JP2006135641A - リピータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力電力レベルを簡単な構成で所定範囲に制御することができるリピータ装置を提供する。
【解決手段】基地局２００、３００が送信した下り信号は、減衰器３１を経て増幅器３２で増幅され、移動局４００が送信した上り信号は、減衰器４１を経て増幅器４２で増幅される。減衰器３１、４１は、制御回路５２からの制御信号に基づいて、減衰量を制御する。判定回路５１は、増幅器３２、４２の出力信号に基づき、下り信号及び上り信号の増幅出力の電力レベルを判別するものであり、第１の閾値及び第２の閾値との大小関係を２値で示す第１比較信号及び第２比較信号を出力する。制御回路５２は、第１比較信号及び第２比較信号に基づいて減衰量を制御する。また、制御回路５２は、減衰器３１、４１を減衰させた状態が所定時間継続したとき、警告信号によりＬＥＤ６１を点灯する
【選択図】図１

Description

本発明は、基地局と移動機との間で送受信されるべき信号を受信し、増幅し、送信するリピータ装置に関する。

リピータは、ビルの中、地下街等の基地局からの電波が届きにくい領域に設置され、基地局と移動機との間で送受信されるべき信号を受信し、増幅し、送信するものである。リピータ内の増幅ゲインは、設置時に周囲の電界強度を測定して決定されている。そして、リピータ装置から基地局への送出信号及び移動局への送出信号は、設定された電力レベル以上にならないように制御される。

設置時のリピータの増幅ゲインは、設定電力レベルの信号を出力するために最適な値に設定されるが、その後、基地局が新設される（割り入れる）等、周囲の電波環境が、著しく変化すると、必ずしも最適な値とはならない。すなわち、割り入れがあって周囲の電界強度が強くなると、受信レベルが強くなる結果、送受信信号を必要以上に増幅する（雑音レベルを上げる）ことになり、周囲に迷惑をかけてしまう場合がある。

出力電力レベルの制御を行うリピータ装置としては、特許文献１及び特許文献２に記載されたものがある。特許文献１に記載されたものは、リピータ装置の出力信号の検波出力に基づいて、増幅器の増幅率を制御するものである。また、特許文献２に記載されたものは、基準信号の基地局における送信電力の情報を受信し、受信した送信電力情報、基準信号の受信電力、増幅された上り信号の雑音電力に基づいて、上り信号及び下り信号の増幅利得を制御するものである。

このように、特許文献１及び特許文献２に記載されたものは、自動的にリピータ装置の出力レベルを制御するので、周囲に迷惑をかけることは少なくなる。しかし、割り入れ状態は、最適に設定された増幅ゲインとは異なるゲインで動作させることになるので、必ずしも最適な増幅動作ができず、再設定が好ましい。

特開平５−２８４０７４号公報 特開２００１−６９０９１号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、周囲環境の著しい変化を簡単な構成で検出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ものである。

本発明のリピータ装置は、基地局と移動機との間で送受信されるべき信号を受信し、増幅し、送信するリピータ装置であって、前記移動機から前記基地局へ送信すべき上り信号を増幅する上り信号増幅手段と、前記基地局から受信した下り信号を増幅する下り信号増幅手段と、前記上り信号増幅手段及び前記下り信号増幅手段の少なくとも一方の出力電力レベルを判別する出力レベル判別手段と、前記出力レベル判別手段の出力に基づいて、前記上り信号増幅手段と前記下り信号増幅手段の出力電力レベルを減衰させる制御を行う電力制御手段と、を備え、前記電力制御手段は、前記上り信号増幅手段と前記下り信号増幅手段の出力電力レベルを減衰させる状態の継続期間が所定期間を超えた場合に、警告信号を出力するものである。本発明によれば、周囲環境の著しい変化、例えば割り入れ状態等の異常状態を簡単に検出して提示することができる。

本発明のリピータ装置は、前記電力制御手段が、前記警告信号を出力するとともに、前記上り信号増幅手段と前記下り信号増幅手段による増幅動作を一時的に停止させるものを含む。本発明によれば、リピータ装置を利用した通信が不可能となるので、リピータ機能の異常を利用者が確実かつ迅速に認識することができる。

本発明のリピータ装置は、前記上り信号増幅手段の入力側に設けられ、前記上り信号を多段階に減衰させる上り信号減衰器と、前記下り信号増幅手段の入力側に設けられ、前記下り信号を多段階に減衰させる下り信号減衰器と、をさらに備え、前記電力制御手段が、前記出力レベル判別手段の出力に基づいて、前記上り信号減衰器と前記下り信号減衰器の減衰レベルを制御するものを含む。

