JP4923195B2 - Relay amplifier for mobile communication - Google Patents
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Description
本発明は、DS−CDMA方式の移動体通信システムなどで使用され、基地局と移動局の間で双方向の信号中継を行う中継増幅装置に関する。 The present invention relates to a relay amplification apparatus that is used in a DS-CDMA mobile communication system or the like and performs bidirectional signal relay between a base station and a mobile station.
移動体通信システムでは、中継元の無線通信局から信号を受信し、受信した信号を増幅して中継先の無線通信局に送信する中継増幅装置(以下、リピータ装置と呼ぶ)が用いられている。例えば、移動体通信システムでは、基地局(BS:Base Station)と移動局(MS:Mobile Station)の間で無線信号を中継増幅するリピータ装置を設置することによって、基地局からの電波が届きにくい地域(いわゆる不感地域)の通信環境を改善し、新規に基地局を建設することなく基地局のカバーエリアを拡大することができる。 A mobile communication system uses a relay amplifying apparatus (hereinafter referred to as a repeater apparatus) that receives a signal from a relay-source radio communication station, amplifies the received signal, and transmits the signal to a relay-destination radio communication station. . For example, in a mobile communication system, by installing a repeater device that relays and amplifies a radio signal between a base station (BS: Base Station) and a mobile station (MS: Mobile Station), radio waves from the base station are difficult to reach. The communication environment in the area (so-called insensitive area) can be improved, and the coverage area of the base station can be expanded without constructing a new base station.
移動体通信システムにおいて使用されるリピータ装置は、基地局から移動局に向かうダウンリンク方向においては、基地局からの電波を基地局向けアンテナにより受信し、受信した信号を所定の信号レベルまで増幅し、不感地域に設置された移動局向けアンテナにより増幅された信号を再放射する。一方、移動局から基地局に向かうアップリンク方向においては、移動局からの電波を移動局向けアンテナにより受信し、受信された信号を所定の信号レベルまで増幅し、増幅された信号を上述した基地局アンテナから再放射する。このような構成によって、ダウンリンク方向及びアップリンク方向の双方向の信号中継が行われる。 In a downlink direction from a base station to a mobile station, a repeater device used in a mobile communication system receives radio waves from the base station by an antenna for the base station, and amplifies the received signal to a predetermined signal level. The signal amplified by the mobile station antenna installed in the insensitive area is re-radiated. On the other hand, in the uplink direction from the mobile station to the base station, radio waves from the mobile station are received by the antenna for the mobile station, the received signal is amplified to a predetermined signal level, and the amplified signal is transmitted to the base station described above. Re-radiate from the station antenna. With such a configuration, bidirectional signal relay in the downlink direction and the uplink direction is performed.
ところで、リピータ装置の受信電波と送信電波の周波数帯が同一であることから、送信アンテナ(ダウンリンク方向の場合は移動局向けアンテナ、アップリンク方向の場合は基地局向けアンテナ)から再放射された電波が受信アンテナ(ダウンリンク方向の場合は基地局向けアンテナ、アップリンク方向の場合は移動局向けアンテナ)に回り込むと、これが干渉信号となってリピータ装置の発振等の不安定動作を引き起こす原因となる。 By the way, since the frequency band of the reception radio wave and the transmission radio wave of the repeater device is the same, it was re-radiated from the transmission antenna (the antenna for the mobile station in the downlink direction and the antenna for the base station in the uplink direction). If radio waves wrap around the receiving antenna (base station antenna in the downlink direction, mobile station antenna in the uplink direction), this may become an interference signal and cause unstable operation such as oscillation of the repeater device. Become.
このような回り込み干渉信号に起因する不安定動作の発生を抑制するための干渉除去技術が知られている(例えば特許文献1及び2を参照)。特許文献1及び2に開示される干渉除去技術は、基地局向けアンテナ(受信アンテナ)による受信信号を遅延させて移動局向けアンテナ(送信アンテナ)より再放射することにより、基地局からの送信信号と回り込み干渉信号との相互相関を小さくするとともに、回りこみ干渉信号の逆位相とされた干渉抑圧信号を基地局向けアンテナによる受信信号に加える。これによって、移動局向けアンテナにより再放射される送信信号に含まれる回り込み干渉信号を抑圧することができる。アップリンク方向についても同様の技術により回り込み干渉信号を抑圧できる。
上述した干渉除去技術は、基地局向けアンテナと移動局向けアンテナとのアイソレーションの向上に寄与するため、上述した干渉除去技術を用いない場合に比べて基地局向けアンテナ及び移動局向けアンテナを互いに近接させて配置することが可能となる。 The interference cancellation technique described above contributes to the improvement of isolation between the antenna for the base station and the antenna for the mobile station. Therefore, the antenna for the base station and the antenna for the mobile station are mutually connected as compared with the case where the interference cancellation technique is not used. It is possible to arrange them close to each other.
