加する必要がなく、適応的なＲＯＦ配備のためのオンライン較正も必要ではない。
ＣＵの例示的な実装形態では、ＣＵは、アップリンク光信号から導出されたアップリンクデジタル信号に決定指向性最小平均二乗法（ＤＤ－ＬＭＳ）アルゴリズムを適用して、ブラインド線形デジタルチャネルイコライザの等化係数を決定する。
このようなＣＵは、ＤＤ－ＬＭＳのようなシンプルな等化アルゴリズムを実装することができ、ハードウェア（および／またはソフトウェア）の複雑性を軽減する。
ＣＵの例示的な実装形態では、ＣＵは、ＵＬ－ＲＯＦによって導入された非線形歪みを特定するために、ＲＲＵとの制御チャネルを介してＲＲＵで生成されたアップリンク光信号の利得を変化させる。これにより、非線形歪みを制御し、最小限に抑えることができるという利点がある。
ＣＵの例示的な実装形態では、ＣＵは、アップリンク光信号の利得変化に基づいてＵＬ－ＲＯＦの振幅対振幅変調（ＡＭ－ＡＭ）応答を識別する。これにより、ＡＭ－ＡＭ応答を制御および最適化できるという利点がある。
ＣＵの例示的な実装形態では、ＣＵは、無記憶非線形系としての近似、特にＮ－Ｌモデルまたはハマースタインモデルによる近似に基づいて、ＵＬ－ＲＯＦによって導入された非線形歪みを識別する。
これにより、非線形歪みを記述するための効率的なモデルを適用し、そのモデルによってＭＩＭＯシステムを最適化することができるという利点がある。
ＣＵの例示的な実装形態では、ＣＵは、以下の関係に基づいて、前記ブラインド線形デジタルチャネルイコライザを調整する：
u_BB=h_(UL,CU)*Φ_(UL,ROF) (g r_BB )+n_BB
ここで、u_BBは、前記アップリンク光信号のデジタルベースバンド表現を示し、h_(UL,CU)は、前記ＣＵで導入された線形歪みを示し、Φ_(UL,ROF)は、前記ＵＬ－ＲＯＦで導入された非線形歪みを示し、gは前記ＲＲＵで生成される前記アップリンク光信号の利得を示し、r_BBは前記アップリンク光信号の生成に使用される前記ＲＲＵにおけるＢＰＳＫ波形のデジタルベースバンド表現を示し、n_BBは歪み信号を示す。
これにより、このようなブラインド等化の調整が容易に実施されることになり、収束が早く、良好なトラッキング性能が得られるという利点がある。
ＣＵの例示的な実装形態では、ＣＵは、時分割複信（ＴＤＤ）モードで動作し、ここで、ＴＤＤモードのダウンリンク（ＤＬ）位相をＤＬ－ＲＯＦを介してＤＬ光信号の伝送に使用し、ＴＤＤモードのアップリンク（ＵＬ）位相をＵＬ－ＲＯＦを介してＵＬ光信号の受信に使用し、ＤＬ／ＵＬまたはＵＬ／ＤＬ切替間隔をトレーニングおよび／または較正に使用する。
これにより、ＴＤＤモードの様々な位相によりＣＵの様々なタスクを実現できるため、設計がコンパクトで効率的になるという利点がある。
ＣＵの例示的な実装形態では、ＣＵは、ＤＬ－ＲＯＦを介してキャリア周波数fcの局部発振器（ＬＯ）信号をＲＲＵに送信する。
これにより、ＲＲＵはＣＵでのキャリア周波数に関する情報を得ることができ、ＢＰＳＫ変調器を最適に調整することができるという利点がある。
第３の態様によると、本発明は、上述の第２の態様による中央ユニット（ＣＵ）と、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）によってＣＵに連結された上述の第１の態様による遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）とを備える、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムに関する。
このようなＭＩＭＯシステムは、コンパクトで低コストのＲＲＵとＣＵ設計によって効率的に実装することができ、同じ刺激信号をマルチ/マッシブＭＩＭＯケースに再利用することができる。ＭＩＭＯシステムは、ＤＰＤアプリケーションのために、高品質なＵＬ－ＲＯＦチャネルと高品質なフィードバックＲＯＦチャネルを提供する。シンプルな等化アルゴリズムを実装できる。また、ＴＤＤシステムではＲＯＦリンクを追加する必要がなく、適応的なＲＯＦ配備のためのオンライン較正も必要ではない。
第４の態様によると、本発明は、中央ユニット（ＣＵ）から、ダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介してダウンリンク光信号を受信する段階と、ダウンリンク光信号から導出される局部発振器（ＬＯ）信号による二位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）波形のＢＰＳＫ変調に基づいて、刺激信号を生成する段階と、光信号発生器、特にレーザによって、刺激信号に基づいたアップリンク光信号を生成して、アップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介してＣＵに送信する段階とを備える、遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）によってアップリンク光信号を生成する方法に関する。
このような方法は、コンパクトで低コストのＲＲＵとＣＵ設計によって容易に実装することができ、同じ刺激信号をマルチ/マッシブＭＩＭＯケースに再利用することができる。この方法は、ＤＰＤアプリケーションのための高品質なＵＬ－ＲＯＦチャネルと高品質なフィードバックＲＯＦチャネルを提供する。
第５の態様によると、本発明は、光信号発生器、特にレーザによって、ダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介して無線遠隔ユニット（ＲＲＵ）に送信するためのダウンリンクデジタル信号に基づいてダウンリンク光信号を生成する段階と、デジタルプリディストータ（ＤＰＤ）により、ＤＰＤフィードバック信号に基づいて、ダウンリンクデジタル信号をデジタル的にプリディストートする段階と、ブラインド線形デジタルチャネルイコライザによって、ＲＲＵからアップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介して受信されたアップリンク光信号に基づいて、ＤＰＤフィードバック信号を提供する段階とを備える、中央ユニット（ＣＵ）によってダウンリンク光信号を生成する方法に関する。
このような方法は、コンパクトで低コストのＣＵとＲＲＵ設計で容易に実装でき、同じ刺激信号をマルチ/マッシブＭＩＭＯケースに再利用することができる。この方法は、ＤＰＤアプリケーションのための高品質なＵＬ－ＲＯＦチャネルと高品質なフィードバックＲＯＦチャネルを提供する。シンプルな等化アルゴリズムを実装できる。
第６の態様によると、本発明は、実行されると、少なくとも１つのコンピュータに第４または第５の態様による方法を実行させるコンピュータ実行可能コードまたはコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品に関する。このようなコンピュータプログラム製品は、プロセッサで使用するためのプログラムコードをその上に格納した非一時的な読み取り可能な記憶媒体を含んでよく、ここで、プログラムコードは、以下に説明する方法またはコンピューティングブロックを実行するための命令を備える。
