JP4417058B2 - Repeater device - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信に用いられ、同一周波数で受信信号を再送する場合に発生する受信アンテナへの回り込みによる干渉信号を抑制する機能を備えたリピータ装置に関する。 The present invention relates to a repeater device that is used for wireless communication and has a function of suppressing an interference signal caused by sneaking into a receiving antenna that occurs when a received signal is retransmitted at the same frequency.
従来、無線基地局の電波の届きにくいビル内部やトンネル内部若しくは山岳地帯での電波状況を改善するために、リピータ装置(中継装置あるいは無線中継ブースタとも呼ばれている)が用いられている。
こうしたリピータ装置は、基本的には受信アンテナにより受信した電波を増幅して送信アンテナを介して送信を行うものであるため、基地局のように専用回線を敷設する必要もなく、設備面でコストを低減できるというメリットがある。
Conventionally, a repeater device (also called a relay device or a wireless relay booster) has been used to improve the radio wave conditions in buildings, tunnels, or mountainous areas where radio base station radio waves are difficult to reach.
Such a repeater device basically amplifies the radio wave received by the receiving antenna and transmits it through the transmitting antenna. Therefore, there is no need to install a dedicated line like a base station, and the cost in terms of equipment is low. There is an advantage that can be reduced.
ところが、リピータ装置における受信信号と送信信号とは同一の周波数であることから、送信アンテナから放射された送信信号が受信アンテナに回り込むと所望の信号に対して干渉信号となってしまい、結果として、リピータ装置の再送利得が大きな場合には発振を生じさせてしまうという問題がある。
このような場合、送信アンテナと受信アンテナを物理的に隔離させてアンテナ間の結合量を小さくする方法も考えられるが、こうした方法では、リピータ装置の設備規模が大きくなって、物理的に設置できない場合等があり、汎用性といった点で問題がある。
However, since the reception signal and the transmission signal in the repeater device have the same frequency, if the transmission signal radiated from the transmission antenna wraps around the reception antenna, it becomes an interference signal with respect to the desired signal. If the repeater device has a large retransmission gain, there is a problem of causing oscillation.
In such a case, a method of reducing the amount of coupling between the antennas by physically separating the transmission antenna and the reception antenna may be considered. However, with such a method, the equipment scale of the repeater device becomes large and cannot be physically installed. In some cases, there is a problem in terms of versatility.
また、他の方法として,受信信号にCDMA信号における1チップ以上の遅延に相当する所定の遅延量を付加し、遅延を付加した信号を送信信号として出力して、干渉信号が到来する遅延において、受信信号と送信信号との相関演算を行って干渉信号の残差成分を検出し、検出した残差成分に基いて、干渉信号に対し、逆位相,同振幅そして同遅延となる様に生成した抑圧信号により、送信信号が受信アンテナに回り込むことにより生ずる干渉信号を打ち消すといった技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この方法によれば、再送された信号が干渉信号として付加された受信信号と送信信号の相関演算を行って干渉信号の残差成分を検出するが、この残差成分の検出の際に、再送する送信信号にCDMA信号における1チップ以上の遅延が付加されているため、リファレンス信号となる送信信号と干渉信号の残差成分との相関以外の信号との相関が低くなり、残差成分を精度良く検出できるといったメリットがある。
According to this method, the residual component of the interference signal is detected by performing a correlation operation between the received signal added with the retransmitted signal as an interference signal and the transmission signal, and the retransmission is performed when the residual component is detected. Since a delay of one chip or more in the CDMA signal is added to the transmission signal to be transmitted, the correlation between the signal other than the correlation between the transmission signal serving as the reference signal and the residual component of the interference signal is lowered, and the residual component is accurately detected. There is an advantage that it can be detected well.
しかし、アンテナ間の回りこみ干渉信号は、装置の周囲の環境による影響を受けて、1つの送信アンテナから受信アンテナに対して、複数の経路を通って伝搬する可能性がある。特に、リピータ装置がカバーするエリア内に新しい建物等の構造物が現われると、こうした構造物の影響により、受信アンテナに到来する干渉信号の到来状況が変化することになるが、従来のリピータ装置においては、こうした干渉信号の到来状況の変化を認識することができないため、状況によっては、干渉信号の影響によりリピータ装置の発振が問題となる場合もあった。 However, a roundabout interference signal between antennas may be propagated through a plurality of paths from one transmitting antenna to a receiving antenna due to the influence of the environment around the apparatus. In particular, when a structure such as a new building appears in the area covered by the repeater device, the arrival state of interference signals arriving at the receiving antenna changes due to the influence of such a structure. Cannot recognize such a change in the arrival state of the interference signal, and depending on the situation, the oscillation of the repeater device may become a problem due to the influence of the interference signal.
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、干渉信号の到来状況が変化した場合でも、干渉抑圧量を劣化させることなく、安定した再送利得を維持することができるリピータ装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and a repeater that can maintain a stable retransmission gain without degrading the interference suppression amount even when the arrival state of an interference signal changes. An object is to provide an apparatus.
