特開 2024-36213 アンテナサイトの装置及び当該アンテナサイトに接続するサイトの装置

(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】P2024036213

(43)【公開日】2024-03-15

(54)【発明の名称】アンテナサイトの装置及び当該アンテナサイトに接続するサイトの装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/16 20060101AFI20240308BHJP

【ＦＩ】

H04B1/16 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022141011

(22)【出願日】2022-09-05

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、国立研究開発法人情報通信研究機構、「革新的情報通信技術研究開発委託研究／Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇ通信インフラを高効率に構成するメトロアクセス光技術の研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】二村 真司

【テーマコード（参考）】

5K061

【Ｆターム（参考）】

5K061CC02

5K061CC08

5K061CC52

(57)【要約】

【課題】アンテナサイトにおいて受信する無線デバイスからの無線信号のパワーを、集約局において精度良く判定する。
【解決手段】アンテナが設置される第１サイトに配置される第１装置は、前記アンテナからの無線周波数帯の第１信号を第１利得の値に基づき調整して第２信号を出力する第１調整手段と、前記第２信号が入力され、前記第２信号を第２サイトに送信する第１送信手段と、前記第２信号のパワーが前記第１送信手段に入力可能な範囲内となる様に前記第１利得の値を制御する第１制御信号を生成して前記第１調整手段に出力する第１利得制御手段と、前記第１利得の値又前記第１制御信号の値を示す通知制御信号を前記第２サイトに送信する第２送信手段と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナが設置される第１サイトに配置される第１装置であって、
前記アンテナからの無線周波数帯の第１信号を第１利得の値に基づき調整して第２信号を出力する第１調整手段と、
前記第２信号が入力され、前記第２信号を第２サイトに送信する第１送信手段と、
前記第２信号のパワーが前記第１送信手段に入力可能な範囲内となる様に前記第１利得の値を制御する第１制御信号を生成して前記第１調整手段に出力する第１利得制御手段と、
前記第１利得の値又前記第１制御信号の値を示す通知制御信号を前記第２サイトに送信する第２送信手段と、
を備えている、第１装置。

【請求項2】

前記第１利得制御手段は、前記第２信号の電力を監視することにより前記第１制御信号を生成する、請求項１に記載の第１装置。

【請求項3】

前記第１利得制御手段は、前記第１信号の電力を監視することにより前記第１制御信号を生成する、請求項１に記載の第１装置。

【請求項4】

前記第１利得制御手段は、前記第２信号の電力及び前記第１信号の電力を測定することで前記第１利得の値を測定し、
前記通知制御信号は、前記第１利得制御手段が測定した前記第１利得の値を示す、請求項１に記載の第１装置。

【請求項5】

請求項１に記載の第１装置と通信する第２装置であって、
前記第１送信手段からの前記第２信号を受信して出力する第１受信手段と、
前記第２送信手段からの前記通知制御信号を受信して出力する第２受信手段と、
前記第２信号を第２利得の値に基づき調整して第３信号を出力する第２調整手段と、
前記通知制御信号が示す前記第１利得の値又前記第１制御信号の値に基づき、前記第１信号に対する前記第３信号の第３利得の値が所定範囲内となる様に、前記第２利得の値を制御する第２制御信号を生成して前記第２調整手段に出力する第２利得制御手段と、
を備えている、第２装置。

【請求項6】

前記通知制御信号は、前記第１利得の値を示し、
前記第２利得制御手段は、前記通知制御信号が示す前記第１利得の値に基づき前記第３利得の値を前記所定範囲内とするための前記第２利得の値を決定することで前記第２制御信号を生成する、請求項５に記載の第２装置。

【請求項7】

前記第２利得制御手段は、前記第２制御信号の値と前記第２利得の値との対応関係を示す制御情報を有し、前記制御情報を使用して、決定した前記第２利得の値に対応する前記第２制御信号の値を判定することで、前記第２制御信号を生成する、請求項６に記載の第２装置。

【請求項8】

前記第２調整手段に第１の値の第２制御信号を入力して前記第１送信手段に電力が既知の試験信号を入力した際の前記第２調整手段の出力の電力を測定することで、前記第１の値を前記第２調整手段に入力した際の前記第２調整手段の前記第２利得の第１利得値を判定し、前記第２調整手段に前記第１の値とは異なる第２の値の第２制御信号を入力して前記第１送信手段に電力が既知の試験信号を入力した際の前記第２調整手段の出力の電力を測定することで、前記第２の値を前記第２調整手段に入力した際の前記第２調整手段の前記第２利得の第２利得値を判定し、前記第１の値と、前記第２の値と、前記第１利得値と、前記第２利得値と、に基づき、前記制御情報を生成する第１生成手段をさらに備えている、請求項７に記載の第２装置。

【請求項9】

前記通知制御信号は、前記第１制御信号の値を示し、
前記第２利得制御手段は、前記第１制御信号の値と前記第２制御信号の値との対応関係を示す制御情報を有し、前記制御情報を使用して、前記通知制御信号が示す前記第１制御信号の値に対応する前記第２制御信号の値を判定することで、前記第２制御信号を生成する、請求項５に記載の第２装置。