本発明のさらなる実施形態が、以下の図に関して説明される。
ラジオオーバーファイバ（ＲＯＦ）チャネルシステム１００の歪みを示すブロック図である。
フィードバックチャネルの歪みによるＤＰＤアルゴリズム劣化を含む、デジタルプリディストーション（ＤＰＤ）システム２００のブロック図である。
トレーニングシーケンスに基づくポストディストーションを適用する遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）３００のブロック図である。
本開示によるＢＰＳＫ支援型ポストディストーションを適用する中央ユニット（ＣＵ）４１０と無線遠隔ユニット（ＲＲＵ）４２０を備えたＭＩＭＯシステム４００のブロック図である。
本開示によるＢＰＳＫ補助ブラインド等化を適用するように構成された遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）５００のブロック図である。
本開示によるＢＰＳＫ補助ブラインド等化を適用するように構成された中央ユニット（ＣＵ）６００のブロック図である。
ＡＭ－ＡＭの無記憶非線形効果を示す性能図７００である。
不等化ＲＯＦ伝送のための複素平面上の記号図８００である。
本開示によるＢＰＳＫ補助等化を用いて等化されたＲＯＦ伝送の複素平面における記号図９００である。
本開示によるＴＤＤ動作およびＲＯＦチャネル較正を示すＴＤＤシステム１０００の概略図である。
本開示による遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）によるアップリンク光信号の生成方法を示す概略図である。
本開示による中央ユニット（ＣＵ）によるダウンリンク光信号の生成方法を示す概略図である。
以下の詳細な説明では、その一部を構成する添付図面を参照し、本開示を実施してよい具体的態様を例示として示す。他の態様が利用されてよく、本開示の範囲を逸脱することなく、構造的または論理的変更がなされてよいことが理解される。以下の詳細な説明は、従って、限定する意味でとらえられるべきものではなく、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
記述された方法に関連して述べられたコメントは、その方法を実行するように構成された対応するデバイスまたはシステムにも当てはまる可能性があり、その逆もまた同様であることが理解される。例えば、特定の方法の段階が説明される場合、対応するデバイスが、説明された方法の段階を実行するユニットを、そのようなユニットが明示的に説明されていないまたは図に示されていない場合でも、含んでよい。さらに、本明細書に説明される様々な例示的な態様の特徴は、特に断りのない限り、互いに組み合わされてよいことが理解される。
本明細書に記載されている方法、デバイス、およびシステムは、特に、遠隔無線ユニットおよび中央ユニットを使用するラジオオーバーファイバ（ＲＯＦ）無線通信において実施してよい。
ラジオオーバーファイバ（ＲＯＦ）とは、光を無線周波信号で変調し、光ファイバリンクで伝送する技術のこと。光ファイバリンクを使用する主な技術的利点は、全電気信号伝送に比べて伝送損失が少なく、ノイズや電磁干渉に対する感度が低いことである。アプリケーションは、携帯電話の無線信号（例えば、３Ｇ、４Ｇ、５ＧおよびＷｉＦｉなど）の伝送、ケーブルテレビ信号の伝送、および衛星通信など多岐にわたる。
無線通信の分野では、５ＧやＷｉＦｉなどの無線アクセスを同じアンテナから同時に促進することが一つの主なアプリケーションとなっている。つまり、無線信号を光ファイバケーブルで搬送する。従って、１本のアンテナは、１本のファイバケーブルで搬送されたありとあらゆる無線信号（５Ｇ、Ｗｉｆｉ、セルなど）を中央となる場所で受信でき、その後、機器が信号を変換する。
遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）は、無線ネットワークでは遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）とも呼ばれ、電気または無線インターフェースを介してオペレータの無線コントロールパネルに接続する遠隔無線トランシーバである。
ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、５Ｇなどの無線システム技術では、無線機器はＢＴＳ／ＮｏｄｅＢ／ｅＮｏｄｅＢ／ｇＮｏｄｅＢ（中央ユニットとも呼ばれる）に遠隔で設置される。この機器は、農村地域やトンネルなどの厳しい環境下で、ＢＴＳ／ＮｏｄｅＢ／ｅＮｏｄｅＢ／ｇＮｏｄｅＢのカバレッジを拡張するために使用される。一般的には、共通の公衆無線インターフェースプロトコルを用いて、光ファイバケーブルを介してＢＴＳ／ＮｏｄｅＢ／ｅＮｏｄｅＢ／ｇＮｏｄｅＢに接続されている。
ＲＲＵは、現在の新しい分散型基地局の最も重要なサブシステムの１つとなった。ＲＲＵには、基地局のＲＦ回路に加え、アナログ－デジタル／デジタル－アナログ変換器、およびアップ／ダウン変換器が搭載されている。また、ＲＲＵは、運用管理処理機能や、基地局の他の部分と接続するための標準化された光インターフェースも備えている。遠隔無線ユニットは、ＭＩＭＯ動作をより容易にし、基地局の効率を高め、ギャップカバレッジ問題のための物理的位置づけをより容易にする。
本明細書に記載されている方法、デバイスおよびシステムは、特にＰＲＢＳおよびＢＰＳＫ発生器を利用してよい。
擬似ランダム２進シーケンス（ＰＲＢＳ）とは、決定論的なアルゴリズムで生成されるものの、予測が困難で、真にランダムなシーケンスと同様の統計的挙動を示す２進シーケンスのことである。擬似ランダム２進シーケンスは、線形フィードバックシフトレジスタを用いて生成することができる。
ＢＰＳＫ（二位相偏移キーイング）は、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）の最も単純な形態である。１８０°離れた２つの位相を使用しているため、２－ＰＳＫとも呼ばれてよい。コンスタレーションポイントが正確に配置されている位置は特に重要ではない。そのため、復調器が誤った判断をする前に、最も高いノイズレベルや歪みを処理することができる。そのため、すべてのＰＳＫの中で最も堅牢であると言える。
説明されたデバイスは、集積回路および／または受動素子を含み、様々な技術に従って製造される可能性がある。例えば、回路は、論理集積回路、アナログ集積回路、ミックスドシグナル集積回路、光回路、メモリ回路、および／または集積受動素子として設計してよい。