本発明のリピータ装置は、前記出力レベル判別手段が、第１の閾値と前記出力電力レベルとの大小関係を２値で示す第１比較信号と、前記第１の閾値より低い第２の閾値と前記出力電力レベルとの大小関係を２値で示す第２比較信号を出力し、前記電力制御手段が、前記出力電力レベルが前記第１の閾値より大の時に、前記上り信号減衰器と前記下り信号減衰器の減衰レベルを増加させ、前記出力電力レベルが前記第２の閾値より小の時に、前記上り信号減衰器と前記下り信号減衰器の減衰レベルを減少させるものを含む。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、周囲環境の著しい変化を簡単な構成で検出することができるリピータ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１に、本発明の実施の形態のリピータ装置の概略構成を示す。図１のリピータ装置１００は、第１アンテナ１１、第２アンテナ２１、第１アンテナ共用器１２、第２アンテナ共用器２２、減衰器３１、４１、増幅器３２、４２、判定回路５１、制御回路５２、ＬＥＤ６１を含んで構成され、基地局２００、３００からの下り信号を受信して中継するとともに、移動局４００からの上り信号を受信して中継する。なお、図１では、２つの基地局２００、３００、及び１つの移動局４００を記載してあるが、さらの多くの基地局及び移動局からの信号を中継する。

基地局２００、３００が送信した下り信号は、第１アンテナ１１、第１アンテナ共用器１２を介して減衰器３１に入力される。そして、増幅器３２で増幅され、第２アンテナ共用器２２を介して第２アンテナから移動局４００に送信される。また、移動局４００が送信した上り信号は、第２アンテナ２１、第２アンテナ共用器２２を介して減衰器４１に入力される。そして、増幅器４２で増幅され、第１アンテナ共用器１２を介して第１アンテナから基地局２００、３００に送信される。

減衰器３１は、第１アンテナ共用器１２からの下り信号を多段階に減衰させるものであり、制御回路５２からの制御信号に基づいて、減衰量を１段ずつ増加又は減少させるものである。減衰器３１の減衰量の最小値、すなわちリピータ装置１００における下り信号の最大増幅率は、リピータ装置１００の設置時に周囲の電界強度を測定して設定される。

減衰器４１は、第２アンテナ共用器１２からの上り信号を多段階に減衰させるものであり、制御回路５２からの制御信号に基づいて、減衰量を１段ずつ増加又は減少させるものである。同様に、減衰器４１の減衰量の最小値、すなわちリピータ装置１００における上り信号の最大増幅率は、リピータ装置１００の設置時に周囲の電界強度を測定して設定される。

判定回路５１は、増幅器３２、４２の出力信号に基づき、下り信号及び上り信号の増幅出力の電力レベルを判別するものであり、第１の閾値及び第２の閾値との大小関係を２値で示す第１比較信号及び第２比較信号を出力するものである。第１の閾値及び第２の閾値は、対象とする無線通信規格に応じた値とする。例えば、ＷＣＤＭＡに使用されるリピータ装置では、最大送信出力時、送信レベルの電力偏差を±３ｄＢ以内にするという規定があるので、最大出力時の出力レベルを規定点(中央値）として、規格の偏差内の＋２ｄＢｍを第１の閾値に、−２ｄＢｍを第２の閾値とする。

図２に、判定回路５１の一例の概略構成を示す。判定回路５１は、４つの比較器５１１〜５１４を備え、増幅器３２の出力電力ＤＬ又は増幅器４２の出力電力ＵＬと、第１の閾値又は第２の閾値との大小を検出する。そして、２値信号で表される比較信号ＤＬ１、ＤＬ２、ＵＬ１、ＵＬ２を出力する。すなわち、比較器５１１は、増幅器３２の出力電力ＤＬと第１の閾値とを比較し、その大小関係を示す２値信号ＤＬ１を出力する。同様に、比較器５１２は、増幅器３２の出力電力ＤＬと第２の閾値とを比較して２値信号ＤＬ２を出力し、比較器５１３は、増幅器４２の出力電力ＵＬと第１の閾値とを比較して２値信号ＵＬ１を出力し、比較器５１４は、増幅器４２の出力電力ＵＬと第２の閾値とを比較して２値信号ＵＬ２を出力する。

