JP2004147009A

JP2004147009A - Relay amplifying device

Info

Publication number: JP2004147009A
Application number: JP2002308603A
Authority: JP
Inventors: Seiji Matsuda; 松田　成司
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Kokusai Denki Electric Inc
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】複数の通信事業者の基地局と不感地にある通信端末の間の通信において、通信品質を良好に保つ中継増幅装置を提供する。
【解決手段】複数の通信事業者の基地局と無線通信を行う親局装置１と、不感地の通信端末と無線通信を行う子局装置２を備え、親局装置１と子局装置２は光ケーブルで接続されており、親局装置１は、フィルタ１０３−１〜１０３−ｎによって基地局からの信号を各通信事業者が無線通信で用いる周波数帯域に分離し、各フィルタに対応する可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎによって、分離された各信号の信号強度に基づいて電気光変換器１０６に対し最適な入力レベルとなるよう利得値を調整して当該信号を増幅し、さらに増幅後の各信号を合成器１０５で合成して電気光変換器１０６に出力し、子局装置２へ光送信する中継増幅装置である。
【選択図】　　　　図１Provided is a relay amplifying device that maintains good communication quality in communication between base stations of a plurality of communication carriers and communication terminals located in blind spots.
A master station device that performs wireless communication with base stations of a plurality of communication carriers and a slave station device that performs wireless communication with a communication terminal in a blind spot are provided. The master station device 1 is connected by an optical cable, and the master station device 1 separates the signal from the base station into the frequency band used by each communication carrier for wireless communication by the filters 103-1 to 103-n, and the variable gain corresponding to each filter. The amplifiers 104-1 to 104-n adjust the gain value based on the signal strength of each of the separated signals so as to have an optimum input level to the electro-optical converter 106, and amplify the signal. Are amplified by the combiner 105, output to the electro-optical converter 106, and optically transmitted to the slave station device 2.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信の基地局と通信端末間において無線信号を増幅して中継する中継増幅装置に係り、特に複数の通信事業者の基地局との通信においても通信品質を良好に保つ中継増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の移動体通信では、携帯端末と各地に設置した通信基地局との間で無線通信が行われる。移動体通信では主にＵＨＦ帯やマイクロ波帯の電波を使用して通信を行っているが、トンネル、ビルの谷間、又は地下等の場所では電波が届かず、無線通信が不能となる場合がある。このような場所は不感地と呼ばれている。
【０００３】
上記不感地においても移動体通信における無線通信が使用できるようにする方法の一つとして、従来から、基地局と不感地の間で信号を中継する方法が用いられている。中継による方法は、基地局と不感地にある通信端末との間の通信において、通信信号を増幅して中継する中継増幅装置を使用することにより実現できる。
【０００４】
従来の中継増幅装置として、通信端末との無線通信を行う子局装置と、当該子局装置との信号通信及び基地局との信号通信を行う親局装置とで構成され、トンネル等の遠方の不感地をカバーする目的で、子局装置は不感地に設置され、さらに親局装置と光ケーブルで接続された中継増幅装置が用いられている。光ケーブルは距離によらず低損失であるという特性があるため、遠方又は広範囲の不感地に対しても通信品質を良好に保つことができ、またケーブルの直径が小さいため、設置上の制約を受けにくいという利点がある。
【０００５】
上記光ケーブルを用いた中継増幅装置は、光ケーブルを介して子局装置と親局装置間の信号伝送を行うものであり、子局装置は受信した無線信号に強度変調をかけて光信号として光ケーブルによって伝送し、さらに親局装置においてこの光信号を電気信号に変換して基地局に送信する。上記光ケーブルを用いた中継増幅装置の例は、特開平９−２００１２６号「光変換中継増幅器の複数帯域分配整合方式」に示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
一方、携帯電話業界には複数の通信事業者が参入しており、それぞれの事業者が独立に基地局を設置し、携帯通信端末との通信を行っている。このため不感地における中継増幅装置の占める面積を低減する等の目的で、複数の通信事業者の信号を共通に中継増幅する中継増幅装置が提案、実用されている。
中継増幅装置において、複数の事業者の周波数帯域の異なる信号を分配及び合成する方式として、平成９年７月３１日公開の特開平９−２００１２６号「光変換中継増幅器の複数帯域分配整合方式」（出願人：株式会社日立国際電気、株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ、発明者：須藤雅樹他）が提案されている。
【０００７】
上記発明では、送受信周波数帯域の異なる複数事業者のシステムの送受信信号を、一括して中継増幅する中継増幅装置において、当該中継増幅装置の構成要素であり、複数事業者の無線基地局との信号の送受信を行い、且つ光ケーブルを介して子局装置との間で信号の送受信を行う親局装置は、上り回線において子局装置からの電気信号を帯域差が大きく異なる複数の周波数帯域に分波し、同じ周波数帯域の信号を合成して事業者別の無線基地局に分配して出力することで、送受信信号の分配及び合成で生じる損失を小さくする複数帯域分配整合方式が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−２００１２６号公報（第２〜３頁、第１，４図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の中継増幅装置では、複数の通信事業者の基地局との通信において、光伝送系に入力される信号のレベルが適正でないため、通信品質が劣化するという問題点があった。
上記光ケーブルを用いた中継増幅装置は、光伝送系におけるダイナミックレンジの制限を考慮する必要がある。光伝送系は主に電気信号から光信号への変換を行うレーザダイオードや、光信号から電気信号への変換を行うフォトダイオードにより構成されるが、これらの素子は基本的に非線形な特性を持つ素子であり、また雑音も少なからず発生するので、上記素子への光信号及び電気信号の入力レベルについては制限がある。
つまり上記素子における伝送特性と歪み特性とに基づいた最適なレベルとなるように光信号又は電気信号の入力レベルを制限することにより、光伝送系は光信号の伝送時に発生する歪みや雑音を抑えることができ、通信の品質を良好に保つことができる。
【００１０】
中継増幅装置の親局装置は、基地局との通信ではアンテナによる無線通信を行う方法が通常考えられるが、複数の通信事業者の基地局と通信を行う場合、親局装置のアンテナから各通信事業者の基地局までの距離は必ずしも一定ではない。このため下り方向の通信において、親局装置が基地局から受信する無線信号のレベルは事業者毎に異なる。
【００１１】
複数の通信事業者の基地局と通信を行う中継増幅装置として、光ケーブルを用いた中継増幅装置を用いる場合、上述したように光伝送系への入力レベルについては一定の範囲に収める必要がある。このため、複数の事業者からの信号レベルを光伝送系に対して同時に最適なレベルにするような上記中継増幅装置が切望されていたが、このような中継増幅装置は今までなかった。
【００１２】
また、上り方向の通信において、通信端末からの無線信号は、通信端末の移動や無線信号の伝搬状況等により、子局装置で受信する際の受信レベルは常に一定とはならない。
このため携帯電話の通信端末は、通信端末からの信号の受信レベルがほぼ一定になるよう送信電力を制御するパワーコントロール機能を有している。上記パワーコントロール機能により、子局装置における受信レベルは一定に保たれる。
【００１３】
しかしながら、中継増幅装置を介して通話する通信端末数が多くなると、中継増幅装置に入力される電波の波数が増加して入力レベルが高くなるためパワーコントロール機能が及ばず、増幅器および光伝送系における歪み特性により歪みが発生する。このため光伝送系への入力レベルにばらつきが発生し、光伝送系において歪み及び雑音が発生するため、各事業者の基地局への信号が劣化するという問題点がある。
【００１４】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、複数の通信事業者の基地局と通信端末間の通信において通信品質を良好に保つ中継増幅装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、中継増幅装置において、異なる周波数帯域によって基地局との間で無線通信を行う親局装置と、不感地にある通信端末との間で無線通信を行う子局装置を備え、親局装置と子局装置は、光ケーブルで接続され、親局装置は、基地局から受信した信号を周波数帯域毎に分離し、分離後の各信号の信号強度に基づいて光送信に最適な入力レベルとなるよう増幅の利得を調整して分離後の各信号を増幅し、更に分離後の各信号を合成し光変換して子局装置へ光ケーブルを介して光送信を行い、子局装置は、光送信された信号を電気変換して増幅し、通信端末に無線送信するものであり、複数の通信事業者の基地局と通信端末間の下り回線の通信において通信品質を良好に保つことができる。
【００１６】
また、中継増幅装置において、異なる周波数帯域によって基地局との間で無線通信を行う親局装置と、不感地にある通信端末との間で無線通信を行う子局装置を備え、親局装置と子局装置は、光ケーブルで接続され、子局装置は、通信端末から受信した信号の強度に基づいて光送信に最適な入力レベルとなるよう増幅の利得を調整して信号を増幅し、信号を光変換して親局装置へ光ケーブルを介して光送信を行い、親局装置は、光送信された信号を電気変換して周波数帯域毎に分配し、分配後の各信号の強度に基づいて増幅の利得を調整して分配後の各信号を増幅し、更に分配後の各信号に対し、対応する周波数帯域で透過させて基地局に無線送信するものであり、複数の通信事業者の基地局と通信端末間の上り回線の通信において通信品質を良好に保つことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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。
尚、以下で説明する機能実現手段は、当該機能を実現できる手段であれば、どのような回路又は装置であっても構わず、また機能の一部又は全部をソフトウェアで実現することも可能である。更に、機能実現手段を複数の回路によって実現してもよく、複数の機能実現手段を単一の回路で実現してもよい。
【００１８】
本発明の実施の形態に係る中継増幅装置は、各通信事業者の基地局と無線通信を行う親局装置と、当該親局装置と光ケーブルで接続され、通信端末と無線通信を行う子局装置とを有し、親局装置と子局装置との間で光ケーブルによる光通信を行う中継増幅装置であって、親局装置において各通信事業者が使用する周波数帯域の信号を分離するフィルタと、当該フィルタで分離した周波数帯の信号の強度を測定し、測定結果に基づいて光伝送系に対して最適なレベルとなるよう利得を調整して当該信号を増幅する可変利得増幅器を通信事業者の基地局毎に設け、各利得増幅器で増幅された信号を合成して光信号に変換するものであり、これにより各事業者からの信号を最適なレベルに増幅して光伝送系に入力することができ、下り回線の通信において通信品質を良好に保つことができる。
【００１９】
また、各事業者の基地局と無線通信を行う親局装置と、当該親局装置と光ケーブルで接続され、通信端末と無線通信を行う子局装置とを有し、親局装置と子局装置との間で光ケーブルによる光通信を行う中継増幅装置であって、子局装置において、通信端末から受信した信号の強度が規定値を超えた場合に、光伝送系に対して最適な入力レベルとなるよう利得を調整して当該信号を増幅する可変利得増幅器を設けたものであり、これにより通信端末からの信号を最適なレベルに増幅して光伝送系に入力することができ、上り回線の通信において通信品質を良好に保つことができる。
【００２０】