本明細書に記載されているデバイスおよびシステムは、プロセッサまたは処理デバイス、メモリおよびトランシーバ、すなわち送信機および／または受信機を含んでよい。以下の説明では、「プロセッサ」または「処理デバイス」という用語は、特定のタスク（またはブロックや段階）を処理するために利用できるあらゆるデバイスを表している。プロセッサまたは処理デバイスは、単一のプロセッサまたはマルチコアプロセッサであるか、プロセッサのセットを含むか、または処理のための手段を含むことができる。プロセッサや処理デバイスは、ソフトウェアやファームウェア、またはアプリケーションなどを処理することができる。
図４は、本開示によるＢＰＳＫ支援型ポストディストーションを適用する中央ユニット（ＣＵ）４１０と無線遠隔ユニット（ＲＲＵ）４２０を備えたＭＩＭＯシステム４００のブロック図である。
このような多入力多出力（ＭＩＭＯ）システム４００は、中央ユニット４１０と、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）によってＣＵに連結される遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）４２０とを備える。
ＲＲＵ４２０は、刺激信号３２５を生成するために、局部発振器（ＬＯ）信号４２６によってＢＰＳＫ波形４２３を変調するように構成されている、二位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）変調器４２２を備える。ＬＯ信号４２６は、中央ユニットであるＣＵ４１０から、ダウンリンクラジオオーバーファイバ、ＤＬ－ＲＯＦ４０１を介して受信したダウンリンク光信号３１３（例えば、図３に示すようなもの）から得られる。ＲＲＵ４２０は、光信号発生器３１２、例えば、レーザ（またはフォトダイオード）をさらに備え、この光信号発生器３１２は、ＣＵ４１０に、アップリンクラジオオーバーファイバ、ＵＬ－ＲＯＦ４０２を介して送信するために、刺激信号３２５に基づいてアップリンク光信号３１４（例えば、図３に示すように）を生成するように構成されている。
アップリンク光信号３１４の電力は、制御チャネル（図４において、ＣＵ４１０とＲＲＵ４２０との間の破線で表される）を介してＣＵ４１０によって制御されてもよい。
ＲＲＵ４２０は、ダウンリンク光信号３１３からＬＯ信号４２６を取得するように構成されたバンドパスフィルタ、ＢＰＦ（例えば、図５に示すようなＢＰＦ５０３）を備えてもよい。ダウンリンク光信号３１３は、キャリア周波数fcのＬＯ信号４２６と、キャリア周波数fcの高調波を搬送してもよい。ＢＰＦ５０３の通過帯域の周波数範囲には、キャリア周波数fcが含まれていてもよい。
ＲＲＵ４２０は、ＢＰＳＫ波形４２３を生成するように構成された擬似ランダム２進シーケンス（ＰＲＢＳ）発生器４２１またはホワイトノイズ発生器をさらに含んでもよい。
ＲＲＵ４２０は、例えば、図１０に図示されるように、時分割複信（ＴＤＤ）モードで動作してもよい。特に、ＴＤＤモードのダウンリンク（ＤＬ）位相は、ＤＬ－ＲＯＦ４０１を介したＤＬ光信号３１３の受信のために使用され、ＴＤＤモードのアップリンク（ＵＬ）位相は、ＵＬ－ＲＯＦ４０２を介したＵＬ光信号３１４の送信のために使用され、ＤＬ／ＵＬまたはＵＬ／ＤＬ切替間隔は、例えば、図１０に関して後述するように、トレーニングおよび／または較正のために使用されてもよい。ＣＵ４１０は、ダウンリンクラジオオーバーファイバ、ＤＬ－ＲＯＦ４０１を介してＲＲＵ４２０に送信するためのダウンリンクデジタル信号４１６に基づいて、ダウンリンク光信号、例えば、図６に示すような信号６１０を生成するように構成された光信号発生器４１４、例えばレーザ（またはフォトダイオード）を備える。ＣＵ４１０は、ＤＰＤフィードバック信号４１９に基づいて、ダウンリンクデジタル信号４１６をデジタル的にプリディストーションするように構成されたデジタルプリディストータＤＰＤ４１２をさらに含む。ＣＵ４１０は、ＲＲＵ４２０からアップリンクラジオオーバーファイバ、ＵＬ－ＲＯＦ４０２を介して受信したアップリンク光信号、例えば、図６に示す信号６１１に基づいて、ＤＰＤフィードバック信号４１９を提供するように構成されたブラインド線形デジタルチャネルイコライザ４１７をさらに含む。
ＣＵ４１０は、アップリンク光信号６１１から導出されたアップリンクデジタル信号に、決定指向性最小平均二乗法（ＤＤ－ＬＭＳ）アルゴリズムを適用して、ブラインド線形デジタルチャネルイコライザ４１７の等化係数を決定するように構成されてもよい。
ＣＵ４１０は、ＵＬ－ＲＯＦ４０２によって導入された非線形歪みを特定するために、ＲＲＵ４２０との制御チャネルを介してＲＲＵ４２０で生成されたアップリンク光信号６１１の利得を変化させるように構成されてもよい。ＣＵ４１０は、アップリンク光信号６１１の利得変動に基づいて、ＵＬ－ＲＯＦ４０２の振幅対振幅変調（ＡＭ－ＡＭ）応答（例えば、図６に示すＡＭ－ＡＭ補償器６０９によって決定される）を識別するように構成されてもよい。
ＣＵ４１０は、無記憶非線形系としての近似、特にＮ－Ｌモデルまたはハマースタインモデルによる近似に基づいて、ＵＬ－ＲＯＦ４０２によって導入された非線形歪みを識別するように構成されてもよい。ハマースタインモデルは、Ａｄｏｌｆ Ｈａｍｍｅｒｓｔｅｉｎにちなんで名付けられた、非線形力学系の特殊なモデル形式です。特徴的なのは、線形時不変の動的システムの前に、静的な非線形性を直列に接続した構造です。ハマースタインモデルは、シングルサイズとマルチサイズの両方のシステムで定義されている。
なお、ＣＵ４１０は、以下の関係に基づいて、ブラインド線形デジタルチャネルイコライザ４１７を調整するように構成されていてもよい：
u_BB=h_(UL,CU)*Φ_(UL,ROF) (g r_BB )+n_BB
ここで、u_BBは、アップリンク光信号６１１のデジタルベースバンド表現を示し、h_(UL,CU)は、ＣＵ４１０で導入された線形歪みを示し、Φ_(UL,ROF)は、ＵＬ－ＲＯＦ４０２で導入された非線形歪みを示し、gはＲＲＵ４２０で生成されるアップリンク光信号６１１の利得を示し、r_BBはアップリンク光信号６１１の生成に使用されるＲＲＵ４２０におけるＢＰＳＫ波形のデジタルベースバンド表現を示し、n_BBは歪み信号を示す。
ＣＵ４１０は、例えば図１０に示されているように、時分割複信（ＴＤＤ）モードで動作させてよい。特に、ＴＤＤモードのダウンリンク（ＤＬ）位相をＤＬ－ＲＯＦによるＤＬ光信号の送信に使用し、ＴＤＤモードのアップリンク（ＵＬ）位相をＵＬ－ＲＯＦによるＵＬ光信号の受信に使用し、ＤＬ／ＵＬまたはＵＬ／ＤＬ切替間隔を、例えば図１０に関して後述するように、トレーニングおよび／または較正に使用してよい。
なお、ＣＵ４１０は、ＤＬ－ＲＯＦ４０１を介してキャリア周波数fcの局部発振器（ＬＯ）信号をＲＲＵ４２０に送信するように構成されていてもよい。