【請求項10】

前記第１調整手段に第１の値の第１制御信号を入力して前記第１調整手段に電力が既知の試験信号を入力した際の前記第１受信手段の出力の電力を測定することで、前記第１の値を前記第１調整手段に入力した際の前記第１調整手段の前記第１利得の第１利得値を判定し、前記第１調整手段に前記第１の値とは異なる第２の値の第１制御信号を入力して前記第１調整手段に電力が既知の試験信号を入力した際の前記第１受信手段の出力の電力を測定することで、前記第２の値を前記第１調整手段に入力した際の前記第１調整手段の前記第１利得の第２利得値を判定し、前記第１の値と、前記第２の値と、前記第１利得値と、前記第２利得値とに基づき、前記第１制御信号の値と前記第１利得の値との対応関係を判定し、
前記第２調整手段に第３の値の第２制御信号を入力して前記第１送信手段に電力が既知の試験信号を入力した際の前記第２調整手段の出力の電力を測定することで、前記第３の値を前記第２調整手段に入力した際の前記第２調整手段の前記第２利得の第３利得値を判定し、前記第２調整手段に前記第３の値とは異なる第４の値の第２制御信号を入力して前記第１送信手段に電力が既知の試験信号を入力した際の前記第２調整手段の出力の電力を測定することで、前記第４の値を前記第２調整手段に入力した際の前記第２調整手段の前記第２利得の第４利得値を判定し、前記第３の値と、前記第４の値と、前記第３利得値と、前記第４利得値とに基づき、前記第２制御信号の値と前記第２利得の値との対応関係を判定し、
前記第１制御信号の値と前記第１利得の値との対応関係と、前記第２制御信号の値と前記第２利得の値との対応関係と、に基づき前記制御情報を生成する第１生成手段をさらに備えている、請求項９に記載の第２装置。

【請求項11】

補正情報を格納する格納手段をさらに備え、
前記第２利得制御手段は、前記制御情報を使用して判定した前記第２制御信号の値を前記補正情報に基づき補正することで、前記第２制御信号を生成する、請求項７から１０のいずれか１項に記載の第２装置。

【請求項12】

前記第１調整手段に電力が既知の試験信号を入力し、前記第２利得制御手段が前記通知制御信号と前記制御情報とに基づき生成した前記第２制御信号で前記第２利得の値を制御した際に前記第２調整手段が出力する前記試験信号の電力を測定することで前記第３利得の値を判定し、判定した前記第３利得の値を前記所定範囲内とするための前記第２制御信号の値の補正量を求めることで前記補正情報を生成する第２生成手段をさらに備えている、請求項１１に記載の第２装置。

【請求項13】

補正情報を格納する格納手段をさらに備え、
前記第２利得制御手段は、前記第２制御信号を前記第２調整手段に出力するタイミングを前記補正情報に基づき補正する、請求項５から１０のいずれか１項に記載の第２装置。

【請求項14】

前記第１調整手段に第１振幅と、前記第１振幅より小さい第２振幅との間で振幅が交互に切り替わる試験信号を入力し、前記第２調整手段が出力する前記試験信号の振幅を測定することで前記補正情報を生成する第２生成手段をさらに備えている、請求項１３に記載の第２装置。

【請求項15】

前記第２生成手段及び前記格納手段は、複数の前記第２装置に対して共通に設けられる、請求項１４に記載の第２装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、アンテンササイトに配置される装置と、当該アンテナサイトに接続するサイトに配置される装置と、に関する。

【背景技術】

【0002】

移動通信システムといった無線通信システムにおいては、アンテナサイト（又は張出局）と、複数のアンテナサイトに接続する集約局との間で、レディオ・オーバ・ファイバ（ＲｏＦ）技術が使用されている。なお、アンテナサイトとは、アンテナが配置され、無線通信システムの無線デバイス（ＷＤ）（ユーザ装置（ＵＥ）とも呼ばれる。）と無線信号の送受信を行うサイトである。また、集約局は、アンテナサイトに通信リンクにより接続され、アンテナサイトを介してＷＤと通信するサイトである。

【0003】

アンテナサイトのアンテナは、ＷＤが送信する無線信号を受信して無線周波帯の信号（以下、ＲＦ信号）を出力する。ＲоＦを使用する場合、アンテナサイトにおいては、ＲＦ信号に基づく変調光を生成し、光ファイバを介して、当該変調光を集約局に送信する。集約局においては、光ファイバを介して受信する変調光を復調してＲＦ信号を生成する。

