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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024129317
(43)【公開日】2024-09-27
(54)【発明の名称】分散型アンテナシステム装置
(51)【国際特許分類】
H04B 1/56 20060101AFI20240919BHJP
H04B 3/04 20060101ALI20240919BHJP
H04B 1/10 20060101ALI20240919BHJP
【ＦＩ】
H04B1/56
H04B3/04
H04B1/10 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023038439
(22)【出願日】2023-03-13
(71)【出願人】
【識別番号】000001122
【氏名又は名称】株式会社日立国際電気
(74)【代理人】
【識別番号】100093104
【弁理士】
【氏名又は名称】船津 暢宏
(72)【発明者】
【氏名】堀田 昇
【テーマコード（参考）】
5K011
5K046
5K052
【Ｆターム（参考）】
5K011BA02
5K011DA02
5K011DA12
5K011KA05
5K046AA05
5K046BA05
5K046EE57
5K052AA01
5K052DD15
5K052FF32
5K052FF33
5K052GG48
(57)【要約】
【課題】 下り信号に対する上り信号の回り込みによる干渉を除去して、ＴＤＤのタイミングをより正確に制御することができる分散型アンテナシステム装置を提供する。
【解決手段】 サーキュレータ１０１が、上位装置からの下り信号を、下り信号処理部に出力すると共に、上り信号処理部からの上り信号を上位装置に出力するよう制御し、上り信号回り込みキャンセル部１１１が、サーキュレータ１０１からの下り信号を入力すると共に上り信号処理部からの上り信号を入力して、下り信号に含まれる上り信号の回り込みをキャンセルしてキャンセル済の信号を出力し、ＴＤＤ検出部１０７が、キャンセル済の信号に基づいて時分割複信のタイミングを検出する分散型アンテナシステム装置としている。
【選択図】 図１
【解決手段】 サーキュレータ１０１が、上位装置からの下り信号を、下り信号処理部に出力すると共に、上り信号処理部からの上り信号を上位装置に出力するよう制御し、上り信号回り込みキャンセル部１１１が、サーキュレータ１０１からの下り信号を入力すると共に上り信号処理部からの上り信号を入力して、下り信号に含まれる上り信号の回り込みをキャンセルしてキャンセル済の信号を出力し、ＴＤＤ検出部１０７が、キャンセル済の信号に基づいて時分割複信のタイミングを検出する分散型アンテナシステム装置としている。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
時分割複信方式の無線通信に用いられる分散型アンテナシステム装置であって、
下り信号の信号処理を行う下り信号処理部と、
上り信号の信号処理を行う上り信号処理部と、
上位装置からの下り信号を前記下り信号処理部に出力すると共に前記上り信号処理部からの上り信号を前記上位装置に出力するよう制御するサーキュレータと、
前記サーキュレータからの下り信号を入力すると共に前記上り信号処理部からの上り信号を入力して、前記サーキュレータからの下り信号に含まれる上り信号の回り込みをキャンセルしてキャンセル済の信号を出力するキャンセル部と、
前記キャンセル済の信号に基づいて時分割複信のタイミングを検出する検出部と、を有することを特徴とする分散型アンテナシステム装置。
下り信号の信号処理を行う下り信号処理部と、
上り信号の信号処理を行う上り信号処理部と、
上位装置からの下り信号を前記下り信号処理部に出力すると共に前記上り信号処理部からの上り信号を前記上位装置に出力するよう制御するサーキュレータと、
前記サーキュレータからの下り信号を入力すると共に前記上り信号処理部からの上り信号を入力して、前記サーキュレータからの下り信号に含まれる上り信号の回り込みをキャンセルしてキャンセル済の信号を出力するキャンセル部と、
前記キャンセル済の信号に基づいて時分割複信のタイミングを検出する検出部と、を有することを特徴とする分散型アンテナシステム装置。
【請求項2】
前記下り信号処理部は、前記サーキュレータからの下り信号が、前記キャンセル部を経由した前記キャンセル済の信号について信号処理を行うことを特徴とする請求項１記載の分散型アンテナシステム装置。
【請求項3】
前記キャンセル部は、
入力された前記サーキュレータからの下り信号を振幅変換する第１の振幅変換部と、
入力された下位装置からの上り信号を遅延調整値に基づき遅延調整する遅延調整部と、
前記遅延調整部で遅延された信号を振幅変換する第２の振幅変換部と、
前記第２の振幅変換部で振幅変換された信号のゲインをゲイン調整値に基づき調整してレプリカ信号を生成するゲイン調整部と、
前記第１の振幅変換部で振幅変換された信号に含まれる上り信号の回り込みを前記レプリカ信号でキャンセルしてキャンセル済の信号を出力するキャンセル器と、
前記下り信号及び前記遅延調整部で遅延された信号を入力し、前記下り信号に含まれる上り信号の回り込みに対する下位装置からの上り信号の遅延量を算出して前記遅延調整値を出力すると共に前記第２の振幅変換部で振幅変換された信号のゲインを算出して前記ゲイン調整値を出力する遅延・ゲイン算出部と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載の分散型アンテナシステム装置。
入力された前記サーキュレータからの下り信号を振幅変換する第１の振幅変換部と、
入力された下位装置からの上り信号を遅延調整値に基づき遅延調整する遅延調整部と、
前記遅延調整部で遅延された信号を振幅変換する第２の振幅変換部と、