図４に示したＭＩＭＯシステム４００は、受信側で刺激系列の知識がないことを前提とした単純な刺激信号生成を採用することで、非常にコンパクトな無線遠隔ユニット（ＲＲＵ）設計で実装することができる。このようなシナリオでは、ブラインド等化が実行され、次のようなシステム設計、すなわちＢＰＳＫ支援型ポストディストーションが、ＲＲＵ側でランダムに生成された２進シーケンスで変調されたキャリア信号（ＬＯ）に適用される。アップリンクＲＯＦ（ＤＭＬ）に入力されるＲＦ信号の電力は、ＣＵによって制御される。
ＭＩＭＯシステム４００の設計は、以下の特徴により特徴付けることができる：
（１）ＣＵ４１０は、ＤＬ－ＲＯＦ４０１を介して、キャリア周波数fcのＬＯ信号を送信する。
（２）このＬＯ信号を受信したＲＲＵ４２０側は、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）を行ってＬＯ信号を取り出した後、ＢＰＳＫ（二位相偏移キーイング）変調器４２２に供給する；一方、ランダム２進シーケンス（ＰＲＢＳ；擬似ランダム２進シーケンス）発生器４２１またはホワイトノイズ発生器によって生成されたＢＰＳＫ波形４２３は、ＢＰＳＫ変調器４２２に送信される；変調されたＢＰＳＫ ＲＦ信号は、中央ユニット（ＣＵ）４１０によって利得gが制御されたＵＬ－ＲＯＦ ４０２（フィードバックチャネル）に送信される；
（３）ＣＵ４１０側で、受信したベースバンド信号に、例えば決定論的最小平均二乗法（ＤＤ－ＬＭＳ）アルゴリズムなどのブラインド線形チャネル等化４１７を適用して、アップリンク線形歪みを特定し、ＲＲＵ４２０側で利得gを変化させて、ＵＬ－ＲＯＦの無記憶非線形歪みに対応する振幅対振幅変調（ＡＭ－ＡＭ）関数を求める。
（４）ＣＵ４１０側では、ＤＰＤフィードバック信号またはアップリンク信号に対して、線形歪み補償や非線形歪み補償を適用する。
図５は、本開示によるＢＰＳＫ補助ブラインド等化を適用するように構成された遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）５００のブロック図である。ＲＲＵ５００は、図４に関して上述したＲＲＵ４２０の実装を表している。
ＳＭＦから受信した光信号３１３は、すなわち、図４に関して上述したＤＬ－ＲＯＦ４０１を介して、ポストディストーションモジュール（ＰＤ）３０１および電力増幅器（ＰＡ）３０２を通過する。ＰＤ３０１の後（ＰＡの後も同様）、受信信号は、キャリア周波数成分と複数の高調波で表現されることができる。ＰＡ３０２の後の受信信号は、第１サブ分岐を経由して変調器スイッチ３０６に転送され、第２サブ分岐を経由してバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５０３に転送され、ＢＰＳＫ変調器４２２に転送されるフィードバック信号x(t)５２６を提供する減衰器３０３を備えた第１分岐に分岐する。ＰＡ３０２の後の受信信号は、アンテナスイッチ３０４で第２分岐に分岐し、ここでアンテナ３０５に切り替えられ、アップリンク信号３２３として変調器スイッチ３０６に切り替えられる。ＢＰＳＫ変調器４２２には、ＢＰＳＫ発生器５０１で生成された変調波形４２３が供給される。ＢＰＦ５０３は、受信光信号３１３の複数の高調波からキャリア周波数成分を除去するように構成されている。このキャリア周波数成分は、ＢＰＳＫ変調器４２２を制御する。変調器スイッチ３０６の後、生成された出力信号は、出力信号の利得gを制御する可変利得増幅器（ＶＧＡ）３１０に渡される。制御チャネル（図５に描写されない）を介して、ＣＵ４１０が利得を制御３１１することができる。増幅された出力信号は、図４に示すように、ＵＬ／ＦＢ－ＲＯＦ４０２を介して送信するためにＳＭＦ４０３に供給される光信号３１４を生成する光発生器３１２、すなわち直接変調されたレーザ３１２を励起するために使用される。
図５に描写されたＲＲＵ５００では、ＣＵ４１０からＤＬ－ＲＯＦ４０１を経由して、ＣＵ実装６００を説明する図６のxRF,DL(t)で示されるＬＯ信号が送信される。
受信信号yDL,RRU(t)３１３（ＤＬ－ＲＯＦ４０１の出力）またはy'DL, RRU(t)（ＰＡ出力）は、ＤＬ－ＲＯＦ４０１とＰＡ３０２の非線形効果を考慮して、実際にはＬＯ信号とその高調波である。このＲＦ信号は、次にＢＰＳＫ変調器４２２に供給され、キャリア周波数fc用のＢＰＦ５０３（バンドパスフィルタ）を用いて高調波をフィルタリングした後、ＣＵのＬＯを完全に復元することができる。ＬＯとその高調波は周波数領域で、例えば、３．５ＧＨｚと離れているため、ＢＰＦ５０３の設計は容易である。ＣＵ転送されたＬＯ信号を使用する利点は、キャリア周波数オフセット（ＣＦＯ）を効果的に取り除くことができる。線形または非線形歪みも全て軽減される。
ＲＲＵ側５００では、ＢＰＳＫシーケンスまたはベースバンド波形発生器５０１が設置されており、生成されたシーケンス４２３は必ずしもＣＵ４１０に知られていない。このＢＰＳＫ信号発生器５０１は、ＰＲＢＳ（擬似ランダム２進シーケンス）発生器であっても、フィルタリングされたホワイトノイズ発生器であってもよい。興味深いことは、ランダム２進シーケンス発生器５０１、ＢＰＳＫ変調器４２２、およびフィルタが、例えば、標準的な集積回路を使用することによって、安価でコンパクトなユニット（ハードウェア回路）として実装できるため、ＲＲＵ設計５００が簡素化されていることである。
rRF(t)で示される変調されたＲＦ信号は、ＣＵ４１０が低レートのデジタル制御によって制御する利得gによって増幅される。
図６は、本開示によるＢＰＳＫ補助ブラインド等化を適用するように構成された中央ユニット（ＣＵ）６００のブロック図である。ＣＵ６００は、図４に関して上述したＣＵ４１０の実装を表している。それは、図５に関して上述したＲＲＵ設計５００と組み合わせて、図４に示すようなＭＩＭＯシステムにすることができる。
ＣＵ設計６００では、デジタル入力信号４１６がデジタルプリディストーション（ＤＰＤ）ユニット４１２に渡される。ＤＰＤ４１２の出力は、デジタル‐アナログ変換器（ＤＡＣ）４１３およびアップコンバータ６０３を通過した後、直接変調されたレーザ（ＤＭＬ）４１４（すなわち光信号発生器）を励起し、ＳＭＦへの光信号６１０を生成する。受信経路では、光信号６１１はＳＭＦ４０３（図４参照）から受信され、ポストディストーション（ＰＤ）ユニット４１４、ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）６０６、アナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）４１６を通過し、そこでデジタル受信信号uBB(n)に変換される。このデジタル受信信号uBB(n)は、例えばＤＤ－ＬＭＳトレーニングアルゴリズムを用いたブラインドチャネル補償器４１７に入力される。ＡＭ－ＡＭ補償ブロック６０９の後、補償されたデジタル信号４１９は、ＤＰＤ４１２を制御するために使用される。
