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JP7573432B2 - Wireless relay device, wireless relay method, and program for wireless relay device - Google Patents

Wireless relay device, wireless relay method, and program for wireless relay device Download PDF

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JP7573432B2
JP7573432B2 JP2020209575A JP2020209575A JP7573432B2 JP 7573432 B2 JP7573432 B2 JP 7573432B2 JP 2020209575 A JP2020209575 A JP 2020209575A JP 2020209575 A JP2020209575 A JP 2020209575A JP 7573432 B2 JP7573432 B2 JP 7573432B2
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wireless relay
base station
steering
setting
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Denki Kogyo Co Ltd
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Description

本発明は、無線中継装置、無線中継方法、および、無線中継装置用プログラムに関する。 The present invention relates to a wireless relay device, a wireless relay method, and a program for a wireless relay device.

無線中継装置は、設置に際し、基地局装置との方向調整が必要となる。無線中継装置は、基地局側にアンテナの指向性を向ける必要がある。4Gまでは基地局アンテナの水平面内指向性が広いため、ある程度、基地局側に中継装置を向けることで電波が受信できた。しかし、5Gでは、基地局側のアンテナビームが細いため、設置時の方向調整が難しく、無線中継装置の設置難度が上がる。

5G基地局(gNB)は細いビームを上下左右にスイングさせて、1つのビームで端末と通信を行う。例えば、図1において、端末Aは#6、端末Bは#2のビームIDを有する。
アンテナのビームを細くするメリットとしては、アンテナ利得を上げてEIRPを高くし伝搬損失を補完すること、余分な方向にビームを向けないことで所望の端末と効率的に通信を行うことである。

5G基地局はビームフォーミング技術を採用し水平面および垂直面でビームをステアリングしている。それぞれのビームは識別符号としてのビームIDを有している。通常、ビームIDは装置を開発する企業で独自に設定する。
以下では、説明を容易にするため、水平方向のみのステアリングで説明するが、垂直方向についても水平方向と同様である。

28GHz帯などの高い周波数になると、電波の直進性が強くなるため、ビル影などに電波が回り込みにくくなる。図2において、端末Cはビルなどの建物Zの陰のためビーム#4は端末Cに届かない。
電波の直進性による問題を解決する方法として、図3に示されるように、無線中継装置を利用する方法が考えらえる。無線中継装置はドナーユニットとサービスユニットから構成される。ドナーユニットとサービスユニット間は、有線(例えば同軸ケーブル)で接続される。もちろん、ドナーユニットとサービスユニットは一体型でもよい。ドナーユニットにおいて5G基地局の電波を受信し、サービスユニットから電波を放射する。例えばドナーユニットで電波#5を受信し、サービスユニットから送信することで、端末Cが電波#5を受信できるようにする、つまり、端末Cをサービスエリアに収容することができる。この際、無線中継装置は、電波#5の代わりに、電波#4を中継してもよい。

このように、サービスエリアを拡張する技術として、無線中継装置(ここでは非再生無線中継装置)がある。利点として、基地局装置と無線中継装置間に同軸ケーブルや光ファイバケーブルなどの通信媒体が不要なため、設置が容易である。
無線中継装置については、特許文献1に記載されているような分散アンテナ装置などが知られている。
特許文献1では、マルチビームを有する親機と無線を中継する子機について記載さているが、子機を制御する方法については記載されていない。
When installing a wireless relay device, it is necessary to adjust the direction with the base station device. The wireless relay device needs to point the antenna directionality toward the base station. Up until 4G, the horizontal directivity of the base station antenna was wide, so radio waves could be received to a certain extent by pointing the relay device toward the base station. However, with 5G, the antenna beam on the base station side is narrow, so it is difficult to adjust the direction during installation, and the difficulty of installing the wireless relay device increases.

A 5G base station (gNB) swings a thin beam up, down, left, and right to communicate with a terminal using one beam. For example, in Figure 1, terminal A has a beam ID of #6 and terminal B has a beam ID of #2.
The advantages of narrowing the antenna beam include increasing the antenna gain, raising the EIRP and compensating for propagation loss, and efficiently communicating with the desired terminal by not pointing the beam in unnecessary directions.

5G base stations use beamforming technology to steer beams in the horizontal and vertical planes. Each beam has a beam ID as an identification code. Typically, the beam ID is uniquely set by the company that develops the equipment.
For ease of explanation, the following description will be given of steering in the horizontal direction only, but the same applies to steering in the vertical direction.

At high frequencies such as the 28 GHz band, radio waves tend to travel in a straight line, making it difficult for the radio waves to bend around buildings, etc. In Fig. 2, terminal C is in the shadow of building Z, so beam #4 does not reach terminal C.
As a method for solving the problem caused by the linearity of radio waves, a method of using a wireless relay device, as shown in FIG. 3, is considered. The wireless relay device is composed of a donor unit and a service unit. The donor unit and the service unit are connected by wire (e.g., coaxial cable). Of course, the donor unit and the service unit may be integrated. The donor unit receives radio waves from a 5G base station, and the service unit emits radio waves. For example, the donor unit receives radio waves #5 and transmits them from the service unit, so that terminal C can receive radio waves #5, that is, terminal C can be accommodated in the service area. In this case, the wireless relay device may relay radio waves #4 instead of radio waves #5.

As described above, a wireless repeater (here, a non-regenerative wireless repeater) is used as a technology for expanding a service area. The advantage of this is that it is easy to install because no communication medium such as a coaxial cable or an optical fiber cable is required between the base station device and the wireless repeater.
As a wireless relay device, a distributed antenna device as described in Patent Document 1 is known.
Patent Document 1 describes a parent unit having multiple beams and a child unit that relays wireless signals, but does not describe a method for controlling the child unit.

特許第6691448号公報Patent No. 6691448 特許出願2020-175695号Patent Application No. 2020-175695

一般に、4Gまでの無線中継装置は、中継する周波数と別の周波数の通信モデムを搭載している。例えば、2GHz帯の無線中継装置は、800MHz帯のモデムで監視・制御するなどしている。
例えばON/OFFなど、無線中継装置の設定をする場合は、中継する無線周波数とは異なる周波数を使用した無線システムを使用している。この場合、遠隔操作卓から無線システム経由で無線中継装置の設定を行うが、設定には時間がかかる。また、中継装置が複数の場合、それぞれに指令を出す必要がある。
これは一般に、中継する周波数の信号(以下「通信信号」と呼ぶ)には規格が存在し、規格に合わせた通信を行う場合には通信信号の周波数はすべて通信信号で使用されるため、無線中継装置の設定などの信号を埋め込む余地がないためと考えられる。
このように、無線中継装置は、制御用として別の通信システムを併用する必要がある。例えば図4に示されるように、5Gのスタンドアローン(SA)で使用する場合も、例えば4Gなどの別の通信システムが必要になる。5G基地局と5G無線中継装置との間および5G無線中継装置と端末との間では、端末向けデータは28GHz帯でやり取りされるが、5G無線中継装置を制御するためには、例えば2GHz帯の4G基地局など、別のシステムを利用している。
この場合、制御用として使用する通信システムの通信エリアにしか、5G無線中継装置を設置できず、設置場所が制約されてしまう。
そこで、本技術は5Gで使用される通信線信号の中で含まれているが使用していない設定信号を使用して無線中継装置の制御を行うなど、通信信号の周波数を利用することで、5Gなど通信信号の周波数のみで無線中継装置を制御可能な無線中継装置、無線中継方法、および、無線中継装置用プログラムを提供することを目的とする。
Generally, wireless repeaters up to 4G are equipped with a communication modem that operates at a frequency different from the frequency they are repeating. For example, a 2 GHz wireless repeater is monitored and controlled by an 800 MHz modem.
For example, when setting a wireless repeater, such as turning it on or off, a wireless system that uses a different frequency from the wireless frequency being relayed is used. In this case, the wireless repeater is set up from a remote control console via the wireless system, but this takes time. Also, if there are multiple repeaters, it is necessary to send commands to each one.
This is thought to be because there are generally standards for the signals of the relayed frequency (hereafter referred to as "communication signals"), and when communication conforms to these standards, all of the communication signal frequencies are used by the communication signals, leaving no room to embed signals such as settings for the wireless relay device.
In this way, the wireless relay device needs to use another communication system for control. For example, as shown in FIG. 4, even when used in 5G standalone (SA), another communication system such as 4G is required. Between the 5G base station and the 5G wireless relay device and between the 5G wireless relay device and the terminal, data for the terminal is exchanged in the 28 GHz band, but to control the 5G wireless relay device, another system such as a 2 GHz band 4G base station is used.
In this case, the 5G wireless repeater can only be installed in the communication area of the communication system used for control, which restricts where it can be installed.
Therefore, the present technology aims to provide a wireless relay device, a wireless relay method, and a program for a wireless relay device that can control a wireless relay device using only the frequency of communication signals such as 5G by utilizing the frequency of communication signals, such as controlling a wireless relay device using a setting signal that is included in but not used among communication line signals used in 5G.

本発明の請求項1に係る無線中継装置は、
基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置であって、
前記無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して前記無線中継装置を設定する中継装置設定部を有することを特徴とする、無線中継装置である。

本発明の請求項2に係る無線中継装置は、
前記中継装置設定部は、前記通信信号に含まれるビームIDの少なくとも一部を使用して前記無線中継装置を設定することを特徴とする、請求項1に記載の無線中継装置である。

本発明の請求項3に係る無線中継装置は、
前記ビームIDのうち、少なくとも一部は前記無線中継装置を指定することを特徴とする、請求項2に記載の無線中継装置である。

本発明の請求項4に係る無線中継装置は、
前記ビームIDのうち、少なくとも一部は前記基地局のビーム方向を指定し、指定された前記基地局のビーム方向に基づいて前記基地局がビームステアリングを行うことを特徴とする、請求項2または3のいずれかに記載の無線中継装置である。

本発明の請求項5に係る無線中継装置は、
前記基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、ビームステアリング周期設定部、
形成するビームに番号をビーム番号として付し、前記ビームステアリング周期でビームを切り替えステアリングする、基地局側ビーム形成部、
各ビーム番号で受信した信号を復調する復調部、
前記復調部で復調した結果に基づき、基地局のビームIDごとの受信電力を記憶する記憶部、
すべてのビームIDの中で受信電力が最大になるビームIDを検出する検出部、および、
ドナーアンテナを、検出部において検出したビームIDに対応したビーム番号のビームに設定するビーム設定部、
を有することを特徴とする、請求項4に記載の無線中継装置である。

本発明の請求項6に係る無線中継装置は、
前記ビームステアリング周期設定部は、前記基地局ステアリング周期の整数倍の時間に前記ビームステアリング周期を設定することを有することを特徴とする、請求項4または5のいずれかに記載の無線中継装置である。

本発明の請求項7に係る無線中継装置は、
前記ビームステアリング周期設定部は、前記基地局ステアリング周期を測定する基地局ステアリング周期測定部を有することを特徴とする、請求項5または6のいずれかに記載の無線中継装置である。

