JP6454230B2 - Distributed antenna device - Google Patents
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Description
本発明は分散アンテナ技術に関する。 The present invention relates to distributed antenna technology.
衛星通信は広範なサービスエリアと災害に強い特徴を有しているため、地上回線の使用困難な洋上やデジタルディバイド地域、災害時の通信環境構築に広く利用されている。しかしながら、高度36,000km上空の静止衛星を中継して通信する場合、伝搬損失が非常に大きい。複数のユーザが接続する基地局やリッチ・コンテンツ等の送受信を希望するユーザ局のように、広帯域・大容量の信号を伝送することが求められる場合、これを実現するためには通信性能(EIRP( Equivalent Isotropic Radiated Power),G/T(Gain to Noise Temperature Ratio))の高い地球局装置が必要となる。これを低コストで実現する技術として非特許文献1に述べられるように、複数の送受信装置で構成される分散アンテナ装置の検討がなされている。 Since satellite communication has a wide service area and strong characteristics in disasters, it is widely used in offshore and digital divide areas where terrestrial links are difficult to use, and in the construction of communication environments during disasters. However, when relaying and communicating with geostationary satellites at an altitude of 36,000 km, the propagation loss is very large. When it is required to transmit a broadband / large-capacity signal such as a base station to which a plurality of users are connected or a user station that desires transmission / reception of rich content, in order to realize this, communication performance (EIRP) An earth station device with high (Equivalent Isotropic Radiated Power) and G / T (Gain to Noise Temperature Ratio) is required. As described in Non-Patent Document 1 as a technique for realizing this at a low cost, a distributed antenna device composed of a plurality of transmission / reception devices has been studied.
分散アンテナでは経路長での変動やRF(Radio Frequency)系の変動を補償する必要がある。上記に記載の分散アレーアンテナでは経路長の変動や、BUC(Block Up Converter)、LNB(Low Noise Block Down Converter)などのRF(Radio Frequency)系の変動の補償に送信信号の電力が最大となるように、衛星折り返し信号を見てステップトラック制御などを行っている。 In a distributed antenna, it is necessary to compensate for fluctuations in path length and fluctuations in the RF (Radio Frequency) system. In the distributed array antenna described above, the power of the transmission signal is maximized to compensate for path length variations and RF (Radio Frequency) system variations such as BUC (Block Up Converter) and LNB (Low Noise Block Down Converter). Thus, step track control and the like are performed by looking at the satellite return signal.
つまり、図7は、BUCやLNBの位相の時間変動を示すものである。図7において、横軸は時間を示し、縦軸は位相量を示している。図7に示すように、BUCやLNBの位相は時間と共に変動し、その変動量は、BUCやLNBの個体差により異なっている。分散アレーアンテナでは、各アンテナからの送信信号や受信信号の位相が一致するように、各アンテナに対する位相が制御される。図7に示すように、BUCやLNBの位相量は時間と共に変動するため、各アンテナに対する位相制御は、初期位相の補償だけでなく、時間と共に変化する位相変動成分の補償を行う必要がある。現状の衛星システムでは、図8(A)に示すように、送信ビームエリアと受信ビームエリアとが一致している。したがって、分散アレーアンテナを用いた地球局101では、自局からの信号を衛星102に向けて送信し、この衛星102からの折り返し信号を検波して、信号が最大となるように位相を制御することで、位相変動の補償が行える。しかしながら、今後普及が想定されるHTSなどでは、図8(B)に示すように、送信ビームエリアと受信ビームエリアとが異なるため、折り返し信号を検波することが不可能になる。
That is, FIG. 7 shows the time variation of the phase of BUC and LNB. In FIG. 7, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the phase amount. As shown in FIG. 7, the phase of BUC and LNB varies with time, and the amount of variation varies depending on the individual difference of BUC and LNB. In the distributed array antenna, the phase with respect to each antenna is controlled so that the phases of the transmission signal and the reception signal from each antenna match. As shown in FIG. 7, since the phase amount of BUC and LNB varies with time, the phase control for each antenna needs to compensate not only the initial phase but also the phase variation component that varies with time. In the current satellite system, as shown in FIG. 8A, the transmission beam area and the reception beam area coincide. Therefore, the
上記事情に鑑み、本発明は、衛星からの折り返し信号を用いることなく分散アレーアンテナのような分散アンテナ装置に対して高周波変動の補償を実行可能な技術の提供を目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a technique capable of performing high-frequency fluctuation compensation for a distributed antenna device such as a distributed array antenna without using a return signal from a satellite.
本発明の一態様は、複数のアンテナ装置と、前記複数のアンテナ装置を制御する分散アンテナ制御装置を備え、前記アンテナ装置は、前記分散アンテナ制御装置から送信されたIF基準信号と前記IF基準信号をアップコンバートしたRF基準信号とに基づいて送信位相を検出し、前記分散アンテナ制御装置は、前記アンテナ装置で検出された前記送信位相に基づいて送信側の位相補償を行う、分散アンテナ装置である。 One aspect of the present invention includes a plurality of antenna apparatus, comprising a distributed antenna control device for controlling the plurality of antenna apparatus, the antenna device, IF reference signal transmitted from the distributed antenna control device and the IF reference signal Is a distributed antenna device that detects a transmission phase based on an RF reference signal obtained by up-converting the signal, and the distributed antenna control device performs phase compensation on the transmission side based on the transmission phase detected by the antenna device. .