前記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を提案している。
請求項1に係る発明は、送信信号が近傍の構造物に反射して受信アンテナに回り込むことにより発生する干渉信号を抑制する少なくとも1つの干渉信号抑圧回路と、新たな干渉信号の発生を監視し、該新たな干渉信号が発生したときに、該新たな干渉信号の伝搬遅延時間を検出して、前記干渉信号抑圧回路を割り当てる監視制御回路と、受信アンテナから受信した信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、該A/D変換器から出力された信号に所定の遅延量を付加する遅延量付加手段と、該遅延量付加手段から出力された信号をアナログ信号に変換するD/A変換器と、該D/A変換器から出力された信号を送信信号として出力する送信手段とを有し、前記干渉信号抑圧回路が、前記A/D変換器のサンプリング周波数の逆数である単位時間の整数倍に相当する遅延時間を設定する遅延時間設定手段と、該設定された遅延時間で、A/D変換器の出力信号と該遅延量付加手段の出力信号との相関演算を行って、干渉信号を検出する少なくとも1つの干渉信号検出手段と、該干渉信号検出手段において検出された干渉信号から該干渉信号と同振幅、同遅延でかつ、逆位相の抑圧信号を生成する少なくとも1つの抑圧信号生成手段と、該抑圧信号生成手段において生成された抑圧信号を合成する抑圧信号合成手段と、該抑圧合成手段において生成された信号と前記受信信号とを合成する信号合成手段とを有し、前記監視制御回路が、前記A/D変換器のサンプリング周波数の逆数である単位時間の整数倍に相当する遅延時間毎に監視を必要とする遅延時間範囲を掃引しながら前記A/D変換器の出力信号と前記遅延量付加手段の出力信号との相関演算を行って、干渉信号を検出し、干渉信号毎に検出した遅延時間をそれぞれの干渉信号抑圧回路の遅延時間設定手段に割り当てるものであって、前記監視制御回路が、前記干渉信号抑圧回路に割り当てられている干渉信号の強度を記憶する信号強度記憶手段と、前記すべての干渉信号抑圧回路に発生している干渉信号が割り当てられている場合に、新たな干渉信号を検出し、該新たに検出された干渉信号の強度と、前記信号強度記憶手段に記憶されている信号強度のうち最も強度の小さいのとを比較する信号強度比較手段とを有し、前記新たに検出された干渉信号の強度が、前記最も強度の小さい干渉信号の強度よりも大きいときに、該最も小さい強度の干渉信号が割り当てられている前記干渉信号抑圧回路を該新たに検出された干渉信号に割り当てることを特徴とするリピータを提案している。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 monitors at least one interference signal suppression circuit that suppresses an interference signal that is generated when a transmission signal is reflected by a nearby structure and wraps around the reception antenna, and a new interference signal is generated. When the new interference signal is generated, a propagation delay time of the new interference signal is detected, and a monitoring control circuit for assigning the interference signal suppression circuit, and a signal received from the receiving antenna is converted into a digital signal A / D converter, delay amount adding means for adding a predetermined delay amount to the signal outputted from the A / D converter, and D / D for converting the signal outputted from the delay amount adding means into an analog signal An A converter and transmission means for outputting a signal output from the D / A converter as a transmission signal, and the interference signal suppression circuit is a single unit that is the reciprocal of the sampling frequency of the A / D converter. A delay time setting means for setting a delay time corresponding to an integral multiple of the time, and performing a correlation operation between the output signal of the A / D converter and the output signal of the delay amount adding means with the set delay time. , At least one interference signal detecting means for detecting an interference signal, and at least one for generating a suppression signal having the same amplitude, the same delay and an opposite phase as the interference signal from the interference signal detected by the interference signal detecting means Suppression signal generating means; suppression signal combining means for combining the suppression signals generated in the suppression signal generating means; and signal combining means for combining the signal generated in the suppression combining means and the received signal. The monitoring control circuit sweeps a delay time range that requires monitoring every delay time corresponding to an integral multiple of a unit time that is the reciprocal of the sampling frequency of the A / D converter. A correlation operation between the output signal of the A / D converter and the output signal of the delay amount adding means is performed to detect an interference signal, and the delay time detected for each interference signal is set to the delay time setting means of each interference signal suppression circuit. Signal intensity storage means for storing the intensity of the interference signal allocated to the interference signal suppression circuit, and the interference signal generated in all the interference signal suppression circuits. Is assigned, a new interference signal is detected, and the intensity of the newly detected interference signal is compared with the lowest signal intensity stored in the signal intensity storage means. A signal intensity comparing means for performing the assignment, and when the intensity of the newly detected interference signal is larger than the intensity of the interference signal having the smallest intensity, the interference signal having the smallest intensity is assigned. The present invention proposes a repeater that assigns the interference signal suppression circuit that is used to the newly detected interference signal .
この発明によれば、監視制御回路が干渉信号の到来を監視するとともに、周囲の環境の変化等により、新たな干渉信号が到来した場合には、新たな干渉信号の遅延時間を設定し、固有の干渉信号抑圧回路を割り当てる。したがって、干渉信号の到来状況が変化しても、干渉抑圧量の劣化を招くことがない。 According to the present invention, the supervisory control circuit monitors the arrival of an interference signal, and when a new interference signal arrives due to changes in the surrounding environment, the delay time of the new interference signal is set and The interference signal suppression circuit is assigned. Therefore, even if the arrival state of the interference signal changes, the interference suppression amount does not deteriorate.