本発明の請求項8に係る無線中継装置は、
通信用以外に前記無線中継装置の設定用のための通信モジュールは別途設けず、前記通信信号の無線周波数以外は使用しないことを特徴とする、請求項1ないし7のいずれかに記載の無線中継装置である。

本発明の請求項9に係る無線中継装置は、
前記通信信号の無線周波数以外を使用する、別周波数通信モジュールをさらに有することを特徴とする、請求項1ないし7のいずれかに記載の無線中継装置である。

本発明の請求項10に係る無線中継装置は、
前記通信信号のうち、無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分であって、ビームIDとは異なる部分を、無線中継装置の設定に使用し、無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じであることを特徴とする、請求項2ないし9のいずれかに記載の無線中継装置である。

本発明の請求項11に係る無線中継方法は、
無線中継装置を用いて実施される、無線中継方法であって、
基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置において、
前記無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して前記無線中継装置を設定する中継装置設定ステップを有することを特徴とする、無線中継方法である。

本発明の請求項12に係る無線中継方法は、
前記中継装置設定ステップにおいて、前記通信信号に含まれるビームIDの少なくとも一部を使用して前記無線中継装置を設定することを特徴とする、請求項11に記載の無線中継方法である。

本発明の請求項13に係る無線中継方法は、
前記中継装置設定ステップにおいて、前記通信信号のうち前記無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分を、前記無線中継装置の設定に使用し、無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じであることを特徴とする、請求項11に記載の無線中継方法である。

本発明の請求項14に係る無線中継方法は、
前記基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、周期設定ステップ、
前記周期設定ステップの後に行われ、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナのビームをステアリングするステアリングステップ、
前記ステアリングステップにおいて各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームIDごとの受信電力を記憶する、復調記憶ステップ、
前記復調記憶ステップにおいて記憶したすべてのビームIDの中で受信電力が最大になるビームIDを検出する、検出ステップ、および、
前記ドナーアンテナを、前記検出ステップにおいて検出したビームIDに対応したビーム番号のビームに設定する、ビーム設定ステップ、
を有することを特徴とする、請求項11ないし13のいずれかに記載の無線中継方法である。

本発明の請求項15に係る無線中継装置用プログラムは、
請求項11ないし14に記載のステップを実施する無線中継装置用プログラムである。

以上の構成により、5G基地局装置(gNB)からの無線信号で無線中継装置の設定が可能となる。
また、制御用として使用する通信システムの通信エリアにしか、5G無線中継装置を設置できず、設置場所が制約されてしまうという従来の問題を解決できる。また、高周波を使用すると、信号の直進性が高まるため、信号がうまく送受信できない場合があるという信号の直進性の問題は、無線中継装置ではその役割から理解されるようにすでに解決されているため、問題が生じない。
The wireless relay device according to claim 1 of the present invention comprises:
A radio relay device having a donor antenna for communicating with a base station and a service antenna for communicating with a terminal,
The wireless repeater is characterized by comprising a repeater setting section that sets the wireless repeater using a radio frequency communication signal transmitted within the wireless repeater.

The radio relay device according to claim 2 of the present invention comprises:
The wireless relay device according to claim 1 , wherein the relay device setting unit sets the wireless relay device using at least a part of a beam ID included in the communication signal.

A radio relay device according to claim 3 of the present invention comprises:
3. The wireless relay device according to claim 2, wherein at least a part of the beam ID specifies the wireless relay device.

A wireless relay device according to a fourth aspect of the present invention comprises:
A wireless relay device as described in claim 2 or 3, characterized in that at least a portion of the beam IDs specify the beam direction of the base station, and the base station performs beam steering based on the specified beam direction of the base station.

A radio relay device according to claim 5 of the present invention comprises:
a beam steering period setting unit that sets a beam steering period for switching and steering the beam of the wireless relay device to a length equal to or longer than the base station steering period, the beam steering period being a period of steering the beam of the base station;
a base station side beam forming unit that assigns a number to the beam to be formed as a beam number and switches and steers the beam at the beam steering period;
a demodulation unit for demodulating signals received through each beam number;
a storage unit that stores reception power for each beam ID of a base station based on a result of demodulation by the demodulation unit;
A detection unit that detects a beam ID that has the maximum received power among all beam IDs; and
a beam setting unit that sets the donor antenna to a beam having a beam number corresponding to the beam ID detected by the detection unit;
5. The wireless relay device according to claim 4, further comprising:

A radio relay device according to claim 6 of the present invention comprises:
6. The radio relay device according to claim 4, wherein the beam steering period setting unit sets the beam steering period to a time period that is an integer multiple of the base station steering period.

A wireless relay device according to claim 7 of the present invention comprises:
7. The radio relay device according to claim 5, wherein the beam steering period setting unit has a base station steering period measuring unit for measuring the base station steering period.

A radio relay device according to claim 8 of the present invention comprises:
8. The wireless repeater according to claim 1, wherein a communication module for setting the wireless repeater other than that for communication is not provided separately, and the wireless repeater does not use any frequency other than the radio frequency of the communication signal.

A wireless relay device according to claim 9 of the present invention comprises:
8. The wireless repeater according to claim 1, further comprising a different frequency communication module that uses a frequency other than the radio frequency of the communication signal.

A radio relay device according to claim 10 of the present invention comprises:
A wireless relay device as described in any one of claims 2 to 9, characterized in that a portion of the communication signal that is specified for purposes other than setting the wireless relay device and is different from the beam ID is used for setting the wireless relay device, and a signal including a setting signal for the wireless relay device has the same length as a signal that does not include the setting signal for the relay device.

A wireless relay method according to claim 11 of the present invention comprises:
A wireless relay method implemented by using a wireless relay device, comprising:
In a radio relay device having a donor antenna for communicating with a base station and a service antenna for communicating with a terminal,
The wireless relay method further comprises a relay device setting step for setting the wireless relay device using a radio frequency communication signal transmitted within the wireless relay device.

A wireless relay method according to claim 12 of the present invention comprises:
12. The wireless relay method according to claim 11, wherein in the relay device setting step, the wireless relay device is set using at least a part of a beam ID included in the communication signal.

A wireless relay method according to claim 13 of the present invention comprises:
The wireless relay method according to claim 11, characterized in that in the relay device setting step, a portion of the communication signal that is specified for a purpose other than setting the wireless relay device is used for setting the wireless relay device, and a signal including a wireless relay device setting signal has the same length as a signal not including a relay device setting signal.

A wireless relay method according to claim 14 of the present invention comprises:
a period setting step of setting a beam steering period for switching and steering the beam of the wireless relay device to a period equal to or longer than the base station steering period, the period being a period for steering the beam of the base station;
a steering step performed after the cycle setting step, in which beams are numbered in advance as beam numbers, and then the beams of the donor antennas are steered in a predetermined order;
a demodulation and storage step of demodulating the signal received by each beam number in the steering step and storing the received power for each beam ID of the base station;
a detection step of detecting a beam ID having the maximum reception power among all the beam IDs stored in the demodulation storage step; and
a beam setting step of setting the donor antenna to a beam having a beam number corresponding to the beam ID detected in the detection step;
14. A wireless relay method according to claim 11, further comprising the steps of:

A program for a wireless relay device according to claim 15 of the present invention comprises:
A program for a wireless relay device for carrying out the steps recited in claims 11 to 14.

With the above configuration, it becomes possible to configure the wireless relay device using wireless signals from a 5G base station device (gNB).
In addition, it can solve the conventional problem that 5G wireless repeater devices can only be installed in the communication area of the communication system used for control, limiting the installation location. In addition, when high frequencies are used, the directivity of the signal increases, so there are cases where the signal cannot be transmitted or received properly. However, as can be understood from the role of the wireless repeater, this problem of the directivity of the signal has already been solved, so there is no problem.

基地局と端末との通信例を示す。2 shows an example of communication between a base station and a terminal. 基地局と端末との通信例を示す。2 shows an example of communication between a base station and a terminal. 基地局と端末との通信例を示す。2 shows an example of communication between a base station and a terminal. 従来の無線中継装置の構成例を示す。1 shows an example of the configuration of a conventional wireless relay device. 無線中継装置の構成例を示す。2 shows an example of the configuration of a wireless relay device. 無線中継装置で使用される通信信号の例を示す。2 shows an example of a communication signal used in a wireless repeater device. 無線中継装置の構成例を示す。2 shows an example of the configuration of a wireless relay device. 無線中継装置の構成例を示す。2 shows an example of the configuration of a wireless relay device. 本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。1 illustrates an example of the configuration of a wireless relay device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における制御部の構成例を示す。2 illustrates an example of the configuration of a control unit in an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例におけるビームステアリング周期設定部の構成例を示す。1 shows an example of the configuration of a beam steering period setting unit in an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における基地局側ビーム形成部の構成例を示す。2 illustrates an example of the configuration of a base station side beam forming unit in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における復調部の構成例を示す。2 shows an example of the configuration of a demodulation unit in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における制御部の構成例を示す。2 illustrates an example of the configuration of a control unit in an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。1 illustrates an example of a wireless relay method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。1 illustrates an example of a wireless relay method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。1 illustrates an example of a wireless relay method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。1 illustrates an example of a wireless relay method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。1 illustrates an example of a wireless relay method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。1 illustrates an example of a wireless relay method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における検出部の構成例を示す。2 shows an example of the configuration of a detection unit in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。1 illustrates an example of a wireless relay method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における記憶部の構成例を示す。2 illustrates an example of the configuration of a storage unit according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。1 illustrates an example of a wireless relay method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。1 illustrates an example of the configuration of a wireless relay device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。1 illustrates an example of the configuration of a wireless relay device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。1 illustrates an example of the configuration of a wireless relay device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。1 illustrates an example of the configuration of a wireless relay device according to an embodiment of the present invention.

図5は本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。
無線中継装置100は、基地局2と通信を行うドナーアンテナ201、および、端末3と通信を行うサービスアンテナ301を有する。
無線中継装置100は中継装置設定部150を有する。中継装置設定部150は、無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して無線中継装置100を設定する。
FIG. 5 shows an example of the configuration of a wireless relay device according to an embodiment of the present invention.
The radio relay device 100 has a donor antenna 201 for communicating with a base station 2 and a service antenna 301 for communicating with a terminal 3 .
The wireless relay device 100 includes a relay device setting unit 150. The relay device setting unit 150 sets the wireless relay device 100 by using a radio frequency communication signal transmitted within the wireless relay device.

一実施例において、基地局2は5G基地局であり、無線中継装置100は5G無線中継装置である。
基地局2と無線中継装置100との間、および、無線中継装置100と端末3との間では、端末向けデータが28GHz帯でやり取りされると同時に、無線中継装置100を制御するための制御信号も、同じ28GHz帯で、端末向けデータ通信と同じシステムを利用して基地局2から無線中継装置100に送信されている。
In one embodiment, the base station 2 is a 5G base station, and the wireless relay device 100 is a 5G wireless relay device.
Between base station 2 and wireless relay device 100, and between wireless relay device 100 and terminal 3, data for the terminal is exchanged in the 28 GHz band. At the same time, control signals for controlling wireless relay device 100 are also transmitted from base station 2 to wireless relay device 100 in the same 28 GHz band using the same system as for data communication for the terminal.