本発明の一態様は、上記の分散アンテナ装置であって、前記IF基準信号の周波数frefは、前記アップコンバートの周波数をfBUC、とすると、以下の式(1)によって表される。
fref+fBUC=Nfref(N:整数) ・・・式(1)
One aspect of the present invention is the above-described distributed antenna device, wherein the frequency f ref of the IF reference signal is expressed by the following equation (1), where f BUC is the frequency of the up-conversion.
f ref + f BUC = Nf ref (N: integer) (1)
本発明の一態様は、上記の分散アンテナ装置であって、前記アンテナ装置は、前記分散アンテナ制御装置から送信された前記IF基準信号に基づいて、前記RF基準信号を直交検波することによって、前記送信位相を検出する。 One aspect of the present invention is the distributed antenna device described above, wherein the antenna device performs quadrature detection on the RF reference signal based on the IF reference signal transmitted from the distributed antenna control device. Detect the transmission phase.
本発明の一態様は、上記の分散アンテナ装置であって、前記アンテナ装置は、前記分散アンテナ制御装置から送信された異なる周波数の複数のIF基準信号と複数の前記IF基準信号をそれぞれアップコンバートした複数のRF基準信号とに基づいて、前記アンテナ装置と前記分散アンテナ制御装置との間の電気長を求める。 One aspect of the present invention is the above-described distributed antenna device, wherein the antenna device up-converts a plurality of IF reference signals of different frequencies and a plurality of the IF reference signals transmitted from the distributed antenna control device , respectively . Based on a plurality of RF reference signals, an electrical length between the antenna device and the distributed antenna control device is obtained.
本発明の一態様は、上記の分散アンテナ装置であって、前記アンテナ装置は、前記IF基準信号と前記RF基準信号とに基づいて送信側の位相差信号を生成し、前記分散アンテナ制御装置は、前記アンテナ装置から送信された前記送信側の位相差信号に基づいて受信側の位相補償を行う。 One aspect of the present invention is the above distributed antenna device, wherein the antenna device generates a phase difference signal on a transmission side based on the IF reference signal and the RF reference signal, and the distributed antenna control device Then, phase compensation on the reception side is performed based on the phase difference signal on the transmission side transmitted from the antenna device.
本発明により、衛星からの折り返し信号を用いることなく高周波変動の補償を実行することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to perform compensation for high frequency fluctuations without using a return signal from a satellite.
以下、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。図1は、本発明が適用できる分散アンテナ装置1の概略構成を示すブロック図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a distributed antenna apparatus 1 to which the present invention can be applied.
図1において、アンテナ装置11a及び11bは、分散アンテナ装置1を構成している。アンテナ装置11a及び11bには、BUC(Block Up Converter)13a及び13b、LNB(Low Noise Block Down Converter)14a及び14bが含まれている。BUC13a及び13bは、IF(Intermediate Frequency)帯(例えば1GHz帯)の送信信号を所定のRF(Radio Frequency)帯(例えば12GHz帯)の送信信号に変換し、電力増幅する。LNBは、RF帯の受信信号を増幅し、IF帯の信号に変換する。
In FIG. 1,
また、本発明の第1の実施形態に係る分散アンテナ装置1では、アンテナ装置11a及び11bに、位相誤差検出部15a及び15bが設けられる。位相誤差検出部15a及び15bは、分散アンテナ制御装置20から送信信号に多重化されて送られてくる基準信号を基に、送信初期位相及び送信位相変動を検出する。また、アンテナ装置11a及び11bは、送信側の位相差信号を受信信号に多重化して、分散アンテナ制御装置20に送っている。
In the distributed antenna device 1 according to the first embodiment of the present invention, the