しかしながら、上述した干渉除去技術により達成される送信アンテナと受信アンテナのアイソレーションは概ね20dB程度であることから、リピータ装置のアンプ利得として60dB程度が要求される場合には、発振を回避するために基地局向けアンテナと移動局向けアンテナを互いに距離を隔てて配置せざるを得ず、リピータ装置を十分に小型化することができないという問題がある。 However, since the isolation between the transmission antenna and the reception antenna achieved by the above-described interference cancellation technique is approximately 20 dB, in order to avoid oscillation when the amplifier gain of the repeater device is required to be approximately 60 dB. There is a problem in that the antenna for the base station and the antenna for the mobile station must be arranged at a distance from each other, and the repeater device cannot be sufficiently reduced in size.
本発明は、上述した問題点を考慮してなされたものであり、基地局向けアンテナと移動局向けアンテナとのアイソレーションを向上させ、装置サイズの小型化を可能とする移動体通信用中継増幅装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and improves the isolation between the antenna for the base station and the antenna for the mobile station, and enables the miniaturization of the apparatus size. An object is to provide an apparatus.
本発明にかかる移動体通信用中継増幅装置は、放射素子が形成された電波放射面の前方側に単一指向性があり、当該電波放射面の後方側の放射電界強度が抑制された基地局向け平面アンテナ装置と、前記基地局向け平面アンテナ装置の電波放射面の裏面と対向して配置される電波シールド部材と、放射素子が形成された電波放射面の前方側に単一指向性があり、当該電波放射面の後方側の放射電界強度が抑制されるとともに、前記基地局向け平面アンテナ装置に対して互いの電波放射面の裏面が前記電波シールド部材を挟んで向かい合うように配置される移動局向け平面アンテナ装置と、前記基地局向け平面アンテナ装置により受信されるダウンリンク信号を増幅するダウンリンク増幅部と、前記移動局向け平面アンテナ装置から前記基地局向け平面アンテナ装置への回り込み干渉信号を抑圧するダウンリンク干渉抑圧部を有し、前記移動局向け平面アンテナ装置より再放射するダウンリンク中継部と、前記移動局向け平面アンテナ装置により受信されるアップリンク信号を増幅するアップリンク増幅部と、前記基地局向け平面アンテナ装置から前記移動局向け平面アンテナ装置への回り込み干渉信号を抑圧するアップリンク干渉抑圧部を有し、前記基地局向け平面アンテナ装置より再放射するアップリンク中継部とを備え、前記基地局向け平面アンテナ装置と前記移動局向け平面アンテナ装置は、互いの電波放射面が非平行となるよう配置され、前記基地局向け平面アンテナ装置、前記移動局向け平面アンテナ装置、前記電波シールド部材、前記ダウンリンク中継部、及び前記アップリンク中継部は、1つの装置筐体内に収容され、前記装置筐体は、前記基地局向け平面アンテナ装置の電波放射面に略平行とされた第1の表面と、前記移動局向け平面アンテナ装置の電波放射面に略平行とされた第2の表面とを有し、前記第1の表面が、建築物の屋外と屋内を隔てる窓ガラスの屋内面に対向して固定される。 The relay amplification device for mobile communication according to the present invention is a base station that has unidirectionality on the front side of a radio wave radiation surface on which a radiation element is formed, and the radiation field intensity on the rear side of the radio wave radiation surface is suppressed. Directional flat antenna device, radio wave shielding member disposed opposite to the back surface of the radio wave radiation surface of the flat antenna device for base station, and unidirectionality on the front side of the radio wave radiation surface on which the radiation element is formed The movement of the rear surface of the radio wave radiation surface is suppressed and the back surface of the radio wave radiation surface faces the planar antenna device for the base station with the radio wave shield member interposed therebetween. a planar antenna device for a station, and the downlink amplifier for amplifying a downlink signal received by the base station for the planar antenna device, the base station from the planar antenna device for the mobile station Only has downlink interference suppression unit for suppressing a coupling loop interference signal to the planar antenna device, a downlink relay unit for re-radiation from the mobile station for the planar antenna device, up to be received by the mobile station for the planar antenna device An uplink amplifying unit for amplifying a link signal; and an uplink interference suppressing unit for suppressing a sneak interference signal from the planar antenna device for the base station to the planar antenna device for the mobile station, and the planar antenna device for the base station The base station planar antenna device and the mobile station planar antenna device are arranged such that their radio wave radiation surfaces are non-parallel to each other, and the base station planar antenna device , The planar antenna device for mobile stations, the radio wave shield member, the downlink relay unit, and the antenna The uplink relay unit is housed in one device housing, and the device housing includes a first surface substantially parallel to a radio wave radiation surface of the planar antenna device for the base station, and the planar antenna device for the mobile station. And a second surface substantially parallel to the radio wave radiation surface, and the first surface is fixed to face the indoor surface of the window glass that separates the building from the outside .