図6は、本発明の一実施例において無線中継装置で使用される通信信号の例を示す。縦軸は周波数、横軸は時間である。
通信信号は、SSバーストセット周期の中に、SS/PBCHブロック(SS/PBCH INDEX)を有する。図示されるように、SS/PBCHブロックには、時間順に、ビームID#0、ビームID#1、から、ビームID#N-1(Nは例えば64)が含まれている。
6 shows an example of a communication signal used in a wireless repeater in one embodiment of the present invention, where the vertical axis represents frequency and the horizontal axis represents time.
The communication signal includes an SS/PBCH block (SS/PBCH INDEX) in an SS burst set period. As shown in the figure, the SS/PBCH block includes, in chronological order, beam ID#0, beam ID#1, to beam ID#N-1 (N is, for example, 64).

本実施例では、5Gなどの基地局2からの無線信号に含まれるSS/PBCH INDEX、つまりビームIDなどを使用する。
SS/PBCH INDEXは、基地局2のビームと紐づけられている。基地局2がビームフォーミング技術を使用してビームをステアリングする場合、ビーム毎にユニークに割り当てられる。
In this embodiment, the SS/PBCH INDEX, i.e., the beam ID, contained in the radio signal from the base station 2 such as 5G is used.
The SS/PBCH INDEX is associated with a beam of the base station 2. When the base station 2 steers a beam using a beamforming technique, the SS/PBCH INDEX is uniquely assigned to each beam.

ただし、ビームIDは必ずしも割り当てられたすべてを使用する必要はなく、基地局毎に開発企業が決めることができる。また、基地局が固定ビームの場合は、通常、ビームIDを1つしか使用しない。
従って、このSS/PBCH INDEXを使用することで、基地局2から無線中継装置100を設定できる。
However, it is not necessary to use all the assigned beam IDs, and the development company can decide for each base station. Also, when a base station has a fixed beam, usually only one beam ID is used.
Therefore, by using this SS/PBCH INDEX, the radio relay device 100 can be configured from the base station 2 .

なお、以下ではビームIDを例として説明するが、ビームIDの替わりに、信号の規格のうえでは基地局2のビーム以外と紐づけられている部分を用いることもでき、これを「無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分」と呼ぶ。
無線中継装置100の設定信号を含む信号は中継装置100の設定信号を含まない信号と長さが同じであるものとすることができる。あるいは、基地局2からの信号に、無線中継装置100を制御するための信号を埋め込むことができる。
本構成により、信号の規格内で無線中継装置の設定を行うことができ、新たな機器を追加する必要もなく、事前の設定も簡素化できる。
In the following, a beam ID will be used as an example; however, instead of a beam ID, a part of the signal standard that is linked to something other than the beam of base station 2 can also be used; this is referred to as the "part specified for uses other than the configuration of a wireless relay device."
The signal including the setting signal for the wireless relay device 100 may have the same length as the signal not including the setting signal for the wireless relay device 100. Alternatively, a signal for controlling the wireless relay device 100 may be embedded in the signal from the base station 2.
With this configuration, the wireless relay device can be configured within the signal standards, there is no need to add new equipment, and advance configuration can be simplified.

図7は本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。
本実施例において、中継装置設定部150は、通信信号に含まれるビームIDの少なくとも一部を使用して無線中継装置100を設定する。
FIG. 7 shows an example of the configuration of a wireless relay device in one embodiment of the present invention.
In this embodiment, the relay device setting unit 150 sets the wireless relay device 100 using at least a part of the beam ID included in the communication signal.

本実施例は、基地局2からの無線信号に含まれるSS/PBCH INDEX、つまりビームIDを使用するものであり、基地局2がビーム固定の場合、つまり基地局2からのビームはステアリングしない場合である。
基地局2がビーム固定の場合、例えば、ビームIDは0とすると、残りのビームIDは使用されない。以下は8個の場合で説明する。
This embodiment uses the SS/PBCH INDEX, i.e., the beam ID, contained in the radio signal from the base station 2, and is for the case where the base station 2 has a fixed beam, i.e., the beam from the base station 2 is not steered.
When the base station 2 has a fixed beam, for example, the beam ID is set to 0, and the remaining beam IDs are not used. The following description will be given for the case of eight beam IDs.

ビームID=0は既に基地局2のビームで使用されていると、残りはビームID=1~7の7個である。
あらかじめ無線中継装置100にビームIDの意味、つまり、指令内容を決めておくことで、基地局2からの無線信号で無線中継装置100の設定ができる。遠隔操作卓では基地局2のみに指令を出すだけでよく、無線中継装置個別に指令を出す必要がない。
Since beam ID=0 is already being used by the beam of base station 2, the remaining seven beam IDs are beam IDs 1 to 7.
By predetermining the meaning of the beam ID, i.e., the command contents, in the wireless relay device 100, it is possible to set the wireless relay device 100 using a wireless signal from the base station 2. The remote control console only needs to issue commands to the base station 2, and does not need to issue commands to each wireless relay device individually.

本実施例では無線中継装置100は復調部を有し、常に基地局2からのビームIDを検出、判定、それに従って動作する。
ビームID=1をサービスユニットの送信停止と決めておけば、基地局2の支配下の無線中継装置100を同時に送信停止することができる。同様にビームID=2をサービスユニットの送信ONと決めておけば基地局2の支配下の無線中継装置100を同時に送信ONとすることができる。これは、例えば、夜間は動作しない工場やモール、競技場など、特定の時間のみ基地局を動作させる環境で有効である。
In this embodiment, the wireless relay device 100 has a demodulation unit, and always detects and determines the beam ID from the base station 2 and operates in accordance with it.
If it is determined that beam ID=1 is to stop transmission of the service unit, it is possible to simultaneously stop transmission of the wireless relay devices 100 under the control of the base station 2. Similarly, if it is determined that beam ID=2 is to turn on transmission of the service unit, it is possible to simultaneously turn on transmission of the wireless relay devices 100 under the control of the base station 2. This is effective in an environment where the base station operates only at specific times, such as a factory, a mall, or a stadium that does not operate at night.

また、使用しない無線中継装置100や配下に端末がない無線中継装置100をOFFすることによって、基地局2から送信され端末3で受信されるダウンリンクでの干渉調整や、端末3から送信され基地局2で受信されるアップリンクでのサービスエリアの縮退を防ぐことができる。
設定項目としてはスタンバイモードなどのモード変更、ソフトウェアリセット、ハードウェアリセット、指向性変更、ビームステアリングなども含まれ得る。
In addition, by turning off wireless relay devices 100 that are not in use or wireless relay devices 100 that have no terminals under them, it is possible to prevent interference adjustment in the downlink transmitted from the base station 2 and received by the terminal 3, and to prevent degeneration of the service area in the uplink transmitted from the terminal 3 and received by the base station 2.
Setting items may include mode changes such as standby mode, software reset, hardware reset, directivity change, beam steering, and the like.

本発明の一実施例では、ビームIDのうち、少なくとも一部は無線中継装置100を指定する。これにより、特定の無線中継装置100をOFFとして、通信電波同士の干渉を抑制することなどが可能となる。
本実施例では、基地局2からの無線信号に含まれるSS/PBCH INDEX、つまりビームIDを使用し、基地局2はビーム固定であり、かつそれぞれの無線中継装置100にIDが割り当てられている。
基地局2がビーム固定(ビームID=0)で、ビームIDが64個とする。
In one embodiment of the present invention, at least a part of the beam IDs designates the wireless relay devices 100. This makes it possible to, for example, suppress interference between communication radio waves by turning off a specific wireless relay device 100.
In this embodiment, the SS/PBCH INDEX, that is, the beam ID, contained in the radio signal from the base station 2 is used, the base station 2 has a fixed beam, and each radio relay device 100 is assigned an ID.
Base station 2 has a fixed beam (beam ID=0) and there are 64 beam IDs.

例えば、残りの63個のうち、1~9を無線中継装置100の識別IDに、10~63を設定に使用する。
基地局2の支配下に配置される無線中継装置1001,1002,1003にはユニークな識別IDを設定する。
For example, of the remaining 63, 1 to 9 are used for the identification ID of the wireless relay device 100, and 10 to 63 are used for settings.
A unique identification ID is set for the wireless relay devices 1001, 1002, and 1003 placed under the control of the base station 2.

また、識別IDとビームIDの関係を設定しておく。ここでは,無線中継装置1001=ビームID1、無線中継装置1002=ビームID2、のように、識別IDとビームIDが同じ値とする。
本構成により、遠隔制御卓から基地局2経由で、特定の無線中継装置を設定することができる。ビームID=10が無線中継装置のサービスユニットの送信OFFとすると、無線中継装置1001のサービスユニットの送信をOFFしたい場合、基地局2からの無線信号内に含まれるビームIDを0,1,10と設定すればよい。
In addition, the relationship between the identification ID and the beam ID is set. Here, the identification ID and the beam ID are assumed to have the same value, such as the wireless relay device 1001 having beam ID 1 and the wireless relay device 1002 having beam ID 2.
With this configuration, a specific wireless relay device can be set from the remote control console via the base station 2. If beam ID=10 is used to turn off transmission of the service unit of the wireless relay device, then to turn off transmission of the service unit of the wireless relay device 1001, the beam ID included in the wireless signal from the base station 2 should be set to 0, 1, or 10.

図8は本発明の一実施例における無線中継装置の構成を示す。
本実施例では、ビームIDのうち、少なくとも一部は基地局2のビーム方向を指定し、指定された基地局2のビーム方向に基づいて基地局2がビームステアリングを行う。
基地局2からの無線信号に含まれるSS/PBCH INDEX、つまりビームIDを使用し、基地局2がビームステアリングを行い、さらに無線中継装置1001,1002,1003にIDを割り当てる。
FIG. 8 shows the configuration of a wireless repeater in one embodiment of the present invention.
In this embodiment, at least a part of the beam ID specifies the beam direction of the base station 2, and the base station 2 performs beam steering based on the specified beam direction of the base station 2.
Using the SS/PBCH INDEX, i.e., the beam ID, contained in the radio signal from the base station 2, the base station 2 performs beam steering and further assigns IDs to the radio relay devices 1001, 1002, and 1003.

基地局2のビームに割り当てられるビームIDが0~31とする。さらにビームID全体は64個とする。
例えば、残りのビームID32~63までの32個のうち、32~41を無線中継装置100の識別IDに、42~64を設定に使用することができる。
The beam IDs assigned to the beams of the base station 2 are 0 to 31. Furthermore, the total number of beam IDs is 64.
For example, of the remaining 32 beam IDs 32 to 63, 32 to 41 can be used as the identification ID of the wireless relay device 100, and 42 to 64 can be used for settings.

図9は本発明の一実施例における無線中継装置100の構成例を示す。
本実施例では、無線中継装置内で、5G基地局などの基地局からのRF信号を復調し、ビームに関する情報を取得し、所望の方向へドナーアンテナのビームを向ける。
FIG. 9 shows an example of the configuration of a wireless relay device 100 according to an embodiment of the present invention.
In this embodiment, within the wireless relay device, an RF signal from a base station such as a 5G base station is demodulated, beam information is obtained, and the beam of the donor antenna is directed in the desired direction.