【0004】

変調光を生成するためのデバイス（以下、変調デバイス）に入力可能なＲＦ信号のパワー（電力）の範囲には制限がある。一般的に、ＷＤから受信した無線信号に基づきアンテナが出力するＲＦ信号のパワーは、当該ＷＤの位置に応じて、変調デバイスに入力可能な範囲を超えて変化し得る。このため、非特許文献１は、アンテナからのＲＦ信号のパワーに応じて電力増幅器（以下、ＰＡ）の利得を調整することで、ＰＡが出力するＲＦ信号のパワーを変調デバイスに入力可能な範囲内に調整する構成を開示している。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】Ｈ．Ｙａｓｕｄａ ｅｔ ａｌ．，"Ｃｏｖｅｒａｇｅ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ２８ ＧＨｚ Ｂａｎｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｉｇｎａｌｓ Ｉｎｓｉｄｅ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｕｓｉｎｇ Ａｎａｌｏｇ Ｒａｄｉｏ ｏｖｅｒ Ｍｕｌｔｉ－Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ"，ｉｎ Ｐｒｏｃ．ＯＥＣＣ ２０２２，Ｔｏｙａｍａ，Ｊａｐａｎ，２０２２年７月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＷＤに送信する無線信号の送信電力や、ＷＤに送信する無線信号のビーム方向を集約局において決定するため、ＷＤから受信する無線信号、つまり、ＲＦ信号のパワーを集約局で参照する必要があり得る。非特許文献１に記載の構成において集約局が受信するＲＦ信号のパワーは、アンテナサイトのＰＡにより可変利得で調整されたものであるため、集約局では、ＷＤから受信する無線信号、つまり、ＰＡによる増幅前のＲＦ信号のパワーを判定できず、ＷＤに送信する無線信号の送信電力やビーム方向を精度良く決定できない。

【0007】

なお、ＲｏＦではなくアンテナサイトと集約局とを無線リンクで接続する場合でも、アンテナサイトにおいて可変利得でＲＦ信号を増幅して集約局に送信する場合には同様の問題が生じる。

【0008】

本開示は、アンテナサイトにおいて受信する無線デバイスからの無線信号のパワーを、集約局において精度良く判定する技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一態様によると、アンテナが設置される第１サイトに配置される第１装置は、前記アンテナからの無線周波数帯の第１信号を第１利得の値に基づき調整して第２信号を出力する第１調整手段と、前記第２信号が入力され、前記第２信号を第２サイトに送信する第１送信手段と、前記第２信号のパワーが前記第１送信手段に入力可能な範囲内となる様に前記第１利得の値を制御する第１制御信号を生成して前記第１調整手段に出力する第１利得制御手段と、前記第１利得の値又前記第１制御信号の値を示す通知制御信号を前記第２サイトに送信する第２送信手段と、を備えている。

【発明の効果】

【0010】

本開示によると、アンテナサイトにおいて受信する無線デバイスからの無線信号のパワーを、集約局において精度良く判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態による無線通信システムの構成図。

【図2】利得ＧＸと利得ＧＹとの関係を示す図。

【図3】第２制御信号のタイミングのズレにより合計利得が一定とならないことの説明図。

【図4】タイミングの補正情報を生成する処理の説明図。

【図5】制御情報を生成する処理の説明図。

【図6】一実施形態による無線通信システムの構成図。

【図7】一実施形態による集約局の構成図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうちの二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0013】

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による無線通信システムの構成図である。アンテナサイトには、アンテナ１０と、無線ユニット（第１装置）が配置される。無線ユニットは、ＲＦ回路１１と、ＰＡ１２と、変調デバイス（Ｅ／Ｏ）１３及び１４と、利得制御部１５と、を有する。

【0014】

アンテナ１０は、図示しないＷＤから受信した無線信号をＲＦ信号に変換してＲＦ回路１１に出力する。ＲＦ回路１１は、ＲＦ信号のフィルタリング等の処理を行い、処理後のＲＦ信号（以下、第１ＲＦ信号）をＰＡ１２に出力する。なお、ＲＦ回路１１においては、ＲＦ信号を固定的な利得で増幅することもできる。ＲＦ回路１１における増幅は、固定的な利得で行われるため第１ＲＦ信号のレベルからＲＦ信号のレベルを判定することができる。

【0015】

ＰＡ１２は、利得ＧＸで第１ＲＦ信号を増幅し、増幅後の第１ＲＦ信号（以下、増幅後の第１ＲＦ信号を第２ＲＦ信号と表記する。）をＥ／Ｏ１３に出力する。なお、利得ＧＸの値は、利得制御部１５から入力される第１制御信号に基づき制御される。利得制御部１５は、ＰＡ１２が出力する第２ＲＦ信号のパワーを監視し、第２ＲＦ信号のパワーがＥ／Ｏ１３に入力可能な範囲内となる様に第１制御信号の値を調整する。なお、以下の説明において利得の単位はｄＢであるものとする。

【0016】

一例として、ＰＡ１２の利得ＧＸは、第１制御信号の電圧値により設定される。利得制御部１５は、第１制御信号の電圧値の時間変化を示す通知制御信号をＥ／Ｏ１４に出力する。なお、通知制御信号は、第１制御信号の電圧値ではなく、ＰＡ１２に設定した利得ＧＸの値そのものの時間変化を示す信号とすることもできる。この場合、利得制御部１５には、第１制御信号の電圧値と利得ＧＸの値との関係を示す第１制御情報が格納される。利得制御部１５は、ＰＡ１２に出力した第１制御信号の電圧値の時間変化から利得ＧＸの値の時間変化を判定して通知制御信号を生成することができる。