ＣＵ側６００では、決定論的最小平均二乗法（ＤＤ－ＬＭＳ）アルゴリズムのようなブラインドチャネル等化を実行して、線形等化器の係数を求める。そして、rRF(t)３２５（図５参照）に適用する利得を変化させ、非線形歪みを識別する。この処理を次のように詳しく説明できる：
フィードバックシステムは次のようにモデル化できる：
Figure 0007155496000002
 ここで、h_(UL,CU) (t)は、ＣＵ４１０、６００（ＬＮＡ、ミキサー、ＬＰＦ、ＡＤＣなど）で導入された線形歪みを示し、Φ_(UL,ROF) (・)は、ＵＬ－ＲＯＦ４０２で導入された非線形歪みを示す。なお、ＢＰＳＫ変調器４２２は、従来のアップコンバージョン方式に比べて（ＲＦ信号に対する）線形歪みをより少なく示すため、ＲＲＵ側４２０での線形歪みを省略することができる。「E. E. Bergamann, "Dispersion-Induced Compmosite Second-Order Distortion at 1.5um," IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTER VOL 3 NO1, 1991」に参照して、Φ_(UL,ROF) (・)は無記憶非線形系として近似できることに基づいて、Φ_(UL,ROF) (・)は図７に示すようなＡＭ－ＡＭモデル７００（複素ベースバンド信号の絶対値に相当）を用いる記述することができ、従ってフィードバックＲＯＦチャネルがＮ－Ｌモデルやハマースタインモデルで近似できる。
図７は、ＡＭ－ＡＭの無記憶非線形効果を示す性能図７００である。グラフ７０２は、（グラフ７０１で描写された）線形系に近似できる非線形系を表している。入力値が０～０．５の間である場合は良好な近似値が得られる一方、０．５～１の間である場合はまだ許容範囲内の近似値が得られる。従って、非線形系は無記憶と近似することができる。
図８は、不等化ＲＯＦ伝送のための複素平面における記号図８００を示し、図９は、本開示によるＢＰＳＫ補助等化を用いた等化ＲＯＦ伝送のための複素平面における記号図９００を示す。
電力（振幅）が一定のＢＰＳＫ波形を使用した場合、h_(UL,CU)は補償されるので、ＲＯＦ非線形歪みΦ_(UL,ROF)は線形歪みの補償に影響を与えない：無記憶非線形歪み後のＢＰＳＫ波形は、依然としてＢＰＳＫ波形である。従って、従来のブラインド等化技術であるＤＤ－ＬＭＳを用いて、制御チャネルを介してＲＲＵでＶＧＡの利得gを変化させることで、h_(UL,CU)を補償し、Φ_(UL,ROF)のＡＭ－ＡＭ応答を識別することができる。較正は、Φ_(UL,ROF)の逆である。
記号図８００および９００は、フィードバック信号の品質を効果的に改善できることを示している。図８および９は、２０ｋｍのＲＯＦ伝送の例で、ＥＶＭが４．７８％から２．４１％に改善されている。
図１０は、本開示によるＴＤＤ動作およびＲＯＦチャネル較正を示すＴＤＤシステム１０００の概略図である。
ＵＬ／ＤＬ－ＲＯＦの較正は、図１０に示すように時分割複信（ＴＤＤ）システム１０００のために設計された。時間間隔１００２、１０１２は、ダウンリンク信号輸送およびダウンリンクフィードバック信号輸送に使用され、一方、時間間隔１００４、１０１４は、ＩＤＬＥ状態として使用され、アップリンク信号輸送に使用される、すなわち、通常のＴＤＭシステムに従って使用される：
（１）ダウンリンク位相１００２、１０１２では、ダウンリンク信号輸送にＤＬ－ＲＯＦを使用する。
（２）アップリンク位相１００４，１０１４においては、アップリンク信号輸送にＵＬ－ＲＯＦを使用する。
（３）ダウンリンク較正（ＤＬ－ＲＯＦおよびＲＲＵ側のＰＡを含む）には、フィードバックチャネルとしてＵＬ－ＲＯＦを使用する。
本開示による新しいシステム設計では、ＤＬ／ＵＬ１００３、１０１３またはＵＬ／ＤＬ１００１、１０１１の切替間隔を専用の較正に使用することができる：
（１）ＵＬ／ＤＬ切替間隔１００１、１０１１の間、ＤＬ－ＲＯＦおよびＵＬ－ＲＯＦは、開示されたＢＰＳＫ補助等化法におけるＬＯ信号をＤＬ－ＲＯＦによってＣＵ４１０からＲＲＵ４２０に送信することができるように、両方とも空いており、その後、開示されたブラインド等化を実行することができる；
（２）ＤＬ／ＵＬ切替間隔１００３、１０１３の間に、ダウンリンク位相と同様のダウンリンク較正を実行することができる。
較正手順は適応フィルタ方式で実行できるため、ポストディストーションは環境の急激な変化に追従することができ、従来のオフライントレーニング方法と比較して、このアプローチはオンライン較正により適している。
図１１は、本開示による遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）によって、例えば、図４および５に関して上述したようなＲＲＵによって、アップリンク光信号を生成する方法を示す概略図である。
方法１１００は、ダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介して受信されたダウンリンク光信号を、中央ユニット（ＣＵ）、例えば、図４および６に関して上述したようなＣＵから、受信する段階１１０１を備える。
方法１１００は、局部発振器（ＬＯ）信号によるＢＰＳＫ波形の二位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）変調に基づいて刺激信号１１０２を生成する段階を備え、ＬＯ信号は、例えば図４および５に関して上述したように、ダウンリンク光信号から導出される。
方法１１００は、光信号発生器、特にレーザによって、例えば図４および５に関して上述したように、アップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介してＣＵに送信するための刺激信号に基づくアップリンク光信号を生成する段階１１０３を備える。
図１２は、本開示による中央ユニット（ＣＵ）によって、例えば図４および６に関して上述したようなＣＵによって、ダウンリンク光信号を生成する方法を示す概略図である。
方法１２００は、光信号発生器、特にレーザによって、ダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介して無線遠隔ユニット（ＲＲＵ）例えば図４および５に関して上述したＲＲＵに送信するためのダウンリンクデジタル信号に基づくダウンリンク光信号を生成する段階１２０１を備える。
方法１２００は、例えば図４および６に関して上述したように、デジタルプリディストータ（ＤＰＤ）フィードバック信号に基づいて、ダウンリンクデジタル信号を、ＤＰＤによって、デジタル的にデジタルプリディストートする段階１２０２を備える。 方法１２００は、ブラインド線形デジタルチャネルイコライザによって、例えば図４および６に関して上述したように、ＲＲＵからアップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介して受信したアップリンク光信号に基づいて、ＤＰＤフィードバック信号を提供する段階１２０３を備える。