なお、前記ダウンリンク中継部による回り込み干渉信号の抑圧は、前記ダウンリンク信号を予め定められた時間だけ遅延させて前記移動局向け平面アンテナ装置に出力するとともに、前記移動局向け平面アンテナ装置に出力される信号に基づいて生成された抑圧信号を前記ダウンリンク信号に加算することにより行えばよく、前記アップリンク中継部による回り込み干渉信号の抑圧は、前記アップリンク信号を予め定められた時間だけ遅延させて前記基地局向け平面アンテナ装置に出力するとともに、前記基地局向け平面アンテナ装置に出力される信号に基づいて生成された抑圧信号を前記アップリンク信号に加算することにより行えばよい。 The suppression of the sneak interference signal by the downlink relay unit delays the downlink signal by a predetermined time and outputs the delayed signal to the planar antenna device for the mobile station and outputs to the planar antenna device for the mobile station. The suppression signal generated based on the received signal may be added to the downlink signal, and the suppression of the sneak interference signal by the uplink relay unit delays the uplink signal by a predetermined time. Then, the signal may be output to the planar antenna device for the base station, and the suppression signal generated based on the signal output to the planar antenna device for the base station may be added to the uplink signal.
このように、本発明にかかる移動体通信用中継増幅装置は、(1)基地局向けアンテナ及び移動局向けアンテナを共に単一指向性を有する平面アンテナとしたたうえで、互いの電波放射面が背中合わせとなるよう配置された構成と、(2)2つの平面アンテナ間に電波シールド部材が設けられた構成と、(3)上述した特許文献1及び2に開示されるような干渉抑圧技術をアップリンク信号及びダウンリンク信号に適用する構成とを有するため、基地局向けアンテナと移動局向けアンテナとのアイソレーションをいっそう向上させることができ、基地局向けアンテナと移動局向けアンテナの近接配置による移動体通信用中継増幅装置の小型化を達成することができる。
As described above, the relay amplification device for mobile communication according to the present invention has the following features: (1) Both the antenna for the base station and the antenna for the mobile station are unidirectional planar antennas, And (2) a configuration in which a radio wave shield member is provided between two planar antennas, and (3) an interference suppression technique as disclosed in
なお、上述した本発明にかかる移動体通信用中継増幅装置は、前記電波シールド部材が、前記アップリンク中継部及び前記ダウンリンク中継部と熱伝導部材により結合され、前記アップリンク中継部及び前記ダウンリンク中継部の放熱部材を兼ねるよう構成されてもよい。このような構成により、前記アップリンク中継部及び前記ダウンリンク中継部の放熱効果を向上させることができる。さらに、前記アップリンク中継部及び前記ダウンリンク中継部から発生する熱を逃すための放熱部材を電波シールド部材と別に設ける必要がないため、移動体通信用中継増幅装置のいっそうの小型化に寄与する。 In the relay amplification device for mobile communication according to the present invention described above, the radio wave shielding member is coupled to the uplink relay unit and the downlink relay unit by a heat conducting member, and the uplink relay unit and the down link unit are connected to each other. You may comprise so that it may serve as the heat radiating member of a link relay part. With such a configuration, the heat dissipation effect of the uplink relay unit and the downlink relay unit can be improved. Furthermore, it is not necessary to provide a heat radiating member for releasing heat generated from the uplink relay unit and the downlink relay unit separately from the radio wave shield member, which contributes to further miniaturization of the mobile communication relay amplification device. .
また、前記基地局向け平面アンテナ装置及び前記移動局向け平面アンテナ装置は、互いの電波放射面が非平行となるよう配置されているので、2つの平面アンテナの電波放射面の向きを、基地局と移動局の位置関係に応じた適切な位置関係に予め設定することができる。したがって、移動体通信用中継増幅装置の設置工事を行う際に、基地局向け平面アンテナ装置及び移動局向け平面アンテナ装置の向きを調整する必要がない。 Further, the base station for the planar antenna device and the mobile station for the planar antenna device, since it is arranged such that the radio wave emitting face each other are non-parallel, the direction of the radio wave emitting face of the two planar antennas, the base station And an appropriate positional relationship according to the positional relationship between the mobile station and the mobile station. Therefore, it is not necessary to adjust the orientation of the planar antenna device for the base station and the planar antenna device for the mobile station when installing the mobile communication relay amplification device.
さらに、前記基地局向け平面アンテナ装置、前記移動局向け平面アンテナ装置、前記電波シールド部材、前記ダウンリンク中継部、及び前記アップリンク中継部は、1つの装置筐体内に収容されているので、基地局向け平面アンテナ装置及び移動局向けアンテナ装置の向きが、第三者の悪意又は故意によって変更されて、通信品質の劣化や他の無線システムへの妨害となることを防止できる。 Furthermore, since the planar antenna device for the base station, the planar antenna device for the mobile station, the radio wave shield member, the downlink relay unit, and the uplink relay unit are accommodated in one device casing, It is possible to prevent the orientation of the planar antenna device for a station and the antenna device for a mobile station from being changed by malicious intention or intention of a third party to cause deterioration of communication quality or interference with other radio systems.