制御回路５２は、下り信号及び上り信号の増幅出力の電力レベルの少なくとも一方が第１の閾値より大の時に、減衰器３１と減衰器４１の減衰レベルを増加させ、上り信号及び下り信号の増幅出力の電力レベルの両方が第２の閾値より小の時に、減衰器３１と減衰器４１の減衰レベルを減少させるものである。制御回路５２は、例えば、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）で実現し、減衰器３１、４１の減衰量を制御する信号を出力する。また、減衰器３１、４１の減衰量が０でない状態、すなわち初期状態から減衰させた状態の継続期間が所定期間を超えた場合に、警告信号を出力し、ＬＥＤ６１を点灯する。

図３に、制御回路５２の一例の概略構成を示す。制御回路５２は、デコーダ５２１、カウンタ５２２、タイマ５２３を含んで構成される。デコーダ５２１は、判定回路５１からの比較信号ＤＬ１、ＤＬ２、ＵＬ１、ＵＬ２を入力し、減衰器３１、４１に対する減衰量の制御信号を出力するものである。また、カウンタ５２２は、減衰量の制御信号をカウントし、減衰器３１、４１の減衰量の状態を保持するものであり、タイマ５２３は、減衰器３１、４１の減衰量が０でない状態の継続期間を計時するものである。

図４に、デコーダ５２１の入力信号の出力信号との関係を示す。なお、図４において、比較信号ＤＬ１、ＤＬ２、ＵＬ１、ＵＬ２が「１」の場合、出力電力ＤＬ、ＵＬが第１の閾値又は第２の閾値以上であることを示し、「０」の場合、出力電力ＤＬ、ＵＬが第１の閾値又は第２の閾値未満であることを示す。図４から明らかなように、状態１、状態２、状態３では、下り信号及び上り信号の増幅出力の電力レベルの少なくとも一方が第１の閾値より大であるので、減衰量を増加させる制御信号５２１１を出力する（「１」が制御信号出力を意味する。）。また、状態７では、上り信号及び下り信号の増幅出力の電力レベルの両方が第２の閾値より小であるので、減衰量を増加させる制御信号５２１２を出力し、状態４、状態５、状態６では、制御信号を出力せず。減衰器３１、４１の減衰量をそのままにする。

状態１〜状態７以外の状態は、第１の閾値＞第２の閾値であることから有り得ない状態であるので、比較信号ＤＬ１、ＤＬ２、ＵＬ１、ＵＬ２が状態１〜状態７以外の状態の場合は、エラー信号（図示せず）を出力する。

カウンタ５２２は、減衰量増加信号５２１１の立ち上がりでカウントアップし、減衰量減少信号の立ち上がりでカウントダウンするカウンタである。初期値は０に設定されるので、カウンタ５２２の出力は、減衰器３１、４１の初期値からの減衰量の状態を示す。カウンタ５２２は、その計数値が０でないときにＮｏｔゼロ信号５２２１を出力し、計数値が０のときにゼロ信号５２２２を出力する。

タイマ５２３は、Ｎｏｔゼロ信号５２２１が出力されている期間に計時を行い、ゼロ信号５２２２が出力されている期間はリセット状態を保つ計時手段である。そして、予め設定された値に達すると警告信号５２３１を出力する。したがって、減衰手段３１、４１の減衰量が０でない状態が設定された所定期間継続した場合に、警告信号が出力される。ここで、所定期間は、フェージング等による一時的な影響による変動が発生する期間より充分長い期間、例えば２４時間に設定される。

警告信号５２３１は、ＬＥＤ６１（例えば、赤色ＬＥＤ）を点灯させるのに利用される。また、合わせて、カウンタ５２２のＮｏｔゼロ信号５２２１を利用して過出力を示すＬＥＤ（図示せず）を、ＬＥＤ６１とは別色にし、色を区別させ点灯させてもよい。このように、割り入れ等の周囲環境の著しい変化を簡単かつ迅速に検出、報知することにより、リピータ装置の再設定等を迅速に行うことができる。また、警告信号５２３１により警報用赤色ＬＥＤ（図示せず）を点灯させるのと同時に、あるいは所定時間経過後にリピータ装置１００の中継機能をシャットダウンすることにより、さらに確実に環境変化を警告することができる。