分散アンテナ制御装置20は、アンテナ装置11a及び11bからなる分散アンテナの制御を行っている。分散アンテナ制御装置20は、アンテナ装置11a及び11bへの各経路に送信信号を分配する信号分配器21と、アンテナ装置11a及び11bの各経路からの受信信号を合成する信号合成器22を備えている。
The distributed
また、分散アンテナ制御装置20は、基準信号発生器25と、送信位相制御部23と、受信位相制御部24とを備えている。基準信号発生器25は、送信側の初期位相差及び位相変動を検出するための基準信号を発生する。送信位相制御部23は、アンテナ装置11a及び11bの位相誤差検出部15a及び15bで求められた初期位相差及び位相変動を基に、各アンテナ装置11a及び11bへの送信信号の位相を制御する。受信位相制御部24は、アンテナ装置11a及び11bの受信信号と、アンテナ装置11a及び11bから多重化されて送られてくる送信側の位相差信号を基に、各アンテナ装置11a及び11bからの受信信号の位相を制御する。
In addition, the distributed
変復調装置30は、例えば、HTS(High Throughput Satellite)と呼ばれる衛星通信サービスを行うための変復調装置である。変復調装置30は、送信データを変調し、分散アンテナ制御装置20を介してアンテナ装置11a及び11bに送る。また、変復調装置30は、アンテナ装置11a及び11bから、分散アンテナ制御装置20を介して送られてくる受信信号から、データを復調する。
The
なお、この例では、2つのアンテナ装置11a及び11bにより分散アンテナ装置1を構成しているが、勿論、更に多数のアンテナ装置により、分散アンテナ装置1を構成してもよい。また、各アンテナ装置11a及び11bのアンテナユニットとしては、パラボラアンテナや平面型アンテナ等、どのような形式のアンテナを用いても良い。
In this example, the distributed antenna device 1 is configured by the two
図2は、分散アンテナ制御装置20及びアンテナ装置11a及び11bの構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the distributed
図2に示すように、分散アンテナ制御装置20は、基準信号発生器25と、可変移相器52a及び52bと、加算器53a及び53bと、バンドパスフィルタ54a及び54bと、位相差検出部55と、可変移相器56a及び56bと、加算器57とから構成される。
As shown in FIG. 2, the distributed
基準信号発生器25は、基準信号を発生する。基準信号の周波数frefは、BUC13a及び13bの周波数をfBUCとすると、
fref+fBUC=Nfref
N:整数
となるように設定される。加算器53a及び53bは、IF帯の送信信号と基準信号とを多重化する。
The
f ref + f BUC = Nf ref
N: Set to be an integer. The
可変移相器52a及び52bは、図1における送信位相制御部23に対応する。可変移相器52a及び52bは、アンテナ装置11a及び11bからの位相検出信号に応じて、アンテナ装置11a及び11bの各経路の送信信号の位相補償を行う。
The
バンドパスフィルタ54a及び54b、位相差検出部55、可変移相器56a及び56bは、図1における受信位相制御部24に対応する。位相差検出部55は、各アンテナ装置11a及び11bからの受信信号と、アンテナ装置11a及び11bから多重化されて送られてくる送信側の位相差を基に、受信側での位相差を算出する。可変移相器56a及び56bは、位相差検出部55で検出された位相差に基づいて、アンテナ装置11a及び11bの各経路の受信信号の位相補償を行う。
The bandpass filters 54a and 54b, the phase difference detection unit 55, and the
アンテナ装置11aは、BUC13aと、バンドパスフィルタ62a及び63aと、1/2π移相器64aと、サンプルホールド回路65a及び66aと、ローパスフィルタ67a及び68aと、位相検出部69aと、ミキサ70aと、バンドパスフィルタ71aと、加算器72aと、LNB14aとから構成される。
The
バンドパスフィルタ62a及び63a、1/2π移相器64a、サンプルホールド回路65a及び66a、ローパスフィルタ67a及び68a、位相検出部69aは、図1における位相誤差検出部15aを構成している。
The bandpass filters 62a and 63a, the 1 /
バンドパスフィルタ62aは、IF帯の入力信号から、IF帯の基準信号を抽出する。バンドパスフィルタ63aは、BUC13aの通過後のRF帯の基準信号を抽出する。1/2π移相器64a、サンプルホールド回路65a及び66a、ローパスフィルタ67a及び68aは、RF帯の基準信号を、IF帯の基準信号で直交検波し、直流成分を抽出する。
The
位相検出部69aは、ローパスフィルタ67a及び68aの出力信号から、送信位相の角度差分を算出し、この送信位相の角度差分を位相検出信号として分散アンテナ制御装置20に送る。
The
ミキサ70a、バンドパスフィルタ71a、加算器72aは、送信側の位相差の情報を受信信号に多重化する。LNB14aは、RF帯の受信信号をIF帯の信号にダウンコンバートして、分散アンテナ制御装置20に送る。
The
図3は、アンテナ装置11aの他の例を示している。この例では、サンプルホールド回路65a、66aの代わりに、ミキサ165a及び166aを用いている。他の構成は、図2に示したアンテナ装置11aと同様である。
FIG. 3 shows another example of the
図2において、アンテナ装置11bは、BUC13bと、バンドパスフィルタ62b及び63bと、1/2π移相器64bと、サンプルホールド回路65b及び66bと、ローパスフィルタ67b及び68bと、位相検出部69bと、ミキサ70bと、バンドパスフィルタ71bと、加算器72bと、LNB14bとから構成される。アンテナ装置11bの構成は、アンテナ装置11aと同様である。また、サンプルホールド回路65b及び66bの代わりに、ミキサを用いても良い。
In FIG. 2, the
次に、本発明の第1の実施形態に係る分散アンテナ装置1における高周波変動補償について説明する。まず、送信補償値の算出処理について説明する。 Next, high-frequency fluctuation compensation in the distributed antenna device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described. First, transmission compensation value calculation processing will be described.