またさらに、前記装置筐体は、前記基地局向け平面アンテナ装置の電波放射面に略平行とされた第1の表面と、前記移動局向け平面アンテナ装置の電波放射面に略平行とされた第2の表面とを有し、前記第1の表面が、建築物の屋外と屋内を隔てる窓ガラスの屋内面に対向して固定されて使用されるので、本発明にかかる移動体通信用中継増幅装置を建物の窓ガラスに取り付けることによって、予め定められた所望の電波放射パターンを容易に実現することができる。 Still further, the device housing has a first surface substantially parallel to the radio wave radiation surface of the planar antenna device for base stations, and a first surface substantially parallel to the radio wave radiation surface of the planar antenna device for mobile stations. And the first surface is used by being fixed to be opposed to the indoor surface of the window glass that separates the outside of the building from the inside of the building, so that the relay amplification for mobile communication according to the present invention is used. A predetermined desired radio wave radiation pattern can be easily realized by attaching the apparatus to a window glass of a building.
また、上述した本発明にかかる移動体通信用中継増幅装置は、前記電波シールド部材の縁辺部を覆うよう配置された電波吸収部材をさらに備えてもよい。このような構成により、有限サイズの電波シールド部材の縁辺から放射される電界を抑制できるため、基地局向け平面アンテナ装置と移動局平面アンテナ装置の間での干渉信号の回りこみを抑制できる。また、電波シールド部材の小型化が可能となるため、移動体通信用中継増幅装置のいっそうの小型化に寄与する。 In addition, the above-described relay amplification apparatus for mobile communication according to the present invention may further include a radio wave absorbing member arranged so as to cover an edge of the radio wave shield member. With such a configuration, the electric field radiated from the edge of the finite-size radio wave shield member can be suppressed, so that interference signal wraparound between the base station planar antenna device and the mobile station planar antenna device can be suppressed. Further, the radio wave shielding member can be miniaturized, which contributes to further miniaturization of the mobile communication relay amplifier.
また、前記電波シールド部材の前記基地局向け平面アンテナ装置と対向する側の表面に、溝幅を前記基地局に対する送信電波の波長の約2の(n+1)乗分の1(ただしnは自然数)とされた溝部が、当該表面における前記基地局向け平面アンテナ装置と直接対向する領域を囲むように設けてもよい。同様に、前記電波シールド部材の前記移動局向け平面アンテナ装置と対向する側の表面に、溝幅を前記移動局に対する送信電波の波長の約2の(n+1)乗分の1(ただしnは自然数)とされた溝部が、当該表面における前記移動局向け平面アンテナ装置と直接対向する領域を囲むように設けてもよい。このような構成によっても、基地局向け平面アンテナ装置と移動局向け平面アンテナ装置の間での干渉信号の回りこみをいっそう抑制できる。 Further, on the surface of the radio wave shielding member facing the planar antenna device for the base station, the groove width is 1 / (n + 1) times the wavelength of the transmission radio wave for the base station (where n is a natural number). The groove may be provided so as to surround a region directly facing the planar antenna device for base stations on the surface. Similarly, on the surface of the radio wave shield member facing the planar antenna device for the mobile station, the groove width is 1 / (n + 1) times the wavelength of the radio wave transmitted to the mobile station (where n is a natural number). ) May be provided so as to surround a region directly facing the planar antenna device for mobile stations on the surface. Even with such a configuration, it is possible to further suppress the interference signal between the planar antenna device for base stations and the planar antenna device for mobile stations.
また、前記電波シールド部材は網の目状とされ、網の目の一辺の長さが、前記ダウンリンク信号及び前記アップリンク信号の送信波長の約4分の1とされてもよい。このような構成によっても、基地局向け平面アンテナ装置と移動局向け平面アンテナ装置の間での干渉信号の回りこみを抑制できる。また、電波シールド部材を軽量化することができる。 The radio wave shielding member may have a mesh shape, and the length of one side of the mesh may be about a quarter of the transmission wavelength of the downlink signal and the uplink signal. Even with such a configuration, it is possible to suppress wraparound of interference signals between the planar antenna device for base stations and the planar antenna device for mobile stations. Moreover, the radio wave shielding member can be reduced in weight.
本発明により、基地局向けアンテナと移動局向けアンテナとのアイソレーションを向上させ、装置サイズの小型化が可能な移動体通信用中継増幅装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a mobile communication relay amplification apparatus that can improve the isolation between an antenna for a base station and an antenna for a mobile station and reduce the size of the apparatus.
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as necessary for the sake of clarity.
発明の実施の形態1.
