特開 2024-142549 無線中継システム

(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】P2024142549

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】無線中継システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/026 20170101AFI20241003BHJP

   H04W 16/26 20090101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H04B7/026

H04W16/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023054715

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大石 慧介

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA22

5K067EE02

5K067EE06

5K067EE10

(57)【要約】

【課題】１以上の親機ユニット、中継機ユニット、１以上の子機ユニットが順次接続された無線中継システムの各子機ユニット側で簡易に所望の事業者の無線信号を個別にオフを含む利得調整を行うことができる無線中継システムを提供する。
【解決手段】基地局が取り扱う搬送波周波数帯のアナログ信号をデジタルＩＱ信号に変換する１以上の親機ユニットと、無線端末と無線通信を行う１以上の子機ユニット３１と、各親機ユニット及び各子機ユニット３１に通信ケーブルを介して接続され、各親機ユニットから受信した下りデジタルＩＱ信号を各子機ユニット３１に伝送するとともに、各子機ユニット３１から受信した上りデジタルＩＱ信号を分離、合成して対応する親機ユニットに伝送する中継機ユニットとを備え、各子機ユニット３１は、受信した各親機ユニットの下りデジタルＩＱ信号に対して利得調整を行う下り信号利得調整部６１～６４を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基地局が取り扱う搬送波周波数帯の下りアナログ信号を前記基地局側から受信して下りデジタルＩＱ信号に変換するとともに、入力された上りデジタルＩＱ信号を上りアナログ信号に変換して前記基地局側に送信する基地局ごとの１以上の親機ユニットと、
無線端末と無線通信を行う１以上の子機ユニットと、
各親機ユニット及び各子機ユニットに通信ケーブルを介して接続され、各親機ユニットから受信した下りデジタルＩＱ信号を各子機ユニットに伝送するとともに、各子機ユニットから受信した上りデジタルＩＱ信号を分離、合成して対応する基地局側の親機ユニットに伝送する中継機ユニットとを備えた無線中継システムであって、
各子機ユニットは、受信した各親機ユニットの下りデジタルＩＱ信号に対して利得調整を行う利得調整部を備えたことを特徴とする無線中継システム。

【請求項2】

前記中継機ユニットは、各親機ユニットの下りデジタルＩＱ信号をそれぞれ各子機ユニットに伝送し、
各子機ユニットは、受信した各親機ユニットの下りデジタルＩＱ信号に対応する各利得調整部が各親機ユニットの下りデジタルＩＱ信号の利得調整を行い、それぞれ利得調整された下りデジタルＩＱ信号を下り信号合成部により合成し、合成した合成下りデジタルＩＱ信号を下りアナログ信号に変換することを特徴とする請求項１に記載の無線中継システム。

【請求項3】

前記中継機ユニットは、受信した各親機ユニットの下りデジタルＩＱ信号を下り信号合成部により合成し、合成した合成下りデジタルＩＱ信号を各子機ユニットに伝送し、
各子機ユニットは、受信した合成下りデジタルＩＱ信号に対し、前記利得調整部により各下りデジタルＩＱ信号に対する利得調整を行い、利得調整された合成下りデジタルＩＱ信号を下りアナログ信号に変換することを特徴とする請求項１に記載の無線中継システム。

【請求項4】

前記子機ユニットは、前記利得調整部が利得調整した利得調整情報をもとに、無線送信されるアナログ信号を増幅する増幅器の電源電圧を調整する増幅器電圧調整部を備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の無線中継システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、１以上の親機ユニット、中継機ユニット、１以上の子機ユニットが順次接続された無線中継システムの各子機ユニット側で簡易に所望の事業者の無線信号を個別にオフを含む利得調整を行うことができる無線中継システムに関する。