本発明の実施の形態の中継増幅装置（以下、本増幅装置）の構成について、回線別に図を用いて説明する。本増幅装置は、携帯電話の通信システムにおいて、複数の通信事業者の基地局と携帯端末との間で通信信号の中継増幅を行うものである。
本増幅装置は、無線通信で使用する周波数帯域が互いに異なるｎ（ｎ＞２）個の通信事業者の基地局と無線通信を行う。携帯電話通信を扱う通信事業者は、各々が異なる周波数帯域の信号を用いて携帯電話サービスを提供しているため、本増幅装置は、互いに異なるｎ個の周波数帯域を用いて基地局との無線通信を行う。また、一つの通信事業者が複数の周波数帯を用いて無線通信を行う場合もあり、本増幅装置はこのような場合にも対応して基地局との無線通信を行うことができる。
【００２１】
まず本増幅装置の下り回線通信で用いられる構成及びその動作について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本増幅装置の下り回線通信で用いられる構成のブロック図であり、図２は本増幅装置の親局装置１で用いる可変利得増幅器１０４の構成ブロック図である。
【００２２】
本増幅装置は、親局装置１と、子局装置２とで構成され、親局装置１と子局装置２は、光ケーブルで接続されている。
図１において、親局装置１は、下り回線通信において、複数の通信事業者の基地局から無線信号を受信し、受信した信号を電気信号に変換した後に、各通信事業者の使用する周波数帯に分離し、分離した各信号を光伝送系への入力に最適なレベルに増幅する。更に親局装置１は、増幅後の信号を周波数合成して光信号に変換し、光ケーブルを介して子局装置２に送信する。
また、親局装置１は、上り回線通信において、子局装置２から光ケーブルを介して送信された携帯端末からの信号を電気信号に変換した後、無線事業者の数だけ分配し、各無線事業者への無線送信に最適なレベルに増幅して各通信事業者の使用する周波数帯に分離する。更に親局装置１は、分離後の信号を所望の通信事業者の基地局へアンテナを介して無線送信する。
【００２３】
子局装置２は、不感地に直接設けられており、下り回線通信において、親局装置１から光ケーブルを介して送信された光信号を電気信号に変換して増幅し、アンテナを介して自らのカバーする不感地のエリアに無線送信する。
また、子局装置２は、上り回線通信において、携帯端末から無線送信された信号を受信すると、受信時の信号のレベルを測定し、規定のレベル値以上であれば利得を下げる利得制御を行う可変利得増幅器を用いて当該信号を増幅し、増幅後の信号を光信号に変換し、光ケーブルを介して親局装置に送信する。
【００２４】
親局装置１において下り回線通信で用いる構成部分は、アンテナ１０１−１〜１０１−ｎと、フィルタ１０３−１〜１０３−ｎと、可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎと、合成器１０５と、電気光変換器１０６とから構成されている。また、子局装置２において下り回線通信で用いる構成部分は、光電気変換器２１と、増幅器２２と、アンテナ２４とから構成されている。
【００２５】
次に、本増幅装置の下り回線通信で用いる構成部分の各部について説明する。親局装置１において、アンテナ１０１−１〜１０１−ｎは、各通信事業者が使用する周波数帯域毎に設置されており、対応する通信事業者から送信される無線信号を取り込み、電気信号に変換して対応するフィルタ１０３−１〜１０３−ｎに下り受信信号として出力する。
【００２６】
フィルタ１０３−１〜１０３−ｎは、各通信事業者が使用する周波数帯域毎に設けられており、各通信事業者が携帯電話通信で用いる周波数帯域の信号を透過する帯域通過フィルタである。フィルタ１０３−１〜１０３−ｎは、対応するアンテナ１０１−１〜１０１−ｎから出力された下り受信信号に対して、予め設定された帯域の周波数成分のみを透過させて、対応する可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎに出力する。
【００２７】
可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎは、フィルタ１０３−１〜１０３−ｎに対応して設けられており、対応するフィルタから出力された特定帯域の下り受信信号の信号強度を測定し、測定結果に基づいて利得を制御して当該下り受信信号を増幅し、合成器１０５に出力する。可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎは、増幅後の下り受信信号のレベルが、電気光変換器１０６において最適なレベルとなるように利得制御を行う。
可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎの詳細な構成については、後述する。
【００２８】
合成器１０５は、可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎから出力された増幅後の特定帯域の下り受信信号を合成し、電気光変換器１０６に出力する。
電気光変換器１０６は、合成器１０５から出力された合成後の下り受信信号を光信号に変換し、光ケーブルを介して子局装置２に光送信する。電気光変換器１０６は、例えばレーザダイオードを用いて構成してもよい。
【００２９】
子局装置２において、光電気変換器２１は、親局装置１から光ケーブルを介して送信された光信号である下り受信信号を電気信号に変換し、増幅器２２に出力する。光電気変換器２１は、例えばフォトダイオードを用いて構成してもよい。増幅器２２は、光電気変換器２１から出力された下り受信信号を増幅し、アンテナ２４に出力する。増幅器２２の利得値は、規定値である。
アンテナ２４は、増幅器２２から出力された下り受信信号を無線信号に変換して放出することで、子局装置２がカバーするエリアに無線信号を送信する。
【００３０】
次に、親局装置１の可変利得増幅器１０４の構成について、図２を用いて説明する。図２に示すように、可変利得増幅器１０４は、フィルタ１４１と、増幅器１４２と、可変減衰器１４３と、増幅器１４４と、分波器１４５と、検波器１４６と、利得制御器１４７とから構成されている。
【００３１】
フィルタ１４１は、フィルタ１３から出力された特定帯域の下り受信信号に対し、更に余分な周波数成分を除去する帯域制限をかけて、増幅器１４２に出力する。フィルタ１４１が帯域制限をかける周波数帯域も、各通信事業者が用いる周波数帯域によって決まる。
増幅器１４２は、フィルタ１４１から出力された下り受信信号を増幅し、可変減衰器１４２に出力する。増幅器１４２は、光送信に必要なレベルに下り受信信号を増幅するために設けられたものであり、規定の利得値で増幅を行う。
【００３２】
可変減衰器１４３は、後述する利得制御器１４７からの制御命令に基づいて利得値を調整する利得制御を行い、調整された利得値で増幅器１４２から出力された下り受信信号を減衰する。
増幅器１４４は、可変減衰器１４３から出力された下り受信信号を増幅し、分波器１４５に出力する。増幅器１４４も、光送信に必要なレベルに下り受信信号を増幅するために設けられたものであり、規定の利得値で増幅を行う。
【００３３】
分波器１４５は、増幅器１４４からの下り受信信号を合成器１０５及び検波器１４６とに分波して出力する。
検波器１４６は、各通信事業者からの通信信号のモニタを行うものであり、分波器１４５から出力された下り受信信号に対し検波を行って当該下り受信信号のピークの信号強度を測定し、測定された信号強度に対応した電圧値の信号を利得制御器１４７に出力する。
【００３４】
利得制御器１４７は、検波器１４６から出力された信号の出力電圧値に基づいて、下り受信信号が電気光変換器１０６に最適なレベルで入力されるよう、可変減衰器１４３の利得値を決定し、当該利得値となるよう可変減衰器１４３に利得制御を行わせる制御命令を可変減衰器１４３に出力する。
利得制御器１４７は、検波器１４６からの信号の電圧値と、最適な利得値が組となって格納されているテーブルを予め記憶しておき、利得値の決定にあたり、電圧値に基づいて当該テーブルを参照し、最適な利得値を読み出すような構成にしてもよい。
【００３５】
次に、本増幅装置の下り回線通信における動作について、図１及び図２を用いて説明する。
各通信事業者の基地局から不感地に向けて無線送信された通信信号は、本増幅装置の親局装置１において、各通信事業者毎に設置されたアンテナ１０１−１〜１０１−ｎで取り込まれて電気信号に変換され、下り受信信号として対応するフィルタ１０３−１〜１０３−ｎに出力される。
【００３６】
フィルタ１０３−１〜１０３−ｎは、通信対象である各通信事業者の基地局毎に設けられており、対応する通信事業者が用いる周波数帯域の信号成分を透過させる。各フィルタ１０３−１〜１０３−ｎに出力された下り受信信号は、予め設定された周波数帯域の成分のみが透過されて、対応する可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎに出力される。
【００３７】
上述したように、携帯電話通信を扱う通信事業者は、各々が異なる周波数帯域の信号を用いて携帯電話サービスを提供している。本増幅装置はこの点に着目して、通信事業者毎にフィルタ１０３を親局装置１に設け、対応する通信事業者が用いる周波数帯域の成分を下り受信信号から抽出することで、各通信事業者の信号を分離している。
【００３８】
親局装置１のアンテナ１０１−１〜１０１−ｎで受信される下り受信信号は、複数の基地局からの通信信号が含まれている場合がある。各フィルタ１０３−１〜１０３−ｎは、対応する通信事業者からの通信信号が下り受信信号に含まれている場合には、対応する通信事業者が用いる周波数帯域の成分を抽出して、対応する可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎに出力することになる。対応する通信事業者からの通信信号が含まれていない場合には、フィルタ１０３−１〜１０３−ｎからは何も出力されない。
【００３９】
フィルタ１０３−１〜１０３−ｎで透過された、各通信事業者の周波数帯域の下り受信信号は、対応する可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎにおいて増幅される。可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎは、入力された下り受信信号の信号強度に基づいて利得値を調整する利得制御を行い、調整された利得値に基づいて当該受信信号を増幅する。
【００４０】
可変利得増幅器１０４における増幅動作の詳細について、図２を用いて説明する。可変利得増幅器１０４に入力された下り受信信号は、まずフィルタ１４１に入力され、不要な周波数成分が除去され、増幅器１４２に出力される。増幅器１４２において下り受信信号は増幅され、可変減衰器１４３に出力される。増幅器１４２は規定の利得値によって下り受信信号を増幅する。
可変減衰器１４３において下り受信信号は、可変可能な利得値に基づいて減衰されて増幅器１４４に出力され、さらに増幅された後、分波器１４５に出力される。増幅器１４４も規定の利得値によって下り受信信号を増幅する。
【００４１】
分波器１４５では、下り受信信号は合成器１０５へのルートと、検波器１４６へのルートにそれぞれ分波される。このうち検波器１４６のルートに出力された下り受信信号は、検波器１４６によって検波が行われ、下り受信信号の信号強度が測定される。
携帯電話通信で用いる通信信号にはバースト波が含まれるため、検波器１４６では下り受信信号のピーク値を検波する方法を適用している。検波器１４６は、上記検波方法によって下り受信信号のピーク値の信号強度を測定し、当該信号強度に対応した電圧値の信号を、利得制御器１４７に出力する。
【００４２】
利得制御器１４７は、検波器１４６から出力された信号の出力電圧値に基づき、可変減衰器１４３における利得値を決定し、決定された利得値となるように調整する旨の制御信号を可変減衰器１４３に出力する。利得制御器１４７は、利得値の決定にあたり、下り受信信号が電気光変換器１０６に対して最適な入力レベルとなるように利得値を決定している。
利得値の決定方法としては、例えば検波器１４６からの信号の出力電圧値が増大した場合には減衰率を高めるため利得値を低減させ、出力電圧値が減少した場合には減衰率を抑えるため利得値を増大させる方法が挙げられる。
【００４３】
利得制御器１４７からの制御命令に基づいて、可変減衰器１４３は、利得値を調整して新たな利得値を設定する利得制御を行う。以後、可変利得増幅器１０４は、可変減衰器１４３によって、制御後の利得値に従って下り受信信号の減衰処理が行われ、分波器１４５からは電気光変換器１０６に対して最適な入力レベルの下り受信信号が出力される。
【００４４】
上述した動作によって、可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎは、対応した通信事業者の通信信号を、当該信号の信号強度に応じて利得を可変して増幅することができる。
すなわち可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎは、検波器１４６及び利得制御器１４７を用いて、通信事業者の周波数成分の下り受信信号の信号強度を測定し、測定結果に基づき、電気光変換器１４６における入力レベルが最適となるよう、可変利得減衰器１４３の利得値を調整する利得制御を行っている。
【００４５】
可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎにおいて、増幅器１４２及び１４４は、下り受信信号を電気光変換器１０６での光信号への変換に必要なレベルに増幅するために設けられている。しかしながら、通信事業者の基地局が近距離にある等の理由により、通信信号のレベルが大きい場合には、増幅器１４２及び１４４における増幅によって、下り受信信号は過剰に増幅され、光伝送系における歪み及び雑音の発生の要因となる。
上記利得制御を行うことによって、可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎは、下り受信信号が過剰に増幅されることを防いで、通信事業者の通信信号毎に、光伝送系に対して最適な入力レベルに増幅することができる。
【００４６】