本実施の形態にかかるリピータ装置1は、W−CDMA移動体通信システムにおいて使用され、基地局と移動局との間で双方向の信号中継動作を行う無線中継増幅装置である。リピータ装置1の装置筐体の外観図を図1(a)に示す。リピータ装置1の装置筐体内を表す模式図を図1(b)に示す。
A
図1(a)に示すように、リピータ装置1は、六面体形状の装置筐体2に収容された構成を有する。装置筐体2は、長方形の前面21、前面21に対して非平行に設けられた後面22、互いに平行に設けられた上面23及び下面24、並びに、台形の右側面25及び左側面26を有する。
As shown to Fig.1 (a), the
図1(b)は、リピータ装置1を使用状態に配置したものであり、右側面25側から見た装置内部を模式的に示している。図1(b)に示すように、リピータ装置1は、建物の窓ガラス91の屋内側の面に、両面テープ、吸盤などの固定部材92により固定された状態で使用される。
FIG. 1B shows the
図1(b)において、基地局向け平面アンテナ3は、基地局から送信された電波の受信と、基地局への電波の送信を行うアンテナである。また、移動局向け平面アンテナ4は、移動局から送信された電波の受信と、移動局への電波の送信を行うアンテナである。基地局向け平面アンテナ3及び移動局向け平面アンテナ4は、放射素子が形成された電波放射面の前方側に単一指向性があり、当該電波放射面の後方側の放射電界強度が抑制された平面アンテナである。このような平面アンテナには、例えば、誘電体基板の表面に放射素子、給電線路などを形成し、誘電体基板の反対側の面に地導体を設けたマイクロストリップアンテナがある。
In FIG.1 (b), the planar antenna 3 for base stations is an antenna which receives the electromagnetic wave transmitted from the base station, and transmits the electromagnetic wave to a base station. The
基地局向け平面アンテナ3は、装置筐体2の後面22と略平行とされ、電波放射面が後面22を向くように配置されている。一方、移動局向け平面アンテナ4は、電波放射面が装置筐体2の前面21と略平行とされ、電波放射面が前面21を向くように配置されている。つまり、基地局向け平面アンテナ3及び移動局向け平面アンテナ4は、互いの電波放射面の裏面(地導体が設けられる面)が向かい合った状態、言い換えると、互いの電波放射面を外向きとして背中合わせの状態で装置筐体2の内部に配置されている。なお、本実施の形態では、図1(b)に示すように、基地局向け平面アンテナ3及び移動局向け平面アンテナ4は、互いの電波放射面が非平行となるよう配置される。
The planar antenna 3 for the base station is arranged so that it is substantially parallel to the
中継機能部5は、ダウンリンク信号及びアップリンク信号を増幅するデバイス群と、基地局向け平面アンテナ3と移動局向け平面アンテナ4の間での回り込み干渉信号を抑制するための干渉除去処理を実行するデバイス群を含む。基地局向け平面アンテナ3及び移動局向け平面アンテナ4と中継機能部5との間は、フィード線7及び8により接続されている。中継機能部5は、熱伝導率が高い材料(例えば、アルミニウム)によって作られたケースに収容された状態で、後述する板状の電波シールド部材6に接して固定される。
The
基地局向け平面アンテナ3と移動局向け平面アンテナ4の間には、板状の電波シールド部材6が設けられている。W−CDMA移動体通信システムのような2GHz帯以上の高周波帯域を使用する場合は、電波シールド部材6の厚さにより十分な吸収損失が期待できる。このため、電波シールド部材6の材質は、大きな反射損失が得られるように、比透磁率が1に近く、比導電率が大きい銀、銅、アルミニウム等の金属材料を選択するとよい。そのほかに、導電性樹脂や、表面が金属塗料などにより導電化された樹脂部材等もシールド部材6として使用できる。また、カーボンゴムやカーボン含有発泡ウレタン等の電波吸収材料を電波シールド部材6として使用してもよい。なお、本実施の形態では、後述するように電波シールド部材6を中継機能部5の放熱板としても利用するため、電波シールド部材6として熱伝導率の高い金属材料を使用する。
Between the planar antenna 3 for base stations and the
続いて、図2を参照して中継機能部5の詳細について説明する。図2は、中継機能部5の構成の一例を示すブロック図である。図2において、デュプレクサ51は、基地局向け平面アンテナ3を送信及び受信で共用するために設けられている。具体的には、基地局向け平面アンテナ3によって受信されたダウンリンクの周波数帯域(W−CDMAでは2.1GHz帯)の信号をダウンリンク増幅部53へ分配する。また、アップリンク増幅部55から入力されるアップリンクの周波数帯域(W−CDMAでは1.9GHz帯)の信号を基地局向け平面アンテナ3に出力する。
Next, details of the
デュプレクサ52は、移動局向け平面アンテナ4を送信及び受信で共用するために設けられている。具体的には、移動局向け平面アンテナ4によって受信されたアップリンクの周波数帯域の信号をアップリンク増幅部55へ分配する。また、ダウンリンク増幅部53から入力されるダウンリンクの周波数帯域の信号を移動局向け平面アンテナ4に出力する。