【背景技術】

【0002】

無線基地局から離れた場所における不感帯の存在を解消するための中継装置の技術が開示されている（特許文献１）。このような中継装置を含むシステムは、ＤＡＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｙｓｔｅｍ）、分散アンテナシステム、またはリピータシステムなどと呼ばれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－３８６３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のＤＡＳでは、１以上の親機ユニット、中継機ユニット、１以上の子機ユニットが順次接続される。そして、下り回線では、１以上の親機ユニットが基地局などから事業者ごとの無線信号を受けて中継機ユニットに伝送し、中継ユニットが事業者ごとの無線信号を合成して各子機ユニットに伝送している。そして、各子機ユニットは無線端末が存在するエリアに各事業者の無線信号を送信する。

【0005】

ここで、子機ユニットが配置される無線エリアでは、合成された事業者ごとの無線信号が全て送信されるが、事業者ごとの無線エリア設計のしやすさを考慮して、ある事業者の無線信号のレベル調整あるいは無線信号をオフにしたい場合がある。あるいは、無線エリアごとに、ある事業者の無線信号をオフにして他の無線信号との干渉を小さくしたい場合がある。しかし、従来のＤＡＳの子機ユニットでは、すべての子機ユニットがすべての事業者の無線信号を送受信しており、各子機ユニット側で簡易に所望の事業者の無線信号を個別に調整することができなかった。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、１以上の親機ユニット、中継機ユニット、１以上の子機ユニットが順次接続された無線中継システムの各子機ユニット側で簡易に所望の事業者の無線信号を個別にオフを含む利得調整を行うことができる無線中継システム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】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線中継システムは、基地局が取り扱う搬送波周波数帯の下りアナログ信号を前記基地局側から受信して下りデジタルＩＱ信号に変換するとともに、入力された上りデジタルＩＱ信号を上りアナログ信号に変換して前記基地局側に送信する基地局ごとの１以上の親機ユニットと、無線端末と無線通信を行う１以上の子機ユニットと、各親機ユニット及び各子機ユニットに通信ケーブルを介して接続され、各親機ユニットから受信した下りデジタルＩＱ信号を各子機ユニットに伝送するとともに、各子機ユニットから受信した上りデジタルＩＱ信号を分離、合成して対応する基地局側の親機ユニットに伝送する中継機ユニットとを備えた無線中継システムであって、各子機ユニットは、受信した各親機ユニットの下りデジタルＩＱ信号に対して利得調整を行う利得調整部を備えたことを特徴とする。

【0008】

また、本発明にかかる無線中継システムは、上記の発明において、前記中継機ユニットは、各親機ユニットの下りデジタルＩＱ信号をそれぞれ各子機ユニットに伝送し、各子機ユニットは、受信した各親機ユニットの下りデジタルＩＱ信号に対応する各利得調整部が各親機ユニットの下りデジタルＩＱ信号の利得調整を行い、それぞれ利得調整された下りデジタルＩＱ信号を下り信号合成部により合成し、合成した合成下りデジタルＩＱ信号を下りアナログ信号に変換する。

【0009】

また、本発明にかかる無線中継システムは、上記の発明において、前記中継機ユニットは、受信した各親機ユニットの下りデジタルＩＱ信号を下り信号合成部により合成し、合成した合成下りデジタルＩＱ信号を各子機ユニットに伝送し、各子機ユニットは、受信した合成下りデジタルＩＱ信号に対し、前記利得調整部により各下りデジタルＩＱ信号に対する利得調整を行い、利得調整された合成下りデジタルＩＱ信号を下りアナログ信号に変換することを特徴とする。

【0010】

また、本発明にかかる無線中継システムは、上記の発明において、前記子機ユニットは、前記利得調整部が利得調整した利得調整情報をもとに、無線送信されるアナログ信号を増幅する増幅器の電源電圧を調整する増幅器電圧調整部を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、１以上の親機ユニット、中継機ユニット、１以上の子機ユニットが順次接続された無線中継システムの各子機ユニット側で簡易に所望の事業者の無線信号を個別にオフを含む利得調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の実施の形態である無線中継システムの概要構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、親機ユニットの構成を示す機能ブロック図である。