無線中継装置は、5G基地局側にドナーユニットのアンテナを向ける必要があり、設置時の制約になる。5G基地局はビームが細いので、調整が難しい。
また、木や自動車、建物などの障害物など、電波環境の変化の問題がある。例えば5G基地局とドナーユニット間に、これらの障害物などにより電波環境が変化すると、無線中継装置を設置しなおさなければならない。
The wireless relay device needs to point the donor unit antenna toward the 5G base station, which is a constraint when installing it. 5G base stations have narrow beams, making adjustments difficult.
In addition, there is the problem of changes in the radio wave environment due to obstacles such as trees, cars, buildings, etc. For example, if the radio wave environment changes due to these obstacles between the 5G base station and the donor unit, the wireless relay device must be re-installed.

そこで、以下の実施例では、基地局のビームを識別し、無線中継装置のビームを最適な方向へ向けることにより、設置を容易とし、設置性能を向上させた無線中継装置を提供することを目的とする。
また、以下の実施例では、一度の設置により、電波環境の変化にも柔軟に対応できる無線中継装置を提供することを目的とする。
また、以下の実施例では、容量を維持することではなくサービスエリア拡張を目的とし、設置性を向上させつつMIMOのレイヤが増えてもビームを1つのままとできる無線中継装置を提供することを目的とする。
Therefore, in the following embodiment, the object is to provide a wireless relay device that is easy to install and has improved installation performance by identifying the beam of a base station and directing the beam of the wireless relay device in the optimal direction.
Also, the following embodiment has an object to provide a wireless repeater that can flexibly respond to changes in the radio wave environment with a single installation.
In addition, in the following embodiments, the objective is to provide a wireless relay device that aims to expand the service area rather than maintain capacity, and that can maintain a single beam even when the number of MIMO layers is increased while improving installation ease.

本実施例は、無線中継装置のアンテナ指向性を制御し、自動で基地局側へ指向性を向けるものであり、無線中継装置の設置性の向上が期待できる。
以下、具体的に説明する。
This embodiment controls the antenna directivity of the wireless repeater and automatically directs the directivity toward the base station, and is expected to improve the ease of installation of the wireless repeater.
The specific details will be explained below.

無線中継装置100は、基地局と通信を行うドナーアンテナ201、および、端末と通信を行うサービスアンテナ301を有する。無線中継装置100はさらに、ビームステアリング周期設定部111、基地局側ビーム形成部210、復調部120、記憶部115、検出部113、および、ビーム設定部114を有する。
ビームステアリング周期設定部111は、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置100のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する。
The wireless relay device 100 includes a donor antenna 201 for communicating with a base station and a service antenna 301 for communicating with a terminal. The wireless relay device 100 further includes a beam steering period setting unit 111, a base station side beam forming unit 210, a demodulation unit 120, a storage unit 115, a detection unit 113, and a beam setting unit 114.
The beam steering period setting unit 111 sets the beam steering period for switching and steering the beam of the wireless relay device 100 to a length equal to or longer than the base station steering period, which is the period for steering the beam of the base station.

基地局は通常、最大で64のビームを切り替えるが、その周期は5ms、10ms、20ms、40ms、80ms、160msから選択される。よって、基地局の周期が不明である場合には、予めビームステアリング周期を160ms以上に設定しておく。ビームステアリング周期が、基地局ビームステアリング周期以上であれば、ビームステアリング周期中に確実に基地局ステアリング周期が収まることとなり、後述のビームIDごとの受信電力の測定が確実に行える。
機器のタイミングのずれなどを考慮する場合には、ビームステアリング周期を基地局ステアリング周期の2倍以上に設定すると、後述のビームIDごとの受信電力の測定がより確実に行える。
A base station usually switches between a maximum of 64 beams, with the period selected from 5 ms, 10 ms, 20 ms, 40 ms, 80 ms, and 160 ms. Therefore, if the period of the base station is unknown, the beam steering period is set to 160 ms or more in advance. If the beam steering period is equal to or greater than the base station beam steering period, the base station steering period will certainly fall within the beam steering period, and the measurement of the received power for each beam ID, which will be described later, can be performed reliably.
When taking into account timing differences in equipment, the beam steering period can be set to at least twice the base station steering period to more reliably measure the received power for each beam ID, as described below.

基地局側ビーム形成部210は、形成するビームに番号をビーム番号として付し、ビームステアリング周期でビームを切り替えステアリングする。
なお、ビームに付す番号や、ビーム番号などは、後述のようにビームごとの受信電力を記憶するためのものであり、実際の数字に限られず、ビームごとの受信電力を記憶できるものであれば、例えば測定した時間や他の手法によるものも含む。
The base station side beam forming section 210 assigns a beam number to each beam to be formed, and switches and steers the beams at a beam steering period.
Note that the numbers assigned to the beams and beam numbers are intended to store the received power for each beam as described below, and are not limited to actual numbers; as long as they can store the received power for each beam, they may include numbers based on, for example, the measured time or other methods.

復調部120は、各ビーム番号で受信した信号を復調する。
記憶部115は、復調部120で復調した結果に基づき、基地局のビームIDごとの受信電力を記憶する。
検出部113は、すべてのビーム番号の中で受信電力が最大になるビームIDを検出する。
The demodulation unit 120 demodulates the signal received through each beam number.
The memory unit 115 stores the received power for each beam ID of the base station based on the result of demodulation by the demodulator 120 .
The detector 113 detects the beam ID that has the maximum received power among all beam numbers.

ビーム設定部114は、ドナーアンテナ201を、検出部113において検出したビームIDに対応したビーム番号のビームに設定する。
本実施例では、図10に示されるように、中継装置設定部150、基地局ステアリング周期測定部112、記憶部115、検出部113、および、ビーム設定部114は、制御部110内に一体に設けられている。
制御部110は、基地局側ビーム形成部210、基地局側送受信切替部220、基地局側周波数演算部、および、端末側の利得制御部350、端末側周波数変換部240、増幅部330、対端末送受信切替部220に接続されている。
The beam setting unit 114 sets the donor antenna 201 to a beam having a beam number corresponding to the beam ID detected by the detection unit 113 .
In this embodiment, as shown in FIG. 10 , relay device setting unit 150 , base station steering period measurement unit 112 , storage unit 115 , detection unit 113 , and beam setting unit 114 are integrally provided within control unit 110 .
The control unit 110 is connected to the base station side beam forming unit 210, the base station side transmission/reception switching unit 220, the base station side frequency calculation unit, and the terminal side gain control unit 350, the terminal side frequency conversion unit 240, the amplification unit 330, and the terminal transmission/reception switching unit 220.

本発明の一実施例において、ビームステアリング周期設定部111は、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、基地局ステアリング周期の整数倍の時間にビームステアリング周期を設定する。これにより、ビームステアリング周期の中で基地局ステアリング周期がちょうど整数回行われることになり、ビームIDごとの受信電力を効率よく測定することができる。なお、整数が2以上であれば、ビームIDごとの受信電力の測定をより精度よく行うことができる。
機器のタイミングのずれなどを考慮する場合には、ビームステアリング周期を基地局ステアリング周期の3倍以上に設定すると、仮に基地局ステアリング周期のうち最初と最後の周期でずれによりすべての測定ができなかった場合にも、真ん中の基地局ステアリング周期が確実に含まれることになるため、ビームIDごとの受信電力の測定がより確実に行える。
In one embodiment of the present invention, the beam steering period setting unit 111 sets the beam steering period to an integer multiple of the base station steering period, which is the period of steering the beam of the base station. This allows the base station steering period to be performed exactly an integer number of times within the beam steering period, making it possible to efficiently measure the received power for each beam ID. Note that if the integer is 2 or more, the measurement of the received power for each beam ID can be performed with greater accuracy.
When taking into account timing deviations of equipment, etc., the beam steering period can be set to three or more times the base station steering period. This ensures that even if all measurements cannot be taken at the first and last base station steering periods due to deviations, the middle base station steering period will be included, making it possible to more reliably measure the received power for each beam ID.

本発明の一実施例において、図11に示されるように、ビームステアリング周期設定部111は、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期を測定する基地局ステアリング周期測定部112を有する。これにより、予め基地局ステアリング周期が不明な場合にも、測定により基地局ステアリング周期を把握し、ビームステアリング周期を基地局ステアリング周期の整数倍に設定することが容易となる。 In one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 11, the beam steering period setting unit 111 has a base station steering period measurement unit 112 that measures the base station steering period, which is the period of steering the beam of the base station. This makes it easy to determine the base station steering period by measurement and set the beam steering period to an integer multiple of the base station steering period, even if the base station steering period is unknown in advance.

図12は基地局側ビーム形成部210の構成例を示す。対基地局ビーム形成部210内では、対基地局アンテナ(ドナーアンテナ)#1には、送受信切替部2101a、受信増幅器2101a1、振幅調整器2101a2、位相調整器2101a3、送受信切替部2101bが順に接続され、送受信切替部2101b、位相調整器2101b1、振幅調整器2101b2、送信増幅器2101b3、送受信切替部2101aが順に接続されている。
対基地局アンテナ#2から#Nについても同様である。そして、送受信切替部1bからNbは、分配合成器210cに接続されている。
12 shows an example of the configuration of the base station side beam former 210. In the beam former 210 for base station, a transmission/reception switching unit 2101a, a receiving amplifier 2101a1, an amplitude adjuster 2101a2, a phase adjuster 2101a3, and a transmission/reception switching unit 2101b are connected in this order to a base station antenna (donor antenna) #1, and a transmission/reception switching unit 2101b, a phase adjuster 2101b1, an amplitude adjuster 2101b2, a transmission amplifier 2101b3, and a transmission/reception switching unit 2101a are connected in this order.
The same applies to the base station antennas #2 to #N. The transmission/reception switching units 1b to Nb are connected to a distributor/synthesizer 210c.

基地局側ビーム形成部210は、基地局へのアンテナビームを形成するものであり、増幅器、位相調整器、振幅調整器、送受信切替器を有する。ビーム形成部は対端末側にも、端末側ビーム形成部310として設置できる。
送受信切替部220は、送信と受信で経路を切り替える。切り替えは制御部110からの信号に基づく。
The base station side beam former 210 forms an antenna beam to the base station, and includes an amplifier, a phase adjuster, an amplitude adjuster, and a transmission/reception switch. A beam former can also be installed on the terminal side as a terminal side beam former 310.
The transmission/reception switching unit 220 switches between the transmission and reception paths based on a signal from the control unit 110.

例えば28GHzなどの準ミリ波帯では増幅器の価格や損失が大きくなり、設計難易度や製造時の歩留まりが悪くなるため、数GHzなど扱いやすい周波数に変換し、また、その逆の処理を行う基地局側周波数変換部240を有する。
図12のビーム形成部は時分割複信方式(TDD)の構成であるが、周波数分割複信方式(FDD)でもよい。
For example, in the quasi-millimeter wave band such as 28 GHz, the cost and loss of amplifiers become high, making design difficult and reducing manufacturing yields, so the base station has a frequency conversion unit 240 that converts the frequency to a more manageable frequency such as a few GHz and also performs the reverse process.
The beam forming section in FIG. 12 is configured for time division duplex (TDD), but may also be configured for frequency division duplex (FDD).