分散アンテナ制御装置20の基準信号発生器25から、基準信号が発生される。この基準信号は、加算器53a及び53bにより、図4に示すように、送信信号に多重化される。前述したように、基準信号の周波数frefは、
fref+fBUC=Nfref
の関係となっている。
A reference signal is generated from the
f ref + f BUC = Nf ref
It has become a relationship.
IF帯の基準信号は、分散アンテナ制御装置20から、アンテナ装置11a及び11bに送られる。アンテナ装置11aにおいて、バンドパスフィルタ62aにより、この多重化された信号から、基準信号Sref1が抽出される。
The IF band reference signal is sent from the distributed
ここで、バンドパスフィルタ62aから抽出される基準信号Sref1は、分散アンテナ制御装置20からアンテナ装置11aへの送信電気長l1_tによる遅延が加わるので、以下のように示される。
Here, the reference signal S ref1 extracted from the
Sref1=sin(2πfref+2πl1_t/λref) (1)
λref:基準信号の波長
S ref1 = sin (2πf ref + 2πl 1_t / λ ref ) (1)
λ ref : wavelength of reference signal
同様に、アンテナ装置11bにおいて、バンドパスフィルタ62bにより、基準信号Sref2が抽出される。アンテナ装置11bの送信電気長をl2_tとすると、バンドパスフィルタ62bから抽出される基準信号Sref2は、以下のように示される。
Similarly, in the
Sref2=sin(2πfref+2πl2_t/λref) (2) S ref2 = sin (2πf ref + 2πl 2_t / λ ref ) (2)
アンテナ装置11aの送信電気長l1_tと、アンテナ装置11bの送信電気長l2_tとが同じであり、
l1_t=l2_t=l
であるとすると、(1)式及び(2)式は、以下のようになる。
And transmitting electrical length l 1_T of the
l 1_t = l 2_t = l
(1) and (2) are as follows.
Sref1=sin(2πfref+2πl/λref) (3)
Sref2=sin(2πfref+2πl/λref) (4)
S ref1 = sin (2πf ref + 2πl / λ ref ) (3)
S ref2 = sin (2πf ref + 2πl / λ ref ) (4)
また、アンテナ装置11aにおいて、IF帯の入力信号の周波数は、BUC13aにより、RF帯にアップコンバートされる。BUC13aからの信号は、バンドパスフィルタ63aに供給され、バンドパスフィルタ63aで、RF帯にアップコンバートされた基準信号Srf1_tが抽出される。ここで、BUC13aの位相量をθBUC1とすると、バンドパスフィルタ63aから抽出されるRF帯の基準信号Sref1_tは、以下のように示される。
In the
Sref1_t=sin{2π(fref+fBUC1)+θBUC1+2πl/λref} (5) S ref1 — t = sin {2π (f ref + f BUC1 ) + θ BUC1 + 2πl / λ ref } (5)
同様に、アンテナ装置11bにおいて、IF帯の入力信号は、BUC13bにより、RF帯にアップコンバートされる。BUC13bからの信号は、バンドパスフィルタ63bに供給され、バンドパスフィルタ63bで、RF帯にアップコンバートされた基準信号Srf2_tが抽出される。ここで、BUC13bの位相量をθBUC2とすると、バンドパスフィルタ63bから抽出されるRF帯の基準信号Sref2_tは、以下のように示される。
Similarly, in the
Sref2_t=sin{2π(fref+fBUC2)+θBUC2+2πl/λref} (6) S ref2 — t = sin {2π (f ref + f BUC2 ) + θ BUC2 + 2πl / λ ref } (6)
(5)式に示すように、BUC13aを通過した信号中には、BUC13aの位相量θBUC1が含まれている。このBUC13aの位相量θBUC1は、時間と共に変動し、送信側の位相変動成分となる。(5)式に示されるRF帯の基準信号を、(3)式で示されるIF帯の基準信号で直交検波し、直流成分を抽出すると、以下のような信号を得ることができる。 As shown in the equation (5), the signal passing through the BUC 13a includes the phase amount θ BUC1 of the BUC 13a . The phase amount θ BUC1 of the BUC 13a varies with time and becomes a phase variation component on the transmission side. By orthogonally detecting the RF band reference signal shown in equation (5) with the IF band reference signal shown in equation (3) and extracting the DC component, the following signal can be obtained.