【図3】図３は、中継機ユニットの構成を示す機能ブロック図である。

【図4】図４は、子機ユニットの構成を示す機能ブロック図である。

【図5】図５は、変形例１による中継機ユニットの構成を示す機能ブロック図である。

【図6】図６は、変形例１による子機ユニットの構成を示す機能ブロック図である。

【図7】図７は、変形例２による子機ユニットの構成を示す機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

【0014】

＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態である無線中継システム１の概要構成を示すブロック図である。図１に示すように、無線中継システム１は、１以上の親機ユニット１０（１１～１４）と中継機ユニット２０と１以上の子機ユニット３０（３１～３３）とが接続される。

【0015】

親機ユニット１１～１４は、それぞれ事業者の基地局１０１～１０４と通信ケーブルＣ１～Ｃ４を介して接続され、各基地局１０１～１０４が取り扱う搬送波周波数帯の無線信号（ＲＦ信号）に対応するアナログ信号を授受する。また、親機ユニット１１～１４は、通信ケーブルとしての光ケーブルＣ１１～Ｃ１４を介して中継機ユニット２０に接続され、各基地局１０１～１０４が取り扱うアナログ信号をデジタル信号に変換して中継機ユニット２０との間で送受信する。

【0016】

中継機ユニット２０は、各無線通信エリアＥ１～Ｅ３に設けられた１以上の子機ユニット３１～３３と光ケーブルＣ２１～Ｃ２３を介して接続される。中継機ユニット２０は、基地局１０１～１０４に対応した４つのデジタル信号を各子機ユニット３１～３３との間でそれぞれ送受信する。すなわち、中継機ユニット２０は、基地局１０１～１０４に対応した４つの全てのデジタル信号を各子機ユニット３１～３３に伝送し、各子機ユニット３１～３３から受信した４つのデジタル信号を、対応する基地局１０１～１０４の親機ユニット１１～１４に分離し、分離したデジタル信号をそれぞれ対応する親機ユニット１１～１４に伝送する。

【0017】

子機ユニット３１～３３は、それぞれ４つのデジタル信号を４つのアナログ信号に変換して、各無線通信エリアＥ１～Ｅ３に配置された無線端末２０１～２０３との間でそれぞれ無線通信が可能になる。例えば、無線端末２０１は、子機ユニット３１を介して４つの事業者の搬送波周波数帯のアナログ信号のうちの１以上のアナログ信号を用いて無線通信を行うことができる。

【0018】

なお、例えば、親機ユニット１０及び中継機ユニット２０はビルの地下室に配置され、子機ユニット３０はそれぞれ各階のフロアに配置される。この場合、各フロアが無線通信エリアとなる。

【0019】

＜親機ユニット＞
図２は、親機ユニット１１の構成を示す機能ブロック図である。なお、他の親機ユニット１２～１４は親機ユニット１１と同じ構成である。親機ユニット１１が基地局１０１から受信した搬送波周波数帯のアナログ信号（ＲＦ信号）は、アナログデジタル変換部４１により下りデジタル信号に変換される。この下りデジタル信号は下りデジタル信号処理部４２によるデジタルダウンコンバートとダウンサンプリングとの処理によりデジタルＩＱデータに変換される。このデジタルＩＱデータは、デジタルＩＱデータ送受信部４３により中継機ユニット２０に伝送される。なお、デジタルＩＱデータは、光電気変換部により光信号に変換されて中継機ユニット２０に伝送される。

【0020】

一方、中継機ユニット２０から受信した光信号は光電気変換部により電気信号に変換され、デジタルＩＱデータ送受信部４３に入力され、上りデジタル信号処理部４４に出力される。上りデジタル信号処理部４４は、ダウンサンプリングとデジタルアップコンバートとによりデジタルＩＱデータを上りデジタル信号に処理してデジタルアナログ変換部４５に出力する。デジタルアナログ変換部４５は、上りデジタル信号をアナログ信号（ＲＦ信号）に変換して基地局１０１に伝送する。