【0017】

Ｅ／Ｏ１３は、第２ＲＦ信号で変調した第１変調光を集約局に送信する。また、Ｅ／Ｏ１４は、通知制御信号で変調した第２変調光を集約局に送信する。なお、第１変調光及び第２変調光を集約局に送信する構成は任意であり、個別の光ファイバを使用することも、第１変調光及び第２変調光を空間多重、波長多重、偏波多重等の任意の多重化方式で多重して集約局に送信することもできる。

【0018】

なお、通知制御信号を光で集約局に送信するのではなく通知制御信号を無線信号により集約局に送信する構成であっても良い。同様に、第２ＲＦ信号についても無線信号により集約局に送信する構成であっても良い。この場合、Ｅ／Ｏ１３及び１４は、無線送信機となる。また、第２ＲＦ信号と通知制御信号を合成して無線信号により集約局に送信する構成で合っても良い。この場合、無線送信機は１つでよい。Ｅ／Ｏ１３及び１４についても同様である。

【0019】

集約局は、処理ユニット（第２装置）を有する。処理ユニットは、復調器（Ｏ／Ｅ）２３及び２４と、ＰＡ２２と、利得制御部２１と、を有する。なお、図１に示す様に、処理ユニットは、生成部２０及び記憶部２５を有し得るが、生成部２０及び記憶部２５については第二実施形態以降で説明する。

【0020】

Ｏ／Ｅ２３は、アンテナサイトから受信する第１変調光を復調して第２ＲＦ信号を生成し、第２ＲＦ信号をＰＡ２２に出力する。Ｏ／Ｅ２４は、アンテナサイトから受信する第２変調光を復調して通知制御信号を生成し、通知制御信号を利得制御部２１に出力する。なお、アンテンササイトと集約局とを無線リンクで接続する場合、Ｏ／Ｅ２３及び２４は、無線受信機となる。また、無線送信機を１つとする場合、復調した信号から第２ＲＦ信号と通知制御信号を分離する機能を備えることで、無線受信機を１つとしてもよい。Ｅ／Ｏ１３及び１４についても同様である。

【0021】

ＰＡ２２は、利得ＧＹで第２ＲＦ信号を増幅し、増幅後の第２ＲＦ信号（以下、増幅後の第２ＲＦ信号を第３ＲＦ信号と表記する。）を出力する。なお、利得ＧＹの値は、利得制御部２１から入力される第２制御信号に基づき制御される。例えば、ＰＡ１２と同様に、ＰＡ２２の利得ＧＹは、第２制御信号の電圧値により設定される。

【0022】

通知制御信号が利得ＧＸの値を示す場合、利得制御部２１には、第２制御信号の電圧値と利得ＧＹの値との対応関係を示す第２制御情報が格納される。利得制御部２１は、所定値ＧＴから通知制御信号が示す利得ＧＸの値を減じた値を利得ＧＹの値に決定する。そして、利得制御部２１は、第２制御情報に基づき、決定した利得ＧＹの値に対応する電圧値を判定して、この電圧値の第２制御信号を出力する。

【0023】

なお、第２制御情報は、第２制御信号の電圧値と、通知制御信号が示す利得ＧＸの値との対応関係を示すものであっても良い。この場合の第２制御情報は、通知制御信号が示す利得ＧＸの値と、当該利得ＧＸの値に対応する第２制御信号の電圧値による利得ＧＹの値との合計が所定値ＧＴとなる様に設定される。つまり、この場合の第２制御情報は、第２制御信号の電圧値と利得ＧＹの値との対応関係を示す第２制御情報の利得ＧＹの値を、ＧＸ＝ＧＴ－ＧＹに置き換えたものである。そして、利得制御部２１は、通知制御信号が示す利得ＧＸの値に対応する電圧値を第２制御情報に基づき判定し、この電圧値の第２制御信号を出力する。

【0024】

以上の様に、利得ＧＹを設定することで、図２に示す様に、利得ＧＸの値と利得ＧＹの値の合計は時間によらず所定値ＧＴで一定となる。これは、第１ＲＦ信号に対する第３ＲＦ信号の利得ＧＺが時間によらず所定値ＧＴで一定となることを意味する。したがって、集約局は第３ＲＦ信号に基づき第１ＲＦ信号のパワー、つまり、ＷＤからの無線信号の受信パワーを判定することができる。

【0025】

なお、通知制御信号が第１制御信号の電圧値を示す場合、利得制御部２１には、第１制御信号の電圧値と第２制御信号の電圧値との対応関係を示す第２制御情報が格納される。利得制御部２１は、第２制御情報に基づき、通知制御信号が示す第１制御信号の電圧値に対応する電圧値の第２制御信号をＰＡ２２に出力する。なお、第２制御情報は、第１ＲＦ信号に対する第３ＲＦ信号の利得ＧＺが、時間によらず所定値ＧＴで一定となる様に作成される。