The
ダウンリンク増幅部53は、増幅器531及び533と、遅延回路532を有する。増幅器531及び533は、ダウンリンクの周波数帯域において電力増幅を行う増幅器であり、デュプレクサ51から入力される信号の信号電力を増幅して出力する。本実施の形態におけるダウンリンク増幅部53の利得は60dB以上とされる。なお、図2のように2段の増幅器531及び533によりダウンリンク信号の増幅を行う構成は一例に過ぎないことはもちろんである。
The
遅延回路532は、ダウンリンク信号を予め定められた遅延時間(τ1)だけ遅延させる遅延回路である。なお、遅延回路532は、基地局からの送信される信号と回り込み干渉信号との相互相関を小さくするために設けられるものであるため、遅延時間τ1は、ダウンリンクのチップレート(拡散符号のビットレート)の逆数以上の時間に設定するとよい。
The
ダウンリンク干渉抑圧部54は、参照信号R1を入力し、基地局向け平面アンテナ3による受信信号の位相及び振幅に応じた波形整形を行って回りこみ干渉信号の逆位相とされた干渉抑圧信号S1を生成する。ダウンリンク干渉抑圧部54により生成される干渉抑圧信号S1は、加算器571によって、基地局向け平面アンテナ3による受信信号に加算される。ダウンリンク干渉抑圧部54が有する振幅・位相制御部541は、増幅器551の出力と参照信号R1を入力し、これらの間の相関算出の結果を利用して、干渉抑圧信号S1が基地局向け平面アンテナ3に対する回りこみ干渉信号と同一位相かつ同一振幅となるように可変移相器542及び可変減衰器543の移相量及び減衰量を調整する。
The downlink
アップリンク増幅部55及びアップリンク干渉抑圧部56は、上述したダウンリンク増幅部53及びダウンリンク干渉抑圧部54と同様の構成を有するため、これらに関する詳細な説明を省略する。
The
上述したように、本実施の形態にかかるリピータ装置1は、(1)単一指向性を有する基地局向け平面アンテナ3及び移動局向け平面アンテナ4が、互いの電波放射面が背中合わせとなるよう配置された構成と、(2)2つの平面アンテナ3及び4の間に板状の電波シールド部材6が設けられた構成と、(3)上述した特許文献1及び2に開示されるような干渉抑圧技術をアップリンク信号及びダウンリンク信号に適用する構成(ダウンリンク干渉抑圧部54及びアップリンク干渉抑圧部56)とを有する。このため、基地局向けアンテナと移動局向けアンテナの間のアイソレーションをいっそう向上させることができ、基地局向け平面アンテナ3と移動局向け平面アンテナ4の近接配置が可能となる。したがって、図1に寸法を示したように、リピータ装置1の大幅な小型化を達成することができる。
As described above, the
また、さらに、本実施の形態にかかるリピータ装置1は、電波シールド部材6が、中継機能部5と熱伝導部材(アルミニウム製ケース)により結合されている。このため、電波シールド部材6が、中継機能部5の放熱板として機能する。これにより、中継機能部5の放熱効果を向上させることができる。さらに、中継機能部5から発生する熱を逃すための放熱部材を電波シールド部材6と別に設ける必要がないため、リピータ装置1のいっそうの小型化に寄与する。
Furthermore, in the
また、基地局向け平面アンテナ3及び移動局向け平面アンテナ4は、互いの電波放射面が非平行となるよう配置されている。このような構成により、2つの平面アンテナ3及び4の電波放射面の向きを、基地局と移動局の位置関係に応じた適切な位置関係に予め設定することができる。具体的には、リピータ装置1が、図1(b)に示すように窓ガラス91の高所に設置されると、移動局向け平面アンテナ4の電波放射面が自動的に屋内の斜め下方を向くことになり、屋内を効率良くカバーすることができる。つまり、リピータ装置1の設置工事を行う際に、基地局向け平面アンテナ3及び移動局向け平面アンテナ4の向きを調整する必要がない。
The base station planar antenna 3 and the mobile station
なお、リピータ装置1を窓ガラス91に固定する際の配置(向き)は、図1(b)示す配置に限らず、屋内における移動局の場所や、屋内に存在する障害物の配置に応じて適宜変更されてもよい。例えば、リピータ装置1を窓ガラス91の下部に、前面21が斜め上向きとなるように、言い換えると、移動局向け平面アンテナ4の電波放射面が屋内の斜め上方を向くように取り付けてもよい。
Note that the arrangement (orientation) when the
さらに、リピータ装置1は、基地局向け平面アンテナ3及び移動局向け平面アンテナ4を含めて、装置筐体2の中に収容されている。このため、基地局向け平面アンテナ3及び移動局向けアンテナ4の向きが、第三者の悪意又は故意によって変更されて、通信品質の劣化や他の無線システムへの妨害となることを防止できる。
Furthermore, the
またさらに、装置筐体2は、基地局向け平面アンテナ3の電波放射面に略平行とされた後面22と、移動局向け平面アンテナ4の電波放射面に略平行とされた前面21とを有する。さらに、後面22が、建築物の屋外と屋内を隔てる窓ガラス91の屋内面に対向して固定される。このような構成により、リピータ装置1を建物の窓ガラス91に取り付けることによって、予め定められた所望の電波放射パターンを容易に実現することができる。
Furthermore, the apparatus housing 2 has a
その他の実施の形態.