図１において、可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎからそれぞれ出力された、各通信事業者の周波数帯域の下り受信信号は、合成器１０５に出力される。合成器１０５では、各下り受信信号の合成が行われ、合成結果を電気光変換器１０６に出力する。電気光変換器１０６は、合成器１０５から出力された合成後の下り受信信号を光信号に変換し、光ケーブルを介して接続先の子局装置２に送信する。
通信事業者の周波数帯域は、通信事業者毎に異なる為、合成器１０５で可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎからの下り受信信号を合成しても、合成後の下り受信信号のレベルは、電気光変換器１０６に対して最適なレベルのまま保持される。したがって下り受信信号は、歪みや雑音を発生することなく光ケーブルを介して子局装置２へ光伝送される。
【００４７】
子局装置２に到達した光信号である下り受信信号は、光電気変換器２１で電気信号に変換され、増幅器２２に出力される。増幅器２２は、下り受信信号を無線送信に必要なレベルにまで増幅し、アンテナ２４に出力する。
アンテナ２４は、下り受信信号を無線信号に変換して放出することで、子局装置２がカバーするエリアに当該無線信号を送信する。子局装置２がカバーするエリア、すなわち不感地にある携帯端末は、子局装置２から無線送信された下り受信信号を受信することができる。以上が本増幅装置の下り回線通信における動作である。
【００４８】
次に本増幅装置の上り回線通信で用いられる構成及びその動作について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、本増幅装置の上り回線通信で用いられる構成のブロック図であり、図４は本増幅装置の子局装置２で用いる可変利得増幅器２７の構成ブロック図である。
【００４９】
子局装置２において上り回線通信で用いる構成部分は、アンテナ２５と、可変利得増幅器２７と、電気光変換器２８とから構成されている。また、親局装置１において上り回線通信で用いる構成部分は、光電気変換器１０７と、分配器１０８と、可変利得増幅器１０９−１〜１０９−ｎと、フィルタ１１０−１〜１１０−ｎと、送信機１１１と、アンテナ１１２とから構成されている。
【００５０】
次に、本増幅装置の上り回線通信で用いる構成部分の各部について説明する。子局装置２において、アンテナ２５は、子局装置２がカバーするエリアの携帯端末からの無線信号を取り込んで電気信号に変換し、上り受信信号として可変利得増幅器２７に出力する。
可変利得増幅器２７は、アンテナ２５からの上り受信信号のレベルを測定し、当該レベルが規定値以上であれば利得を下げる利得制御を行って、電気光変換器２８に対して最適なレベルとなるように上り受信信号を増幅し、電気光変換器２８に出力する。可変利得増幅器２７の詳細な構成については、後述する。
電気光変換器２８は、可変利得増幅器２７から出力された増幅後の上り受信信号を光信号に変換し、光ケーブルを介して親局装置１に光送信する。電気光変換器２８は、例えばレーザダイオードを用いて構成してもよい。
【００５１】
親局装置１において、光電気変換器１０７は、子局装置２から光ケーブルを介して送信された光信号である上り受信信号を電気信号に変換し、分配器１０８に出力する。光電気変換器１０７は、例えばフォトダイオードを用いて構成してもよい。
分配器１０８は、光電気変換器１０７から出力された上り受信信号を可変利得増幅器１０９−１〜１０９−ｎにそれぞれ分配して出力する。
【００５２】
可変利得増幅器１０９−１〜１０９−ｎは、通信事業者の使用する周波数帯域毎に設けられており、分配器１０８から出力された上り受信信号の信号強度を測定し、測定結果に基づいて利得を制御して当該下り受信信号を増幅し、対応するフィルタ１１０−１〜１１０−ｎに出力する。可変利得増幅器１０９−１〜１０９−ｎは、増幅後の上り受信信号のレベルが、対応する通信事業者の基地局への無線送信に必要なレベルとなるように利得制御を行う。
【００５３】
フィルタ１１０−１〜１１０−ｎは、通信事業者の使用する周波数帯域毎に設けられており、各通信事業者が携帯電話通信で用いる周波数帯域の信号を透過する帯域通過フィルタである。フィルタ１１０−１〜１１０−ｎは、対応する可変利得増幅器１０９−１〜１０９−ｎから出力された上り受信信号に対して、予め設定された帯域の周波数成分のみを透過させて、対応するアンテナ１１２−１〜１１２−ｎに出力する。
【００５４】
アンテナ１１２−１〜１１２−ｎは、通信事業者毎に設置されており、対応するフィルタ１１０−１〜１１０−ｎから出力された、通信事業者の使用する周波数成分の上り受信信号を無線信号に変換して放出することで、対応する通信事業者の基地局へ無線信号を送信する。
【００５５】
次に、子局装置２の可変利得増幅器２７の構成について、図４を用いて説明する。図４に示すように、可変利得増幅器２７は、増幅器２７１と、可変減衰器２７２と、増幅器２７３と、分波器２７４と、検波器２７５と、利得制御器２７６とから構成されている。
【００５６】
増幅器２７１は、アンテナ２５から出力された上り受信信号を増幅し、可変減衰器２７２に出力する。増幅器２７１は、光送信に必要なレベルに下り受信信号を増幅するために設けられたものであり、規定の利得値で増幅を行う。
【００５７】
可変減衰器２７２は、後述する利得制御器２７６からの制御命令に基づいて利得値を調整する利得制御を行い、調整された利得値で増幅器１４２から出力された上り受信信号を減衰する。
増幅器２７３は、可変減衰器２７２から出力された上り受信信号を増幅し、分波器２７４に出力する。増幅器２７３も、光送信に必要なレベルに上り受信信号を増幅するために設けられたものであり、規定の利得値で増幅を行う。
【００５８】
分波器２７４は、増幅器２７３からの上り受信信号を電気光変換器２８及び検波器２７５とに分波して出力する。
検波器２７５は携帯端末からの通信信号のモニタを行うものであり、分波器２７４から出力された上り受信信号に対し検波を行って当該上り受信信号のピークの信号強度を測定し、測定された信号強度に対応した電圧値の信号を利得制御器２７６に出力する。
【００５９】
利得制御器２７６は、検波器２７５から出力された信号の出力電圧値に基づいて、上り受信信号が電気光変換器２８に最適なレベルで入力されるよう、可変減衰器２７２の利得値を決定し、当該利得値となるよう可変減衰器２７２に利得制御を行わせる制御命令を可変減衰器２７２に出力する。
利得制御器２７６は、検波器２７５からの信号の電圧値と、最適な利得値が組となって格納されているテーブルを予め記憶しておき、利得値の決定にあたり、電圧値に基づいて当該テーブルを参照し、最適な利得値を読み出すような構成にしてもよい。
【００６０】
次に、本増幅装置の上り回線通信における動作について、図３及び図４を用いて説明する。
子局装置２のカバーするエリアの不感地の携帯端末から無線送信された通信信号は、本増幅装置の子局装置２において、アンテナ２５で取り込まれて電気信号に変換され、上り受信信号として可変利得増幅器２７に出力される。
【００６１】
本増幅装置において、子局装置２は、通信対象の各通信事業者の携帯端末からの通信信号を受信することができる。このためアンテナ２５で取り込まれる無線信号には、異なる周波数帯域の通信信号が含まれている場合があるが、子局装置２は、これらの通信信号を分離せずにそのまま上り受信信号として親局装置１に光送信を行う。
【００６２】
アンテナ２５から出力された上り受信信号は、可変利得増幅器２７において増幅される。可変利得増幅器２７は、入力された上り受信信号の信号強度に基づいて利得値を調整する利得制御を行い、調整された利得値に基づいて当該受信信号を増幅する。
【００６３】
可変利得増幅器２７における増幅動作の詳細について、図４を用いて説明する。可変利得増幅器２７に入力された上り受信信号は、まず増幅器２７１に入力され、規定の利得値によって増幅された後、可変減衰器２７２に出力される。
可変減衰器２７２において上り受信信号は、可変可能な利得値に基づいて減衰されて増幅器２７３に出力され、さらに増幅された後、分波器２７４に出力される。増幅器２７３も規定の利得値によって上り受信信号を増幅する。
【００６４】
分波器２７４では、上り受信信号は電気光変換器２８へのルートと、検波器２７５へのルートにそれぞれ分波される。このうち検波器２７５のルートに出力された上り受信信号は、検波器２７５によって検波が行われ、上り受信信号の信号強度が測定される。
検波器２７５も、上り回線通信で用いられる可変利得増幅器１０４における検波器１４６と同様、上り受信信号のピーク値を検波する方法を適用し、上記検波方法によって上り受信信号のピーク値の信号強度を測定し、当該信号強度に対応した電圧値の信号を、利得制御器２７６に出力する。
【００６５】
利得制御器２７６は、検波器２７５から出力された信号の出力電圧値に基づき、可変減衰器２７２における利得値を決定し、決定された利得値となるように調整する旨の制御信号を可変減衰器２７２に出力する。利得制御器２７６は、利得値の決定にあたり、下り受信信号が電気光変換器２８に対して最適な入力レベルとなるように利得値を決定している。
【００６６】
ここで利得制御器２７６における利得値の決定方法について、図５を用いて詳細に説明する。図５は、本増幅装置の上り回線通信で用いる可変利得増幅器２７における入力信号と出力信号の信号強度の関係を示したグラフである。図５のグラフにおいて、横軸は入力信号強度、すなわち検波器２７５に入力される上り受信信号の信号強度を、縦軸は出力信号強度、すなわち利得制御後の増幅された上り受信信号の強度を表している。
【００６７】
課題で述べたように、携帯端末は、基地局又は中継増幅装置での無線信号の受信レベルが一定になるように、送信電力を制御するパワーコントロール機能を備えているが、通話中の携帯端末数が増加すると、電波の波数が増加して基地局又は中継増幅装置における無線信号の入力レベルが高くなってパワーコントロール機能が及ばなくなり、光伝送系に不適合なレベルの電気信号が入力され、携帯電話通信における通信品質が劣化する。
【００６８】
このため本増幅装置は、上記問題を解決するため、子局装置２で可変利得増幅器２７を用いて、上り受信信号の信号強度に基づいて利得制御を行って上り受信信号を増幅している。可変利得増幅装置２７では、検波器２７５及び利得制御器２７６を用いて可変減衰器２７２の利得値を決定することで、上記利得制御を実現している。
【００６９】
利得制御器２７６は、可変減衰器２７２の新たな利得値を決定するにあたり、検波器からの信号の電圧値を参照し、電圧値が規定値以下であれば利得値は一定値とし、規定値より大であれば、電圧値の大小に応じて利得値を増減する。
上記利得制御について、図５を用いて説明すると、利得制御器２７６は、検波器２７５からの信号の電圧値に基づいて、上り受信信号の信号強度が規定値以下、すなわち固定利得領域にあると判断すると、可変減衰器２７２の利得値は当初の設定値とし、利得値の調整は行わない。このため可変減衰器２７２では、一定の利得値によって上り受信信号の減衰が行われるため、出力信号強度は入力信号強度に比例したものとなる。
【００７０】
上り受信信号の信号強度が規定値より大、すなわち利得可変領域にあると判断すると、利得制御器２７６は、信号強度の大小によって可変減衰器２７２の利得値を増減する。つまり、信号強度が増大した場合には減衰率を高めるため利得値を増大させ、信号強度が現象した場合には減衰率を抑えるため利得値を減少させる。
利得制御器２７６は上記方法によって新たな利得値を決定し、当該決定した利得値に調整するよう可変減衰器２７２に制御命令を出力する。
利得制御器２７６は、下り受信信号が電気光変換器２８に対して最適な入力レベルとなるように利得値を決定しているので、可変減衰器２７２では、利得値の調整及び新たな利得値による減衰が行われることで、出力信号強度は一定の値となる。以上が利得制御器２７６における利得値の決定方法である。
【００７１】
図４において、利得制御器２７６からの制御命令に基づいて、可変減衰器２７２は、利得値を調整して新たな利得値を設定する利得制御を行う。以後、可変利得増幅器２７は、可変減衰器２７２によって、制御後の利得値に従って上り受信信号の減衰処理が行われ、分波器２７４からは電気光変換器２８に対して最適な入力レベルの上り受信信号が出力される。
【００７２】
上述した動作によって、可変利得増幅器２７は、下り回線通信で用いる親局装置１の可変利得増幅器１０４−１〜１０４−ｎと同様に、携帯端末からの通信信号を、当該信号の信号強度に応じて利得を可変して増幅するため、上り受信信号が過剰に増幅されることを防いで、光伝送系に対して最適な入力レベルに増幅することができる。
【００７３】
図３において、可変利得増幅器２７から出力された増幅後の上り受信信号は、電気光変換器２８に出力される。電気光変換器１０６は、上り受信信号を光信号に変換し、光ケーブルを介して接続先の親局装置１に送信する。
【００７４】
親局装置１に到達した光信号である上り受信信号は、光電気変換器１０７で電気信号に変換され、分配器１０８に出力される。分配器１０８は、通信事業者毎に設けられた可変利得増幅器１０９−１〜１０９−ｎに上り受信信号を分配して出力する。
可変利得増幅器１０９−１〜１０９−ｎは、入力された上り受信信号の信号強度に基づいて利得値を調整する利得制御を行い、調整された利得値に基づいて当該受信信号を増幅し、対応するフィルタ１１０−１〜１１０−ｎに出力する。
可変利得増幅器１０９−１〜１０９−ｎは、対応する通信事業者の基地局への無線送信に必要なレベルとなるように利得制御を行うものである。したがって、可変利得増幅器１０９−１〜１０９−ｎに入力される上り受信信号は全て同一の内容であるが、当初設定されている利得値や、上り受信信号の信号強度によって調整される利得値は、可変利得増幅器毎に異なっている。
【００７５】
可変利得増幅器１０９−１〜１０９−ｎで増幅された上り受信信号は、対応するフィルタ１１０−１〜１１０−ｎに出力される。フィルタ１１０−１〜１１０−ｎは、通信対象である各通信事業者の基地局毎に設けられており、各フィルタ１１０−１〜１１０−ｎに出力された上り受信信号は、対応する通信事業者の使用する周波数帯域の成分のみが透過されて、対応するアンテナ１１２−１〜１１２−ｎに出力される。上述したように、フィルタ１１０−１〜１１０−ｎは、上り受信信号から各々に対応する通信事業者が用いる周波数帯域の成分を抽出してアンテナ１１２−１〜１１２−ｎに出力しているため、アンテナ１１２−１〜１１２−ｎは通信対象の通信事業者の基地局に対して所望の周波数帯域で上り受信信号を無線送信することができる。