また、本開示は、実行されると、少なくとも１つのコンピュータに、本明細書に記載された実行および計算段階、特に上述の方法および手順を実行させる、コンピュータ実行可能コードまたはコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品をサポートする。このようなコンピュータプログラム製品は、コンピュータで使用するためのプログラムコードをその上に格納した読み取り可能な非一時的記憶媒体を含んでいてもよい。プログラムコードは、本明細書に記載されている処理および計算段階、特に上述の方法および手順を実行してよい。
本開示の特定の特徴または態様は、いくつかの実装のうち１つのみに関して開示されている可能性があるが、そのような特徴または態様は、任意の所与のまたは特定のアプリケーションに対して所望かつ有利になるように、他の実装の１または複数の他の特徴または態様と組み合わせてよい。さらに、詳細な説明または特許請求の範囲のいずれかで、「含む」、「有する」、「伴う」、またはそれらの他の変形の用語が使用されている場合、これらの用語は、「備える」という用語と同様に包括的であることが意図されている。また、「例として」、「例えば」、「例示」という用語は、最善や最適ではなく、単に例示としての意味である。「連結」および「接続」という用語は、それらの派生語と共に用いられていてよい。これらの用語は、２つの要素が、物理的または電気的に直接接触しているか、または互いに直接接触していないかにかかわらず、互いに協働または相互作用することを示すために用いられている可能性があることが理解されるべきである。
本明細書で具体的態様を図示して説明したが、本開示の範囲を逸脱することなく、図示および説明した具体的態様の代わりに、様々な代替および／または同等の実装を行うことができることは、当業者であれば理解できるであろう。本願は、本明細書において述べられた具体的態様のあらゆる適応形態または変形形態を包含することを意図している。
以下の請求項に記載されている要素は、対応するラベルを付けて特定の順序で記載されているが、請求項の記載がそれらの要素の一部またはすべてを実施するための特定の順序を暗示するものでない限り、それらの要素は必ずしもその特定の順序で実施されることに限定されるものではない。
多くの代替案、修正、および変形が、上記の教示に照らして当業者に明らかになるであろう。当業者であれば、本明細書において説明されたものの外にも本発明の多数のアプリケーションが存在することを容易に認識するのは当然である。本発明は、１または複数の特定の実施形態を参照して説明されてきたが、当業者であれば、多くの変更が、本発明の範囲から逸脱することなく行われ得ることを認識する。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内で、本明細書において具体的に説明された以外の態様で実施され得ることが理解されるべきである。

［他の考えられる項目］
［項目１］
遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）であって、
二位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）波形を局部発振器（ＬＯ）信号で変調して刺激信号を生成するように構成されており、前記ＬＯ信号は、中央ユニット（ＣＵ）からダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介して受信されたダウンリンク光信号から得られる、ＢＰＳＫ変調器と、
前記刺激信号に基づいてアップリンク光信号を生成するように構成された、特にレーザであって、前記ＣＵへのアップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介した送信のための光信号発生器と
を備える、ＲＲＵ。
［項目２］
前記アップリンク光信号の電力が、制御チャネルを介して前記ＣＵによって制御される、
請求項１に記載のＲＲＵ。
［項目３］
前記ダウンリンク光信号から前記ＬＯ信号を取り出すように構成された、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
を備える、請求項１または２に記載のＲＲＵ。
［項目４］
前記ダウンリンク光信号は、キャリア周波数fcの前記ＬＯ信号および前記キャリア周波数fcの高調波を伝送する
請求項３に記載のＲＲＵ。
［項目５］
前記ＢＰＦの通過帯域の周波数範囲は、前記キャリア周波数fcを含む
請求項４に記載のＲＲＵ。
［項目６］
前記ＢＰＳＫ波形を生成するように構成された擬似ランダム２進シーケンス（ＰＲＢＳ）発生器またはホワイトノイズ発生器
を備える、請求項１から５の何れか一項に記載のＲＲＵ。
［項目７］
時分割複信（ＴＤＤ）モードのダウンリンク（ＤＬ）位相が、ＤＬ－ＲＯＦを介した前記ＤＬ光信号の受信に使用され、
前記ＴＤＤモードのアップリンク（ＵＬ）位相が、ＵＬ－ＲＯＦを介した前記ＵＬ光信号の送信のために使用され、
トレーニングおよび／または較正のために、ＤＬ／ＵＬまたはＵＬ／ＤＬ切替間隔が使用される
前記ＴＤＤモードで動作する、請求項１から６の何れか一項に記載のＲＲＵ。
［項目８］
中央ユニット（ＣＵ）であって、
ダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介して無線遠隔ユニット（ＲＲＵ）を伝送するためのダウンリンクデジタル信号に基づいてダウンリンク光信号を生成するように構成された、特にレーザである、光信号発生器と、
デジタルプリディストータ（ＤＰＤ）フィードバック信号に基づいて、前記ダウンリンクデジタル信号をデジタル的にプリディストーションするように構成された、ＤＰＤと、
前記ＲＲＵからアップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介して受信されたアップリンク光信号に基づいて、前記ＤＰＤフィードバック信号を提供するように構成される、ブラインド線形デジタルチャネルイコライザと
を備える、ＣＵ。
［項目９］
前記アップリンク光信号から導出されたアップリンクデジタル信号に、決定指向性最小平均二乗法（ＤＤ－ＬＭＳ）アルゴリズムを適用して、前記ブラインド線形デジタルチャネルイコライザの等化係数を決定する
請求項８に記載のＣＵ。
［項目１０］
前記ＵＬ－ＲＯＦによって導入された非線形歪みを特定するために、前記ＲＲＵとの制御チャネルを介して前記ＲＲＵで生成された前記アップリンク光信号の利得を変化させる
請求項８または９に記載のＣＵ。
［項目１１］
前記アップリンク光信号の前記利得の変化に基づいて前記ＵＬ－ＲＯＦの振幅対振幅変調（ＡＭ－ＡＭ）応答を識別する
請求項１０に記載のＣＵ。
［項目１２］
無記憶非線形系としての近似、特にＮ－Ｌモデルまたはハマースタインモデルによる近似に基づいて、前記ＵＬ－ＲＯＦによって導入された非線形歪みを識別する