前記第２の振幅変換部で振幅変換された信号のゲインをゲイン調整値に基づき調整してレプリカ信号を生成するゲイン調整部と、
前記第１の振幅変換部で振幅変換された信号に含まれる上り信号の回り込みを前記レプリカ信号でキャンセルしてキャンセル済の信号を出力するキャンセル器と、
前記下り信号及び前記遅延調整部で遅延された信号を入力し、前記下り信号に含まれる上り信号の回り込みに対する下位装置からの上り信号の遅延量を算出して前記遅延調整値を出力すると共に前記第２の振幅変換部で振幅変換された信号のゲインを算出して前記ゲイン調整値を出力する遅延・ゲイン算出部と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載の分散型アンテナシステム装置。
【請求項4】
前記遅延・ゲイン算出部は、
前記遅延調整部で遅延調整された上り信号を入力して疑似レプリカ信号を生成し、タイミングを変えてプロンプト信号、アーリー信号及びレイト信号を出力する疑似レプリカ信号生成部と、
下り信号と前記プロンプト信号、前記下り信号と前記アーリー信号及び前記下り信号と前記レイト信号の相関演算を行い、各々の相関演算値を出力する相関演算部と、
前記下り信号と前記プロンプト信号との相関演算値からゲイン調整値を算出するゲイン調整値算出部と、
前記下り信号と前記アーリー信号との相関演算値と、前記下り信号と前記レイト信号との相関演算値とから、前記遅延調整された上り信号と前記下り信号に含まれる前記回り込みとのタイミングの差分を演算する弁別器と、
前記タイミングの差分を加算して遅延調整値を出力するアキュムレータと、を有することを特徴とする請求項３記載の分散型アンテナシステム装置。
前記遅延調整部で遅延調整された上り信号を入力して疑似レプリカ信号を生成し、タイミングを変えてプロンプト信号、アーリー信号及びレイト信号を出力する疑似レプリカ信号生成部と、
下り信号と前記プロンプト信号、前記下り信号と前記アーリー信号及び前記下り信号と前記レイト信号の相関演算を行い、各々の相関演算値を出力する相関演算部と、
前記下り信号と前記プロンプト信号との相関演算値からゲイン調整値を算出するゲイン調整値算出部と、
前記下り信号と前記アーリー信号との相関演算値と、前記下り信号と前記レイト信号との相関演算値とから、前記遅延調整された上り信号と前記下り信号に含まれる前記回り込みとのタイミングの差分を演算する弁別器と、
前記タイミングの差分を加算して遅延調整値を出力するアキュムレータと、を有することを特徴とする請求項３記載の分散型アンテナシステム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、分散型アンテナシステム装置に係り、特に、下り信号に対する上り信号の回り込みによる干渉を除去して、時分割複信のタイミング制御をより正確に行うことができる分散型アンテナシステム装置に関する。
【背景技術】
【0002】
［従来の技術］
分散型アンテナシステム（ＤＡＳ：Distributed Antenna System）では、基地局装置と複数の子局とを接続する親局が設けられている。
ＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割複信）方式の携帯電話基地局の分散型アンテナシステムにおいては、無線信号のアンテナは送受信で共用となっており、適宜送受を切り替えて使用する。このため、親局は何らかの方法で送受の切り替えタイミングを把握し、そのタイミングを子局に伝達する必要がある。
分散型アンテナシステム（ＤＡＳ：Distributed Antenna System）では、基地局装置と複数の子局とを接続する親局が設けられている。
ＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割複信）方式の携帯電話基地局の分散型アンテナシステムにおいては、無線信号のアンテナは送受信で共用となっており、適宜送受を切り替えて使用する。このため、親局は何らかの方法で送受の切り替えタイミングを把握し、そのタイミングを子局に伝達する必要がある。
【0003】
切り替えタイミングを把握するための手法の一つとして、基地局から受信した無線信号の電力の変化をもとに下り信号の立ち上がりを検出し、子局のアンテナにおける送受の切り替えをそのタイミングに同期させるものがある。
【0004】
［従来の分散型アンテナシステム装置：図５］
親局として用いられる従来の分散型アンテナシステム装置について図５を用いて説明する。図５は、従来の分散型アンテナシステム装置の構成を示す説明図である。
図５に示すように、従来の分散型アンテナシステム装置は、同軸ケーブル５００と、サーキュレータ５０１と、アナログ回路部５０２と、Ａ／Ｄ変換部５０３と、デジタル信号処理部（下り）５０４と、トランシーバ回路部５０５と、ＴＤＤ検出部５０６と、光ケーブル５０７と、アナログ回路部５０８と、Ｄ／Ａ変換部５０９と、デジタル信号処理部５１０とを備えている。
親局として用いられる従来の分散型アンテナシステム装置について図５を用いて説明する。図５は、従来の分散型アンテナシステム装置の構成を示す説明図である。
図５に示すように、従来の分散型アンテナシステム装置は、同軸ケーブル５００と、サーキュレータ５０１と、アナログ回路部５０２と、Ａ／Ｄ変換部５０３と、デジタル信号処理部（下り）５０４と、トランシーバ回路部５０５と、ＴＤＤ検出部５０６と、光ケーブル５０７と、アナログ回路部５０８と、Ｄ／Ａ変換部５０９と、デジタル信号処理部５１０とを備えている。
【0005】
同軸ケーブル５００は、上位装置（基地局）と分散型アンテナシステム装置とを接続する。
サーキュレータ５０１は、上り信号と下り信号とを絶縁するものであり、同軸ケーブル５００から入力される上位装置からの下り信号をアナログ回路部５０２に出力し、アナログ回路部５０８からの上り信号を、同軸ケーブル５００を介して上位装置に出力する。
アナログ回路部５０２は、下り信号について増幅等のアナログ処理を行う。