【0026】

なお、ＰＡ１２及び／又はＰＡ２２は、入力される信号を増幅するのみならず減衰させることができるものであっても良い。つまり、利得ＧＸ及び利得ＧＹは正の値のみならず負の値をとり得る。この様に、ＰＡ１２及び／又はＰＡ２２は、入力される信号のパワーを設定された利得に従って調整するものである。例えば、ＰＡ１２を信号の増幅のみを行うものとし、ＰＡ２２を信号の減衰のみを行うものとし得る。この場合、所定値ＧＴを０とすることができる。

【0027】

本実施形態において、利得制御部１５は、ＰＡ１２が出力する第２ＲＦ信号のパワーに基づき利得ＧＸを制御していたが、ＰＡ１２に入力される第１ＲＦ信号のパワーに基づき利得ＧＸを制御する構成とすることもできる。具体的には、利得制御部１５は、第１ＲＦ信号のパワーに基づき必要な利得ＧＸの値を決定し、第１制御情報に基づき第１制御信号の電圧値を決定する構成とし得る。なお、第１制御情報は、第１ＲＦ信号のパワーと第１制御信号の電圧値との関係を示すものとすることもできる。この場合、利得制御部１５は、第１ＲＦ信号のパワーに対応する電圧値を第１制御情報に基づき判定し、判定した電圧値の第１制御信号を出力する。例えば、遠距離のＷＤ＃１と通信していることによって利得ＧＸの値が大きいときに、近距離のＷＤ＃２が無線信号を送信すると、第２ＲＦ信号のレベルがＥ／Ｏ１３の入力可能範囲外となり得る。第１ＲＦ信号のパワーに基づき利得ＧＸを制御することで、第１ＲＦ信号のパワーの変動に応じて利得ＧＸを素早く変更することができる。

【0028】

なお、上記説明において、ＰＡ１２及びＰＡ２２は、それぞれ、第１制御信号及び第２制御信号の電圧値により利得ＧＸ及び利得ＧＹが制御されるものとした。しかしながら、ＰＡ１２及びＰＡ２２は、入力される電圧値により利得が制御されるものに限定されない。例えば、ＰＡ１２及びＰＡ２２は、入力される電流値により利得が制御されるものであっても良い。また、ＰＡ１２及びＰＡ２２は、入力されるデジタル値により利得が制御されるものであっても良い。この場合、デジタル値は、利得の値そのものを示すものとすることもできる。

【0029】

纏めると、利得制御部１５は、第１ＲＦ信号又は第２ＲＦ信号のパワーに基づき、第２ＲＦ信号のパワーがＥ／О１３に入力可能な所定範囲内となる様に第１制御信号の値を調整する。第１制御信号の値は、ＰＡ１２の利得ＧＸの値と相関がある。利得制御部１５は、
第１ＲＦ信号又は第２ＲＦ信号のパワーに基づき第１制御信号の値を判定するための第１制御情報を有し得る。また、利得制御部１５は、第１ＲＦ信号又は第２ＲＦ信号のパワー
に基づき生成した第１制御信号の値から利得ＧＸの値を判定するための第１制御情報を有し得る。第１制御信号の値は、電圧値、電流値又はデジタル値等であり得る。デジタル値の場合、第１制御信号の値は、利得ＧＸの値を示すものであり得る。利得制御部１５は、第１制御信号の値を示す通知制御信号を集約局に送信する。

【0030】

利得制御部２１は、通知制御信号の値と、第２制御信号の値との対応関係を示す第２制御情報を有し得る。第２制御信号の値は、ＰＡ２２の利得ＧＹの値と相関がある。通知制御信号が示す値によるＰＡ１２の利得ＧＸと、当該通知制御信号が示す値に対応する第２制御信号の値によるＰＡ２２の利得ＧＹとの合計が所定値ＧＴとなる様に第２制御情報は作成される。したがって、第３ＲＦ信号の第１ＲＦ信号に対する利得ＧＺは、時間によらず所定値ＧＴで一定となり、集約局において、ＷＤからの無線信号の受信パワーを判定することができる。

【0031】

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態において、利得制御部２１は、通知制御信号と第２制御情報に基づき第２制御信号を生成していた。なお、例えば、第２制御情報は、無線ユニット及び処理ユニットを含むシステムの代表的な特性に基づき作成される。しかしながら、個々のシステムの特性にはバラツキがあるため、第２制御情報は、個々のシステムに対して最適ではない場合がある。また、あるタイミングにおいて最適な第２制御情報も経年変化により最適ではなくなり得る。最適ではない第２制御情報に基づき判定した電圧値の第２制御信号をＰＡ２２に出力すると、第１ＲＦ信号に対する第３ＲＦ信号の利得ＧＺは所定値ＧＴから乖離してしまう。