請求項１０または１１に記載のＣＵ。
［項目１３］
以下の関係に基づいて、前記ブラインド線形デジタルチャネルイコライザを調整する：
u_BB=h_(UL,CU)*Φ_(UL,ROF) (g r_BB )+n_BB
ここで、u_BBは、前記アップリンク光信号のデジタルベースバンド表現を示し、h_(UL,CU)は、前記ＣＵで導入された線形歪みを示し、Φ_(UL,ROF)は、前記ＵＬ－ＲＯＦで導入された非線形歪みを示し、gは前記ＲＲＵで生成される前記アップリンク光信号の利得を示し、r_BBは前記アップリンク光信号の生成に使用される前記ＲＲＵにおけるＢＰＳＫ波形のデジタルベースバンド表現を示し、n_BBは歪み信号を示す
請求項８から１２の何れか一項に記載のＣＵ。
［項目１４］
時分割複信（ＴＤＤ）モードのダウンリンク（ＤＬ）位相をＤＬ－ＲＯＦによる前記ＤＬ光信号の伝送に使用し、
前記ＴＤＤモードのアップリンク（ＵＬ）位相をＵＬ－ＲＯＦによる前記ＵＬ光信号の受信に使用し、
ＤＬ／ＵＬまたはＵＬ／ＤＬ切替間隔をトレーニングおよび／または較正に使用する
前記ＴＤＤモードで動作する、請求項８から１３の何れか一項に記載のＣＵ。
［項目１５］
前記ＲＲＵに前記ＤＬ－ＲＯＦを介してキャリア周波数fcの局部発振器（ＬＯ）信号を送信する
請求項８から１４の何れか一項に記載のＣＵ。
［項目１６］
多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムであって、
請求項８から１５の何れか一項に記載の中央ユニット（ＣＵ）と、
シングルモードファイバ（ＳＭＦ）で前記ＣＵに連結される、請求項１から７の何れか一項に記載のＲＲＵ（遠隔無線ユニット）と
を備える、ＭＩＭＯシステム。
［項目１７］
方法であって、
中央ユニット（ＣＵ）から、ダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介してダウンリンク光信号を受信する、受信する段階と、
前記ダウンリンク光信号から導出される局部発振器（ＬＯ）信号による二位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）波形のＢＰＳＫ変調に基づいて、刺激信号を生成する段階と、
光信号発生器、特にレーザによって、前記刺激信号に基づいたアップリンク光信号を生成して、アップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介して前記ＣＵに送信する段階と
を備える、遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）によってアップリンク光信号を生成する、方法。
［項目１８］
方法であって、
光信号発生器、特にレーザによって、ダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介して無線遠隔ユニット（ＲＲＵ）に送信するためのダウンリンクデジタル信号に基づいてダウンリンク光信号を生成する段階と、
デジタルプリディストータ（ＤＰＤ）により、ＤＰＤフィードバック信号に基づいて、前記ダウンリンクデジタル信号をデジタル的にプリディストートする段階と、
ブラインド線形デジタルチャネルイコライザによって、前記ＲＲＵからアップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介して受信されたアップリンク光信号に基づいて、前記ＤＰＤフィードバック信号を提供する段階と
を備える、中央ユニット（ＣＵ）によってダウンリンク光信号を生成する、方法。

Claims (19)

  1. バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、二位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）変調器、可変利得増幅器、および光信号発生器を備える 遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）であって、
    前記ＢＰＦは、中央ユニット（ＣＵ）からダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介して受信されたダウンリンク光信号から、局部発信器（ＬＯ）信号を得るように構成され、
    前記ＢＰＳＫ変調器は、ＢＰＳＫ波形を前記ＬＯ信号上に変調して刺激信号を生成し、前記可変利得増幅器に前記刺激信号を提供するように構成されており、
    前記可変利得増幅器は、前記刺激信号に利得を適用し、増幅後の前記刺激信号を前記光信号発生器に提供するように構成され、
    前記光信号発生器は、前記ＣＵへのアップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介した送信のために、前記刺激信号に基づいて、送信されるためのアップリンク光信号を生成するように、かつ前記送信されるためのアップリンク光信号を前記ＣＵに送信するように構成され、
    前記可変利得増幅器はさらに、前記ＣＵによって送信された変化している利得制御信号を、制御チャネルを介して受信し、前記利得制御信号の変動に応答して、前記刺激信号に適用された利得を変化させるように構成され、それにより、前記ＣＵは、前記ＵＬ－ＲＯＦによって導入された非線形歪みを識別することが可能にされる 、ＲＲＵ。
  2. 前記可変利得増幅器が前記刺激信号に適用された利得を変化させることで、前記ＣＵは、前記ＵＬ－ＲＯＦの振幅対振幅変調（ＡＭ－ＡＭ）応答を識別することが可能にされる、請求項１に記載のＲＲＵ。
  3. 前記可変利得増幅器が前記刺激信号に適用された利得を変化させることで、前記ＣＵは、Ｎ－Ｌモデルまたはハマースタインモデルによる無記憶非線形系としての近似に基づいて、前記ＵＬ－ＲＯＦによって導入された非線形歪みを識別することが可能にされる、請求項１または２に記載のＲＲＵ。
  4. 前記ダウンリンク光信号は、キャリア周波数fcの前記ＬＯ信号および前記キャリア周波数fcの高調波を伝送する
    請求項１から３の何れか１つに記載のＲＲＵ。
  5. 前記ＢＰＦの通過帯域の周波数範囲は、前記キャリア周波数fcを含む
    請求項４に記載のＲＲＵ。
  6. 前記ＢＰＳＫ波形を生成するように構成された擬似ランダム２進シーケンス（ＰＲＢＳ）発生器またはホワイトノイズ発生器
    を備える、請求項１から５の何れか一項に記載のＲＲＵ。
  7. 時分割複信（ＴＤＤ）モードのダウンリンク（ＤＬ）位相が、ＤＬ－ＲＯＦを介した前記ＤＬ光信号の受信に使用され、
    前記ＴＤＤモードのアップリンク（ＵＬ）位相が、ＵＬ－ＲＯＦを介した前記ＵＬ光信号の送信のために使用され、
    トレーニングおよび／または較正のために、ＤＬ／ＵＬまたはＵＬ／ＤＬ切替間隔が使用される