【0021】

＜中継機ユニット＞
図３は、中継機ユニット２０の構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、各親機ユニット１１～１４から伝送された光信号は電気信号に変換され、デジタルＩＱデータ送受信部２１～２４に出力される。デジタルＩＱデータ送受信部２１～２４は、各デジタルＩＱデータをそれぞれ下りデジタル信号処理部２５～２８に出力する。下りデジタル信号処理部２５～２８は、各デジタルＩＱデータに対してサンプリングレート変換などの信号処理を施して、それぞれそのままデジタルＩＱデータ送受信部５０に出力する。デジタルＩＱデータ送受信部５０は、各デジタルＩＱデータを合成せずにそのままシリアルに各子機ユニット３１～３３に伝送する。なお、デジタルＩＱデータ送受信部５０から出力されたデジタルＩＱデータは光信号に変換されて各子機ユニット３１～３３に伝送される。

【0022】

一方、子機ユニット３１～３３から受信した光信号は光電気変換部により電気信号に変換され、デジタルＩＱデータ送受信部５０に入力され、各子機ユニット３１～３３に対応したデジタルＩＱデータをそれぞれ上りデジタル信号処理部５１～５３に出力する。上りデジタル信号処理部５１～５３は、サンプリングレート変換などの信号処理を施して上り信号合成部５４に出力する。上り信号合成部５４は、デジタルＩＱデータの周波数変換状態をもとに分離、合成し、各基地局１０１～１０４に対応したデジタルＩＱデータ送受信部２１～２４に出力する。デジタルＩＱデータ送受信部２１～２４は、それぞれ対応する親機ユニット１１～１４にデジタルＩＱデータを送信する。この際、デジタルＩＱデータは光信号に変換されて伝送される。

【0023】

＜子機ユニット＞
図４は、子機ユニット３１の構成を示す機能ブロック図である。なお、他の子機ユニット３２，３３は子機ユニット３１と同じ構成である。図４に示すように、子機ユニット３１は、受信した光信号を電気信号に変換した各デジタルＩＱデータを各下り信号利得調整部６１～６４に振り分けて出力する。

【0024】

下り信号利得調整部６１は、利得調整部として機能し、入力された各基地局１０１～１０４に対応するデジタルＩＱデータに対する利得を調整する。例えば、利得を０にしてデジタルＩＱデータの信号レベルを０にしてデジタルＩＱデータの出力をオフにする。各下り信号利得調整部６１～６４は、それぞれのデジタルＩＱデータに対して利得調整が可能であるため、基地局１０１～１０４のうちの所望の１以上の基地局からの信号をオフすることができる。なお、この利得調整は、オフのみならず、利得の増減も可能であり、信号強度調整も可能である。

【0025】

下り信号合成部６５は、各下り信号利得調整部６１～６４から入力されたデジタルＩＱデータに対して周波数変換を行って合成し、下りデジタル信号処理部６６に出力する。下りデジタル信号処理部６６は、合成されたデジタル信号に対してアップサンプリングとデジタルアップコンバートなどの信号処理を施してデジタルアナログ変換部６７に出力する。デジタルアナログ変換部６７は、入力された下りデジタル信号をアナログ信号に変換して無線出力する。

【0026】

一方、アナログデジタル変換部６８は、受信した無線信号をデジタル信号に変換して上りデジタル信号処理部６９に出力する。上りデジタル信号処理部６９は、入力されたデジタル信号に対してデジタルダウンコンバートとダウンサンプリングなどの信号処理を施したデジタルＩＱデータに変換してデジタルＩＱデータ送受信部６０に出力する。デジタルＩＱデータ送受信部６０は、入力されたデジタルＩＱデータを中継機ユニット２０に伝送する。なお、デジタルＩＱデータは光信号に変換されて中継機ユニット２０に伝送される。