図13は復調部120の構成例を示す。復調部120内では、復調部内利得制御部1201、復調部内周波数変換部1202、アナログデジタル変換部(AD変換部)1203、デジタル信号処理器1204が順に接続され、デジタル信号処理器1204が、制御部110内のMCU1101と接続されている。
復調部120はRF信号をデジタル信号に変換し、信号の復調を行い、ビーム情報を取得する。
復調部に入力されるRF信号の周波数がAD変換部で直接取り込むことができる場合は、周波数変換部を省略することもできる。
13 shows an example of the configuration of the demodulation unit 120. In the demodulation unit 120, an in-demodulation gain control unit 1201, an in-demodulation frequency conversion unit 1202, an analog-to-digital conversion unit (AD conversion unit) 1203, and a digital signal processor 1204 are connected in this order, and the digital signal processor 1204 is connected to the MCU 1101 in the control unit 110.
The demodulation unit 120 converts the RF signal into a digital signal, demodulates the signal, and obtains beam information.
If the frequency of the RF signal input to the demodulation section can be directly acquired by the AD conversion section, the frequency conversion section can be omitted.

制御部110は、図14に示されるように、MCU1101などの演算装置と、演算装置に接続された記憶装置1102を有する構成とすることができる。
制御部110は、復調部120からの結果によりビーム形成部を制御する。なお、制御部110は復調部120内に設置してもよい。
As shown in FIG. 14, the control unit 110 can have a configuration including a calculation device such as an MCU 1101 and a storage device 1102 connected to the calculation device.
The control unit 110 controls the beam forming unit based on the result from the demodulation unit 120. The control unit 110 may be provided within the demodulation unit 120.

本実施例では、無線中継装置を用いて実施される、無線中継方法を示す。
無線中継方法は、基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置において、無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して無線中継装置を設定する中継装置設定ステップを有する。
In this embodiment, a wireless relay method is shown which is implemented using a wireless relay device.
The wireless relay method includes a wireless relay device setting step for setting up a wireless relay device having a donor antenna for communicating with a base station and a service antenna for communicating with a terminal, using a radio frequency communication signal transmitted within the wireless relay device.

本実施例では、中継装置設定ステップにおいて、通信信号に含まれるビームIDの少なくとも一部を使用して前記無線中継装置を設定する。
ビームID=1が電源OFF、ビームID=2が中継開始、ビームID=3が待機であるとする。ただし、電源OFFの状態では、装置全体がOFFするのでなく、アンテナから復調部までの受信経路はONしている。以下も同様である。
In this embodiment, in the relay device setting step, the wireless relay device is set using at least a part of the beam ID included in the communication signal.
Assume that beam ID=1 is powered off, beam ID=2 is relay start, and beam ID=3 is on standby. However, when the power is off, the entire device is not turned off, but the receiving path from the antenna to the demodulator is turned on. The same applies below.

図15に示されるように、無線中継装置100の電源がONになると(ステップS001)、無線中継装置100は待機ステップS002に移る。
無線中継装置100が基地局2から通信信号を受信すると、ステップS003に移る。
ステップS003で電源OFFが指示された場合、つまり、受信した通信信号においてビームID=1であった場合には、無線中継装置100は電源をOFFとして終了する。電源OFFが指示されなかった場合、ステップS004に移る。
ステップS004で中継開始が指示された場合、つまり、受信した通信信号においてビームID=2であった場合には、通信ステップS100に移る。中継開始が指示されなかった場合には、待機ステップS002に移る。
As shown in FIG. 15, when the power supply of the wireless relay device 100 is turned on (step S001), the wireless relay device 100 proceeds to a standby step S002.
When the wireless relay device 100 receives a communication signal from the base station 2, the process proceeds to step S003.
If a power OFF command is received in step S003, that is, if the received communication signal indicates that the beam ID is 1, the wireless relay device 100 turns off the power and ends the process. If a power OFF command is not received, the process proceeds to step S004.
If the start of relaying is instructed in step S004, that is, if the beam ID in the received communication signal is 2, the process proceeds to communication step S100. If the start of relaying is not instructed, the process proceeds to waiting step S002.

通信ステップS100では、基地局2や端末3などと信号のやり取りを行い、基地局2と端末3を中継するなど通信を行う。
通信を行った後、基地局2から通信信号を受信すると、ステップS006に移る。
ステップS006で電源OFFが指示された場合、つまり、受信した通信信号においてビームID=1であった場合には、無線中継装置100は電源をOFFとして終了する。電源OFFが指示されなかった場合、ステップS007に移る。
In the communication step S100, signals are exchanged with the base station 2, the terminal 3, etc., and communication is performed by relaying between the base station 2 and the terminal 3, etc.
After communication, when a communication signal is received from the base station 2, the process proceeds to step S006.
If a power OFF command is received in step S006, that is, if the received communication signal indicates that the beam ID is 1, the wireless relay device 100 turns off the power and ends the process. If a power OFF command is not received, the process proceeds to step S007.

ステップS007で待機が指示された場合、、つまり、受信した通信信号においてビームID=3であった場合には、待機ステップS002に移る。待機が指示されなかった場合には通信ステップS100に移る。
以上のステップのうち、電源のOFF、中継の開始、待機の指示を行う、S003、S004、S006、S007が、中継装置設定ステップに該当する。
If standby is instructed in step S007, that is, if the beam ID in the received communication signal is 3, the process proceeds to standby step S002. If standby is not instructed, the process proceeds to communication step S100.
Of the above steps, S003, S004, S006, and S007, which instruct power OFF, start of relaying, and standby, correspond to relay device setting steps.

ステップS003とステップS004は同時に行うこともできる。つまり、、信号を受信したとき、ビームID=1であった場合には電源をOFFにし、ビームID=2であった場合には通信ステップS100に進み中継を行うこともできる。さらに、ビームID=3であった場合、あるいは、ビームIDに1も2も含まれない場合には待機ステップS002に戻る構成としてもよい。
同様に通信ステップS100の後、ステップS006とステップS007を同時に行うこともできる。
Steps S003 and S004 can be performed simultaneously. That is, when a signal is received, if the beam ID is 1, the power is turned off, and if the beam ID is 2, the process proceeds to communication step S100 and relays the signal. Furthermore, if the beam ID is 3 or if the beam ID does not include 1 or 2, the process may be configured to return to standby step S002.
Similarly, after the communication step S100, steps S006 and S007 can be performed simultaneously.

説明するまでもなく、中継装置設定ステップは、以上の例に限られない。中継の開始と待機の指示のみを行う、所定時間の待機を指示するなど、様々な指示内容が含まれ得る。
一実施例として、中継装置設定ステップにおいて、通信信号のうち無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分を、無線中継装置の設定に使用する。無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じである。
Needless to say, the relay device setting step is not limited to the above example, and may include various instructions such as only instructing to start relaying and wait, or instructing to wait for a predetermined period of time.
In one embodiment, in the relay device setting step, a portion of the communication signal that is specified for a purpose other than the setting of the wireless relay device is used for setting the wireless relay device. The signal including the setting signal of the wireless relay device has the same length as a signal not including the setting signal of the wireless relay device.

図16は本発明の一実施例における無線中継方法を示す。
本実施例では、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、周期設定ステップ、
FIG. 16 shows a wireless relay method according to an embodiment of the present invention.
In this embodiment, a period setting step of setting a beam steering period for switching and steering a beam of a wireless relay device to a period equal to or longer than the base station steering period, which is a period for steering a beam of a base station;

周期設定ステップの後に行われ、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナのビームをステアリングするステアリングステップ、
ステアリングステップにおいて各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームIDごとの受信電力を記憶する、復調記憶ステップ、
復調記憶ステップにおいて記憶したすべてのビームIDの中で受信電力が最大になるビームIDを検出する、検出ステップ、および、
ドナーアンテナを、検出ステップにおいて検出したビームIDに対応したビーム番号のビームに設定する、ビーム設定ステップ、を有する。
a steering step, which is performed after the cycle setting step, of assigning numbers to the beams in advance as beam numbers, and then steering the beams of the donor antenna in a predetermined order;
a demodulation and storage step of demodulating the signal received by each beam number in the steering step and storing the received power for each beam ID of the base station;
a detection step of detecting a beam ID that has the maximum reception power among all the beam IDs stored in the demodulation storage step; and
The method includes a beam setting step of setting the donor antenna to a beam having a beam number corresponding to the beam ID detected in the detection step.

本実施例においては、ステップS004の後に、ステップS005において、ビーム調整を開始するか確認し、開始する場合にはビーム調整ステップS200に移し、開始しない場合には、通信ステップS100に移る点において、先の実施例と異なる。
例えば、ビームID=1が電源OFF、ビームID=2が中継開始、ビームID=3が待機、ビームID=4がビーム調整開始であるとすることができるが、これに限られない。
In this embodiment, after step S004, in step S005, it is confirmed whether to start beam adjustment, and if it is started, the process proceeds to beam adjustment step S200, and if it is not started, the process proceeds to communication step S100, which is different from the previous embodiment.
For example, beam ID=1 can be power OFF, beam ID=2 can be relay start, beam ID=3 can be standby, and beam ID=4 can be beam adjustment start, but is not limited to this.

図17は本発明の一実施例における無線中継方法において実施される、ビーム調整ステップS200を示す。無線中継方法は、上述の無線中継装置100でも実施することができる。
無線中継方法はビーム調整ステップS200を含み、ビーム調整ステップS200は、周期設定ステップ、ステアリングステップ、復調記憶ステップ、検出ステップ、および、ビーム設定ステップを有する。
17 shows a beam adjustment step S200 performed in the wireless relay method according to an embodiment of the present invention. The wireless relay method can also be performed by the wireless relay device 100 described above.
The wireless relay method includes a beam adjustment step S200, which includes a period setting step, a steering step, a demodulation storage step, a detection step, and a beam setting step.

まず、周期設定ステップS220では、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置100のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する。
ここで、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、中継装置のビームのステアリングの周期を、基地局ステアリング周期の整数倍に設定するものとしてもよい。例えば、基地局は通常、最大で64のビームを切り替えるが、その周期は5ms、10ms、20ms、40ms、80ms、160msから選択される。
これにより、ドナーアンテナ201は基地局ステアリング周期の整数倍の時間でビームを切り替えることとなり、ドナーアンテナ201のビームのステアリングは、基地局のビームのステアリングより遅いものとなる。これにより、受信電力の測定を効率よく行うことができる。
First, in the cycle setting step S220, the beam steering cycle for switching and steering the beam of the radio relay device 100 is set to a length equal to or longer than the base station steering cycle, which is the cycle for steering the beam of the base station.
Here, the period of the beam steering of the relay device may be set to an integer multiple of the base station steering period, which is the period of the beam steering of the base station. For example, a base station usually switches between a maximum of 64 beams, and the period is selected from 5 ms, 10 ms, 20 ms, 40 ms, 80 ms, and 160 ms.
As a result, the donor antenna 201 switches its beam at a time that is an integer multiple of the base station steering period, and the steering of the beam of the donor antenna 201 is slower than the steering of the beam of the base station, allowing the measurement of the received power to be performed efficiently.