【００７６】
アンテナ１１２−１〜１１２−ｎは、下り受信信号を無線信号に変換して放出することで、対応する通信事業者の基地局へ無線信号を送信する。各通信事業者の基地局は、親局装置１から無線送信された所定の周波数帯域の無線信号を受信することができる。以上が本増幅装置の上り回線通信における動作である。
【００７７】
本増幅装置において、親局装置１は、複数の子局装置２と光ケーブルで接続して、複数の子局装置２との双方向通信を行うようにしてもよい。この場合、下り回線通信で用いる構成として、親局装置１の電気光変換器１０６の後段に、光信号を分配する光分配器を設け、当該光分配器と子局装置２とを光ケーブルで接続する必要がある。
また、上り回線通信で用いる構成として、親局装置１において光電気変換器１０７を子局装置分設け、さらに光電気変換器１０７及び分配器１０８の間に、各子局装置からの上り受信信号を合成する合成器を設ける必要がある。
【００７８】
また、親局装置１における下り回線通信で用いるアンテナ１０１−１〜１０１−ｎと、上り回線通信で用いるアンテナ１１２−１〜１１２−ｎは、ｎ個のアンテナで共用してもよい。同様に子局装置２における下り回線通信で用いるアンテナ２４と、上り回線通信で用いるアンテナ２５は、１個のアンテナで共用してもよい。
【００７９】
また、親局装置１の上り回線通信で用いる可変利得増幅器１０９の構成を、下り回線通信で用いる可変利得増幅器１０４と同一にし、各可変利得増幅器における検波器を共用するようにしてもよい。可変利得増幅器１０４における検波器１４６は、入力信号の信号強度に応じた電圧値の信号を出力するものであるため、このような構成とすることが可能である。
【００８０】
上述したように、本増幅装置によれば、複数の通信事業者の基地局と無線通信を行う親局装置に、当該基地局から受信した信号から各通信事業者の使用する周波数帯域成分を分離するフィルタと、当該フィルタから出力された分離後の信号の信号強度に基づき、電気光変換器に対して最適な入力レベルとなるよう利得値を調整して当該信号を増幅する利得可変増幅器を通信事業者の基地局毎に電気光信号変換器の前段に設け、利得増幅器で増幅された信号を合成して電気光信号変換器に出力することにより、各事業者からの信号を電気光変換器に対して最適なレベルに増幅して電気光変換器に入力することができるため、下り回線の通信において通信品質を良好に保つことができる効果がある。
【００８１】
また、子局装置に、携帯端末から受信した信号の信号強度を測定し、強度が規定値を超えた場合に光電気変換器に対して最適な入力レベルとなるよう利得値を調整して当該信号を増幅する可変利得増幅器を電気光変換器の前段に設けたことにより、通話中の携帯端末の数が増えて受信信号のレベルが増大した場合でも、携帯端末からの信号を電気光信号変換器に対して最適なレベルに増幅して電気光信号変換器に入力することができるため、上り回線の通信においても通信品質を良好に保つことができる効果がある。
【００８２】
【発明の効果】
本発明によれば、中継増幅装置において、異なる周波数帯域によって基地局との間で無線通信を行う親局装置と、不感地にある通信端末との間で無線通信を行う子局装置を備え、親局装置と子局装置は、光ケーブルで接続され、親局装置は、基地局から受信した信号を周波数帯域毎に分離し、分離後の各信号の信号強度に基づいて光送信に最適な入力レベルとなるよう増幅の利得を調整して分離後の各信号を増幅し、更に分離後の各信号を合成し光変換して子局装置へ光ケーブルを介して光送信を行い、子局装置は、光送信された信号を電気変換して増幅し、通信端末に無線送信する中継増幅装置としているので、複数の通信事業者の基地局と通信端末間の下り回線の通信において通信品質を良好に保つことができる効果がある。
【００８３】
また、本発明によれば、中継増幅装置において、異なる周波数帯域によって基地局との間で無線通信を行う親局装置と、不感地にある通信端末との間で無線通信を行う子局装置を備え、親局装置と子局装置は、光ケーブルで接続され、子局装置は、通信端末から受信した信号の強度に基づいて光送信に最適な入力レベルとなるよう増幅の利得を調整して信号を増幅し、信号を光変換して親局装置へ光ケーブルを介して光送信を行い、親局装置は、光送信された信号を電気変換して周波数帯域毎に分配し、分配後の各信号の強度に基づいて増幅の利得を調整して分配後の各信号を増幅し、更に分配後の各信号に対し、対応する周波数帯域で透過させて基地局に無線送信する中継増幅装置としているので、複数の通信事業者の基地局と通信端末間の上り回線の通信において通信品質を良好に保つことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る中継増幅装置の下り回線通信で用いられる構成のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る中継増幅装置の親局装置１で用いる可変利得増幅器１０４の構成ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る中継増幅装置の上り回線通信で用いられる構成のブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る中継増幅装置の子局装置２で用いる可変利得増幅器２７の構成ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る中継増幅装置の上り回線通信で用いる可変利得増幅器２７における入力信号と出力信号の信号強度の関係を示したグラフである。
【符号の説明】
１…親局装置、　２…子局装置、　２１，１０７…光電気変換器、　２２，１４２，１４４，２７１，２７３…増幅器、　２４，２５，１０１，１１２…アンテナ、　２７，１０４，１０９…可変利得増幅器、　２８，１０６…電気光変換器、　１０３，１１０，１４１…フィルタ、　１０５…合成器、　１０８…分配器、　１４３，２７２…可変減衰器、　１４５，２７４…分波器、　１４６，２７５…検波器、　１４７，２７６…利得制御器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a relay amplifying apparatus for amplifying and relaying a radio signal between a mobile communication base station and a communication terminal, and particularly to a relay amplifying apparatus that maintains good communication quality even in communication with a plurality of communication carrier base stations. It relates to an amplification device.
[0002]
[Prior art]
In mobile communication such as a mobile phone, wireless communication is performed between a mobile terminal and communication base stations installed in various places. In mobile communication, communication is mainly performed using radio waves in the UHF band or microwave band. However, radio waves may not reach in places such as tunnels, valleys of buildings, or underground, and wireless communication may not be possible. is there. Such places are called blind spots.
[0003]
As one of methods for enabling wireless communication in mobile communication even in the above-mentioned blind spot, a method of relaying a signal between a base station and a blind spot has been conventionally used. The relay method can be realized by using a relay amplifying device that amplifies and relays a communication signal in communication between a base station and a communication terminal located in a blind spot.
[0004]
As a conventional relay amplifying device, a slave station device that performs wireless communication with a communication terminal, and a master station device that performs signal communication with the slave station device and signal communication with a base station, and include a remote station such as a tunnel. For the purpose of covering the dead area, the slave station apparatus is installed in the dead area, and a relay amplifier connected to the master station apparatus by an optical cable is used. Optical cables have the characteristic of low loss regardless of the distance, so that good communication quality can be maintained even in distant or wide-area blind spots. There is an advantage that it is difficult.
[0005]
The relay amplifying device using the optical cable performs signal transmission between the slave station device and the master station device via the optical cable, and the slave station device performs intensity modulation on the received wireless signal and converts the received wireless signal into an optical signal through an optical cable. Then, the master station converts the optical signal into an electric signal and transmits it to the base station. An example of the relay amplifier using the optical cable is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-200126, "Multi-band distribution matching system of optical conversion relay amplifier" (see Patent Document 1).
[0006]
On the other hand, a plurality of telecommunications carriers have entered the mobile phone industry, and each of them independently installs a base station and communicates with a mobile communication terminal. For this reason, for the purpose of, for example, reducing the area occupied by the relay amplifying device in a blind spot, a relay amplifying device that commonly relays and amplifies signals of a plurality of communication carriers has been proposed and put into practical use.
As a method of distributing and combining signals of a plurality of carriers having different frequency bands in a repeater amplifying apparatus, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-200126 published on Jul. 31, 1997, “Multi-band distribution matching method of optical conversion repeater amplifier” (Applicant: Hitachi Kokusai Electric Inc., NTT DoCoMo, Inc., Inventor: Masaki Sudo, etc.) have been proposed.