Ａ／Ｄ変換部５０３は、下り信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
デジタル信号処理部（下り）５０４は、下りのデジタル信号について遅延調整やフィルタリング等のデジタル信号処理を行う。
サーキュレータ５０１は、上り信号と下り信号とを絶縁するものであり、同軸ケーブル５００から入力される上位装置からの下り信号をアナログ回路部５０２に出力し、アナログ回路部５０８からの上り信号を、同軸ケーブル５００を介して上位装置に出力する。
アナログ回路部５０２は、下り信号について増幅等のアナログ処理を行う。
Ａ／Ｄ変換部５０３は、下り信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
デジタル信号処理部（下り）５０４は、下りのデジタル信号について遅延調整やフィルタリング等のデジタル信号処理を行う。
【0006】
ＴＤＤ検出部５０６は、下りデジタル信号の電力に基づいて、その立ち上がりを検出してＴＤＤにおける送受のタイミングを切り替える。
トランシーバ回路部５０５は、デジタル処理部（下り）５０４からの下りの電気信号を光信号に変換して、光ケーブル５０７に出力し、光ケーブル５０７からの上りの光信号を電気信号に変換してデジタル信号処理部（上り）５１０に出力する。
光ケーブル５０７は、分散型アンテナシステム装置と下位装置（子局）とを接続する。
トランシーバ回路部５０５は、デジタル処理部（下り）５０４からの下りの電気信号を光信号に変換して、光ケーブル５０７に出力し、光ケーブル５０７からの上りの光信号を電気信号に変換してデジタル信号処理部（上り）５１０に出力する。
光ケーブル５０７は、分散型アンテナシステム装置と下位装置（子局）とを接続する。
【0007】
デジタル信号処理部（上り）５１０は、上りのデジタル信号についてデジタル信号処理を行う。
Ｄ／Ａ変換部５０９は、上りのデジタル信号をアナログ信号に変換する。
アナログ回路部５０８は、上りのアナログ信号のアナログ処理を行い、サーキュレータ５０１に出力する。
Ｄ／Ａ変換部５０９は、上りのデジタル信号をアナログ信号に変換する。
アナログ回路部５０８は、上りのアナログ信号のアナログ処理を行い、サーキュレータ５０１に出力する。
【0008】
[ＴＤＤのタイミング検出］
図５に示したように、下り信号の受信電力から下り信号の立ち上がりを検出して送受のタイミングを制御する従来の分散型アンテナシステム装置では、上り信号と下り信号のアイソレーションを高めるためにサーキュレータ５０１を備えている。しかし、信号のダイナミックレンジを上回る絶縁性能を有したサーキュレータを実現することは困難であるため、上り／下り信号間の干渉を完全に取り除くことは不可能である。
つまり、図５に示すように、サーキュレータ５０１からアナログ回路部５０２への下り信号に、上り信号の回り込み信号が干渉信号として入り込んでしまう。
図５に示したように、下り信号の受信電力から下り信号の立ち上がりを検出して送受のタイミングを制御する従来の分散型アンテナシステム装置では、上り信号と下り信号のアイソレーションを高めるためにサーキュレータ５０１を備えている。しかし、信号のダイナミックレンジを上回る絶縁性能を有したサーキュレータを実現することは困難であるため、上り／下り信号間の干渉を完全に取り除くことは不可能である。
つまり、図５に示すように、サーキュレータ５０１からアナログ回路部５０２への下り信号に、上り信号の回り込み信号が干渉信号として入り込んでしまう。
【0009】
また、一般的に、上り／下り信号の電力は、接続する基地局－移動局間の距離等によって動的に変化するため、上り信号と下り信号それぞれの電力の絶対値やその大小関係は一定ではない。
そのため、無線信号の受信電力のみを用いてその信号が上り／下りいずれかであるかの判別や、下り信号の立ち上がりタイミングのみを選択的に検出することは困難である。
そのため、無線信号の受信電力のみを用いてその信号が上り／下りいずれかであるかの判別や、下り信号の立ち上がりタイミングのみを選択的に検出することは困難である。
【0010】
更に、受信電力を用いるのではなく、下り信号の同期信号を復調し、その復調結果から同期タイミングを検出する方法も考えられるが、復調処理を行う回路部をアンテナ分散システム装置内に実装する必要があるため、回路規模が増大してしまい、現実的ではない。
【0011】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、国際公開第２０１８／１４３０４３号「無線機及び無線通信方法」（特許文献１）がある。
特許文献１には、サーキュレータを備え、ＴＤＤ方式の無線通信とＦＤＤ方式の無線通信とを１台の装置で実現できる無線機が示されている。
尚、関連する先行技術として、国際公開第２０１８／１４３０４３号「無線機及び無線通信方法」（特許文献１）がある。
特許文献１には、サーキュレータを備え、ＴＤＤ方式の無線通信とＦＤＤ方式の無線通信とを１台の装置で実現できる無線機が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】国際公開第２０１８／１４３０４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
上述したように、従来の分散型アンテナシステム装置では、受信電力に基づいてＴＤＤのタイミングを制御する場合、上り信号の回り込みによる干渉のために、下り信号の立ち上がりを精度よく検出することができず、正確なタイミングを検出できないという問題点があった。
【0014】
尚、特許文献１には、下り信号に含まれる上り信号の回り込み成分を除去した信号を用いて、下り信号の立ち上がりを検出し、ＴＤＤのタイミングを制御する構成の記載がない。