図18に示されるように、ビーム周期設定ステップの前に行われ、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期を測定する、基地局周期測定ステップS210を実施してもよい。基地局周期測定ステップS210では、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期を測定し、無線中継装置100のビームのステアリングの周期を基地局ステアリング周期の整数倍に設定する。
次に、予め定められた順番でドナーアンテナ201のビームをステアリングする。この際、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておく。また、ビームを形成する位相情報や振幅情報はテーブルとして保持しておく。または、位相、振幅の計算式を保持しておき、計算で求めても良い。
つまり、ステアリングステップでは、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナ201のビームをステアリングする。
18, a base station period measurement step S210 may be performed before the beam period setting step, in which a base station steering period, which is a period of steering the beam of the base station, is measured. In the base station period measurement step S210, the base station steering period, which is a period of steering the beam of the base station, is measured, and the beam steering period of the wireless relay device 100 is set to an integer multiple of the base station steering period.
Next, the beams of the donor antenna 201 are steered in a predetermined order. At this time, the beams are numbered in advance as beam numbers. In addition, phase information and amplitude information for forming the beams are stored as a table. Alternatively, calculation formulas for phase and amplitude may be stored and the phase and amplitude may be calculated.
That is, in the steering step, the beams are assigned numbers in advance as beam numbers, and then the beams of the donor antenna 201 are steered in a predetermined order.

本発明の一実施例において、無線中継装置100は、ドナーアンテナ201のステアリングの範囲を、ステアリングの前に予め限定しておく、ステアリング範囲限定部1130を有する。
本構成によれば、無線中継装置100の設置時におおよその範囲で基地局側と合わせておくことができるため、ドナーアンテナ201のステアリングの範囲は予め限定しておくと、ドナーアンテナ201が必要以上の範囲をステアリングすることがなく、効率よくドナーアンテナ201のビームをステアリングできる。
本発明の一実施例において、ドナーアンテナ201のステアリングにおいては、まず第一方向ステアリングステップS232として、図19に示されるように一方向において細く他の方向において幅広のビームでステアリングを行って受信電力が最大となるビームを選択した後に、第二方向ステアリングステップS233として、図20に示されるように他の方向内において細いビームでステアリングを行う。
In one embodiment of the present invention, the wireless repeater 100 includes a steering range limiting unit 1130 that limits the steering range of the donor antenna 201 in advance before steering.
According to this configuration, the wireless relay device 100 can be roughly aligned with the base station when installed, so if the steering range of the donor antenna 201 is limited in advance, the donor antenna 201 will not steer a range greater than necessary, and the beam of the donor antenna 201 can be steered efficiently.
In one embodiment of the present invention, in steering the donor antenna 201, first, as a first direction steering step S232, steering is performed with a narrow beam in one direction and a wide beam in the other direction as shown in FIG. 19 to select the beam with the maximum received power, and then, as a second direction steering step S233, steering is performed with a narrow beam in the other direction as shown in FIG. 20.

図21に示されるように、検出部113は、第一方向検出部1131、および、第二方向検出部1132を有する。そして、図22に示されるように、第一方向検出部113は、第一方向において細く第一方向と異なる第二方向において広い幅広のビームでステアリングを行って受信電力が最大となるビームを選択する。第二方向検出部113は、第一方向検出部113で受信電力が最大となるビームを選択した後、第二方向内において細いビームでステアリングを行う。図19に示されるようにステアリング範囲限定部1130を有してもよい。
この構成により、細いビームで上下左右をステアリングするよりも検索時間が短縮できる。
As shown in Fig. 21, the detection unit 113 has a first direction detection unit 1131 and a second direction detection unit 1132. As shown in Fig. 22, the first direction detection unit 113 performs steering with a wide beam that is narrow in a first direction and wide in a second direction different from the first direction, and selects a beam with maximum received power. After the first direction detection unit 113 selects a beam with maximum received power, the second direction detection unit 113 performs steering with a narrow beam in the second direction. As shown in Fig. 19, a steering range limiting unit 1130 may be provided.
This configuration allows for shorter search times than steering a narrow beam up, down, left, and right.

例えば、ドナー側のアンテナのビームを水平面に幅広にして、垂直面にステアリング、受信電力が最大になるビームを選択し、次いで、そのビームを水平面内において細くし水平面内においてステアリングする構成としてもよい。
復調記憶ステップでは、ステアリングステップS230において各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームIDごとの受信電力を記憶する。受信電力は例えばRS2RPである。ビームIDとしては、例えば5G NRの場合、SS/PBCH INDEXの値を使用する。
無線中継装置100のビーム番号、基地局のビームIDが、例えば、テーブルの第1行では、ビーム番号1、ビームID7、-80dBm、テーブルの第2行では、ビーム番号2、ビームID20、-70dBm、テーブルの第n行では、ビーム番号n、ビームID1、-75dBm、などとなる。
For example, the beam of the donor antenna may be made wide in the horizontal plane and steered in the vertical plane, selecting the beam that maximizes the received power, and then narrowing that beam in the horizontal plane and steering it in the horizontal plane.
In the demodulation storage step, the signal received by each beam number in the steering step S230 is demodulated, and the received power for each beam ID of the base station is stored. The received power is, for example, R S2RP. For example, in the case of 5G NR, the value of SS/PBCH INDEX is used as the beam ID.
The beam number of the wireless relay device 100 and the beam ID of the base station are, for example, beam number 1, beam ID 7, -80 dBm in the first row of the table, beam number 2, beam ID 20, -70 dBm in the second row of the table, beam number n, beam ID 1, -75 dBm in the nth row of the table, etc.

本発明の一実施例において、記憶部115は、ビームIDに加えて、基地局毎にユニークに割り当てられる基地局IDも記憶する構成である。基地局IDを用いることで基地局が複数ある場合でも、ビームの選択が可能となる。
例えば、ある基地局AのビームID毎の受信電力と、ある基地局Aとは異なる基地局BのビームID毎の受信電力を記憶し、基地局Aの受信電力と基地局Bの受信電力の差が最大になるビーム番号を選択することで、干渉を最小限に抑えることができる。
In one embodiment of the present invention, the storage unit 115 is configured to store a base station ID that is uniquely assigned to each base station in addition to the beam ID. By using the base station ID, it is possible to select a beam even when there are multiple base stations.
For example, interference can be minimized by storing the received power for each beam ID of a base station A and the received power for each beam ID of a base station B that is different from the base station A, and selecting the beam number that maximizes the difference between the received power of base station A and the received power of base station B.

本発明の一実施例において、図23に示されるように、記憶部115は、主記憶部1151に加えて、受信電力が最大になるビームIDについて、あるいは、ビームID毎に、受信電力が大きい順に複数のビーム番号を記憶する、副記憶部1152を有する。
本構成によれば、通信環境の変化などにより、受信電力が最大であったビーム番号での受信レベルが、受信電力が次に大きかったビーム番号での受信レベルより小さくなった場合などでも、自動あるいは上位装置からの指示などによりビームを切り替えることで、あるビーム番号で通信ができなくなっても、別のビーム番号で通信が可能となるなど、通信環境の変化などにも対応できる。
In one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 23, the memory unit 115 has, in addition to a main memory unit 1151, a sub-memory unit 1152 which stores multiple beam numbers in order of largest received power for the beam ID with the largest received power, or for each beam ID.
According to this configuration, even if the reception level at the beam number with the highest reception power becomes lower than the reception level at the beam number with the next highest reception power due to a change in the communication environment, by switching beams automatically or by instruction from a higher-level device, even if communication is no longer possible using one beam number, communication can be made possible using another beam number, thereby responding to changes in the communication environment.

検出ステップS260では、復調記憶ステップS240において記憶したすべてのビームIDの中で受信電力が最大になるビームIDを検出する。
ここで、図24に示されるように、端末に向けるアンテナビームに複数のビームIDをできるだけ含まないようにするため、閾値を設け、1つのビームIDが他のビームIDより閾値以上大きくなることを判定条件とし、判定条件を満たさない場合には、第一段階に戻って再度予め定められた順番でドナーアンテナ201のビームをステアリングする判定ステップS250を設けてもよい。例えば、検出部113は、1つのビームIDの受信電力が他のビームIDの受信電力より閾値以上大きい場合に、受信電力が最大となるビームIDを設定し、1つのビームIDの受信電力が他のビームIDの受信電力より閾値以上大きくない場合に、基地局側ビーム形成部210において基地局ステアリング周期の整数倍の時間でビームを切り替えステアリングする構成としてもよい。
In the detection step S260, the beam ID with the maximum received power is detected from among all the beam IDs stored in the demodulation storage step S240.
24, in order to prevent the antenna beam directed to the terminal from including a plurality of beam IDs as much as possible, a threshold may be set, and a judgment condition may be set that one beam ID is greater than the other beam IDs by the threshold or more, and if the judgment condition is not satisfied, a judgment step S250 may be provided in which the process returns to the first stage and the beam of the donor antenna 201 is steered again in a predetermined order. For example, the detection unit 113 may be configured to set a beam ID with the maximum reception power when the reception power of one beam ID is greater than the reception power of the other beam IDs by the threshold or more, and to switch and steer the beams in the base station side beam forming unit 210 at a time that is an integer multiple of the base station steering period when the reception power of one beam ID is not greater than the reception power of the other beam IDs by the threshold or more.

ビーム設定ステップS270では、ドナーアンテナ201を、検出ステップにおいて検出したビームIDに対応したビーム番号のビームに設定する。
本発明の一実施例において、ドナーアンテナ201のビームとしては、メインビーム側のビームIDの受信レベルが大きくないように、通常の使用時より予めサイドローブレベルを下げたビームを使用する構成である。例えば、基地局側ビーム形成部は、通常の通信時より予めサイドローブレベルを下げたビームを形成して基地局に対してビームをステアリングする。
In the beam setting step S270, the donor antenna 201 is set to a beam having a beam number corresponding to the beam ID detected in the detection step.
In one embodiment of the present invention, a configuration is adopted in which a beam with a side lobe level lowered in advance than that in normal use is used as the beam of donor antenna 201 so that the reception level of the beam ID on the main beam side is not large. For example, the base station side beam forming unit forms a beam with a side lobe level lowered in advance than that in normal communication and steers the beam to the base station.

本発明の一実施例において、ドナーアンテナ201のビームは基地局ビームよりも細いビームを用いる構成である。つまり、基地局側ビーム形成部は基地局の発する基地局ビームより細いビームを形成する。
この構成により、無線中継装置100で受信するビームIDが複数となることを防ぐことができる。
In one embodiment of the present invention, the beam of the donor antenna 201 is configured to be narrower than the base station beam, that is, the base station side beam former forms a beam narrower than the base station beam emitted by the base station.
This configuration makes it possible to prevent the wireless relay device 100 from receiving multiple beam IDs.