[0007]
In the above invention, in a relay amplifying apparatus that collectively relays and amplifies transmission and reception signals of systems of a plurality of operators having different transmission and reception frequency bands, the relay amplifier is a constituent element of the relay amplifying apparatus, and a signal with a wireless base station of the plurality of operators The master station device that performs transmission and reception of signals and transmits and receives signals to and from the slave station device via an optical cable splits an electric signal from the slave station device into a plurality of frequency bands having greatly different band differences in the uplink. A multi-band distribution matching scheme has been proposed which combines signals in the same frequency band, distributes the signals to wireless base stations of different carriers, and outputs the combined signals, thereby reducing loss caused by distribution and combining of transmission and reception signals.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-9-200126 (pages 2-3, FIGS. 1, 4)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional relay amplifying apparatus, there is a problem that the communication quality is degraded in the communication with the base stations of a plurality of carriers because the level of the signal input to the optical transmission system is not appropriate.
In the relay amplifier using the optical cable, it is necessary to consider a limitation of a dynamic range in an optical transmission system. Optical transmission systems are mainly composed of laser diodes that convert electrical signals into optical signals and photodiodes that convert optical signals into electrical signals. These elements have basically nonlinear characteristics. Since it is an element and generates a considerable amount of noise, the input levels of optical signals and electric signals to the element are limited.
That is, by limiting the input level of the optical signal or the electric signal so as to be an optimum level based on the transmission characteristics and the distortion characteristics of the element, the optical transmission system suppresses distortion and noise generated when transmitting the optical signal. The communication quality can be kept good.
[0010]
For the master station device of the relay amplifying device, a method of performing radio communication using an antenna for communication with the base station is generally considered. However, when communicating with the base stations of a plurality of carriers, each communication is performed from the antenna of the master station device. The distance from the operator to the base station is not always constant. For this reason, in the downlink communication, the level of the radio signal received by the master station device from the base station differs for each carrier.
[0011]
When a relay amplifier using an optical cable is used as a relay amplifier that communicates with base stations of a plurality of carriers, the input level to the optical transmission system needs to be within a certain range as described above. For this reason, there has been a long-felt need for the above-described repeater amplifying apparatus that simultaneously sets the signal levels from a plurality of operators to the optimum level for the optical transmission system. However, there has been no such repeater amplifying apparatus.
[0012]
Also, in uplink communication, the reception level of a radio signal from a communication terminal when it is received by a slave station device is not always constant due to movement of the communication terminal, propagation conditions of the radio signal, and the like.
For this reason, the communication terminal of the mobile phone has a power control function of controlling the transmission power so that the reception level of the signal from the communication terminal becomes substantially constant. By the power control function, the reception level at the slave station device is kept constant.
[0013]
However, when the number of communication terminals communicating via the relay amplifier increases, the number of radio waves input to the relay amplifier increases and the input level increases, so that the power control function cannot be performed. Distortion occurs due to distortion characteristics. For this reason, the input level to the optical transmission system varies, and distortion and noise occur in the optical transmission system, which causes a problem that the signal to the base station of each operator is deteriorated.
[0014]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a relay amplifying device that maintains good communication quality in communication between base stations of a plurality of carriers and communication terminals.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention for solving the above-mentioned problems of the conventional example is a relay amplification device, in which a wireless communication is performed between a master station device performing wireless communication with a base station using different frequency bands and a communication terminal located in a blind spot. A slave station device for communication is provided, the master station device and the slave station device are connected by an optical cable, the master station device separates a signal received from the base station for each frequency band, and a signal strength of each separated signal. Adjust the amplification gain so that it becomes the optimal input level for optical transmission based on the above, amplify each signal after separation, further combine each signal after separation and optically convert it to the slave station device via an optical cable. The mobile station device performs optical transmission, converts the optically transmitted signal into an electric signal, amplifies the signal, and wirelessly transmits the signal to the communication terminal. Downlink communication between the base station and the communication terminal of a plurality of communication carriers is performed. , It is possible to maintain good communication quality.