【0032】

また、第２ＲＦ信号がＰＡ１２からＰＡ２２まで搬送されるのに要する第１時間と、利得制御部１５がＰＡ１２に利得ＧＸとして値ＧＸ＃１を設定してから、利得制御部２１がＰＡ２２に値ＧＸ＃１に基づく値ＧＹ＃１（ＧＸ＃１＋ＧＹ＃１＝ＧＴ）の利得ＧＹを設定するまでの第２時間とが一致していないと、ＰＡ１２で第２ＲＦ信号に与えられた利得ＧＸと、ＰＡ２２において第２ＲＦ信号に与えられる利得ＧＹとの和ＧＺが所定値ＧＴにはならない。図３はこの様子を示している。図３において、点線は、ＰＡ１２で第２ＲＦ信号に与えられた利得ＧＸを示している。また、破線は、利得ＧＺの値の時間変化を示している。図３は、第２時間が第１時間より短い場合を示している。第１時間と第２時間についてもシステム毎に異なり得るため、第１時間と第２時間を一致（同期）させる処理が必要になる。

【0033】

このため、本実施形態では、図１に示す無線通信システムのキャリブレーションを行う。生成部２０は、キャリブレーションにおいて補正情報を生成して記憶部２５に格納する。利得制御部２１は、通知制御信号及び第２制御情報に基づき第２制御信号を生成する際、補正情報に基づいて第２制御信号の電圧値や、第２制御信号の出力タイミングを補正する。

【0034】

なお、本実施形態においては、上記の第２時間が、上記の第１時間より短くなる様に無線通信システムは設計されているものとする。つまり、図３に示す様に、利得制御部２１がタイミングを補正／調整することなく第２制御信号をＰＡ２２に出力すると、第２制御信号が第２ＲＦ信号より遅くなることが無い様に無線通信システムは設計されているものとする。

【0035】

以下では、まず、タイミングの補正情報の生成方法について説明する。タイミングの補正情報を生成するため、周期的にＯＮ／ＯＦＦする試験信号をＰＡ１２に入力する。図４（Ａ）は、ＰＡ１２が出力する試験信号と、利得ＧＸとの関係を示している。図４（Ａ）に示す様に、試験信号がＯＦＦの期間の利得ＧＸは、試験信号がＯＮの期間の利得ＧＸより大きくなる。利得制御部２１は、通知制御信号に基づきＰＡ２２の利得ＧＹを制御する。図４（Ｂ）は、第２制御信号のタイミングが理想的な状態を示している。図４（Ｂ）に示す様に、ＰＡ１２において小さな利得ＧＸで増幅された試験信号のＯＮ期間における利得ＧＹは、大きな利得ＧＸで増幅された試験信号のＯＦＦ期間の利得ＧＹより大きく設定される。したがって、ＰＡ２２は、図４（Ｂ）に示す試験信号を出力する。

【0036】

一方、図４（Ｃ）は、第２制御信号のタイミングが理想的でない状態を示している。図４（Ｃ）に示す様に、ＰＡ２２に入力される試験信号のタイミングが第２制御信号のタイミングより遅いため、ＰＡ２２が出力するＯＮ期間の試験信号の一部の振幅が小さくなる。生成部２０は、ＰＡ２２が出力する試験信号のＯＮ期間の振幅が小さくなっている期間Δｔを判定し、期間Δｔをタイミングの補正情報として記憶部２５に格納する。利得制御部２１は、第２制御信号の出力タイミングを補正情報が示す期間Δｔだけ遅らせる。これにより、タイミングのずれを補正することができる。

【0037】

続いて、利得の補正情報の生成方法について説明する。まず、ＰＡ１２にパワーがＴＰで一定の試験信号を入力する。なお、生成部２０には、ＰＡ１２に入力されている試験信号のパワーＴＰが設定される。試験信号のパワーが一定であるため通知制御信号が示す値も一定値となる。生成部２０は、利得制御部２１から通知制御信号が示すこの一定値Ｘを取得する。利得制御部２１は、通知制御信号及び第２制御情報に基づき第２制御信号をＰＡ２２に出力する。通知制御信号が示す値が一定であるため、第２制御信号の値も一定値Ｙとなる。生成部２０は、ＰＡ２２が出力する試験信号のパワーＲＰを測定することで、ＰＡ１２の入力からＰＡ２２の出力における利得ＧＺの値を判定する。生成部２０は、利得ＧＺの値が所定値ＧＴと異なる場合、利得制御部２１に第２制御信号の値の増減を通知する。例えば、第２制御信号の値が大きい程、利得ＧＹが大きくなるものとする。この場合、利得ＧＺの値が所定値ＧＴより大きいと、生成部２０は第２制御信号の値の減少を通知し、利得ＧＺの値が所定値ＧＴより小さいと、生成部２０は第２制御信号の値の増加を通知する。生成部２０は、利得ＧＺの値が所定値ＧＴとなるまで、利得制御部２１に第２制御信号の値の増減を通知する。

【0038】

利得制御部２１は、利得ＧＺの値が所定値ＧＴとなると、そのときの第２制御信号の値の増減量ΔＹを補正値として、通知制御信号が示す値Ｘに関連付けて記録する。この処理を、試験信号のパワーＴＰを、アンテナから出力されるＲＦ信号の電力レベル内で変化させながら繰り返す。これにより、通知制御信号が示すＸの値それぞれについて、対応する補正値ΔＹが得られる。生成部２０は、通知制御信号が示す値Ｘと、補正値ΔＹとの対応関係を利得の補正情報として記憶部２５に格納する。