この発明によれば、リピータ装置を構成する干渉信号抑圧回路の干渉信号検出手段には、所定の遅延量を付加されたデジタル信号とデジタル化された受信信号とが入力され、相関演算がなされて干渉信号が生成される。生成されたそれぞれの干渉信号は、抑圧信号生成手段に入力され、干渉信号と同振幅でかつ、逆位相の抑圧信号が生成される。生成された抑圧信号は、抑圧信号合成手段で合成された後、信号合成手段において、デジタル化された受信信号と合成される。
また、監視制御回路は、A/D変換器のサンプリング周波数の逆数である単位時間ごとにA/D変換器の出力信号と遅延量付加手段の出力信号との相関演算を行って、干渉信号を検出し、干渉信号を検出したときに、検出した干渉信号ごとに、検出した遅延時間を干渉信号抑圧回路の遅延時間設定手段に割り当てることにより、検出したそれぞれの干渉信号を個々の干渉信号抑圧回路に対応つける。
According to the present invention, the interference signal detection means of the interference signal suppression circuit constituting the repeater device is inputted with the digital signal to which the predetermined delay amount is added and the digitized reception signal, and the correlation operation is performed. An interference signal is generated. Each of the generated interference signals is input to a suppression signal generation unit, and a suppression signal having the same amplitude and antiphase as the interference signal is generated. The generated suppression signal is combined by the suppression signal combining unit and then combined with the digitized reception signal by the signal combining unit.
Further, the supervisory control circuit performs a correlation operation between the output signal of the A / D converter and the output signal of the delay amount adding means for each unit time which is the reciprocal of the sampling frequency of the A / D converter, and outputs the interference signal When detecting and detecting an interference signal, each detected interference signal is assigned to each interference signal suppression circuit by assigning the detected delay time to the delay time setting means of the interference signal suppression circuit for each detected interference signal. Correspond to.
この発明によれば、監視制御回路は、リピータ装置内のすべての干渉信号抑圧回路が到来する干渉信号に割り当てられている場合に、新たな干渉信号の到来を検出したときは、新たに検出した干渉信号のレベルと、すでに割り当てられている干渉信号のうち最もレベルの低い干渉信号のレベルとを比較する。
その結果、新たに検出した干渉信号のレベルの方がすでに割り当てられている干渉信号のレベルよりも高いときは、最も小さいレベルの干渉信号が割り当てられている干渉信号抑圧回路を新たな干渉信号に割り当てるため、新たな干渉信号が到来した場合であっても、干渉信号全体の抑圧量を劣化させることがない。
According to the present invention, when all the interference signal suppression circuits in the repeater device are assigned to the incoming interference signal, the supervisory control circuit newly detects the arrival of the new interference signal. The level of the interference signal is compared with the level of the interference signal having the lowest level among the already assigned interference signals.
As a result, when the level of the newly detected interference signal is higher than the level of the already assigned interference signal, the interference signal suppression circuit to which the lowest level interference signal is assigned is changed to a new interference signal. Therefore, even when a new interference signal arrives, the suppression amount of the entire interference signal is not deteriorated.
本発明によれば、リピータ装置近傍の環境が変化することにより干渉信号の到来状況が変化した場合においても、干渉信号の抑圧量を劣化させることなく、安定した再送利得を維持することができるため、仮に、リピータ装置の周辺環境が変化することにより干渉信号の到来状況(伝搬環境)が変化しても管轄する本来のサービスエリアを維持できるという効果がある。
また、リピータ装置内の干渉信号抑圧回路および監視制御回路がデジタル処理により構成されているため、同様の機能をアナログ回路による高周波信号を処理する場合に比べて、装置を低コストで実現できるという効果がある。
According to the present invention, it is possible to maintain a stable retransmission gain without degrading the suppression amount of the interference signal even when the arrival state of the interference signal changes due to the environment near the repeater device changing. Even if the environment around the repeater device changes, the original service area can be maintained even if the arrival state (propagation environment) of the interference signal changes.
In addition, since the interference signal suppression circuit and the monitoring control circuit in the repeater device are configured by digital processing, the same function can be realized at a lower cost compared to processing a high-frequency signal by an analog circuit. There is.
以下、本発明の実施形態に係るリピータ装置について図1から図12を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a repeater apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1は、本発明に係るリピータ装置を含む通信システムの概要を示している。この通信システムは、基地局1と、リピータ装置2と、端末4とから構成されており、3a、3bは建造物を示している。
リピータ装置が設置された環境としては、周囲に建物が立ち並ぶなど伝搬環境が好ましくない場所である。リピータ装置は、受信した電波と同一の周波数でこれを増幅した後、送信アンテナを介して放射する。
FIG. 1 shows an outline of a communication system including a repeater device according to the present invention. This communication system includes a base station 1, a
The environment where the repeater device is installed is a place where a propagation environment is not preferable, such as buildings lined up around. The repeater device amplifies it at the same frequency as the received radio wave, and then radiates it through the transmission antenna.