[0016]
Further, in the relay amplification device, a master station device that performs wireless communication with a base station using different frequency bands, and a slave station device that performs wireless communication with a communication terminal in a blind spot, comprising a master station device The slave station device is connected by an optical cable, and the slave station device amplifies the signal by adjusting the amplification gain so that the input level is optimal for optical transmission based on the strength of the signal received from the communication terminal, and amplifies the signal. The optical conversion is performed, and optical transmission is performed to the master station device through an optical cable.The master station device electrically converts the optically transmitted signal and distributes the signal for each frequency band, and amplifies the signal based on the intensity of each signal after the distribution. Amplifying each signal after distribution by adjusting the gain of the signal, further transmitting each signal after distribution in a corresponding frequency band and wirelessly transmitting the signal to a base station. Communication quality in uplink communication between the It is possible to maintain good.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The function realizing means described below may be any circuit or device as long as the function can be realized, and some or all of the functions may be realized by software. is there. Further, the function realizing means may be realized by a plurality of circuits, or the plurality of function realizing means may be realized by a single circuit.
[0018]
A relay amplification device according to an embodiment of the present invention includes a master station device that performs wireless communication with a base station of each communication carrier, and a slave station device that is connected to the master station device by an optical cable and performs wireless communication with a communication terminal. A relay amplifying device that performs optical communication by an optical cable between the master station device and the slave station device, and a filter that separates a signal of a frequency band used by each communication carrier in the master station device, A variable gain amplifier that measures the strength of the signal in the frequency band separated by the filter, adjusts the gain to an optimum level for the optical transmission system based on the measurement result, and amplifies the signal is used by the communication carrier. It is provided for each base station and combines the signals amplified by each gain amplifier and converts it into an optical signal. This allows the signal from each operator to be amplified to the optimal level and input to the optical transmission system. For downstream communication There are able to maintain communication quality satisfactory.
[0019]
Also, a master station device that wirelessly communicates with the base station of each operator, and a slave station device that is connected to the master station device by an optical cable and performs wireless communication with a communication terminal, wherein the master station device and the slave station device And a relay amplifying device that performs optical communication with an optical cable between the slave station device and the slave station device, when the intensity of the signal received from the communication terminal exceeds a specified value, the optimum input level for the optical transmission system. A variable gain amplifier is provided to adjust the gain so as to amplify the signal, so that the signal from the communication terminal can be amplified to an optimum level and input to the optical transmission system. Good communication quality can be maintained in communication.
[0020]
The configuration of a relay amplification device (hereinafter, this amplification device) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings for each line. This amplifying apparatus is for performing relay amplification of a communication signal between base stations of a plurality of communication carriers and a mobile terminal in a mobile phone communication system.
This amplifying apparatus performs wireless communication with base stations of n (n> 2) communication carriers whose frequency bands used in wireless communication are different from each other. Since the telecommunications carriers handling mobile phone communications provide mobile phone services using signals in different frequency bands, the present amplifying apparatus uses the n different frequency bands to communicate with the base station. Perform communication. Further, there is a case where one communication carrier performs wireless communication using a plurality of frequency bands, and the amplifying apparatus can perform wireless communication with the base station in such a case.
[0021]
First, the configuration and operation of the amplification device used in downlink communication will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a configuration used in downlink communication of the present amplification device, and FIG. 2 is a configuration block diagram of a variable gain amplifier 104 used in a master station device 1 of the present amplification device.
[0022]
The present amplifying apparatus includes a master station device 1 and a slave station device 2, and the master station device 1 and the slave station device 2 are connected by an optical cable.
In FIG. 1, a master station device 1 receives radio signals from base stations of a plurality of carriers in a downlink communication, converts the received signals into electric signals, and then converts the frequency band used by each carrier. And amplify each separated signal to a level optimal for input to the optical transmission system. Further, the master station device 1 frequency-combines the amplified signal, converts the signal into an optical signal, and transmits the optical signal to the slave station device 2 via an optical cable.
In addition, in the uplink communication, the master station device 1 converts the signal from the mobile terminal transmitted from the slave station device 2 via the optical cable into an electric signal, and then distributes the signal to the number of wireless carriers, and And amplifies the signal to the optimum level for wireless transmission to the carrier, and separates it into frequency bands used by each communication carrier. Further, master station device 1 wirelessly transmits the separated signal to a base station of a desired communication carrier via an antenna.
[0023]
The slave station device 2 is provided directly in the blind spot, and in a downlink communication, converts an optical signal transmitted from the master station device 1 via an optical cable into an electric signal, amplifies the signal, and amplifies its own signal via an antenna. Wireless transmission to the area of the blind spot to be covered.
In addition, in the uplink communication, when receiving a signal wirelessly transmitted from the mobile terminal, the slave station device 2 measures the level of the signal at the time of reception, and performs gain control to lower the gain if the level is equal to or higher than a specified level value. The signal is amplified using a variable gain amplifier, the amplified signal is converted into an optical signal, and transmitted to the master station device via an optical cable.
[0024]
The components used in the downlink communication in the master station device 1 include antennas 101-1 to 101-n, filters 103-1 to 103-n, variable gain amplifiers 104-1 to 104-n, and a combiner 105. , And an electro-optical converter 106. The components used in the downlink communication in the slave station device 2 include an opto-electric converter 21, an amplifier 22, and an antenna 24.
[0025]
Next, the components of the present amplifying apparatus used in downlink communication will be described. In the master station device 1, the antennas 101-1 to 101-n are installed for each frequency band used by each communication carrier, take in a radio signal transmitted from the corresponding communication carrier, and convert it into an electric signal. Then, the signals are output to corresponding filters 103-1 to 103-n as downlink reception signals.
[0026]
The filters 103-1 to 103-n are provided for each frequency band used by each communication carrier, and are band-pass filters that transmit signals in a frequency band used by each communication carrier in mobile phone communication. Filters 103-1 to 103-n transmit only the frequency components of a predetermined band with respect to the downlink reception signals output from corresponding antennas 101-1 to 101-n, and correspond to the corresponding variable gain amplifiers. 104-1 to 104-n.
[0027]
The variable gain amplifiers 104-1 to 104-n are provided corresponding to the filters 103-1 to 103-n, measure the signal strength of the downlink reception signal of the specific band output from the corresponding filter, and perform the measurement. The downlink received signal is amplified by controlling the gain based on the result and output to the combiner 105. The variable gain amplifiers 104-1 to 104-n perform gain control so that the level of the downstream reception signal after amplification becomes an optimum level in the electro-optical converter 106.
The detailed configuration of the variable gain amplifiers 104-1 to 104-n will be described later.
[0028]
The combiner 105 combines the amplified downstream reception signals of the specific bands output from the variable gain amplifiers 104-1 to 104-n, and outputs the combined signals to the electro-optical converter 106.
The electro-optical converter 106 converts the combined downlink reception signal output from the combiner 105 into an optical signal, and optically transmits the optical signal to the slave station device 2 via an optical cable. The electro-optical converter 106 may be configured using, for example, a laser diode.
[0029]
In the slave station device 2, the optical-electrical converter 21 converts a downstream reception signal, which is an optical signal transmitted from the master station device 1 via an optical cable, into an electric signal, and outputs the electric signal to the amplifier 22. The photoelectric converter 21 may be configured using, for example, a photodiode. The amplifier 22 amplifies the downlink reception signal output from the photoelectric converter 21 and outputs the amplified signal to the antenna 24. The gain value of the amplifier 22 is a specified value.
The antenna 24 converts the downlink reception signal output from the amplifier 22 into a radio signal and emits the radio signal, thereby transmitting the radio signal to the area covered by the slave station device 2.
[0030]
Next, the configuration of variable gain amplifier 104 of master station device 1 will be described using FIG. As shown in FIG. 2, the variable gain amplifier 104 includes a filter 141, an amplifier 142, a variable attenuator 143, an amplifier 144, a duplexer 145, a detector 146, and a gain controller 147. ing.
[0031]
The filter 141 further applies a band limitation to the downstream reception signal of the specific band output from the filter 13 to remove extra frequency components, and outputs the resultant signal to the amplifier 142. The frequency band for which the filter 141 limits the band is also determined by the frequency band used by each communication carrier.
Amplifier 142 amplifies the downlink reception signal output from filter 141 and outputs the amplified signal to variable attenuator 142. The amplifier 142 is provided to amplify the downlink reception signal to a level necessary for optical transmission, and amplifies with a specified gain value.
[0032]
The variable attenuator 143 performs gain control for adjusting a gain value based on a control command from a gain controller 147 to be described later, and attenuates the downlink received signal output from the amplifier 142 with the adjusted gain value.
Amplifier 144 amplifies the downlink received signal output from variable attenuator 143 and outputs the amplified signal to duplexer 145. The amplifier 144 is also provided for amplifying the downlink reception signal to a level necessary for optical transmission, and performs amplification with a specified gain value.
[0033]
The demultiplexer 145 demultiplexes the downlink reception signal from the amplifier 144 to the combiner 105 and the detector 146 and outputs the demultiplexed signal.
The detector 146 monitors a communication signal from each communication carrier, detects the downlink reception signal output from the duplexer 145, and measures the peak signal strength of the downlink reception signal. , And outputs a signal of a voltage value corresponding to the measured signal strength to the gain controller 147.
[0034]
The gain controller 147 determines the gain value of the variable attenuator 143 based on the output voltage value of the signal output from the detector 146 so that the downlink received signal is input to the electro-optical converter 106 at an optimal level. Then, a control command for causing the variable attenuator 143 to perform gain control so as to have the gain value is output to the variable attenuator 143.
The gain controller 147 previously stores a table in which a voltage value of a signal from the detector 146 and an optimal gain value are stored as a set, and determines the gain value based on the voltage value. The configuration may be such that the optimum gain value is read by referring to the table.
[0035]
Next, the operation of the present amplifying apparatus in downlink communication will be described with reference to FIGS.
Communication signals wirelessly transmitted from the base station of each communication carrier toward the blind spot are captured by the antennas 101-1 to 101-n installed for each communication carrier in the master station device 1 of the amplification device. The signals are converted into electric signals, and output to corresponding filters 103-1 to 103-n as downlink reception signals.
[0036]
The filters 103-1 to 103-n are provided for each base station of each communication carrier to be communicated, and transmit signal components in a frequency band used by the corresponding communication carrier. The downlink received signal output to each of the filters 103-1 to 103-n is transmitted through only a component of a preset frequency band, and is output to the corresponding variable gain amplifier 104-1 to 104-n.