上述した電波シールド部材6は有限の大きさであるため、縁辺部からの電界放射が生じ、これが回り込み干渉となることが考えられる。このため、電波シールド部材6の縁辺を囲むように電界吸収部材を設けてもよい。図3(a)は、周囲を電界吸収部材61によって囲われた電波シールド部材6を示す正面図である。また、図3(b)は、図3(a)のA−A断面を示す断面図である。このような構成により、有限サイズの電波シールド部材6の縁辺から放射される電界を抑制できるため、基地局向け平面アンテナ3と移動局平面アンテナ4の間での干渉信号の回りこみを抑制できる。また、電波シールド部材6の小型化が可能となるため、リピータ装置1のいっそうの小型化に寄与する。
Other embodiments.
Since the above-described radio
また、図4に示すように、電波シールド部材6の2つの表面に溝部63及び64を設けてもよい。図4(a)は、電波シールド部材6の移動局向け送信アンテナ4と対向する側の表面の表面を示す正面図である。図4(b)は、図4(a)のB−B断面を示す断面図である。溝部63は、移動局向け送信アンテナ4と対向する側の表面において、移動局向け送信アンテナ4と直接対向する領域62を囲むように設けられる。溝部63の溝幅は、ダウンリンク信号の波長λDの8分の1の長さとされる。同様に、溝部64は、基地局向け送信アンテナ3と対向する側の表面において、基地局向け送信アンテナ3と直接対向する領域(不図示)を囲むように設けられる。溝部64の溝幅は、アップリンク信号の波長λUの8分の1の長さとされる。このような構成によっても、基地局向け平面アンテナ3と移動局向け平面アンテナ装置の間での干渉信号の回りこみをいっそう抑制できる。
Further, as shown in FIG. 4,
なお、溝部63の溝幅は、ダウンリンク信号の波長λDの8分の1に限られず、λDの4分の1や16分の1などにしてもよい。つまり、溝部63の溝幅は、ダウンリンク信号の波長λDの2の(n+1)乗分の1の長さ(ただしnは自然数)とすればよい。同様に、溝部64の溝幅は、アップリンク信号の波長λUの2の(n+1)乗分の1の長さ(ただしnは自然数)とすればよい。また、溝部63及び64の形状は図4に示すような四角形に限らず、円形、楕円形、四角形のコーナー部に丸みを持たせた形状等にしてもよい。また、図4においては、溝部63が領域62を囲むように閉じた溝とされているが、閉じた溝ではなくてもよい。つまり、溝部63は領域62の全周囲を囲むのではく、溝部63の一部に切れ目が設けられてもよい。溝部64についても同様である。
Note that the groove width of the
また、図5に示すように、電波シールド部材6を網の目状にしてもよい。網の目の一辺の長さはダウンリンク信号の波長λD及びアップリンク信号の波長λUの約4分の1の長さ(2GHz帯を使用するW−CDMA移動体通信システムであれば、約3.8cm)とする。このような構成によっても、基地局向け平面アンテナ3と移動局向け平面アンテナ装置の間での干渉信号の回りこみが抑制できる。また、電波シールド部材6を軽量化することができる。
Further, as shown in FIG. 5, the radio
また、上述したリピータ装置1は、W−CDMA方式の無線通信システムにおいて使用されるものとして説明したが、本発明は、cdma2000方式などの他のDS−CDMA方式にも適用可能である。また、DS−CDMA方式に限らず、他の直接拡散方式の無線通信システムやその他の無線通信システムにも適用可能である。
Moreover, although the
また、上述したリピータ装置1は、基地局及び移動局から送出される信号を直接中継するだけでなく、これらから送出される信号を他のリピータ装置を介して中継する用途にも使用可能である。
The
さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention described above.