本発明の一実施例において、無線中継装置100は、アナログ・デジタル変換部、デジタル・アナログ変換部のいずれも介さずにドナーアンテナ201とサービスアンテナ301の間に接続された非再生中継用増幅部330を有し、非再生中継を行う構成である。
この構成ではアナログICのみを使用し遅延を少なくすることが可能となる。
In one embodiment of the present invention, the wireless repeater 100 has a non-regenerative repeating amplifier 330 connected between the donor antenna 201 and the service antenna 301 without passing through either an analog-to-digital conversion unit or a digital-to-analog conversion unit, and is configured to perform non-regenerative repeating.
In this configuration, it is possible to reduce delay by using only analog ICs.

図25は本発明の一実施例における無線中継装置100の構成例を示す。本実施例における無線中継装置100は、端末側にも設置後にビーム形成可能なものである。具体的には、端末側にもビーム形成部として端末側ビーム形成部310を設け、複数の対端末アンテナを有する。つまり、複数のサービスアンテナ301、および、サービスアンテナ(対端末アンテナ)301ごとに設けられた端末側ビーム形成部310を有する。
本構成により、端末側にも最適なビームを形成することができる。
25 shows an example of the configuration of a wireless repeater 100 according to an embodiment of the present invention. The wireless repeater 100 according to this embodiment is capable of forming beams on the terminal side after installation. Specifically, the terminal side is also provided with a terminal-side beam former 310 as a beam former, and has multiple terminal-facing antennas. That is, the terminal side has multiple service antennas 301, and a terminal-side beam former 310 provided for each service antenna (terminal-facing antenna) 301.
With this configuration, an optimal beam can be formed on the terminal side as well.

図26は本発明の一実施例における無線中継装置100の構成例を示す。本実施例において、無線中継装置100は、RFなどの信号ラインには周波数変換部240を有しない。
「信号ライン上に周波数変換部を有しない」とは、周波数変換部240を介さず信号をドナーアンテナ201からサービスアンテナ301まで伝送されることを意味し、本実施例では、ドナーアンテナ201、基地局側ビーム形成部210、基地局側送受信切替部220、RF信号分配部、利得制御部110、増幅部330、端末側送受信切替部320、サービスアンテナ301が順次接続されたラインを有する。つまり、RFなどの信号ラインにおいて周波数変換を行わないものであり、RFなどの信号ラインにおいて遅延をさらに小さくできる。
26 shows an example of the configuration of a wireless repeater 100 according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the wireless repeater 100 does not have a frequency conversion unit 240 on a signal line such as an RF signal line.
"No frequency conversion unit on the signal line" means that the signal is transmitted from the donor antenna 201 to the service antenna 301 without passing through the frequency conversion unit 240, and in this embodiment, there is a line in which the donor antenna 201, the base station side beam forming unit 210, the base station side transmission/reception switching unit 220, the RF signal distribution unit, the gain control unit 110, the amplifier unit 330, the terminal side transmission/reception switching unit 320, and the service antenna 301 are sequentially connected. In other words, no frequency conversion is performed on the signal line such as RF, and the delay on the signal line such as RF can be further reduced.

図27は本発明の一実施例における無線中継装置100の構成例を示す。本実施例において、無線中継装置100は、ドナーユニット側筐体290、および、サービスユニット側筐体390を備え、ドナーユニット側筐体290は、ドナーアンテナ201、および、ドナーユニット側接続部291、サービスユニット側筐体390は、サービスアンテナ301、および、ドナーユニット側接続部291と接続可能なサービスユニット側接続部391を有する。
ドナーアンテナ201とサービスアンテナ301を別の筐体とすることにより、設置性を向上させたものである。ドナーユニット200とサービスユニット300間を同軸ケーブルあるいは光ファイバケーブルと制御ケーブルで接続する。制御ケーブルを設ける代わりに、同軸ケーブルあるいは光ファイバケーブルのみとし、同軸ケーブルあるいは光ファイバに制御信号を重畳する構成でもよい。また、同軸ケーブルの場合は、制御信号に加えてサービスアンテナ301への直流電圧を重畳する構成でもよい。
27 shows a configuration example of a wireless relay device 100 in one embodiment of the present invention. In this embodiment, the wireless relay device 100 includes a donor unit side housing 290 and a service unit side housing 390. The donor unit side housing 290 has a donor antenna 201 and a donor unit side connection section 291, and the service unit side housing 390 has a service antenna 301 and a service unit side connection section 391 connectable to the donor unit side connection section 291.
The donor antenna 201 and the service antenna 301 are housed in separate housings, improving ease of installation. The donor unit 200 and the service unit 300 are connected by a coaxial cable or an optical fiber cable and a control cable. Instead of providing a control cable, a configuration may be adopted in which only a coaxial cable or an optical fiber cable is used and a control signal is superimposed on the coaxial cable or the optical fiber. In the case of a coaxial cable, a configuration may be adopted in which a DC voltage to the service antenna 301 is superimposed in addition to the control signal.

以上の実施例では、通信用以外に無線中継装置100の設定のための通信モジュールは別途設けず、通信信号の無線周波数以外は使用していない。
図28は本発明の一実施例における無線中継装置100の構成例を示す。 本実施例では、通信信号の無線周波数以外を使用する、別周波数通信モジュールをさらに有する。
無線中継装置100は、別周波数通信モジュールとして、無線中継装置100を伝送する無線周波数とは異なる、セルラー周波数あるいはWiFiあるいはBluetoothなどの無線周波数を使用する通信部140を有し、通信部140を経由して上位装置など無線中継装置100の外部にある外部装置と通信する。
In the above embodiment, no separate communication module is provided for setting the wireless repeater 100 other than for communication, and no frequency other than the radio frequency of the communication signal is used.
28 shows an example of the configuration of a wireless repeater 100 according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the wireless repeater 100 further includes a different frequency communication module that uses a frequency other than the radio frequency of the communication signal.
The wireless relay device 100 has a communication unit 140 as a different frequency communication module that uses a radio frequency such as a cellular frequency, WiFi, or Bluetooth that is different from the radio frequency transmitted by the wireless relay device 100, and communicates with an external device outside the wireless relay device 100, such as a higher-level device, via the communication unit 140.

本構成により、例えば中継装置の異常の監視のために用いることができる。また、基地局のビームのステアリング周期が変更された場合にも、外部から通信により無線中継装置100に指令を送り、基地局のビームのステアリング周期の整数倍でビームを切り替えることも可能となる。
このため、無線中継装置の設定では通信信号と同じ高周波数を用いながら、異常の監視などにおいては、従来の通信機器など、低コストの装置を用いながら、無線中継装置からの基地局側への通信を実施することができる。
This configuration can be used, for example, to monitor an abnormality in a relay device. Also, even if the steering period of the beam of the base station is changed, it is possible to send a command to the wireless relay device 100 from outside via communication to switch the beam at an integer multiple of the steering period of the beam of the base station.
Therefore, when configuring the wireless relay device, the same high frequency as the communication signal can be used, and when monitoring for abnormalities, communication from the wireless relay device to the base station can be carried out using low-cost equipment such as conventional communication devices.

本発明の一実施例として、上述のステップを実施するための、無線中継装置用プログラムを説明する。基本的な構成は上述の無線中継方法と例と同様であるため、上述の例と重複する部分については一部説明を省略する。
本実施例においても、図15を再度参照する。
無線中継装置用プログラムは、無線中継装置を用いて実施される。
As an embodiment of the present invention, a wireless relay device program for implementing the above steps will be described. Since the basic configuration is similar to the wireless relay method and example described above, some of the descriptions that overlap with the above example will be omitted.
In this embodiment, reference is again made to FIG.
The program for the wireless relay device is executed by using the wireless relay device.

無線中期装置は、基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する。
無線中継装置用プログラムは、無線中継装置において、基地局や端末と通信を行う通信ステップS100を有する。
また、無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して無線中継装置を設定する中継装置設定ステップとして、電源のOFF、中継の開始、待機の指示を行う、S003、S004、S006、S007の各ステップを有する。
The wireless medium-term storage device has a donor antenna for communicating with a base station and a service antenna for communicating with a terminal.
The program for the wireless relay device includes a communication step S100 for communicating with a base station and a terminal in the wireless relay device.
In addition, the wireless relay device has steps S003, S004, S006, and S007 as relay device setting steps for setting up the wireless relay device using a radio frequency communication signal transmitted within the wireless relay device, which steps include turning off the power, starting relaying, and issuing instructions to wait.

すでに述べたのように、ステップS003とステップS004は同時に行うこともできる。つまり、、信号を受信したとき、ビームID=1であった場合には電源をOFFにし、ビームID=2であった場合には通信ステップS100に進み中継を行うこともできる。さらに、ビームID=3であった場合、あるいは、ビームIDに1も2も含まれない場合には待機ステップS002に戻る構成としてもよい。
同様に通信ステップS100の後、ステップS006とステップS007を同時に行うこともできる。
As already mentioned, steps S003 and S004 can be performed simultaneously. That is, when a signal is received, if the beam ID is 1, the power is turned off, and if the beam ID is 2, the process proceeds to communication step S100 and relays the signal. Furthermore, if the beam ID is 3 or if the beam ID does not include 1 or 2, the process may be configured to return to standby step S002.
Similarly, after the communication step S100, steps S006 and S007 can be performed simultaneously.

説明するまでもなく、中継装置設定ステップは、以上の例に限られない。中継の開始と待機の指示のみを行う、所定時間の待機を指示するなど、様々な指示内容が含まれ得る。
一実施例として、中継装置設定ステップにおいて、通信信号のうち無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分を、無線中継装置の設定に使用する。無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じである。
Needless to say, the relay device setting step is not limited to the above example, and may include various instructions such as only instructing to start relaying and wait, or instructing to wait for a predetermined period of time.
In one embodiment, in the relay device setting step, a portion of the communication signal that is specified for a purpose other than the setting of the wireless relay device is used for setting the wireless relay device. The signal including the setting signal of the wireless relay device has the same length as a signal not including the setting signal of the wireless relay device.

図16に示されるように、本発明の一実施例における無線中継装置用プログラムは、周期設定ステップ、ステアリングステップ、検出ステップ、および、ビーム設定ステップを有する。
周期設定ステップでは、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する。
ステアリングステップでは、周期設定ステップの後に行われ、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナのビームをステアリングする。
As shown in FIG. 16, the program for the wireless relay device in one embodiment of the present invention has a cycle setting step, a steering step, a detection step, and a beam setting step.
In the cycle setting step, a beam steering cycle for switching and steering the beam of the wireless relay device is set to a length equal to or longer than the base station steering cycle, which is a cycle for steering the beam of the base station.
In the steering step, which is performed after the cycle setting step, numbers are assigned to the beams in advance as beam numbers, and then the beams of the donor antennas are steered in a predetermined order.

復調記憶ステップでは、ステアリングステップにおいて各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームIDごとの受信電力を記憶する。
検出ステップでは、復調記憶ステップにおいて記憶したすべてのビームIDの中で受信電力が最大になるビームIDを検出する。
ビーム設定ステップでは、ドナーアンテナを、検出ステップにおいて検出したビームIDに対応したビーム番号のビームに設定する。
In the demodulation and storage step, the signal received with each beam number in the steering step is demodulated, and the received power for each beam ID of the base station is stored.
In the detection step, a beam ID with the maximum received power is detected from among all the beam IDs stored in the demodulation storage step.
In the beam setting step, the donor antenna is set to a beam having a beam number corresponding to the beam ID detected in the detection step.