しかし、送信アンテナから送信された電波は、そのすべてが端末4に到達するわけではなく、送信信号の一部は、送信アンテナから直接、受信アンテナに到来し、一部は、建造物3a、3bで反射されたのち、受信アンテナに到来して、これらの信号が干渉信号となる。また、これらの信号は、その伝搬経路によって受信アンテナへの到達時間が異なる性質を持っている。したがって、リピータ装置の周辺に新たな構造物が出現すると到来する干渉信号の状況も変化することになる(図4参照。)。
However, not all of the radio waves transmitted from the transmission antenna reach the terminal 4, and a part of the transmission signal arrives directly at the reception antenna from the transmission antenna, and part of the
図2は、こうした干渉信号の到来状況の一例を示すものであり、図2の横軸は到来する干渉信号の基準時間からの遅延時間を、縦軸は干渉信号の強度を示しており、横軸の目盛りは、デジタル信号処理部のサンプリング周波数の逆数である単位時間幅を示している。
この図においては、図1の伝搬経路(1)、(2)あるいは(3)に対応して、干渉信号が3波到来しており、遅延時間はそれぞれτ1、τ2、τ3となっている。
また、これらの干渉信号は、ある幅を持った信号として観測される。図2の点線は、到来する干渉信号をアナログ的に描いたものである。
FIG. 2 shows an example of the arrival status of such an interference signal. The horizontal axis of FIG. 2 shows the delay time from the reference time of the incoming interference signal, and the vertical axis shows the intensity of the interference signal. The axis scale indicates the unit time width that is the reciprocal of the sampling frequency of the digital signal processing unit.
In this figure, three interference signals have arrived corresponding to the propagation paths (1), (2) or (3) in FIG. 1, and the delay times are τ1, τ2, and τ3, respectively.
These interference signals are observed as signals having a certain width. The dotted line in FIG. 2 is an analog representation of the incoming interference signal.
一般に、リピータ装置で扱われる信号をアナログで処理する場合には、これらの干渉信号の遅延時間やレベルを検出し、これらと逆位相でかつ、同振幅の信号を上記の干渉信号に干渉信号と同じ遅延で足し合わせれば、干渉信号を打ち消すことができる。
しかし、信号の処理をデジタルで行おうとすると、デジタル信号処理部のサンプリング周波数の逆数である単位時間幅で遅延時間が決定されてしまうため、干渉信号の遅延時間を誤差なく正確に再現することは、極めて困難である。
そこで、本発明におけるリピータ装置内の干渉信号抑圧回路は、1つの干渉信号を低減させるために、2つ以上の異なる遅延量の抑圧信号を用いることを特徴としている。
In general, when signals processed by a repeater device are processed in an analog manner, the delay time and level of these interference signals are detected, and signals having the same phase and the same amplitude as those of the above interference signals are used as interference signals. If they are added together with the same delay, the interference signal can be canceled.
However, if the signal processing is to be performed digitally, the delay time is determined by the unit time width that is the reciprocal of the sampling frequency of the digital signal processing unit, so that it is possible to accurately reproduce the delay time of the interference signal without error. It is extremely difficult.
Therefore, the interference signal suppression circuit in the repeater apparatus according to the present invention is characterized by using suppression signals having two or more different delay amounts in order to reduce one interference signal.
すなわち、図2の例でいえば、遅延時間τ1の干渉信号を低減するために、t11およびt12のタイミングをもつ2つの抑圧信号を用いる。
具体的には、図3に示すように、デジタル信号処理部のサンプリング周波数の逆数である単位時間幅ごとに干渉信号を検出し、検出した干渉信号と同遅延、同振幅、逆位相の干渉抑圧信号を生成し、これらを合成することにより干渉信号を抑圧する。
That is, in the example of FIG. 2, two suppression signals having timings t11 and t12 are used to reduce the interference signal having the delay time τ1.
Specifically, as shown in FIG. 3, an interference signal is detected for each unit time width that is the reciprocal of the sampling frequency of the digital signal processing unit, and interference suppression with the same delay, same amplitude, and opposite phase as the detected interference signal. Interference signals are suppressed by generating signals and combining them.