SD1_sin=1/2cos(θBUC1−2πl(N−1)/λref)(7)
SD1_cos=1/2sin(θBUC1−2πl(N−1)/λref)(8)
S D1 — sin = ½cos (θ BUC1 −2πl (N−1) / λ ref ) (7)
S D1_cos = 1/2 sin (θ BUC1 −2πl (N−1) / λ ref ) (8)
上式より、アンテナ装置11aの送信経路における位相値(θBUC1−2πl(N−1)/λref)の検出が可能であり、電気長lが既知の場合、位相変動成分となるBUC13aの位相量θBUC1の位相角度を直接求めることができる。
From the above equation, it is possible to detect the phase value (θ BUC1 −2πl (N−1) / λ ref ) in the transmission path of the
図2に示すように、アンテナ装置11aでは、1/2π移相器64a、サンプルホールド回路65a及び66aにより、(5)式で示されるRF帯の基準信号が(3)式で示されるIF帯の基準信号で直交検波される。そして、ローパスフィルタ67a及び68aにより、この直交検波出力から直流成分が抽出され、(7)式及び(8)式に示すような位相値が得られる。位相検出部69aは、電気長lを既知として、この信号からBUC13aの位相量θBUC1を求めている。
As shown in FIG. 2, in the
同様に、アンテナ装置11bで、(6)式に示されるRF帯の基準信号を、(4)式で示されるIF帯の基準信号で直交検波し、直流成分を抽出すると、以下のような信号を得ることができる。
Similarly, when the
SD2_sin=1/2cos(θBUC2−2πl(N−1)/λref)(9)
SD2_cos=1/2sin(θBUC2−2πl(N−1)/λref)(10)
S D2 — sin = ½cos (θ BUC2 −2πl (N−1) / λ ref ) (9)
S D2 — cos = ½sin (θ BUC2 −2πl (N−1) / λ ref ) (10)
アンテナ装置11bでは、1/2π移相器64b、サンプルホールド回路65b及び66bにより、(6)式で示されるRF帯の基準信号が(4)式で示されるIF帯の基準信号で直交検波される。そして、ローパスフィルタ67b及び68bにより、この直交検波出力から直流成分が抽出され、(9)式及び(10)式に示す信号が得られる。位相検出部69bは、電気長lを既知として、この信号からBUC13bの位相量θBUC2を求めている。
In the
以上のように、本発明の第1の実施形態では、分散アンテナ制御装置20は、各アンテナ装置11a及び11bに送信する信号に、基準信号を多重化している。そして、各アンテナ装置11a及び11bは、RF帯の基準信号を、IF帯の基準信号で直交検波して、直流成分を抽出することで、送信側の初期位相差及び位相変動を算出している。そして、この算出された位相値をアンテナ装置11a及び11bから分散アンテナ制御装置20に送り、分散アンテナ制御装置20の可変移相器52a及び52bで、この位相値に基づいて、送信信号の位相を制御している。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the distributed
次に、受信補償値の算出処理について説明する。本実施形態では、ミキサ70aにより、RF帯の基準信号Srf1_tとIF帯の基準信号Sref1とにより、送信側の位相差信号Srf1_rが生成される。この送信側の位相差信号Srf1_rがバンドパスフィルタ71aを介して、加算器72aに供給される。加算器72aで、RF帯の受信信号と、送信側の位相差信号Srf1_rとが多重化される。
Next, reception compensation value calculation processing will be described. In this embodiment, the
なお、LNB14a及び14bの入力周波数帯が送信側の位相差信号Srf1_rの周波数帯に一致しない場合には、入力した基準信号Srefの逓倍又は分周信号を基に、入力周波数帯に変換し、送信側の位相差信号Srf1_rを生成する。
If the input frequency band of the
同様に、アンテナ装置11bのミキサ70bには、バンドパスフィルタ62bから、IF帯の基準信号Sref2が供給される。また、ミキサ70bには、バンドパスフィルタ63bから、RF帯の基準信号Srf2_tが供給される。ミキサ70bにより、RF帯の基準信号Srf2_tとIF帯の基準信号Sref2とにより、送信側の位相差信号Srf2_rが生成される。加算器72bで、RF帯の受信信号と、送信側の位相差信号Srf2_rとが多重化される。
Similarly, the IF band reference signal Sref2 is supplied from the
分散アンテナ制御装置20の位相差検出部55は、送信側の位相差信号Srf1_r及びSrf2_rから求められる送信側の位相を基に、各アンテナ装置11a及び11bからの受信信号の位相差を算出する。そして、位相差検出部55は、この受信側の位相差に基づいて、可変移相器56a及び56bの位相を設定する。これにより、受信側の位相補償が行われる。
The phase difference detection unit 55 of the distributed
つまり、アンテナ装置11aの送信側の位相Φt_1は、IF帯の基準信号Sref1とRF帯の基準信号Srf1_tとから、以下のようにして求めることができる。
That is, the phase Φ t_1 on the transmission side of the
Φt_1=θBUC1−2πl1_t(N−1)/λref (11) Φ t_1 = θ BUC1 -2πl 1_t ( N-1) / λ ref (11)
同様に、アンテナ装置11bの送信側の位相Φt_2は、IF帯の基準信号Sref2とRF帯の基準信号Srf2_tとから、以下のようにして求めることができる。
Similarly, the phase Φ t_2 on the transmission side of the
Φt_2=θBUC2−2πl2_t(N−1)/λref (12) Φ t_2 = θ BUC2 -2πl 2_t ( N-1) / λ ref (12)