[0037]
As described above, communication carriers that handle mobile phone communication provide mobile phone services using signals in different frequency bands. Focusing on this point, the present amplifying apparatus provides a filter 103 in the master station apparatus 1 for each communication carrier, and extracts a frequency band component used by the corresponding communication carrier from the downlink reception signal, thereby providing a communication service for each communication carrier. The signal of the person is separated.
[0038]
The downlink reception signals received by the antennas 101-1 to 101-n of the master station device 1 may include communication signals from a plurality of base stations. Each filter 103-1 to 103-n extracts a component of a frequency band used by a corresponding communication carrier when a communication signal from the corresponding carrier is included in a downlink reception signal, and To the variable gain amplifiers 104-1 to 104-n. When the communication signal from the corresponding communication carrier is not included, nothing is output from the filters 103-1 to 103-n.
[0039]
The downlink reception signals in the frequency bands of the respective communication carriers transmitted through the filters 103-1 to 103-n are amplified by the corresponding variable gain amplifiers 104-1 to 104-n. The variable gain amplifiers 104-1 to 104-n perform gain control for adjusting a gain value based on the signal strength of the input downlink received signal, and amplify the received signal based on the adjusted gain value.
[0040]
Details of the amplification operation in the variable gain amplifier 104 will be described with reference to FIG. The downlink reception signal input to the variable gain amplifier 104 is first input to the filter 141, where unnecessary frequency components are removed, and output to the amplifier 142. The downlink reception signal is amplified by the amplifier 142 and output to the variable attenuator 143. The amplifier 142 amplifies the downlink reception signal by a specified gain value.
In the variable attenuator 143, the downlink reception signal is attenuated based on a variable gain value, output to the amplifier 144, further amplified, and then output to the duplexer 145. The amplifier 144 also amplifies the downlink reception signal by a specified gain value.
[0041]
In the demultiplexer 145, the downlink received signal is demultiplexed into a route to the combiner 105 and a route to the detector 146. The downlink received signal output to the route of the detector 146 is detected by the detector 146, and the signal strength of the downlink received signal is measured.
Since a communication signal used in mobile phone communication includes a burst wave, the detector 146 employs a method of detecting a peak value of a downlink reception signal. The detector 146 measures the signal strength of the peak value of the downlink reception signal by the above detection method, and outputs a signal of a voltage value corresponding to the signal strength to the gain controller 147.
[0042]
The gain controller 147 determines the gain value in the variable attenuator 143 based on the output voltage value of the signal output from the detector 146, and variably attenuates the control signal for adjusting the gain value to the determined gain value. Output to the detector 143. In determining the gain value, the gain controller 147 determines the gain value so that the downlink received signal has an optimal input level to the electro-optical converter 106.
As a method of determining the gain value, for example, when the output voltage value of the signal from the detector 146 increases, the gain value is reduced to increase the attenuation rate, and when the output voltage value decreases, the attenuation rate is suppressed. There is a method of increasing the gain value.
[0043]
Based on a control command from the gain controller 147, the variable attenuator 143 performs gain control for adjusting a gain value and setting a new gain value. Thereafter, the variable gain amplifier 104 attenuates the downlink received signal by the variable attenuator 143 in accordance with the controlled gain value, and outputs the optimal input level to the electro-optical converter 106 from the duplexer 145. A received signal is output.
[0044]
According to the above-described operation, the variable gain amplifiers 104-1 to 104-n can amplify the communication signal of the corresponding communication carrier by changing the gain according to the signal strength of the signal.
That is, the variable gain amplifiers 104-1 to 104-n use the detector 146 and the gain controller 147 to measure the signal strength of the downlink reception signal of the frequency component of the communication carrier, and perform electro-optical conversion based on the measurement result. The gain control of adjusting the gain value of the variable gain attenuator 143 is performed so that the input level in the device 146 becomes optimal.
[0045]
In the variable gain amplifiers 104-1 to 104-n, the amplifiers 142 and 144 are provided to amplify the downlink reception signal to a level required for conversion into an optical signal in the electro-optical converter 106. However, when the level of the communication signal is large, for example, because the base station of the communication carrier is at a short distance, the amplification of the amplifiers 142 and 144 excessively amplifies the downlink reception signal, and causes distortion in the optical transmission system. And noise.
By performing the above gain control, the variable gain amplifiers 104-1 to 104-n prevent the downlink reception signal from being excessively amplified, and are optimal for the optical transmission system for each communication signal of the communication carrier. It can be amplified to an appropriate input level.
[0046]
In FIG. 1, the downlink reception signals in the frequency bands of the respective communication carriers output from the variable gain amplifiers 104-1 to 104-n are output to the combiner 105. The combiner 105 combines the respective downlink received signals, and outputs the combined result to the electro-optical converter 106. The electro-optical converter 106 converts the combined downlink reception signal output from the combiner 105 into an optical signal, and transmits the optical signal to the slave station device 2 via the optical cable.
Since the frequency band of the communication carrier differs for each communication carrier, even if the combiner 105 combines the downlink reception signals from the variable gain amplifiers 104-1 to 104-n, the level of the combined downlink reception signal remains unchanged. , The optimal level for the electro-optical converter 106 is maintained. Therefore, the downlink reception signal is optically transmitted to the slave station device 2 via the optical cable without generating distortion or noise.
[0047]
The downstream reception signal, which is an optical signal that has reached the slave station device 2, is converted into an electric signal by the photoelectric converter 21 and output to the amplifier 22. The amplifier 22 amplifies the downlink reception signal to a level necessary for wireless transmission, and outputs the signal to the antenna 24.
The antenna 24 transmits the radio signal to an area covered by the slave station device 2 by converting the downlink reception signal into a radio signal and emitting the radio signal. A mobile terminal in an area covered by the slave station device 2, that is, in a blind spot, can receive a downlink reception signal wirelessly transmitted from the slave station device 2. The above is the operation of the present amplification device in downlink communication.
[0048]
Next, the configuration and operation of the amplification device used in uplink communication will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a block diagram of a configuration used in uplink communication of the present amplification device, and FIG. 4 is a configuration block diagram of a variable gain amplifier 27 used in the slave station device 2 of the present amplification device.
[0049]
The components used in the uplink communication in the slave station device 2 include an antenna 25, a variable gain amplifier 27, and an electro-optical converter. The components used for uplink communication in the master station device 1 include an optical-electrical converter 107, a distributor 108, variable gain amplifiers 109-1 to 109-n, filters 110-1 to 110-n, It comprises a transmitter 111 and an antenna 112.
[0050]
Next, the components of the amplifier used in the uplink communication will be described. In the slave station device 2, the antenna 25 takes in a radio signal from the portable terminal in the area covered by the slave station device 2, converts it into an electric signal, and outputs the electric signal to the variable gain amplifier 27 as an uplink reception signal.
The variable gain amplifier 27 measures the level of the uplink received signal from the antenna 25, and if the level is equal to or more than a specified value, performs gain control to reduce the gain, and the level becomes optimal for the electro-optical converter 28. Thus, the upstream received signal is amplified and output to the electro-optical converter 28. The detailed configuration of the variable gain amplifier 27 will be described later.
The electro-optical converter 28 converts the amplified upstream reception signal output from the variable gain amplifier 27 into an optical signal, and optically transmits the optical signal to the master station device 1 via an optical cable. The electro-optical converter 28 may be configured using, for example, a laser diode.
[0051]
In the master station device 1, the photoelectric converter 107 converts an upstream received signal, which is an optical signal transmitted from the slave station device 2 via an optical cable, into an electric signal, and outputs the electric signal to the distributor 108. The photoelectric converter 107 may be configured using, for example, a photodiode.
The distributor 108 distributes the uplink reception signal output from the photoelectric converter 107 to the variable gain amplifiers 109-1 to 109-n, and outputs the resultant signals.
[0052]
The variable gain amplifiers 109-1 to 109-n are provided for each frequency band used by the communication carrier, measure the signal strength of the uplink reception signal output from the distributor 108, and determine the gain based on the measurement result. To amplify the downlink received signal and output it to the corresponding filters 110-1 to 110-n. The variable gain amplifiers 109-1 to 109-n perform gain control such that the level of the amplified uplink reception signal becomes a level necessary for wireless transmission to the base station of the corresponding communication carrier.
[0053]
The filters 110-1 to 110-n are provided for each frequency band used by a communication carrier, and are band-pass filters that transmit signals in a frequency band used by each communication carrier in mobile phone communication. Filters 110-1 to 110-n transmit only the frequency components of a predetermined band with respect to the uplink reception signals output from corresponding variable gain amplifiers 109-1 to 109-n, and Output to 112-1 to 112-n.
[0054]
The antennas 112-1 to 112-n are provided for each communication carrier, and transmit the uplink reception signal of the frequency component used by the communication carrier, output from the corresponding filter 110-1 to 110-n, to a radio signal. The radio signal is transmitted to the base station of the corresponding telecommunication carrier by converting the radio signal into the radio signal and releasing the radio signal.
[0055]
Next, the configuration of the variable gain amplifier 27 of the slave station device 2 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the variable gain amplifier 27 includes an amplifier 271, a variable attenuator 272, an amplifier 273, a duplexer 274, a detector 275, and a gain controller 276.
[0056]
Amplifier 271 amplifies the uplink received signal output from antenna 25 and outputs the amplified signal to variable attenuator 272. The amplifier 271 is provided to amplify the received signal down to a level required for optical transmission, and amplifies the signal with a specified gain value.
[0057]
The variable attenuator 272 performs gain control for adjusting a gain value based on a control command from a gain controller 276 described later, and attenuates the uplink reception signal output from the amplifier 142 with the adjusted gain value.
Amplifier 273 amplifies the uplink received signal output from variable attenuator 272 and outputs the amplified signal to duplexer 274. The amplifier 273 is also provided to amplify the received signal going up to a level necessary for optical transmission, and amplifies the signal with a specified gain value.
[0058]
The demultiplexer 274 demultiplexes the upstream received signal from the amplifier 273 to the electro-optical converter 28 and the detector 275 and outputs the demultiplexed signal.