なお、図１のリピータ装置１００では、判定回路５１が増幅器３２の出力電力ＤＬと増幅器４２の出力電力ＵＬとの両方の電力レベルを判定したが、どちらか一方のみでもよい。

次に、リピータ装置１００の制御動作の一例を、図５を用いて説明する。減衰量が「０」の初期状態で動作を開始し（時刻Ｔ１）、増幅器３２又は４２の出力電力が第１の閾値を越えると、制御回路５２は、減衰量増加信号５２１１を出力し、減衰器３１、４１の減衰量を１段階増加させる（時刻Ｔ２）。この時、カウンタ５２２は、Ｎｏｔゼロ信号５２２１を出力するので、タイマ５２３は計時を開始する。そして、図５の状態が２４時間継続すると、カウンタ５２２は、Ｎｏｔゼロ信号５２２１を出力し続けるので、タイマ５２３が警告信号５２３１を出力し、リピータ装置１００は、シャットダウンする（時刻Ｔ３）。シャットダウン時には、合わせて赤色ＬＥＤを点灯させる。

一定時間（例えば数分）のシャットダウン後、リピータ装置１００は、自動的に再起動し、中継動作を再開する（時刻Ｔ４）。この時、減衰器３１、４１の減衰量は、シャットダウン時のものとする。図５の例では、時刻Ｔ５で第２の閾値未満となるので、減衰量が１段階減少し、初期状態に戻っている。

本発明は、周囲環境の著しい変化を簡単な構成で検出することができるリピータ装置等として有用である。

本発明の実施の形態のリピータ装置の概略構成を示す図 本発明の実施の形態のリピータ装置の判定回路の一例の概略構成を示す図 本発明の実施の形態のリピータ装置の制御回路の一例の概略構成を示す図 本発明の実施の形態のリピータ装置のデコーダにおける入力信号の出力信号との関係を示す図 本発明の実施の形態のリピータ装置の制御動作の一例を説明する図

符号の説明

１００・・・リピータ装置
２００、３００・・・基地局
４００・・・移動局
１１・・・第１アンテナ
１２・・・第１アンテナ共用器
２１・・・第２アンテナ
２２・・・第２アンテナ共用器
３１、４１・・・減衰器
３２、４２・・・増幅器
５１・・・判定回路
５２・・・制御回路
５２１・・・デコーダ
５２２・・・カウンタ
５２３・・・タイマ
６１・・・ＬＥＤ

Claims (4)

1. 基地局と移動機との間で送受信されるべき信号を受信し、増幅し、送信するリピータ装置であって、
   前記移動機から前記基地局へ送信すべき上り信号を増幅する上り信号増幅手段と、
   前記基地局から受信した下り信号を増幅する下り信号増幅手段と、
   前記上り信号増幅手段及び前記下り信号増幅手段の少なくとも一方の出力電力レベルを判別する出力レベル判別手段と、
   前記出力レベル判別手段の出力に基づいて、前記上り信号増幅手段と前記下り信号増幅手段の出力電力レベルを減衰させる制御を行う電力制御手段と、を備え、
   前記電力制御手段は、前記上り信号増幅手段と前記下り信号増幅手段の出力電力レベルを減衰させる状態の継続期間が所定期間を超えた場合に、警告信号を出力するリピータ装置。
2. 請求項１記載のリピータ装置であって、
   前記電力制御手段は、前記警告信号を出力するとともに、前記上り信号増幅手段と前記下り信号増幅手段による増幅動作を一時的に停止させるリピータ装置。
3. 請求項１又は２記載のリピータ装置であって、
   前記上り信号増幅手段の入力側に設けられ、前記上り信号を多段階に減衰させる上り信号減衰器と、
   前記下り信号増幅手段の入力側に設けられ、前記下り信号を多段階に減衰させる下り信号減衰器と、をさらに備え、
   前記電力制御手段は、前記出力レベル判別手段の出力に基づいて、前記上り信号減衰器と前記下り信号減衰器の減衰レベルを制御するリピータ装置。
4. 請求項３記載のリピータ装置であって、
   前記出力レベル判別手段は、第１の閾値と前記出力電力レベルとの大小関係を２値で示す第１比較信号と、前記第１の閾値より低い第２の閾値と前記出力電力レベルとの大小関係を２値で示す第２比較信号を出力し、
   前記電力制御手段は、前記出力電力レベルが前記第１の閾値より大の時に、前記上り信号減衰器と前記下り信号減衰器の減衰レベルを増加させ、前記出力電力レベルが前記第２の閾値より小の時に、前記上り信号減衰器と前記下り信号減衰器の減衰レベルを減少させるリピータ装置。

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