【0015】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、下り信号の立ち上がりを検出する際に、上り信号の回り込みによる干渉の影響を抑え、ＴＤＤのタイミングをより正確に制御することができる分散型アンテナシステム装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、時分割複信方式の無線通信に用いられる分散型アンテナシステム装置であって、下り信号の信号処理を行う下り信号処理部と、上り信号の信号処理を行う上り信号処理部と、上位装置からの下り信号を下り信号処理部に出力すると共に上り信号処理部からの上り信号を上位装置に出力するよう制御するサーキュレータと、サーキュレータからの下り信号を入力すると共に上り信号処理部からの上り信号を入力して、サーキュレータからの下り信号に含まれる上り信号の回り込みをキャンセルしてキャンセル済の信号を出力するキャンセル部と、キャンセル済の信号に基づいて時分割複信のタイミングを検出する検出部と、を有することを特徴としている。
【0017】
また、本発明は、上記分散型アンテナシステム装置において、下り信号処理部は、サーキュレータからの下り信号が、キャンセル部を経由したキャンセル済の信号について信号処理を行うことを特徴としている。
【0018】
また、本発明は、上記分散型アンテナシステム装置において、キャンセル部は、入力されたサーキュレータからの下り信号を振幅変換する第１の振幅変換部と、入力された下位装置からの上り信号を遅延調整値に基づき遅延調整する遅延調整部と、記遅延調整部で遅延された信号を振幅変換する第２の振幅変換部と、第２の振幅変換部で振幅変換された信号のゲインをゲイン調整値に基づき調整してレプリカ信号を生成するゲイン調整部と、第１の振幅変換部で振幅変換された信号に含まれる上り信号の回り込みをレプリカ信号でキャンセルしてキャンセル済の信号を出力するキャンセル器と、下り信号及び遅延調整部で遅延された信号を入力し、下り信号に含まれる上り信号の回り込みに対する下位装置からの上り信号の遅延量を算出して遅延調整値を出力すると共に前記第２の振幅変換部で振幅変換された信号のゲインを算出してゲイン調整値を出力する遅延・ゲイン算出部と、を有することを特徴としている。
【0019】
また、本発明は、上記分散型アンテナシステム装置において、遅延・ゲイン算出部は、遅延調整部で遅延調整された上り信号を入力して疑似レプリカ信号を生成し、タイミングを変えてプロンプト信号、アーリー信号及びレイト信号を出力する疑似レプリカ信号生成部と、下り信号とプロンプト信号、下り信号とアーリー信号及び下り信号とレイト信号の相関演算を行い、各々の相関演算値を出力する相関演算部と、下り信号とプロンプト信号との相関演算値からゲイン調整値を算出するゲイン調整値算出部と、下り信号とアーリー信号との相関演算値と、下り信号とレイト信号との相関演算値とから、遅延調整された上り信号と下り信号に含まれる回り込みとのタイミングの差分を演算する弁別器と、タイミングの差分を加算して遅延調整値を出力するアキュムレータと、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、時分割複信方式の無線通信に用いられる分散型アンテナシステム装置であって、下り信号の信号処理を行う下り信号処理部と、上り信号の信号処理を行う上り信号処理部と、上位装置からの下り信号を下り信号処理部に出力すると共に上り信号処理部からの上り信号を上位装置に出力するよう制御するサーキュレータと、サーキュレータからの下り信号を入力すると共に上り信号処理部からの上り信号を入力して、サーキュレータからの下り信号に含まれる上り信号の回り込みをキャンセルしてキャンセル済の信号を出力するキャンセル部と、キャンセル済の信号に基づいて時分割複信のタイミングを検出する検出部と、有する分散型アンテナシステム装置としているので、下り信号に含まれる上り信号の回り込みの影響を抑えて、下り信号の立ち上がりを正確に検出して、時分割複信の送受信のタイミングを精度よく制御し、通信品質を良好にすることができる効果がある。
【0021】
また、本発明によれば、下り信号処理部は、サーキュレータからの下り信号が、キャンセル部を経由したキャンセル済の信号について信号処理を行う上記分散型アンテナシステム装置としているので、干渉成分を含まない下り信号を子局に送信でき、通信品質を良好にすることができる効果がある。
【0022】
また、本発明によれば、キャンセル部は、入力されたサーキュレータからの下り信号を振幅変換する第１の振幅変換部と、入力された下位装置からの上り信号を遅延調整値に基づき遅延調整する遅延調整部と、記遅延調整部で遅延された信号を振幅変換する第２の振幅変換部と、第２の振幅変換部で振幅変換された信号のゲインをゲイン調整値に基づき調整してレプリカ信号を生成するゲイン調整部と、第１の振幅変換部で振幅変換された信号に含まれる上り信号の回り込みをレプリカ信号でキャンセルしてキャンセル済の信号を出力するキャンセル器と、下り信号及び遅延調整部で遅延された信号を入力し、下り信号に含まれる上り信号の回り込みに対する下位装置からの上り信号の遅延量を算出して遅延調整値を出力すると共に前記第２の振幅変換部で振幅変換された信号のゲインを算出してゲイン調整値を出力する遅延・ゲイン算出部と、を有する上記分散型アンテナシステム装置において、遅延・ゲイン算出部で、下位装置からの上り信号の遅延量及びゲインを調整し、下り信号に含まれる上り信号の回り込み成分の特性に追従したキャンセル信号を生成し、回り込み成分を精度よくキャンセルできる効果がある。
【0023】