本実施形態では、IF帯の基準信号Sref1とRF帯の基準信号Srf1_tとから送信側の位相差信号Srf1_rを生成している。また、IF帯の基準信号Sref2とRF帯の基準信号Srf2_tとから送信側の位相差信号Srf2_rを生成している。この位相差信号Srf1_r及びSrf2_rは、分散アンテナ制御装置20に送られる。分散アンテナ制御装置20の入力端でのアンテナ装置11aからの受信信号の位相Φr_1、アンテナ装置11bからの受信信号の位相Φr_2は、以下のように示される。
In this embodiment, the phase difference signal S rf1_r on the transmission side is generated from the IF band reference signal S ref1 and the RF band reference signal S rf1_t . Further, a phase difference signal S rf2_r on the transmission side is generated from the IF band reference signal S ref2 and the RF band reference signal S rf2_t . The phase difference signals S rf1 — r and S rf2 — r are sent to the distributed
Φr_1=
θBUC1−2πl1_t(N−1)/λref+θLNB1−2πl1_r(N−1)/λref
(13)
Φr_2=
θBUC2−2πl2_t(N−1)/λref+θLNB2−2πl2_r(N−1)/λref
(14)
Φ r — 1 =
θ BUC1 −2πl 1 — t (N−1) / λ ref + θ LNB1 −2πl 1 — r (N−1) / λ ref
(13)
Φ r — 2 =
θ BUC2 −2πl 2 — t (N−1) / λ ref + θ LNB2 −2πl 2 — r (N−1) / λ ref
(14)
ここで、各アンテナ装置11a及び11bの送信の電気長が等しく、
l1_t=l2_t=l_t
また、受信の電気長が等しい、
l1_r=l2_r=l_r
とすると、(13)式及び(14)式に示す受信信号の位相は、以下のようになる。
Here, the transmission electrical lengths of the
l 1_t = l 2_t = l _t
Also, the reception electrical length is equal,
l 1_r = l 2_r = l _r
Then, the phases of the received signals shown in the equations (13) and (14) are as follows.
Φr_1=
θBUC1−2πl_t(N−1)/λref+θLNB1−2πl_r(N−1)/λref
(15)
Φr_2=
θBUC2−2πl_t(N−1)/λref+θLNB2−2πl_r(N−1)/λref
(16)
Φ r — 1 =
θ BUC1 -2πl _t (N-1 ) / λ ref + θ LNB1 -2πl _r (N-1) / λ ref
(15)
Φ r — 2 =
θ BUC2 -2πl _t (N-1 ) / λ ref + θ LNB2 -2πl _r (N-1) / λ ref
(16)
このように、アンテナ装置11aの受信側の位相は、送信側のIF帯の基準信号Sref1とRF帯の基準信号Srf1_tとから生成された送信側の位相差信号Srf1_rにより、求めることができる。同様に、アンテナ装置11bの受信側の位相は、送信側のIF帯の基準信号Sref2とRF帯の基準信号Srf2_tとから生成された送信側の位相差信号Srf2_rにより、求めることができる。分散アンテナ制御装置20の位相差検出部55は、このようにして求められたアンテナ装置11a及び11bの受信側の位相と、各アンテナ装置11a及び11bの受信信号の位相とを比較して、受信側の位相補償を行っている。
In this way, the phase on the reception side of the
図5は、本発明の第1の実施形態における高周波補償処理のフローチャートを示すものである。図5において、分散アンテナ制御装置20は、基準信号発生器25により基準信号を生成し、送信IF信号に多重化する(ステップS1)。アンテナ装置11aの位相検出部69aは、(7)式及び(8)式により、送信位相の初期値を算出し、分散アンテナ制御装置20に送る。分散アンテナ制御装置20は、この送信位相の初期値に基づいて、送信位相値を算出する(ステップS2)。そして、アンテナ装置11aは、受信信号と送信側の位相差信号Srf1_rとを多重化してLNB14aに送り、分散アンテナ制御装置20に出力する(ステップS3)。
FIG. 5 shows a flowchart of the high-frequency compensation processing in the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, the distributed
同様に、分散アンテナ制御装置20は、基準信号発生器25により基準信号を生成し、送信IF信号に多重化する(ステップS4)。アンテナ装置11bの位相検出部69bは、(9)式及び(10)式により、送信位相の初期値を算出し、分散アンテナ制御装置20に送る。分散アンテナ制御装置20は、この送信位相の初期値に基づいて、送信位相値を算出する(ステップS5)。そして、アンテナ装置11bは、受信信号と送信側の位相差信号Srf2_rとを多重化してLNB14bに送り、分散アンテナ制御装置20に出力する(ステップS6)。
Similarly, the distributed
なお、ステップS1からステップS3までの処理と、ステップS4からステップS6までの処理は、アンテナアレーの数に応じて、並列的に行われる。 Note that the processing from step S1 to step S3 and the processing from step S4 to step S6 are performed in parallel according to the number of antenna arrays.