次に、本発明の実施形態に係るリピータ装置の構成および作用について説明する。
リピータ装置は、図5に示すように、基地局向けアンテナ11と、アンテナ共用器12と、移動局向けアンテナ13と、上り回線、下り回線用に、低雑音増幅器14a、14bと、周波数変換器15a、15b、15c、15dと、干渉抑圧装置16a、16bと、高出力増幅器17a、17bとを備えている。
Next, the configuration and operation of the repeater device according to the embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 5, the repeater apparatus includes a base station antenna 11, an
基地局向けアンテナ11は、基地局との間で電波の送受信を行うためのアンテナであり、移動局向けアンテナ13は、移動局との間で電波の送受信を行うためのアンテナである。アンテナ共用器12は、基地局から受信した電波を下り回線に供給し、基地局に対して送信する上り回線からの信号を基地局向けアンテナ11に供給するための装置であり、同様のアンテナ共用器12が移動局向けアンテナ13にも備えられている。
The base station antenna 11 is an antenna for transmitting / receiving radio waves to / from the base station, and the mobile station antenna 13 is an antenna for transmitting / receiving radio waves to / from the mobile station. The
低雑音増幅器14a、14bは、基地局向けアンテナ11または移動局向けアンテナ13を介して受信した微弱な電波を増幅する低雑音の増幅器である。周波数変換器15a、15b、15c、15dは、受信したRF信号を周波数変換して直交変換してIQ(In-Phase Quadrature Phase)ベースバンド信号を生成する。
また、上記と逆の処理を行って、IQベースバンド信号を直交変調し周波数変換してRF信号に変換する。高出力増幅器17a、17bは、送信する電波を増幅する増幅度の高い増幅器である。
The
In addition, the reverse process is performed, and the IQ baseband signal is orthogonally modulated, frequency-converted, and converted into an RF signal. The high-
また、本発明の実施形態に係るリピータ装置内の干渉信号抑圧装置は、図6に示すように、A/D変換器21と、チップ遅延器22と、D/A変換器23と、加算器24と、干渉信号抑圧回路を形成する位相振幅制御器25a、25b、25c、相関積分器26a、26b、26cおよび遅延器27a、27b、27cと、監視制御回路28とを備えている。
なお、位相振幅制御器25a、25b、25c、相関積分器26a、26b、26cおよび遅延器27a、27b、27cの各1つづつが組になって、1つの干渉信号に対する干渉信号抑圧回路を形成している。
Further, as shown in FIG. 6, the interference signal suppressing apparatus in the repeater apparatus according to the embodiment of the present invention includes an A /
Each of the
A/D変換器21は、アナログ信号を所定のサンプリング周波数によりデジタル信号に変換する変換器であり、本実施形態においては、図示しない受信アンテナで受信した信号をデジタル信号に変換して次段へ供給する。
D/A変換器23は、A/D変換器21と逆の作用を有する変換器であって、デジタル信号をアナログ信号に変換する。本実施形態においては、デジタル化された受信信号に所定の遅延量を付加した信号をアナログ信号に変換して、これを送信信号として図示しない送信アンテナから出力する。
The A /
The D /
チップ遅延器22は、所望する受信信号と送信アンテナと受信アンテナの間を回り込む干渉信号の相関を減らすために、再送時にCDMA(CDMA:Code Division Multiple Access)信号の1チップ以上の遅延を付加するための遅延回路である。
相関積分器26a、26b、26cは、チップ遅延器22を通過した信号をリファレンス信号とし、所望波と干渉信号の合成された信号から干渉信号の振幅と位相を検出するための演算回路である。但し、演算を有効に機能させるためには,予め干渉信号の遅延を知っておく必要があるため、各相関積分器26a、26b、26cおよび位相振幅制御器25a、25b、25cには、対応する遅延器27a、27b、27cが設けられており、この遅延器27a、27b、27cで干渉信号の遅延に相当する遅延を与えられた信号が入力される。
The
The
位相振幅制御器25a、25b、25cは、前述のリファレンス信号を干渉信号と同振幅で、かつ逆位相となる抑圧信号を生成するための回路であり、抑圧信号を生成するための制御信号は相関積分器26a、26b、26cより生成される。
加算器24は、干渉信号を含んだ所望波に位相振幅制御器25a、25b、25cにおいて生成された干渉抑圧信号を加算する回路である。
The phase /
The adder 24 is a circuit that adds the interference suppression signals generated in the
監視制御回路28は、相関積分器31と、CPU32と、遅延器33とから構成されている。なお、相関積分器31の機能は、上記で説明した相関積分器26a、26b、26cと同様である。
The
遅延器33、相関積分器31、位相振幅制御器25a、25b、25cは、図示しないクロック発生器から供給されるクロック信号に同期して動作しており、このクロック信号は、A/D変換器21に入力された時にサンプリングクロックとして機能する。なお、このクロック信号は、CPU32にも供給される。また、遅延器33は、入力したチップ遅延処理がなされた受信信号に前記クロック信号に応じた遅延量を設定して相関積分器31に供給する。
相関積分器31は、遅延器33から入力した信号をリファレンスとして、所望波と干渉信号の合成された信号から干渉信号の振幅と位相を検出する。検出した干渉信号の振幅と位相情報は制御部32に出力され、CPU33は、遅延量と干渉信号の振幅と位相情報とを対応づけ、検出した干渉信号の遅延量を各遅延器27a、27b、27cに設定することによって、各干渉信号を1つの干渉信号抑圧回路に対応づける。
The
The
次に、図6から図12を用いて本発明の実施形態に係るリピータ装置、主に監視制御回路の作用について説明する。
本発明のリピータ装置は、図6に示すように、監視制御回路28により、新たな干渉信号の発生を監視し、この新たな干渉信号に対して干渉信号抑圧回路を割り当てて、干渉信号の抑圧を行うものである。具体的な手順を図7から図11を用いて以下に説明する。
図7に示すように、監視制御回路28内のCPU32は、まず、遅延時間範囲を設定し(ステップ101)、続いて、初期遅延時間を設定し(ステップ102)、これを監視制御回路28内の遅延器33に設定する(ステップ103)。遅延時間を設定された遅延器33は、チップ遅延器22から出力されるデジタル化された受信信号から設定された遅延時間に相当する受信信号を監視制御回路28内の相関積分器31に出力する。
Next, the operation of the repeater apparatus according to the embodiment of the present invention, mainly the monitoring control circuit, will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 6, the repeater apparatus of the present invention monitors the generation of a new interference signal by the