また、本発明によれば、遅延・ゲイン算出部は、遅延調整部で遅延調整された上り信号を入力して疑似レプリカ信号を生成し、タイミングを変えてプロンプト信号、アーリー信号及びレイト信号を出力する疑似レプリカ信号生成部と、下り信号とプロンプト信号、下り信号とアーリー信号及び下り信号とレイト信号の相関演算を行い、各々の相関演算値を出力する相関演算部と、下り信号とプロンプト信号との相関演算値からゲイン調整値を算出するゲイン調整値算出部と、下り信号とアーリー信号との相関演算値と、下り信号とレイト信号との相関演算値とから、遅延調整された上り信号と下り信号に含まれる回り込みとのタイミングの差分を演算する弁別器と、タイミングの差分を加算して遅延調整値を出力するアキュムレータと、を有する上記分散型アンテナシステム装置としているので、タイミングを早めたアーリー信号と遅らせたレイト信号を用いて、下位装置からの上り信号の遅延量を、下り信号に含まれる上り信号の回り込み成分の特性に動的に追従させることができ、回り込み成分を精度よくキャンセルできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本アンテナシステム装置の構成を示す説明図である。
【図2】上り信号回り込みキャンセル部の構成ブロック図である。
【図3】遅延測定／ゲイン算出部２０４の構成ブロック図である。
【図4】応用例のアンテナシステム装置の構成を示す説明図である。
【図5】従来の分散型アンテナシステム装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る分散型アンテナシステム装置（本アンテナシステム装置）は、分散型アンテナシステムの親局として用いられ、上位装置からの下り信号を下り信号処理部に出力すると共に上り信号処理部からの上り信号を上位装置に出力するよう制御するサーキュレータと、サーキュレータからの下り信号を入力すると共に上り信号処理部からの上り信号を入力して、下り信号に含まれる上り信号の回り込みをキャンセルしてキャンセル済の信号を出力するキャンセル部と、キャンセル済の信号に基づいて時分割複信のタイミングを検出する検出部を備え、下り信号における上り信号の回り込みの影響を除去することができ、装置規模を大幅に増大させることなく、下り信号の立ち上がりから時分割複信のタイミングを正確に検出することができるものである。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る分散型アンテナシステム装置（本アンテナシステム装置）は、分散型アンテナシステムの親局として用いられ、上位装置からの下り信号を下り信号処理部に出力すると共に上り信号処理部からの上り信号を上位装置に出力するよう制御するサーキュレータと、サーキュレータからの下り信号を入力すると共に上り信号処理部からの上り信号を入力して、下り信号に含まれる上り信号の回り込みをキャンセルしてキャンセル済の信号を出力するキャンセル部と、キャンセル済の信号に基づいて時分割複信のタイミングを検出する検出部を備え、下り信号における上り信号の回り込みの影響を除去することができ、装置規模を大幅に増大させることなく、下り信号の立ち上がりから時分割複信のタイミングを正確に検出することができるものである。
【0026】
[本アンテナシステム装置の構成：図１］
本アンテナシステム装置の構成について図１を用いて説明する。図１は、本アンテナシステム装置の構成を示す説明図である。
図１に示すように、本アンテナシステム装置は、基本的な構成部分は図５に示した従来の分散型アンテナシステム装置と同様であり、同軸ケーブル１００と、サーキュレータ１０１と、アナログ回路部１０２と、Ａ／Ｄ変換部１０３と、デジタル信号処理部（下り）１０４と、トランシーバ回路部１０５と、ＴＤＤ検出部１０７と、アナログ回路部１０８と、Ｄ／Ａ変換部１０９と、デジタル信号処理部（上り）１１０と、光ケーブル１１２とを備え、本アンテナシステムの特徴部分として、上り信号回り込みキャンセル部１１１を備えている。
従来と同様の部分については、詳細な説明を省略する。
本アンテナシステム装置の構成について図１を用いて説明する。図１は、本アンテナシステム装置の構成を示す説明図である。
図１に示すように、本アンテナシステム装置は、基本的な構成部分は図５に示した従来の分散型アンテナシステム装置と同様であり、同軸ケーブル１００と、サーキュレータ１０１と、アナログ回路部１０２と、Ａ／Ｄ変換部１０３と、デジタル信号処理部（下り）１０４と、トランシーバ回路部１０５と、ＴＤＤ検出部１０７と、アナログ回路部１０８と、Ｄ／Ａ変換部１０９と、デジタル信号処理部（上り）１１０と、光ケーブル１１２とを備え、本アンテナシステムの特徴部分として、上り信号回り込みキャンセル部１１１を備えている。
従来と同様の部分については、詳細な説明を省略する。
【0027】
上り信号回り込みキャンセル部１１１は、デジタル信号処理部（上り）１１０からの上り信号と、Ａ／Ｄ変換部１０３からの下り信号（回り込み成分が重畳されている）を入力して、回り込み成分のキャンセル信号を生成し、上り信号の回り込み成分が重畳された下り信号から回り込み成分をキャンセルするものである。
上り信号回り込みキャンセル部１１１の構成及び動作については後述する。
上り信号回り込みキャンセル部１１１の構成及び動作については後述する。
【0028】
そして、本アンテナシステム装置では、サーキュレータ１０１から出力される下り信号に回り込んだ上り信号を、上り信号回り込みキャンセル部１１１においてキャンセルして、ＴＤＤ検出部１０７において、回り込み信号を含まない下り信号に基づいてＴＤＤのタイミングを検出するものである。
【0029】
これにより、送受信切替のタイミングを正確に検出して子局に対するタイミング制御を行うことができ、通信品質を良好にすることができるものである。
また、本アンテナシステム装置では、復調回路を備えてタイミングを検出する構成に比べて、装置規模を小さくすることができ、低コストで実現することができるものである。
また、本アンテナシステム装置では、復調回路を備えてタイミングを検出する構成に比べて、装置規模を小さくすることができ、低コストで実現することができるものである。
【0030】
［上り信号回り込みキャンセル部の構成：図２］
上り信号回り込みキャンセル部１１１の構成について図２を用いて説明する。図２は、上り信号回り込みキャンセル部の構成ブロック図である。