【0027】

本実施の形態では、子機ユニット３１～３３側において各基地局１０１～１０４に対応する下り信号の利得調整を個別に行うようにしているので、子機ユニット３１～３３が配置される無線通信エリアの環境に応じて所望の１以上の基地局の下り信号をオフすることができる。例えば、４つの事業者による４つのアナログ信号（ＲＦ信号）のうち、１つの事業者によるアナログ信号（ＲＦ信号）の送信をオフすることができ、各無線通信エリアに対し、簡易かつ個別に無線信号の選択設定を行うことができる。

【0028】

＜変形例１＞
図５は、変形例１による中継機ユニット２０Ａの構成を示す機能ブロック図である。また、図６は、変形例１による子機ユニット３１Ａの構成を示す機能ブロック図である。本変形例１の中継機ユニット２０Ａでは、子機ユニット３１に設けた下り信号合成部６５に対応する下り信号合成部５５を、下りデジタル信号処理部２５～２８とデジタルＩＱデータ送受信部５０との間に設けている。この結果、デジタルＩＱデータ送受信部５０は、合成されたデジタルＩＱデータを子機ユニット３１Ａ側に伝送することになる。

【0029】

一方、子機ユニット３１Ａは、下り信号合成部６５が削除され、中継機ユニット２０Ａから合成されたデジタルＩＱデータが入力される。そして、子機ユニット３１Ａには、下り信号利得調整部６１～６４に替えて、利得調整部としての利得調整フィルタ部６１Ａが設けられる。

【0030】

利得調整フィルタ部６１Ａは、デジタルフィルタであり、合成されたデジタルＩＱデータに対して、各基地局１０１～１０４の無線信号に対応する周波数帯に対する利得調整を行い、例えば、所望の基地局の周波数帯の利得を０にして所望の基地局からの下り信号をオフする。なお、この利得調整フィルタ部６１Ａにおいても、利得調整は増減が可能である。利得調整フィルタ部６１Ａは、デジタルフィルタであり、デジタルＩＱデータに対する利得調整の信号処理は容易である。

【0031】

＜変形例２＞
図７は、変形例２による子機ユニット３１Ｂの構成を示す機能ブロック図である。図７に示すように、本変形例２では、図４に示した子機ユニット３１に対し、増幅器電圧調整部７０を設けている。増幅器電圧調整部７０は、下り信号利得調整部６１～６４が利得調整した利得調整情報をもとに、無線送信されるアナログ信号を増幅する送信増幅器７１の電源電圧を調整する。

【0032】

この電源電圧調整は、例えば、４つの無線信号の送信から３つの無線信号の送信に変更調整がなされた場合、送信増幅器７１の電力消費が必要最小限の電力消費（３／４）となるように増幅器の電源電圧を調整する。具体的には、送信増幅器７１内のＦＥＴのドレイン電圧やゲート電圧などを変更することで子機ユニット３１Ｂの電力効率を上げる。なお、受信増幅器７２の消費電力は小さいので電源電圧調整は行わなくてよい。

【0033】

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態及び変形例について説明したが、本実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

【符号の説明】

【0034】

１ 無線中継システム
１０，１１～１４ 親機ユニット
２０，２０Ａ 中継機ユニット
２１～２４，４３，５０，６０ デジタルＩＱデータ送受信部
３０，３１～３３，３１Ａ，３１Ｂ 子機ユニット
４１，６８ アナログデジタル変換部
２５～２８，４２，６６ 下りデジタル信号処理部
４４，５１～５３，６９ 上りデジタル信号処理部
４５，６７ デジタルアナログ変換部
５４ 上り信号合成部
６１～６４ 下り信号利得調整部
６１Ａ 利得調整フィルタ部
６５，５５ 下り信号合成部
７０ 増幅器電圧調整部
７１ 送信増幅器
７２ 受信増幅器
１０１～１０４ 基地局
２０１～２０３ 無線端末
Ｃ１～Ｃ４ 通信ケーブル
Ｃ１１～Ｃ１４，Ｃ２１～Ｃ２３ 光ケーブル
Ｅ１～Ｅ３ 無線通信エリア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】