As shown in FIG. 7, the
相関積分器31は、加算器24からの出力信号と監視制御回路28内の遅延器33からの出力信号とを入力して相関演算を行い、干渉信号を検出する(ステップ104)。
相関演算の結果はCPU32により読み出されCPU32内の図示しないメモリに記録される(ステップ105)。
CPU32は、初期遅延時間における相関演算処理を終了すると、初期遅延時間にサンプリング周波数の逆数に相当する単位時間を追加し、次の遅延時間を設定するとともに(ステップ106)、設定した遅延時間が予め設定された設定範囲内にあるのか否かを判定する(ステップ107)。
The
The correlation calculation result is read by the
When the
判定の結果、新たに設定した遅延時間が設定範囲内であれば、この遅延時間を監視制御回路28内の遅延器33に設定する(ステップ103)。一方で、新たに設定した遅延時間が設定範囲外である場合には、相関演算処理を中止する。
次に、図8に示すように、監視制御回路28内のCPU32は、相関演算処理を中止すると、CPU32内のメモリに記録された相関演算結果から干渉信号の強度を検出する。具体的には、初期値として、n=1を設定し(ステップ201)、メモリ内に記憶された干渉信号の強度のうち、最大のものを検索する(ステップ202)。
次に、検索された干渉信号の遅延時間を読出し(ステップ203)、この遅延時間を複数の干渉信号抑圧回路のうちの1の干渉信号抑圧回路内の遅延器27a、27b、27cに設定する(ステップ204)。
As a result of the determination, if the newly set delay time is within the setting range, this delay time is set in the
Next, as shown in FIG. 8, when the
Next, the retrieved delay time of the interference signal is read (step 203), and this delay time is set in the
上記設定が終了すると、監視制御回路28内のCPU32は、先程のnに1を加算し(ステップ205)、未使用の干渉信号抑圧回路の有無を判定する(ステップ206)。
判定の結果、未使用の干渉信号抑圧回路が有ると判定した場合には、メモリに記録された相関演算結果から次に高い強度の干渉信号を検出する。そして、こうした処理を未使用の干渉信号抑圧回路が無くなるまで継続する。
すべての干渉信号抑圧回路に遅延時間が設定されると、監視制御回路28内のCPU32は、すべての干渉信号抑圧回路を起動して状態監視モードに移行する(ステップ207)。
When the above setting is completed, the
As a result of the determination, when it is determined that there is an unused interference signal suppression circuit, an interference signal having the next highest intensity is detected from the correlation calculation result recorded in the memory. Such processing is continued until there is no unused interference signal suppression circuit.
When the delay time is set for all the interference signal suppression circuits, the
さらに、図9に示すように、状態監視モードに移行すると、監視制御回路28内のCPU32は、改めて遅延時間範囲を設定し(ステップ208)、続いて、初期遅延時間を設定し(ステップ209)、これを監視制御回路28内の遅延器33に設定する(ステップ210)。遅延時間を設定された遅延器33は、チップ遅延器22から出力されるデジタル化された受信信号から設定された遅延時間に相当する受信信号を監視制御回路28内の相関積分器31に出力する。
Further, as shown in FIG. 9, when the state monitoring mode is entered, the
相関積分器31は、加算器24からの出力信号と監視制御回路28内の遅延器33からの出力信号とを入力して相関演算を行い、干渉信号を検出する(ステップ211)。
相関演算の結果はCPU32により読み出されCPU32内の図示しないメモリに記録される(ステップ212)。続いて、読み出した相関値(干渉信号の強度)が所定の閾値以上であるか否かを判定する(ステップ213)。
The
The correlation calculation result is read by the
判定の結果、読み出した相関値(干渉信号の強度)が所定の閾値以上である場合は、図10に示すように、干渉信号抑圧装置内に未使用の干渉信号抑圧回路があるか否かを検索し、未使用の干渉信号抑圧回路がある場合には、その干渉信号抑圧回路内の遅延器27a、27b、27cに遅延時間を設定して(ステップ217)抑圧動作を開始する(ステップ218)。なお、その後は、ステップ208に戻って状態監視を続行する。
As a result of the determination, if the read correlation value (interference signal strength) is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined whether there is an unused interference signal suppression circuit in the interference signal suppression device, as shown in FIG. If there is an unused interference signal suppression circuit that is searched, delay times are set in the
また、判定の結果、読み出した相関値(干渉信号の強度)が所定の閾値以下である場合は、遅延時間に1ステップを追加して(ステップ214)、遅延時間が設定範囲内であるか否かを判定する(ステップ215)。その結果、設定範囲内であると判定したときは、ステップ210に戻り、設定範囲内でないと判定したときは、ステップ209に戻って処理を続行する。 As a result of the determination, if the read correlation value (interference signal intensity) is less than or equal to a predetermined threshold, one step is added to the delay time (step 214), and whether or not the delay time is within the set range. Is determined (step 215). As a result, when it is determined that it is within the set range, the process returns to step 210, and when it is determined that it is not within the set range, the process returns to step 209 to continue the processing.