図２に示すように、上り信号回り込みキャンセル部１１１は、下り振幅変換部２０１と、下りデータダンプ部２０２と、上りデータダンプ部２０３と、遅延測定／ゲイン算出部２０４と、キャンセル部２０５と、遅延調整部２０６と、上り振幅変換部２０７と、ゲイン調整部２０８とを備えている。
上り信号回り込みキャンセル部１１１の構成について図２を用いて説明する。図２は、上り信号回り込みキャンセル部の構成ブロック図である。
図２に示すように、上り信号回り込みキャンセル部１１１は、下り振幅変換部２０１と、下りデータダンプ部２０２と、上りデータダンプ部２０３と、遅延測定／ゲイン算出部２０４と、キャンセル部２０５と、遅延調整部２０６と、上り振幅変換部２０７と、ゲイン調整部２０８とを備えている。
【0031】
また、これらの内、遅延調整部２０６と、上り振幅変換部２０７と、ゲイン調整部２０８は、干渉レプリカ生成部２０９を構成しており、下り信号に回り込む上り信号をキャンセルするためのレプリカ信号を生成する。
【0032】
上り信号回り込みキャンセル部１１１の各部について説明する。
下り振幅変換部２０１は、上り信号の回り込み成分が重畳された下り信号の振幅（√（Ｉ2＋Ｑ2））を算出して振幅を変換する。
下りデータダンプ部２０２は、回り込み成分が重畳された下り信号をダンプして遅延測定／ゲイン算出部２０４に出力する。
上りデータダンプ部２０３は、遅延調整された上り信号をダンプし、遅延測定／ゲイン算出部２０４に出力する。
下り振幅変換部２０１は、上り信号の回り込み成分が重畳された下り信号の振幅（√（Ｉ2＋Ｑ2））を算出して振幅を変換する。
下りデータダンプ部２０２は、回り込み成分が重畳された下り信号をダンプして遅延測定／ゲイン算出部２０４に出力する。
上りデータダンプ部２０３は、遅延調整された上り信号をダンプし、遅延測定／ゲイン算出部２０４に出力する。
【0033】
遅延測定／ゲイン算出部２０４は、下り信号に重畳された上り信号の回り込み成分（干渉成分）をキャンセルするレプリカ信号を生成するためのパラメータとして、回り込み成分が重畳された下り信号と上り信号から、干渉成分に応じてレプリカ信号を生成するための遅延とゲインを算出し、遅延調整値とゲイン調整値を干渉レプリカ生成部２０９に出力する。遅延測定／ゲイン算出部２０４の構成及び動作については後述する。
【0034】
上り遅延調整部２０６は、上り信号について、遅延測定／ゲイン算出部２０４から出力される遅延調整値に基づいて、遅延する。
上り振幅変換部２０７は、上り信号の振幅を算出して振幅を変換する。
ゲイン調整部２０８は、遅延測定／ゲイン算出部２０４からのゲイン調整値に基づいて、振幅調整された上り信号のゲインを調整し、上り信号回り込み干渉レプリカ信号（レプリカ信号）を生成する。
上り振幅変換部２０７は、上り信号の振幅を算出して振幅を変換する。
ゲイン調整部２０８は、遅延測定／ゲイン算出部２０４からのゲイン調整値に基づいて、振幅調整された上り信号のゲインを調整し、上り信号回り込み干渉レプリカ信号（レプリカ信号）を生成する。
【0035】
キャンセル部２０５は、下り振幅変換部２０１から入力される上り信号の回り込み成分が重畳された下り信号と、ゲイン調整部２０８から入力されるレプリカ信号とに基づいて回り込み成分が重畳された下り信号からレプリカ信号を減算して、回り込み成分を含まない下り信号（キャンセル済み信号）を出力する。
【0036】
［上り信号回り込みキャンセル部１１１の動作：図２］
上り信号回り込みキャンセル部１１１の動作について図２を用いて説明する。
回り込み成分が重畳された下り信号は、分岐されて、一方は下り振幅変換部２０１で振幅が算出されて変換され、他方は下りデータダンプ部２０２でダンプされ、遅延測定／ゲイン算出部２０４に入力される。
上り信号回り込みキャンセル部１１１の動作について図２を用いて説明する。
回り込み成分が重畳された下り信号は、分岐されて、一方は下り振幅変換部２０１で振幅が算出されて変換され、他方は下りデータダンプ部２０２でダンプされ、遅延測定／ゲイン算出部２０４に入力される。
【0037】
また、遅延調整部２０６で遅延調整された上り信号は、上りデータダンプ部２０５でダンプされて、遅延測定／ゲイン算出部２０４に入力される。
遅延測定／ゲイン算出部２０４では、回り込み成分を含む下り信号と上り信号とから、干渉レプリカ生成部２０９における上り信号の遅延調整値とゲイン調整値が算出される。
遅延測定／ゲイン算出部２０４では、回り込み成分を含む下り信号と上り信号とから、干渉レプリカ生成部２０９における上り信号の遅延調整値とゲイン調整値が算出される。
【0038】
また、デジタル信号処理部（上り）１１０から出力された上り信号は、遅延調整部２０６で遅延調整値に基づいて遅延調整され、分岐されて上りデータダンプ部２０５と上り振幅変換部２０７に出力され、上り振幅変換部２０７で振幅が算出されて変換され、ゲイン調整部２０８でゲイン調整値に基づいてゲイン調整されて、レプリカ信号が生成されてキャンセル部２０５に出力される。
【0039】
そして、キャンセル部２０５において、下り振幅変換部２０１からの回り込み成分が重畳された下り信号から、レプリカ信号が減算されて、回り込み成分を含まないキャンセル済み信号が出力される。
このようにして、上り信号回り込みキャンセル部１１１の動作が行われる。
このようにして、上り信号回り込みキャンセル部１１１の動作が行われる。
【0040】
［遅延測定／ゲイン算出部２０４の構成：図３］
次に、図２に示した遅延測定／ゲイン算出部の構成について図３を用いて説明する。図３は、遅延測定／ゲイン算出部２０４の構成ブロック図である。
図３に示すように、遅延測定／ゲイン算出部２０４は、疑似レプリカ信号生成部３０１と、相関演算部３０２～３０４と、ゲイン調整値算出部３０５と、弁別器３０６と、アキュムレータ３０７とを備えている。
次に、図２に示した遅延測定／ゲイン算出部の構成について図３を用いて説明する。図３は、遅延測定／ゲイン算出部２０４の構成ブロック図である。