1 リピータ装置
2 装置筐体
21 前面
22 後面
23 上面
24 下面
25 右側面
26 左側面
3 基地局向け平面アンテナ
4 移動局向け平面アンテナ
5 中継機能部
6 電波シールド部材
7、8 フィード線
91 窓ガラス
92 固定部材
51、52 デュプレクサ
53 ダウンリンク増幅部
531、533 増幅器
532 遅延回路
54 ダウンリンク干渉抑圧部
541 振幅・位相制御部
542 可変移相器
543 可変減衰器
55 アップリンク増幅部
551、553 増幅器
552 遅延回路
56 アップリンク干渉抑圧部
561 振幅・位相制御部
562 可変移相器
563 可変減衰器
571、572 加算器
R1、R2 参照信号
S1、S2 抑圧信号
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記基地局向け平面アンテナ装置の電波放射面の裏面と対向して配置される電波シールド部材と、
放射素子が形成された電波放射面の前方側に単一指向性があり、当該電波放射面の後方側の放射電界強度が抑制されるとともに、前記基地局向け平面アンテナ装置に対して互いの電波放射面の裏面が前記電波シールド部材を挟んで向かい合うように配置される移動局向け平面アンテナ装置と、
前記基地局向け平面アンテナ装置により受信されるダウンリンク信号を増幅するダウンリンク増幅部と、前記移動局向け平面アンテナ装置から前記基地局向け平面アンテナ装置への回り込み干渉信号を抑圧するダウンリンク干渉抑圧部を有し、前記移動局向け平面アンテナ装置より再放射するダウンリンク中継部と、
前記移動局向け平面アンテナ装置により受信されるアップリンク信号を増幅するアップリンク増幅部と、前記基地局向け平面アンテナ装置から前記移動局向け平面アンテナ装置への回り込み干渉信号を抑圧するアップリンク干渉抑圧部を有し、前記基地局向け平面アンテナ装置より再放射するアップリンク中継部と、
を備え、
前記基地局向け平面アンテナ装置と前記移動局向け平面アンテナ装置は、互いの電波放射面が非平行となるよう配置され、
前記基地局向け平面アンテナ装置、前記移動局向け平面アンテナ装置、前記電波シールド部材、前記ダウンリンク中継部、及び前記アップリンク中継部は、1つの装置筐体内に収容され、
前記装置筐体は、前記基地局向け平面アンテナ装置の電波放射面に略平行とされた第1の表面と、前記移動局向け平面アンテナ装置の電波放射面に略平行とされた第2の表面とを有し、前記第1の表面が、建築物の屋外と屋内を隔てる窓ガラスの屋内面に対向して固定される
移動体通信用中継増幅装置。 A planar antenna device for a base station that has unidirectionality on the front side of the radio wave radiation surface on which the radiation element is formed, and the radiation field intensity on the rear side of the radio wave radiation surface is suppressed,
A radio wave shielding member disposed opposite to the back surface of the radio wave radiation surface of the planar antenna device for the base station;
There is unidirectionality on the front side of the radio wave radiation surface on which the radiating element is formed, and the radiation electric field strength on the rear side of the radio wave radiation surface is suppressed, and the radio waves with respect to the planar antenna device for the base station A planar antenna device for a mobile station arranged such that the back surface of the radiation surface faces the radio wave shield member;
A downlink amplifying unit for amplifying a downlink signal received by the planar antenna device for the base station, and downlink interference suppression for suppressing a sneak interference signal from the planar antenna device for the mobile station to the planar antenna device for the base station; A downlink relay unit that reradiates from the planar antenna device for mobile stations,
An uplink amplifying unit for amplifying an uplink signal received by the planar antenna device for mobile station, and uplink interference suppression for suppressing a sneak interference signal from the planar antenna device for base station to the planar antenna device for mobile station An uplink relay unit that reradiates from the planar antenna device for the base station,
Equipped with a,
The planar antenna device for base stations and the planar antenna device for mobile stations are arranged so that their radio wave radiation surfaces are non-parallel,
The base station planar antenna device, the mobile station planar antenna device, the radio wave shield member, the downlink relay unit, and the uplink relay unit are accommodated in one device casing,
The device casing includes a first surface substantially parallel to a radio wave radiation surface of the base station planar antenna device and a second surface substantially parallel to the radio wave radiation surface of the mobile station planar antenna device. And the first surface is fixed to be opposed to the indoor surface of the window glass that separates the outside of the building from the inside of the building .
前記アップリンク中継部による回り込み干渉信号の抑圧は、前記アップリンク信号を予め定められた時間だけ遅延させて前記基地局向け平面アンテナ装置に出力するとともに、前記基地局向け平面アンテナ装置に出力される信号に基づいて生成された抑圧信号を前記アップリンク信号に加算することにより行われる請求項1に記載の移動体通信用中継増幅装置。 The suppression of the sneak interference signal by the downlink relay unit delays the downlink signal by a predetermined time and outputs the delayed signal to the mobile station planar antenna device and also to the mobile station planar antenna device. A suppression signal generated based on the signal is added to the downlink signal,
The suppression of the sneak interference signal by the uplink relay unit delays the uplink signal by a predetermined time and outputs the delayed signal to the planar antenna device for the base station and to the planar antenna device for the base station. The relay amplification apparatus for mobile communication according to claim 1, wherein the relay amplification apparatus is performed by adding a suppression signal generated based on a signal to the uplink signal.
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