【0039】

キャリブレーション後の通常運用時、利得制御部２１は、通知制御信号が示す値に基づき、第２制御情報を使用して第２制御信号の値を判定する。そして、補正情報を参照して通知制御信号が示す値に対応する補正値ΔＹを判定し、第２制御情報に基づき判定した第２制御信号の値を補正値ΔＹだけ変化させる。この構成により、利得ＧＺの値を所定値ＧＴに近づけることができる。

【0040】

なお、本実施形態では、第２制御情報を更新せずそのままとし、利得の補正情報を記憶部２５に格納したが、利得の補正情報に基づき第２制御情報を更新する構成とすることもできる。この場合、第２制御情報において通知制御信号が示す値Ｘに対応する第２制御信号の値をΔＹだけ変更することで、第２制御情報を更新する。この場合、キャリブレーション後の通常運用時、利得制御部２１は、通知制御信号が示す値に基づき、第２制御情報を使用して第２制御信号の値を判定するのみとなる。

【0041】

なお、本実施形態では、利得ＧＺが所定値ＧＴとなる様に補正値ΔＹを求めたが、利得ＧＺが所定値ＧＴを含む所定範囲内に収まる様に補正値ΔＹを求める構成であっても良い。また、第一実施形態でも、利得ＧＺが所定値ＧＴとなる様に第２制御情報が作成されているとしたが、利得ＧＺが所定値ＧＴを含む所定範囲内に収まる様に第２制御情報を作成しておく構成であっても良い。なお、この所定範囲は、ＷＤからの無線信号の受信電力の判定に必要な精度に基づき決定される。

【0042】

以上の様にタイミング及び利得の補正情報を求める。そして、第２制御信号のタイミングをタイミングの補正情報に基づき制御する。また、第２制御信号が示す値については、第２制御情報により判定される値を利得の補正情報に基づき補正、或いは、第２制御情報を補正情報に基づき更新する。この構成により、利得ＧＺが所定値ＧＴから乖離することを抑えることができ、よって、ＷＤからの無線信号の受信電力を集約局において精度良く判定することができる。

【0043】

なお、本実施形態では、上記の第２時間が、上記の第１時間より短くなる様に無線通信システムが設計されていることを前提としていた。これは、通知制御信号に基づき生成する第２制御信号のタイミングを遅くすることは可能であるが、早くすることができないためであった。しかしながら、Ｏ／Ｅ２３とＰＡ２２との間に可変遅延回路を設け第２ＲＦ信号に可変の遅延を与えることができる場合、上記の第２時間が、上記の第１時間より短くなる様に無線通信システムを設計する必要はない。この場合、第２制御信号のタイミングがΔｔだけ遅い場合、第２ＲＦ信号にΔｔの遅延を与えれば良い。なお、第２制御信号のタイミングが早いか遅いかは、試験信号のＯＮ期間の振幅が小さくなる位置で判定できる。具体的には、図４（Ｃ）に示す様に、第２制御信号のタイミングが早い場合、ＰＡ２２の出力において試験信号のＯＮ期間の時間的に後側の振幅が小さくなる。一方、第２制御信号のタイミングが遅い場合、ＰＡ２２の出力において試験信号のＯＮ期間の時間的に前側の振幅が小さくなる。

【0044】

なお、上述した様に、生成部２０は、キャリブレーション時においてのみ試験信号を測定する。したがって、ＰＡ２２が出力する第３ＲＦ信号を常に分岐して生成部２０に入力する必要はない。このため、ＰＡ２２の出力側にスイッチを設け、キャリブレーション時にのみＰＡ２２の出力を生成部２０に入力する構成とすることもできる。また、本実施形態では、タイミングの補正情報を生成するために周期的にＯＮ／ＯＦＦする試験信号を使用したが、第１の値と、第１の値より小さい第２の値との間で周期的に振幅が変化する試験信号を使用することもできる。

【0045】

＜第三実施形態＞
続いて、第三実施形態について第一実施形態及び第二実施形態との相違点を中心に説明する。以下では、第１制御情報及び第２制御情報の生成方法について説明する。なお、第１制御情報及び第２制御情報は、例えば、様々なパワーの試験信号をＰＡ１２に入力し、第１制御信号及び第２制御信号の値を代えながらＰＡ１２の出力や、ＰＡ２２の出力のパワーを測定することで作成することができる。しかしながら、その様な方法は時間がかかる。本実施形態では、より簡易的に第１制御情報及び第２制御情報を生成する方法について説明する。