図３に示すように、遅延測定／ゲイン算出部２０４は、疑似レプリカ信号生成部３０１と、相関演算部３０２～３０４と、ゲイン調整値算出部３０５と、弁別器３０６と、アキュムレータ３０７とを備えている。
【0041】
疑似レプリカ信号生成部３０１は、上りデータダンプ部２０５から入力された上り信号を入力し、タイミングをずらして３種類の疑似レプリカ信号を生成して出力する。
疑似レプリカ信号としては、上り信号をそのまま再出力する（タイミングをずらさない）プロンプト信号（Ｐ）、１サンプル分タイミングを早めたアーリー信号（Ｅ）、１サンプル分タイミングを遅らせたレイト信号（Ｌ）がある。タイミングをずらす量を０．５サンプル分としてもよい。
疑似レプリカ信号としては、上り信号をそのまま再出力する（タイミングをずらさない）プロンプト信号（Ｐ）、１サンプル分タイミングを早めたアーリー信号（Ｅ）、１サンプル分タイミングを遅らせたレイト信号（Ｌ）がある。タイミングをずらす量を０．５サンプル分としてもよい。
【0042】
相関演算部３０２は、下りデータダンプ部２０２から回り込み成分を含む下り信号を入力すると共に、疑似レプリカ信号生成部からプロンプト信号（Ｐ）を入力して、相関演算を行って相関値（Ｐ）を出力する。
相関演算部３０３は、回り込み成分を含む下り信号と、アーリー信号（Ｅ）との相関演算を行って相関値（Ｅ）を出力する。
相関演算部３０４は、回り込み成分を含む下り信号と、レイト信号（Ｌ）との相関演算を行って相関値（Ｌ）を出力する。
相関演算部３０３は、回り込み成分を含む下り信号と、アーリー信号（Ｅ）との相関演算を行って相関値（Ｅ）を出力する。
相関演算部３０４は、回り込み成分を含む下り信号と、レイト信号（Ｌ）との相関演算を行って相関値（Ｌ）を出力する。
【0043】
ゲイン調整値算出部３０５は、相関演算部３０２から出力される相関値（Ｐ）から、干渉レプリカ信号を生成する際のゲイン調整値を算出する。
弁別器３０６は、相関演算部３０３からの相関値（Ｅ）と相関演算部３０４からの相関値（Ｌ）とに基づいて、上り信号と、下り信号に含まれる上り信号回り込み成分とのタイミングの差分（ｄ）を、（式１）に基づいて算出する。
ｄ＝（Ｅ－Ｌ）／２（Ｅ＋Ｌ） （式１）
（式１）において、Ｅは相関値（Ｅ）、Ｌは相関値（Ｌ）を示す。
アキュムレータ３０７は、弁別器３０６で算出されたタイミング差分値（ｄ）を積算し、干渉レプリカ信号の遅延調整値に変換する。
弁別器３０６は、相関演算部３０３からの相関値（Ｅ）と相関演算部３０４からの相関値（Ｌ）とに基づいて、上り信号と、下り信号に含まれる上り信号回り込み成分とのタイミングの差分（ｄ）を、（式１）に基づいて算出する。
ｄ＝（Ｅ－Ｌ）／２（Ｅ＋Ｌ） （式１）
（式１）において、Ｅは相関値（Ｅ）、Ｌは相関値（Ｌ）を示す。
アキュムレータ３０７は、弁別器３０６で算出されたタイミング差分値（ｄ）を積算し、干渉レプリカ信号の遅延調整値に変換する。
【0044】
［遅延測定／ゲイン算出部２０４の動作：図３］
遅延測定／ゲイン算出部２０４の動作について図３を用いて説明する。
上りデータダンプ部２０５からの上り信号は、疑似レプリカ信号生成部３１０に入力されて、プロンプト信号（Ｐ）、アーリー信号（Ｅ）、レイト信号（Ｌ）が生成される。
相関演算部３０２において、上り信号の回り込み成分を含む下り信号とプロンプト信号（Ｐ）の相関演算により、回り込み成分とプロンプト信号（Ｐ）との相関値（Ｐ）が算出され、ゲイン調整値算出部３０５において、相関値（Ｐ）に基づいてゲイン調整値が算出されて、上り信号回り込みキャンセル部１１１のゲイン調整部２０８に出力される。
遅延測定／ゲイン算出部２０４の動作について図３を用いて説明する。
上りデータダンプ部２０５からの上り信号は、疑似レプリカ信号生成部３１０に入力されて、プロンプト信号（Ｐ）、アーリー信号（Ｅ）、レイト信号（Ｌ）が生成される。
相関演算部３０２において、上り信号の回り込み成分を含む下り信号とプロンプト信号（Ｐ）の相関演算により、回り込み成分とプロンプト信号（Ｐ）との相関値（Ｐ）が算出され、ゲイン調整値算出部３０５において、相関値（Ｐ）に基づいてゲイン調整値が算出されて、上り信号回り込みキャンセル部１１１のゲイン調整部２０８に出力される。
【0045】
また、相関演算部３０３で、下り信号に含まれる上り信号の回り込み成分とアーリー信号（Ｅ）との相関値（Ｅ）が算出され、相関演算部３０４で、回り込み成分とレイト信号（Ｌ）との相関値（Ｌ）が算出され、弁別器３０６でタイミング差分値（ｄ）が算出される。
そして、アキュムレータ３０７でタイミング差分値（ｄ）が積算されて、積算値が遅延調整値に変換されて、上り信号回り込みキャンセル部１１１の遅延調整部２０６に出力される。
このようにして、遅延測定／ゲイン算出部２０４の動作が行われる。
そして、アキュムレータ３０７でタイミング差分値（ｄ）が積算されて、積算値が遅延調整値に変換されて、上り信号回り込みキャンセル部１１１の遅延調整部２０６に出力される。
このようにして、遅延測定／ゲイン算出部２０４の動作が行われる。
【0046】
つまり、本アンテナシステム装置では、タイミングを早めた疑似レプリカ信号であるアーリー信号（Ｅ）及びタイミングを遅らせた疑似レプリカ信号であるレイト信号（Ｌ）と、下り信号との相関値から、入力される上り信号と下り信号に含まれる回り込み成分とのタイミングのずれを算出し、上り信号回り込みキャンセル部１１１でレプリカ信号を生成する際の上り信号の遅延量を動的に制御することができ、レプリカ信号のタイミングを回り込み成分のタイミングに一致させて、下り信号に含まれる回り込み成分を精度よくキャンセルすることができるものである。
【0047】
［応用例：図４］
上述した例では、図１において、上り信号回り込みキャンセル部１１１から出力される回り込み成分がキャンセルされた下り信号は、ＴＤＤ検出部１０７のみに入力されて下り信号立ち上がりのタイミング検出に用いているが、応用例では、キャンセル済みの下り信号をデジタル信号処理部（下り）１０４に入力して下り信号として利用する。