分散アンテナ制御装置20の位相差検出部55は、多重化されて送られてくる送信側の位相差信号Srf1_r及びSrf2_rを基に、アンテナ装置11aからの受信信号と、アンテナ装置11bからの受信信号との間の位相差を比較し、補償位相値を算出する。そして、位相差検出部55は、求められた位相差に基づいて、可変移相器56a及び56bの位相量を設定する(ステップS7)。
Phase difference detecting unit 55 of the distributed
ステップS1からステップS3までの処理と、ステップS4からステップS6までの処理は、時変動成分の処理として続けられる。時変動成分の処理として続ける際には、ステップS2で、アンテナ装置11aの位相検出部69aは、送信位相の変動成分を算出する。また、ステップS5で、アンテナ装置11bの位相検出部69bは、送信位相の変動成分を算出する。
The processing from step S1 to step S3 and the processing from step S4 to step S6 are continued as processing of the time variation component. When continuing as processing of the time variation component, in step S2, the
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。前述したように、本発明の第1の実施形態では、(7)式及び(8)式、並びに、(9)式及び(10)式により、各アンテナ装置11a及び11bの経路の送信初期位相を算出している。(7)式及び(8)式、並びに、(9)式及び(10)式では、電気長lを既知として、BUC13a及び13bの位相量θBUC1及びθBUC2を直接算出している。しかしながら、電気長lが未知の場合には、BUC13a及びBUC13bの位相量θBUC1及びθBUC2は直接算出できない。本実施形態では、電気長lが未知の場合にも、位相量θBUC1及びθBUC2を算出できるようにしている。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. As described above, in the first embodiment of the present invention, the transmission initial phase of the path of each
この実施形態では、基準信号として、周波数fref1と周波数fref2の2つの周波数が使用される。すなわち、本発明の第2の実施形態では、図2における基準信号発生器25は、周波数fref1と周波数fref2の2つの周波数を生成できる。他の構成については、第1の実施形態と同様である。
In this embodiment, two frequencies of frequency f ref1 and frequency f ref2 are used as the reference signal. That is, in the second embodiment of the present invention, the
なお、2つの周波数fref1及びfref2は、以下のような関係となっている。 Note that the two frequencies f ref1 and f ref2 have the following relationship.
fref1+fBUC=Mfref1
fref2+fBUC=Nfref2
M,N:整数
f ref1 + f BUC = Mf ref1
f ref2 + f BUC = Nf ref2
M, N: integer
基準信号の周波数をfref1とすると、位相検出部69aでは、以下のような位相値を得ることができる。
If the frequency of the reference signal is f ref1 , the
θBUC1−2πl(M−1)/λref1 (17) θ BUC1 −2πl (M−1) / λ ref1 (17)
また、基準信号の周波数をfref2とすると、位相検出部69aでは、以下のような位相値を得ることができる。
If the frequency of the reference signal is f ref2 , the
θBUC1−2πl(N−1)/λref2 (18) θ BUC1 −2πl (N−1) / λ ref2 (18)
(17)式及び(18)式により、連立方程式により、電気長l及び位相量θBUC1を求めることができる。 From equation (17) and equation (18), the electrical length l and the phase amount θ BUC1 can be obtained from simultaneous equations.
図6は、本発明の第2の実施形態のフローチャートである。図6において、分散アンテナ制御装置20は、基準信号発生器25により周波数fref1の基準信号を生成し、送信IF信号に多重化する(ステップS101)。アンテナ装置11aの位相検出部69aは、(17)式に示す位相値を算出する(ステップS102)。
FIG. 6 is a flowchart of the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the distributed
分散アンテナ制御装置20は、基準信号発生器25により周波数fref2の基準信号を生成し、送信IF信号に多重化する(ステップS103)。アンテナ装置11aの位相検出部69aは、(18)式に示す位相値を算出する(ステップS104)。
The distributed
次に、アンテナ装置11aの位相検出部69aは、(17)式、(18)式から、連立方程式により、電気長l及び位相量θBUC1を算出する(ステップS105)。
Next, the
電気長lが算出できれば、主信号の送信周波数fdataの波長λdataに合わせて、
θBUC1−2πl(N−1)/λdata
だけ位相差を引くことにより、初期補償値が算出される(ステップS106)。
If the electrical length l can be calculated, according to the wavelength λ data of the transmission frequency f data of the main signal,
θ BUC1 −2πl (N−1) / λ data
The initial compensation value is calculated by subtracting the phase difference only (step S106).
同様に、分散アンテナ制御装置20は、基準信号発生器25により周波数fref1の基準信号を生成し、送信IF信号に多重化する(ステップS107)。アンテナ装置11bの位相検出部69bは、位相値を算出する(ステップS108)。
Similarly, the distributed
分散アンテナ制御装置20は、基準信号発生器25により周波数fref2の基準信号を生成し、送信IF信号に多重化する(ステップS109)。アンテナ装置11bの位相検出部69bは、位相値を算出する(ステップS110)。
The distributed
次に、アンテナ装置11bの位相検出部69bは、連立方程式により、電気長l及び位相量θBUC2を算出する(ステップS111)。
Next, the
電気長lが算出できれば、主信号の送信周波数fdataの波長λdataに合わせて、
θBUC2−2πl(N−1)/λdata
だけ位相差を引くことにより、初期補償値が算出される(ステップS112)。
If the electrical length l can be calculated, according to the wavelength λ data of the transmission frequency f data of the main signal,
θ BUC2 −2πl (N−1) / λ data
The initial compensation value is calculated by subtracting the phase difference only (step S112).