一方で、未使用の干渉信号抑圧回路がない場合には、稼動中の干渉信号抑圧回路に設定された相関値(干渉信号の強度)のうち最小のものと今回の状態監視において検出された相関値(干渉信号の強度)とを比較する(ステップ219)。この結果、今回検出した値の方が大きい場合には、最小の相関値に割り当てられた干渉信号抑圧回路の遅延器に今回検出した遅延時間を設定し(ステップ220)、抑圧動作を開始する(ステップ221)。なお、その後は、ステップ208に戻って状態監視を続行する。 On the other hand, if there is no unused interference signal suppression circuit, the minimum correlation value (interference signal strength) set in the active interference signal suppression circuit and the correlation detected in the current state monitoring The value (interference signal intensity) is compared (step 219). As a result, if the value detected this time is larger, the delay time detected this time is set in the delay unit of the interference signal suppression circuit assigned to the minimum correlation value (step 220), and the suppression operation is started (step 220). Step 221). Thereafter, the process returns to step 208 to continue the state monitoring.
なお、上記の処理手順は、監視制御回路により検出された相関値(干渉信号の強度)が大きい順に、干渉信号抑圧回路を割り当てる場合についてのものであるが、例えば、予め相関値(干渉信号の強度)に関する閾値を設けておき、この閾値を越えるものについて、干渉信号抑圧回路を割り当てる方法でもよい。 Note that the above processing procedure is for assigning interference signal suppression circuits in descending order of correlation values (interference signal strength) detected by the monitoring control circuit. A method of assigning an interference signal suppression circuit for those exceeding this threshold may be used.
例えば、ステップ101から107で、設定された遅延時間範囲内での相関演算が終了すると、CPU32内のメモリに記録された相関演算結果と閾値との比較を行って、干渉信号抑圧装置に対する割り当てを決定する。
具体的には、初期値として、n=1、m=1を設定し(ステップ222)、メモリ内から1番目の相関値(干渉信号の強度)を読出し(ステップ223)、これを閾値と比較する(ステップ225)。
比較の結果、読み出した相関値(干渉信号の強度)が閾値よりも小さいときは、nに1を加算してメモリ内から2番目の相関値(干渉信号の強度)を読出す(ステップ224)。
For example, when the correlation calculation within the set delay time range is completed in
Specifically, n = 1 and m = 1 are set as initial values (step 222), the first correlation value (intensity of interference signal) is read from the memory (step 223), and this is compared with a threshold value. (Step 225).
As a result of the comparison, when the read correlation value (interference signal strength) is smaller than the threshold value, 1 is added to n and the second correlation value (interference signal strength) is read from the memory (step 224). .
一方、読み出した相関値(干渉信号の強度)が閾値を越えているときは1番目の干渉信号抑圧回路内の遅延器27a、27b、27cに遅延時間を設定する(ステップ226)。遅延時間の設定処理を終了すると、nおよびmにそれぞれ1を加算し、未使用の干渉信号抑圧回路があるか否かを判定し、未使用の干渉信号抑圧回路がある場合には、ステップ223に戻って、メモリ内から2番目の相関値(干渉信号の強度)を読出し、同様の処理を実行する。
一方で、未使用の干渉信号抑圧回路がない場合には、すべての干渉信号抑圧回路を起動し、状態監視モードに移行するとともに、ステップ208の処理に移動する(ステップ229)。
On the other hand, when the read correlation value (interference signal intensity) exceeds the threshold value, the delay time is set in the
On the other hand, when there is no unused interference signal suppression circuit, all the interference signal suppression circuits are activated, and the process proceeds to the state monitoring mode and moves to the process of step 208 (step 229).
このように、本実施例においては、監視制御回路の作用により、通信環境が変化し、新たな干渉信号が発生した場合でも、干渉信号の抑圧量を劣化させることなく、安定した再送利得を維持することができる。
また、本実施例においては、干渉信号の抑圧をデジタル処理で行うため、複数の干渉信号抑圧回路と監視制御回路とを1つのDSPやFPGAに実装することができ、装置全体のコストを低減することができる。
As described above, in this embodiment, even when the communication environment changes and a new interference signal is generated due to the operation of the monitoring control circuit, a stable retransmission gain is maintained without degrading the suppression amount of the interference signal. can do.
In this embodiment, since interference signal suppression is performed digitally, a plurality of interference signal suppression circuits and a monitoring control circuit can be mounted on one DSP or FPGA, thereby reducing the cost of the entire apparatus. be able to.