    前記ＴＤＤモードで動作する、請求項１から６の何れか一項に記載のＲＲＵ。
  8. 前記光信号発生器はレーザである、請求項１から７の何れか一項に記載のＲＲＵ。
  9. 中央ユニット（ＣＵ）であって、
    ダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介して無線遠隔ユニット（ＲＲＵ）に伝送するためのダウンリンクデジタル信号に基づいてダウンリンク光信号を生成するように構成された、光信号発生器と、
    デジタルプリディストータ（ＤＰＤ）フィードバック信号に基づいて、前記ダウンリンクデジタル信号をデジタル的にプリディストーションするように構成された、ＤＰＤと、
    前記ＲＲＵからアップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介して受信されたアップリンク光信号に基づいて、前記ＤＰＤフィードバック信号を提供するように構成される、ブラインド線形デジタルチャネルイコライザと
    を備え、
    前記ＵＬ－ＲＯＦによって導入された非線形歪みを特定するために、前記ＲＲＵとの制御チャネルを介して前記ＲＲＵで生成された前記アップリンク光信号の利得を変化させる、Ｃ Ｕ。
  10. 前記アップリンク光信号から導出されたアップリンクデジタル信号に、決定指向性最小平均二乗法（ＤＤ－ＬＭＳ）アルゴリズムを適用して、前記ブラインド線形デジタルチャネルイコライザの等化係数を決定する
    請求項９に記載のＣＵ。
  11. 前記アップリンク光信号の前記利得の変化に基づいて前記ＵＬ－ＲＯＦの振幅対振幅変調（ＡＭ－ＡＭ）応答を識別する
    請求項９に記載のＣＵ。
  12. Ｎ－Ｌモデルまたはハマースタインモデルによる無記憶非線形系としての近似に基づいて、前記ＵＬ－ＲＯＦによって導入された非線形歪みを識別する
    請求項９から１１のいずれか一項に記載のＣＵ。
  13. 以下の関係に基づいて、前記ブラインド線形デジタルチャネルイコライザを調整する：
    u_BB=h_(UL,CU)*Φ_(UL,ROF)(gr_BB)+n_BB
    ここで、u_BBは、前記アップリンク光信号のデジタルベースバンド表現を示し、h_(UL,CU)は、前記ＣＵで導入された線形歪みを示し、Φ_(UL,ROF)は、前記ＵＬ－ＲＯＦで導入された非線形歪みを示し、ｇは前記ＲＲＵで生成される前記アップリンク光信号の利得を示し、r_BBは前記アップリンク光信号の生成に使用される前記ＲＲＵにおけるＢＰＳＫ波形のデジタルベースバンド表現を示し、n_BBは歪み信号を示す
    請求項９から１２の何れか一項に記載のＣＵ。
  14. 時分割複信（ＴＤＤ）モードのダウンリンク（ＤＬ）位相をＤＬ－ＲＯＦによる前記ＤＬ光信号の伝送に使用し、
    前記ＴＤＤモードのアップリンク（ＵＬ）位相をＵＬ－ＲＯＦによる前記ＵＬ光信号の受信に使用し、
    ＤＬ／ＵＬまたはＵＬ／ＤＬ切替間隔をトレーニングおよび／または較正に使用する
    前記ＴＤＤモードで動作する、請求項９から１３の何れか一項に記載のＣＵ。
  15. 前記ＲＲＵに前記ＤＬ－ＲＯＦを介してキャリア周波数fcの局部発振器（ＬＯ）信号を送信する
    請求項９から１４の何れか一項に記載のＣＵ。
  16. 前記光信号発生器はレーザである、請求項９から１５の何れか一項に記載のＣＵ。
  17. 多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムであって、
    請求項９から１６の何れか一項に記載の中央ユニット（ＣＵ）と、
    シングルモードファイバ（ＳＭＦ）で前記ＣＵに連結される、請求項１から８の何れか一項に記載の遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）と
    を備える、ＭＩＭＯシステム。
  18. バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、二位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）変調器、可変利得増幅器、および光信号発生器を備える遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）によってアップリンク光信号を生成する 方法であって、
    中央ユニット（ＣＵ）から、ダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介してダウンリンク光信号を受信する、受信する段階と、
    前記ＢＰＦによって前記ダウンリンク光信号から導出される局部発振器（ＬＯ）信号によるＢＰＳＫ波形のＢＰＳＫ変調に基づいて、前記ＢＰＳＫ変調器によって刺激信号を生成し、前記可変利得増幅器に前記刺激信号を提供する段階と、
    前記可変利得増幅器によって、前記刺激信号に利得を適用し、増幅後の前記刺激信号を前記光信号発生器に提供する段階と、
    前記 光信号発生器によって、前記ＣＵへのアップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介した送信のために、前記刺激信号に基づいて、送信されるためのアップリンク光信号を生成して、前記送信されるためのアップリンク光信号を前記ＣＵに送信する段階と、
    前記可変利得増幅器によって、前記ＣＵによって送信された変化している利得制御信号を、制御チャネルを介して受信し、前記利得制御信号の変動に応答して、前記刺激信号に適用された利得を変化させ、それにより前記ＣＵが、前記ＵＬ－ＲＯＦによって導入された非線形歪みを識別することが可能にされる段階と
    を備える、遠隔無線ユニット（ＲＲＵ）によってアップリンク光信号を生成する、方法。
  19. 方法であって、
    光信号発生器により、ダウンリンクラジオオーバーファイバ（ＤＬ－ＲＯＦ）を介して無線遠隔ユニット（ＲＲＵ）に送信するためのダウンリンクデジタル信号に基づいてダウンリンク光信号を生成する段階と、
    デジタルプリディストータ（ＤＰＤ）により、ＤＰＤフィードバック信号に基づいて、前記ダウンリンクデジタル信号をデジタル的にプリディストートする段階と、
    ブラインド線形デジタルチャネルイコライザによって、前記ＲＲＵからアップリンクラジオオーバーファイバ（ＵＬ－ＲＯＦ）を介して受信されたアップリンク光信号に基づいて、前記ＤＰＤフィードバック信号を提供する段階と、
    前記ＵＬ－ＲＯＦによって導入された非線形歪みを特定するために、前記ＲＲＵとの制御チャネルを介して前記ＲＲＵで生成された前記アップリンク光信号の利得を変化させる段階と、
    を備える、中央ユニット（ＣＵ）によってダウンリンク光信号を生成する、方法。
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