【0046】

図５（Ａ）は、第１制御情報を示し、図５（Ｂ）は、第２制御信号の値と利得ＧＹの値との関係を示す第２制御情報を示している。まず、ＰＡ２２の利得ＧＹを０に固定、或いは、ＰＡ２２をバイパスさせた状態で、ＰＡ１２にパワーＴＰの試験信号を入力する。そして、第１制御信号の値を、例えば、ＰＡ１２に入力可能な最小値Ｘａに設定する。生成部２０は、Ｏ／Ｅ２３が出力する試験信号のパワーＲＰに基づき、第１制御信号の値をＸａとしたときの利得ＧＸの値ＧＸ＃ａを判定する。続いて、第１制御信号の値を、例えば、ＰＡ１２に入力可能な最大値Ｘｂに設定する。生成部２０は、そのときの試験信号のパワーＲＰに基づき、第１制御信号の値をＸｂとしたときの利得ＧＸの値ＧＸ＃ｂを判定する。

【0047】

続いて、ＰＡ１２の利得ＧＸを０に固定してＰＡ１２にパワーＴＰの試験信号を入力、或いは、Ｅ／Ｏ１３に直接、パワーＴＰの試験信号を入力する。そして、第２制御信号の値を、例えば、ＰＡ２２に入力可能な最小値Ｙａに設定する。生成部２０は、ＰＡ２２が出力する試験信号のパワーＲＰに基づき、第２制御信号の値をＹａとしたときの利得ＧＹの値ＧＹ＃ａを判定する。続いて、第２制御信号の値を、例えば、ＰＡ２２に入力可能な値Ｙｂに設定する。生成部２０は、そのときの試験信号のパワーＲＰに基づき、第２制御信号の値をＹｂとしたときの利得ＧＹの値ＧＹ＃ｂを判定する。

【0048】

生成部２０は、第１制御信号の値がＸａ及びＸｂとは異なる値である場合の利得ＧＸの値を、ＰＡ１２の特性（図５（Ａ）の曲線）に基づき求める。同様に、生成部２０は、第２制御信号の値がＹａ及びＹｂとは異なる値である場合の利得ＧＹの値を、ＰＡ２２の特性（図５（Ｂ）の曲線）に基づき求める。なお、ＰＡ１２及びＰＡ２２の特性は、例えば、ＰＡ１２やＰＡ２２の仕様書などから判定できる。或いは、複数のＰＡ１２について実測値に基づき代表的な特性を求めて、これを使用することができる。ＰＡ２２についても同様である。

【0049】

また、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す関係に基づき第３ＲＦ信号の第１ＲＦ信号に対する利得ＧＺを所定値ＧＴとするための、第１制御信号の値と第２制御信号の値との対応関係を判定できる。つまり、第１制御信号の値と第２制御信号の値との対応関係を示す第２制御情報は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す関係に基づき生成することができる。

【0050】

＜第四実施形態＞
続いて、第四実施形態について上記各実施形態との相違点を中心に説明する。図６は、本実施形態による無線通信システムの構成図である。図１に示す構成との相違点は、利得制御部１５に代えて、利得制御部１６を設けたことである。利得制御部１６は、第１ＲＦ信号（ＰＡ１２の入力）のパワーと、第２ＲＦ信号（ＰＡ１２の出力）のパワーとに基づき利得ＧＸを実測し、実測した利得ＧＸの値を示す通知制御信号を集約局に送信する。

【0051】

例えば、ＰＡ１２の出力が飽和した場合、実際の利得は、第１制御信号の値に対応する利得より小さくなる。この場合において、第１制御信号の値を集約局に通知すると、第１ＲＦ信号に対する第３ＲＦ信号の利得がＧＴとはならない。本実施形態では、利得ＧＸの値を実測するため、第３ＲＦ信号の第１ＲＦ信号に対する利得がＧＴからずれることを抑えることができる。これにより、集約局においてＷＤからの無線信号の受信電力を精度良く判定することができる。なお、この場合、第２制御情報は、利得ＧＸの値と、第２制御信号の値との対応関係を示すものとなる。

【0052】

＜第五実施形態＞
一般的に、集約局は、複数のアンテナサイトと接続される。図１に示す生成部２０及び記憶部２５を、１つのアンテナサイトそれぞれに対応させて設けると集約局のコストアップとなる。本実施形態では、図１に示す生成部２０及び記憶部２５を、複数のアンテナサイトに対して１つとする構成について説明する。

【0053】

図７は、本実施形態における集約局の構成図である。処理ユニット２００は、ある１つのアンテナサイトと通信し、処理ユニット２０１は、別の１つのアンテナサイトと通信している。なお、図７において、集約局は２つのアンテンササイトと通信しているが、３つ以上のアンテンナサイトと通信することもできる。

【0054】

図７に示す様に、生成部２０は、複数の処理ユニットの各ＰＡ２２が出力する第３ＲＦ信号を受信可能に構成される。また、生成部２０は、複数の処理ユニットの各利得制御部２１と通信する様に構成される。また、図７では、図の簡略化のために示していないが、各利得制御部２１は、記憶部２５にアクセス可能に構成される。

【0055】

以上の構成により、アンテナサイトにおいて受信する無線デバイスからの無線信号のパワーを、集約局において精度良く判定することができる。したがって、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。

【0056】

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0057】

１２：ＰＡ、１３、１４：変調デバイス、１５：利得制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】