本発明は以上の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な実施例を含むことは言うまでもない。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various embodiments within the scope of the present invention.

100,1001,1002,1003 無線中継装置
110 制御部
111 ビームステアリング周期設定部
112 基地局ステアリング周期測定部
113 検出部
1130 ステアリング範囲限定部
1131 第一方向検出部
1132 第二方向検出部
114 ビーム設定部
115 記憶部
1151 主記憶部
1152 副記憶部
120 復調部
1201 利得制御部
1202 復調部内周波数変換部
1203 アナログデジタル変換部
1204 デジタル信号処理器
130 RF信号分配部
140 通信部
150 中継装置設定部

2 基地局
200 ドナーユニット
201 ドナーアンテナ
210 基地局側ビーム形成部
2101a,2102a,…,210na 送受信切替部
2101a1,2102a1,…,210na1 受信増幅器
2101a2,2102a2,…,210na2 振幅調整器
2101a3,2102a3,…,210na3 位相調整器
2101b,2102b,…,210nb 送受信切替部
2101b1,2102b1,…,210nb1 位相調整器
2101b2,2102b2,…,210nb2 振幅調整器
2101b3,2102b3,…,210nb3 送信増幅器
210c 分配合成器
220 基地局側送受信切替部
240 基地局側周波数変換部
260 基地局側合成分配部
290 ドナーユニット筐体
291 ドナーユニット筐体側接続部

3 端末
300 サービスユニット
301 サービスアンテナ
310 端末側ビーム形成部
320 端末側送受信切替部
330 増幅部
340 端末側周波数変換部
350 利得制御部
360 端末側合成分配部
390 サービスユニット筐体
391 サービスユニット筐体側接続部
100, 1001, 1002, 1003 Wireless relay device 110 Control unit 111 Beam steering period setting unit 112 Base station steering period measurement unit 113 Detection unit 1130 Steering range limiting unit 1131 First direction detection unit 1132 Second direction detection unit 114 Beam setting unit 115 Memory unit 1151 Main memory unit 1152 Sub-memory unit 120 Demodulation unit 1201 Gain control unit 1202 In-demodulation unit frequency conversion unit 1203 Analog-to-digital conversion unit 1204 Digital signal processor 130 RF signal distribution unit 140 Communication unit 150 Relay device setting unit

2 Base station 200 Donor unit 201 Donor antenna 210 Base station side beam forming section 2101a, 2102a, ..., 210na Transmission/reception switching section 2101a1, 2102a1, ..., 210na1 Receiving amplifier 2101a2, 2102a2, ..., 210na2 Amplitude adjuster 2101a3, 2102a3, ..., 210na3 Phase adjuster 2101b, 2102b, ..., 210nb Transmission/reception switching section 2101b1, 2102b1, ..., 210nb1 Phase adjuster 2101b2, 2102b2, ..., 210nb2 Amplitude adjuster 2101b3, 2102b3, ..., 210nb3 Transmission amplifier 210c Distribution/combiner 220 Base station side transmission/reception switching unit 240 Base station side frequency conversion unit 260 Base station side combining/distributing unit 290 Donor unit housing 291 Donor unit housing side connection unit

3 Terminal 300 Service unit 301 Service antenna 310 Terminal side beam forming section 320 Terminal side transmission/reception switching section 330 Amplification section 340 Terminal side frequency conversion section 350 Gain control section 360 Terminal side combining/distributing section 390 Service unit housing 391 Service unit housing side connection section

Claims (15)

基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置であって、
前記無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して前記無線中継装置を設定する中継装置設定部を有し、
設定はモード変更、ソフトウェアリセット、および、ハードウェアリセットの少なくとも1つを含むことを特徴とする、無線中継装置。
A radio relay device having a donor antenna for communicating with a base station and a service antenna for communicating with a terminal,
a relay device setting unit that sets the wireless relay device using a radio frequency communication signal transmitted within the wireless relay device ;
11. A wireless relay device, wherein the setting includes at least one of a mode change, a software reset, and a hardware reset .
前記中継装置設定部は、前記通信信号に含まれるビームIDの少なくとも一部を使用して前記無線中継装置を設定することを特徴とする、請求項1に記載の無線中継装置。
The wireless relay device according to claim 1 , wherein the relay device setting unit sets the wireless relay device using at least a part of a beam ID included in the communication signal.
前記ビームIDのうち、少なくとも一部は前記無線中継装置を指定することを特徴とする、請求項2に記載の無線中継装置。
The wireless relay device according to claim 2 , wherein at least a part of the beam ID specifies the wireless relay device.
前記ビームIDのうち、少なくとも一部は前記基地局のビーム方向を指定し、指定された前記基地局のビーム方向に基づいて前記基地局がビームステアリングを行うことを特徴とする、請求項2または3のいずれかに記載の無線中継装置。
A wireless relay device as described in claim 2 or 3, characterized in that at least a portion of the beam IDs specify the beam direction of the base station, and the base station performs beam steering based on the specified beam direction of the base station.
前記基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、ビームステアリング周期設定部、
形成するビームに番号をビーム番号として付し、前記ビームステアリング周期でビームを切り替えステアリングする、基地局側ビーム形成部、
各ビーム番号で受信した信号を復調する復調部、
前記復調部で復調した結果に基づき、基地局のビームIDごとの受信電力を記憶する記憶部、
すべてのビームIDの中で受信電力が最大になるビームIDを検出する検出部、および、
ドナーアンテナを、検出部において検出したビームIDに対応したビーム番号のビームに設定するビーム設定部、
を有することを特徴とする、請求項4に記載の無線中継装置。
a beam steering period setting unit that sets a beam steering period for switching and steering the beam of the wireless relay device to a length equal to or longer than the base station steering period, the beam steering period being a period of steering the beam of the base station;
a base station side beam forming unit that assigns a number to the beam to be formed as a beam number and switches and steers the beam at the beam steering period;
a demodulation unit for demodulating signals received through each beam number;
a storage unit that stores reception power for each beam ID of a base station based on a result of demodulation by the demodulation unit;
A detection unit that detects a beam ID that has the maximum received power among all beam IDs; and
a beam setting unit that sets the donor antenna to a beam having a beam number corresponding to the beam ID detected by the detection unit;
5. The wireless relay device according to claim 4, further comprising:
前記ビームステアリング周期設定部は、前記基地局ステアリング周期の整数倍の時間に前記ビームステアリング周期を設定することを有することを特徴とする、請求項5に記載の無線中継装置。
6. The radio relay device according to claim 5, wherein the beam steering period setting unit sets the beam steering period to a time period that is an integer multiple of the base station steering period.
前記ビームステアリング周期設定部は、前記基地局ステアリング周期を測定する基地局ステアリング周期測定部を有することを特徴とする、請求項5または6のいずれかに記載の無線中継装置。
7. The radio relay device according to claim 5, wherein the beam steering period setting unit includes a base station steering period measurement unit that measures the base station steering period.
通信用以外に前記無線中継装置の設定用のための通信モジュールは別途設けず、前記通信信号の無線周波数以外は使用しないことを特徴とする、請求項1ないし7のいずれかに記載の無線中継装置。
8. The wireless repeater according to claim 1, wherein a communication module for setting said wireless repeater other than for communication is not provided separately, and said wireless repeater does not use any frequency other than the radio frequency of said communication signal.
前記通信信号の無線周波数以外を使用する、別周波数通信モジュールをさらに有することを特徴とする、請求項1ないし7のいずれかに記載の無線中継装置。
8. The wireless repeater according to claim 1, further comprising an alternative frequency communication module that uses a frequency other than the radio frequency of the communication signal.
前記通信信号のうち、無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分であって、ビームIDとは異なる部分を、無線中継装置の設定に使用し、無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じであることを特徴とする、請求項2ないし9のいずれかに記載の無線中継装置。
A wireless relay device as described in any one of claims 2 to 9, characterized in that a portion of the communication signal that is specified for purposes other than setting up the wireless relay device and is different from the beam ID is used for setting up the wireless relay device, and a signal including a setting signal for the wireless relay device has the same length as a signal not including the setting signal for the relay device.
無線中継装置を用いて実施される、無線中継方法であって、
基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置において、
前記無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して前記無線中継装置を設定する中継装置設定ステップを有し、
設定はモード変更、ソフトウェアリセット、および、ハードウェアリセットの少なくとも1つを含むことを特徴とする、
ことを特徴とする、無線中継方法。
A wireless relay method implemented by using a wireless relay device, comprising:
In a radio relay device having a donor antenna for communicating with a base station and a service antenna for communicating with a terminal,
a repeater setting step for setting the wireless repeater using a radio frequency communication signal transmitted within the wireless repeater ;
The setting includes at least one of a mode change, a software reset, and a hardware reset .
A wireless relay method comprising:
前記中継装置設定ステップにおいて、前記通信信号に含まれるビームIDの少なくとも一部を使用して前記無線中継装置を設定することを特徴とする、請求項11に記載の無線中継方法。
12. The wireless relay method according to claim 11, wherein in the relay device setting step, the wireless relay device is set using at least a part of a beam ID included in the communication signal.
前記中継装置設定ステップにおいて、前記通信信号のうち前記無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分を、前記無線中継装置の設定に使用し、無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じであることを特徴とする、請求項11に記載の無線中継方法。
12. The wireless relay method according to claim 11, wherein in the relay device setting step, a portion of the communication signal that is specified for a purpose other than setting the wireless relay device is used for setting the wireless relay device, and a signal including a wireless relay device setting signal has the same length as a signal not including a relay device setting signal.
前記基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、周期設定ステップ、
前記周期設定ステップの後に行われ、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナのビームをステアリングするステアリングステップ、
前記ステアリングステップにおいて各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームIDごとの受信電力を記憶する、復調記憶ステップ、
前記復調記憶ステップにおいて記憶したすべてのビームIDの中で受信電力が最大になるビームIDを検出する、検出ステップ、および、
前記ドナーアンテナを、前記検出ステップにおいて検出したビームIDに対応したビーム番号のビームに設定する、ビーム設定ステップ、
を有することを特徴とする、請求項11ないし13のいずれかに記載の無線中継方法。
a period setting step of setting a beam steering period for switching and steering the beam of the wireless relay device to a period equal to or longer than the base station steering period, the period being a period for steering the beam of the base station;
a steering step performed after the cycle setting step, in which beams are numbered in advance as beam numbers, and then the beams of the donor antennas are steered in a predetermined order;
a demodulation and storage step of demodulating the signal received by each beam number in the steering step and storing the received power for each beam ID of the base station;
a detection step of detecting a beam ID having the maximum reception power among all the beam IDs stored in the demodulation storage step; and
a beam setting step of setting the donor antenna to a beam having a beam number corresponding to the beam ID detected in the detection step;
A method according to any one of claims 11 to 13, comprising the steps of:
請求項11ないし14に記載のステップを実施する無線中継装置用プログラム。
A program for a wireless relay device that executes the steps recited in any one of claims 11 to 14.
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