以上の処理により初期値を算出することで、分散アンテナ制御装置20の可変移相器52a及び52bに初期値を設定して、送信位相補償が行える(ステップS113)。
By calculating the initial value by the above processing, the initial value is set in the
初期値位相補償が行えたら、第1の実施形態と同様に、分散アンテナ制御装置20は、基準信号発生器25により基準信号を生成し、送信IF信号に多重化する(ステップS114)。なお、このときの基準信号の周波数は、fref1とfref2のどちらを使っても良い。
If the initial value phase compensation can be performed, the distributed
アンテナ装置11aの位相検出部69aは、(7)式及び(8)式により、送信位相の位相変動を算出し、分散アンテナ制御装置20に送る。分散アンテナ制御装置20は、この送信位相の位相変動に基づいて、送信位相値を算出する(ステップS115)。そして、アンテナ装置11aは、受信信号と送信側の位相差信号Srf1_rとを多重化してLNB14aに送り、分散アンテナ制御装置20に出力する(ステップS116)。
The
同様に、分散アンテナ制御装置20は、基準信号発生器25により基準信号を生成し、送信IF信号に多重化する(ステップS117)。アンテナ装置11bの位相検出部69bは、(9)式及び(10)式により、送信位相の位相変動を算出し、分散アンテナ制御装置20に送る。分散アンテナ制御装置20は、この送信位相の位相変動に基づいて、送信位相値を算出する(ステップS118)。そして、アンテナ装置11bは、受信信号と送信側の位相差信号Srf2_rとを多重化してLNB14bに送り、分散アンテナ制御装置20に出力する(ステップS119)。
Similarly, the distributed
分散アンテナ制御装置20の位相差検出部55は、多重化されて送られてくる送信側の位相差信号Srf1_r及びSrf2_rを基に、アンテナ装置11aからの受信信号と、アンテナ装置11bからの受信信号との間の位相差を比較し、補償位相値を算出する。そして、位相差検出部55は、求められた位相差に基づいて、可変移相器56a及び56bの位相量を設定する(ステップS120)。
Phase difference detecting unit 55 of the distributed
なお、分散アンテナ装置1の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
A program for realizing all or part of the functions of the distributed antenna device 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. You may perform the process of each part. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
1…分散アンテナ装置, 11a,11b…アンテナ装置, 13a,13b…BUC, 14a,14b…LNB, 15a,15b…位相誤差検出部, 20…分散アンテナ制御装置, 21…信号分配器, 22…信号合成器, 23…送信位相制御部, 24…受信位相制御部, 25…基準信号発生器, 30…変復調装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Distributed antenna apparatus, 11a, 11b ... Antenna apparatus, 13a, 13b ... BUC, 14a, 14b ... LNB, 15a, 15b ... Phase error detection part, 20 ... Distributed antenna control apparatus, 21 ... Signal distributor, 22 ... Signal Synthesizer, 23 ... Transmission phase control unit, 24 ... Reception phase control unit, 25 ... Reference signal generator, 30 ... Modulation / demodulation device
Claims (5)
前記複数のアンテナ装置を制御する分散アンテナ制御装置を備え、
前記アンテナ装置は、前記分散アンテナ制御装置から送信されたIF基準信号と前記IF基準信号をアップコンバートしたRF基準信号とに基づいて送信位相を検出し、
前記分散アンテナ制御装置は、前記アンテナ装置で検出された前記送信位相に基づいて送信側の位相補償を行う、分散アンテナ装置。 A plurality of antenna devices;
A distributed antenna control device for controlling the plurality of antenna devices;
The antenna device detects a transmission phase based on an IF reference signal transmitted from the distributed antenna control device and an RF reference signal obtained by up-converting the IF reference signal ,
The distributed antenna control device is a distributed antenna device that performs phase compensation on a transmission side based on the transmission phase detected by the antenna device.
fref+fBUC=Nfref(N:整数) ・・・式(1) 2. The distributed antenna device according to claim 1, wherein the frequency f ref of the IF reference signal is represented by the following expression (1), where f BUC is the up-conversion frequency.
f ref + f BUC = Nf ref (N: integer) (1)
前記分散アンテナ制御装置は、前記アンテナ装置から送信された前記送信側の位相差信号に基づいて受信側の位相補償を行う、
請求項1から4のいずれか一項に記載の分散アンテナ装置。 The antenna device generates a phase difference signal on the transmission side based on the IF reference signal and the RF reference signal,
The distributed antenna control device performs phase compensation on the reception side based on the phase difference signal on the transmission side transmitted from the antenna device ;
The distributed antenna apparatus as described in any one of Claim 1 to 4 .
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