応用例の分散型アンテナシステム装置（応用例のアンテナシステム装置）について図４を用いて説明する。図４は、応用例のアンテナシステム装置の構成を示す説明図である。
上述した例では、図１において、上り信号回り込みキャンセル部１１１から出力される回り込み成分がキャンセルされた下り信号は、ＴＤＤ検出部１０７のみに入力されて下り信号立ち上がりのタイミング検出に用いているが、応用例では、キャンセル済みの下り信号をデジタル信号処理部（下り）１０４に入力して下り信号として利用する。
応用例の分散型アンテナシステム装置（応用例のアンテナシステム装置）について図４を用いて説明する。図４は、応用例のアンテナシステム装置の構成を示す説明図である。
【0048】
図４に示すように、応用例のアンテナシステム装置では、Ａ／Ｄ変換部１０３からの下り信号（回り込み信号を含む）をデジタル信号処理部（下り）１０４に入力せず、上り信号回り込みキャンセル部１１１のみに入力する。
そして、上り信号回り込みキャンセル部１１１からのキャンセル済み信号を、ＴＤＤ検出部１０７と、デジタル信号処理部（下り）１０４に入力する。
そして、上り信号回り込みキャンセル部１１１からのキャンセル済み信号を、ＴＤＤ検出部１０７と、デジタル信号処理部（下り）１０４に入力する。
【0049】
これにより、上り信号の回り込み成分を含まない下り信号に基づいてＴＤＤのタイミングを検出して制御できると共に、回り込み成分による干渉の影響を除いた下り信号を子局に送信でき、通信の品質を向上させることができるものである。
【0050】
［実施の形態の効果］
本分散型アンテナシステム装置によれば、サーキュレータ１０１が、上位装置からの下り信号を、デジタル信号処理部（下り）１０４を含む下り信号処理部に出力すると共に、デジタル信号処理部（上り）１１０を含む上り信号処理部からの上り信号を上位装置に出力するよう制御し、上り信号回り込みキャンセル部１１１が、サーキュレータ１０１からの下り信号を入力すると共に上り信号処理部からの上り信号を入力して、下り信号に含まれる上り信号の回り込みをキャンセルしてキャンセル済の信号を出力し、ＴＤＤ検出部１０７が、キャンセル済の信号に基づいて時分割複信のタイミングを検出する分散型アンテナシステム装置としているので、下り信号における上り信号の回り込みの影響を除去して、下り信号の立ち上がりから時分割複信のタイミングを正確に検出して下位装置に対してタイミング制御を行うことができ、通信品質を良好にすることができる効果がある。
本分散型アンテナシステム装置によれば、サーキュレータ１０１が、上位装置からの下り信号を、デジタル信号処理部（下り）１０４を含む下り信号処理部に出力すると共に、デジタル信号処理部（上り）１１０を含む上り信号処理部からの上り信号を上位装置に出力するよう制御し、上り信号回り込みキャンセル部１１１が、サーキュレータ１０１からの下り信号を入力すると共に上り信号処理部からの上り信号を入力して、下り信号に含まれる上り信号の回り込みをキャンセルしてキャンセル済の信号を出力し、ＴＤＤ検出部１０７が、キャンセル済の信号に基づいて時分割複信のタイミングを検出する分散型アンテナシステム装置としているので、下り信号における上り信号の回り込みの影響を除去して、下り信号の立ち上がりから時分割複信のタイミングを正確に検出して下位装置に対してタイミング制御を行うことができ、通信品質を良好にすることができる効果がある。
【0051】
また、本分散型アンテナシステム装置によれば、既存の装置に上り信号回り込みキャンセル部１１１を追加することで、良好なタイミング検出を実現でき、復調回路を用いてタイミングを抽出する手法と比較して回路規模を縮小できる効果がある。
【0052】
更に、本分散型アンテナシステム装置によれば、上り信号回り込みキャンセル部１１１の遅延測定／ゲイン算出部２０４が、タイミングを早めたアーリー信号（Ｅ）及びタイミングを遅らせたレイト信号（Ｅ）と、下り信号との相関値を算出して、上り信号と回り込み成分のタイミングのずれを算出して、干渉レプリカ生成部２０９における上り信号の遅延量を実際の回り込み成分のタイミングに合わせて動的に制御することができ、回り込み成分を精度よくキャンセルすることができる効果がある。
【0053】
また、本分散型アンテナシステム装置の応用例によれば、デジタル信号処理部（下り）１０４が、サーキュレータ１０１からの信号ではなく、上り信号回り込みキャンセル部１１１から出力されるキャンセル済の信号を入力して信号処理を行うようにしているので、回り込み信号を含まない下り信号を下位装置に送信することができ、通信品質を一層良好にすることができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【0054】
本発明は、下り信号に対する上り信号の回り込みによる干渉を除去して、ＴＤＤのタイミングをより正確に制御することができる分散型アンテナシステム装置に適している。
【符号の説明】
【0055】
１００，５００…同軸ケーブル、 １０１，１０８，５０２，５０８…アナログ回路部、 １０３，５０３…Ａ／Ｄ変換部、 １０４，５０４…デジタル信号処理部（下り）、 １０５，５０５…トランシーバ回路部、 １０７，５０６…ＴＤＤ検出部、 １０９，５０９…Ｄ／Ａ変換部、 １１０，５１０…デジタル信号処理部（上り）、 １１１…上り信号回り込みキャンセル部、 １１２，５０７…光ケーブル、 ２０１，２０７…振幅変換部、 ２０２…データダンプ（下り信号）、 ２０３…データダンプ（上り信号）、 ２０４…遅延測定／ゲイン算出部、 ２０５…キャンセル部、 ２０６…遅延調整部、 ２０８…ゲイン調整部、 ２０９…干渉レプリカ生成部、 ３０１…疑似レプリカ信号生成部、 ３０２，３０３，３０４…相関演算部、 ３０５…ゲイン調整値算出部、 ３０６…弁別器、 ３０７…アキュムレータ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】