1・・・基地局、2・・・リピータ装置、3a、3b・・・建造物、4・・・端末、11・・・基地局向けアンテナ、12・・・アンテナ共用器、13・・・移動局向けアンテナ、14a、14b・・・低雑音増幅器、15a、15b、15c、15d・・・周波数変換器、16a、16b・・・干渉抑圧装置、17a、17b・・・高出力増幅器、21・・・A/D変換器、22・・・チップ遅延器、23・・・D/A変換器、24・・・加算器、25a、25b、25c・・・位相振幅制御器、26a、26b、26c、31・・・相関積分器、27a、27b、27c、33・・・遅延器、28・・・監視制御回路、32・・・CPU、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base station, 2 ... Repeater apparatus, 3a, 3b ... Building, 4 ... Terminal, 11 ... Antenna for base stations, 12 ... Antenna duplexer, 13 ... Antennas for mobile stations, 14a, 14b ... low noise amplifiers, 15a, 15b, 15c, 15d ... frequency converters, 16a, 16b ... interference suppression devices, 17a, 17b ... high output amplifiers, 21 ... A / D converter, 22 ... Chip delay, 23 ... D / A converter, 24 ... Adder, 25a, 25b, 25c ... Phase amplitude controller, 26a, 26b , 26c, 31 ... correlation integrator, 27a, 27b, 27c, 33 ... delay unit, 28 ... supervisory control circuit, 32 ... CPU,
Claims (1)
新たな干渉信号の発生を監視し、該新たな干渉信号が発生したときに、該新たな干渉信号の伝搬遅延時間を検出して、前記干渉信号抑圧回路を割り当てる監視制御回路と、
受信アンテナから受信した信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、
該A/D変換器から出力された信号に所定の遅延量を付加する遅延量付加手段と、
該遅延量付加手段から出力された信号をアナログ信号に変換するD/A変換器と、
該D/A変換器から出力された信号を送信信号として出力する送信手段とを有し、
前記干渉信号抑圧回路が、前記A/D変換器のサンプリング周波数の逆数である単位時間の整数倍に相当する遅延時間を設定する遅延時間設定手段と、
該設定された遅延時間で、A/D変換器の出力信号と該遅延量付加手段の出力信号との相関演算を行って、干渉信号を検出する少なくとも1つの干渉信号検出手段と、
該干渉信号検出手段において検出された干渉信号から該干渉信号と同振幅、同遅延でかつ、逆位相の抑圧信号を生成する少なくとも1つの抑圧信号生成手段と、
該抑圧信号生成手段において生成された抑圧信号を合成する抑圧信号合成手段と、
該抑圧合成手段において生成された信号と前記受信信号とを合成する信号合成手段とを有し、
前記監視制御回路が、前記A/D変換器のサンプリング周波数の逆数である単位時間の整数倍に相当する遅延時間毎に監視を必要とする遅延時間範囲を掃引しながら前記A/D変換器の出力信号と前記遅延量付加手段の出力信号との相関演算を行って、干渉信号を検出し、干渉信号毎に検出した遅延時間をそれぞれの干渉信号抑圧回路の遅延時間設定手段に割り当てるものであって、
前記監視制御回路が、前記干渉信号抑圧回路に割り当てられている干渉信号の強度を記憶する信号強度記憶手段と、
前記すべての干渉信号抑圧回路に発生している干渉信号が割り当てられている場合に、新たな干渉信号を検出し、該新たに検出された干渉信号の強度と、前記信号強度記憶手段に記憶されている信号強度のうち最も強度の小さいのとを比較する信号強度比較手段とを有し、
前記新たに検出された干渉信号の強度が、前記最も強度の小さい干渉信号の強度よりも大きいときに、該最も小さい強度の干渉信号が割り当てられている前記干渉信号抑圧回路を該新たに検出された干渉信号に割り当てることを特徴とするリピータ装置。 At least one interference signal suppression circuit that suppresses an interference signal generated when a transmission signal is reflected by a nearby structure and wraps around a reception antenna;
A monitoring control circuit that monitors the generation of a new interference signal, detects the propagation delay time of the new interference signal when the new interference signal occurs, and assigns the interference signal suppression circuit ;
An A / D converter that converts a signal received from the receiving antenna into a digital signal;
Delay amount adding means for adding a predetermined delay amount to the signal output from the A / D converter;
A D / A converter for converting the signal output from the delay amount adding means into an analog signal;
Transmission means for outputting a signal output from the D / A converter as a transmission signal;
A delay time setting means for setting the delay time corresponding to an integral multiple of a unit time that is a reciprocal of the sampling frequency of the A / D converter;
At least one interference signal detecting means for detecting an interference signal by performing a correlation operation between the output signal of the A / D converter and the output signal of the delay amount adding means with the set delay time;
At least one suppression signal generation means for generating a suppression signal having the same amplitude and delay as the interference signal and having an opposite phase from the interference signal detected by the interference signal detection means;
Suppression signal synthesis means for synthesizing the suppression signal generated by the suppression signal generation means;
Signal combining means for combining the signal generated in the suppression combining means and the received signal;
The supervisory control circuit sweeps a delay time range that requires monitoring every delay time corresponding to an integral multiple of a unit time that is the reciprocal of the sampling frequency of the A / D converter. Correlation between the output signal and the output signal of the delay amount adding means is performed to detect an interference signal, and the delay time detected for each interference signal is assigned to the delay time setting means of each interference signal suppression circuit. And
The monitoring control circuit stores signal strength storage means for storing the strength of the interference signal assigned to the interference signal suppression circuit;
When interference signals generated in all the interference signal suppression circuits are assigned, a new interference signal is detected and stored in the signal strength storage means and the newly detected interference signal strength. Signal strength comparison means for comparing the lowest signal strength of the signal strength,
When the intensity of the newly detected interference signal is greater than the intensity of the interference signal having the smallest intensity, the interference signal suppression circuit to which the interference signal having the smallest intensity is assigned is newly detected. A repeater device that is assigned to an interference signal.
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