The detector 275 monitors the communication signal from the portable terminal, detects the uplink received signal output from the splitter 274, measures the peak signal strength of the uplink received signal, and measures the signal strength. A signal having a voltage value corresponding to the obtained signal strength is output to gain controller 276.
[0059]
The gain controller 276 determines the gain value of the variable attenuator 272 based on the output voltage value of the signal output from the detector 275 so that the upstream received signal is input to the electro-optical converter 28 at an optimal level. Then, a control command for causing the variable attenuator 272 to perform gain control so as to have the gain value is output to the variable attenuator 272.
The gain controller 276 stores in advance a table in which the voltage value of the signal from the detector 275 and the optimal gain value are stored as a set, and determines the gain value based on the voltage value. The configuration may be such that the optimum gain value is read by referring to the table.
[0060]
Next, the operation of the present amplifying apparatus in uplink communication will be described with reference to FIGS.
A communication signal wirelessly transmitted from a mobile terminal in a blind spot in an area covered by the slave station device 2 is captured by the antenna 25 in the slave station device 2 of the present amplification device, converted into an electric signal, and changed as an uplink reception signal. Output to gain amplifier 27.
[0061]
In the present amplification device, the slave station device 2 can receive a communication signal from a portable terminal of each communication carrier to be communicated. For this reason, the radio signal captured by the antenna 25 may include communication signals of different frequency bands, but the slave station device 2 does not separate these communication signals and directly separates them as upstream reception signals. Optical transmission is performed to the device 1.
[0062]
The uplink reception signal output from the antenna 25 is amplified by the variable gain amplifier 27. The variable gain amplifier 27 performs gain control for adjusting a gain value based on the signal strength of the input uplink received signal, and amplifies the received signal based on the adjusted gain value.
[0063]
The details of the amplification operation in the variable gain amplifier 27 will be described with reference to FIG. The upstream received signal input to the variable gain amplifier 27 is first input to the amplifier 271, amplified by a specified gain value, and then output to the variable attenuator 272.
In the variable attenuator 272, the upstream received signal is attenuated based on a variable gain value, output to the amplifier 273, further amplified, and output to the duplexer 274. Amplifier 273 also amplifies the uplink received signal by a specified gain value.
[0064]
In the demultiplexer 274, the upstream received signal is demultiplexed into a route to the electro-optical converter 28 and a route to the detector 275, respectively. Of these, the uplink received signal output to the route of the detector 275 is detected by the detector 275, and the signal strength of the uplink received signal is measured.
Similarly to the detector 146 in the variable gain amplifier 104 used in the uplink communication, the detector 275 applies the method of detecting the peak value of the uplink received signal, and the signal intensity of the peak value of the uplink received signal is determined by the above detection method. It measures and outputs a signal of a voltage value corresponding to the signal strength to the gain controller 276.
[0065]
The gain controller 276 determines a gain value in the variable attenuator 272 based on the output voltage value of the signal output from the detector 275, and variably attenuates a control signal for adjusting the gain value to the determined gain value. Output to the detector 272. In determining the gain value, the gain controller 276 determines the gain value so that the downlink received signal has an optimum input level to the electro-optical converter 28.
[0066]
Here, a method of determining the gain value in the gain controller 276 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the signal strength of the input signal and the signal strength of the output signal in the variable gain amplifier 27 used in the uplink communication of the amplification device. In the graph of FIG. 5, the horizontal axis represents the input signal strength, that is, the signal strength of the uplink received signal input to the detector 275, and the vertical axis represents the output signal strength, that is, the strength of the amplified uplink received signal after gain control. Represents.
[0067]
As described in the problem, the mobile terminal has a power control function of controlling transmission power so that the reception level of the radio signal at the base station or the relay amplification device is constant. When the number increases, the number of radio waves increases, and the input level of the radio signal in the base station or the relay amplification device increases, so that the power control function cannot be reached. Communication quality in telephone communication deteriorates.
[0068]
For this reason, in order to solve the above problem, the present amplifying device uses the variable gain amplifier 27 in the slave station device 2 to perform gain control based on the signal strength of the uplink received signal and amplify the uplink received signal. In the variable gain amplifying device 27, the gain control is realized by determining the gain value of the variable attenuator 272 using the detector 275 and the gain controller 276.
[0069]
In determining a new gain value of the variable attenuator 272, the gain controller 276 refers to the voltage value of the signal from the detector, and if the voltage value is equal to or less than a specified value, the gain value is set to a constant value. If it is larger, the gain value is increased or decreased according to the magnitude of the voltage value.
The gain control will be described with reference to FIG. 5. The gain controller 276 determines that the signal strength of the uplink reception signal is equal to or less than a specified value, that is, in a fixed gain region, based on the voltage value of the signal from the detector 275. When it is determined, the gain value of the variable attenuator 272 is set to the initial set value, and the gain value is not adjusted. For this reason, in the variable attenuator 272, the uplink received signal is attenuated by a fixed gain value, so that the output signal strength is proportional to the input signal strength.
[0070]
When it is determined that the signal strength of the uplink received signal is larger than the specified value, that is, in the variable gain region, the gain controller 276 increases or decreases the gain value of the variable attenuator 272 according to the magnitude of the signal strength. That is, when the signal strength increases, the gain value is increased to increase the attenuation rate, and when the signal strength occurs, the gain value is decreased to suppress the attenuation rate.
The gain controller 276 determines a new gain value by the above method, and outputs a control command to the variable attenuator 272 to adjust the gain value to the determined gain value.
Since the gain controller 276 determines the gain value so that the downlink received signal has the optimum input level to the electro-optical converter 28, the variable attenuator 272 adjusts the gain value and sets a new gain value. , The output signal intensity becomes a constant value. The above is the method of determining the gain value in the gain controller 276.
[0071]
In FIG. 4, based on a control command from the gain controller 276, the variable attenuator 272 performs gain control for adjusting a gain value and setting a new gain value. Thereafter, the variable gain amplifier 27 performs an attenuation process on the uplink received signal by the variable attenuator 272 in accordance with the gain value after the control, and the duplexer 274 increases the optimal input level to the electro-optical converter 28. A received signal is output.
[0072]
By the above-described operation, the variable gain amplifier 27 changes the communication signal from the mobile terminal according to the signal strength of the signal, similarly to the variable gain amplifiers 104-1 to 104-n of the master station device 1 used in the downlink communication. Since the amplification is performed with the gain variable, it is possible to prevent the uplink received signal from being excessively amplified and to amplify the signal to an optimum input level for the optical transmission system.
[0073]
In FIG. 3, the amplified upstream received signal output from the variable gain amplifier 27 is output to the electro-optical converter 28. The electro-optical converter 106 converts the upstream reception signal into an optical signal and transmits the optical signal to the master station device 1 via the optical cable.
[0074]
The upstream received signal, which is an optical signal that has reached the master station device 1, is converted into an electric signal by the photoelectric converter 107 and output to the distributor 108. Distributor 108 distributes and outputs the uplink reception signal to variable gain amplifiers 109-1 to 109-n provided for each communication carrier.
The variable gain amplifiers 109-1 to 109-n perform gain control for adjusting a gain value based on the signal strength of the input uplink received signal, amplify the received signal based on the adjusted gain value, and To the corresponding filters 110-1 to 110-n.
The variable gain amplifiers 109-1 to 109-n perform gain control so as to have a level necessary for wireless transmission to a base station of a corresponding communication carrier. Therefore, the uplink received signals input to the variable gain amplifiers 109-1 to 109-n all have the same contents, but the initially set gain value and the gain value adjusted by the signal strength of the uplink received signal are , For each variable gain amplifier.
[0075]
The uplink reception signals amplified by the variable gain amplifiers 109-1 to 109-n are output to the corresponding filters 110-1 to 110-n. The filters 110-1 to 110-n are provided for each base station of each communication carrier to be communicated, and the uplink reception signals output to each of the filters 110-1 to 110-n correspond to the corresponding communication business. Only the components in the frequency band used by the user are transmitted and output to the corresponding antennas 112-1 to 112-n. As described above, the filters 110-1 to 110-n extract the components of the frequency band used by the corresponding communication carrier from the uplink reception signal and output the extracted components to the antennas 112-1 to 112-n. , Antennas 112-1 to 112-n can wirelessly transmit an uplink reception signal in a desired frequency band to a base station of a communication carrier to be communicated.
[0076]
The antennas 112-1 to 112-n transmit the radio signals to the corresponding communication carrier base stations by converting the downlink reception signals into radio signals and emitting the radio signals. The base station of each communication carrier can receive a radio signal of a predetermined frequency band wirelessly transmitted from the master station device 1. The above is the operation of the present amplifying apparatus in uplink communication.
[0077]
In the present amplifying apparatus, the master station device 1 may be connected to the plurality of slave station devices 2 via an optical cable to perform bidirectional communication with the plurality of slave station devices 2. In this case, as a configuration used for downlink communication, an optical distributor for distributing an optical signal is provided after the electro-optical converter 106 of the master station device 1, and the optical distributor is connected to the slave station device 2 by an optical cable. There is a need to.
In addition, as a configuration used in uplink communication, a photoelectric converter 107 is provided for the slave station device in the master station device 1, and an uplink reception signal from each slave station device is provided between the photoelectric converter 107 and the distributor 108. It is necessary to provide a synthesizer for synthesizing.
[0078]
Further, antennas 101-1 to 101-n used for downlink communication and masters 112-1 to 112-n used for uplink communication in master station device 1 may be shared by n antennas. Similarly, the antenna 24 used for downlink communication and the antenna 25 used for uplink communication in the slave station device 2 may be shared by one antenna.
[0079]
Further, the configuration of variable gain amplifier 109 used in uplink communication of master station apparatus 1 may be the same as variable gain amplifier 104 used in downlink communication, and a detector may be shared by each variable gain amplifier. Since the detector 146 in the variable gain amplifier 104 outputs a signal having a voltage value according to the signal strength of the input signal, such a configuration is possible.
[0080]
As described above, according to the present amplification device, the frequency band component used by each communication carrier is separated from the signal received from the base station by the master station device that performs wireless communication with the base stations of the plurality of communication carriers. And a variable gain amplifier that amplifies the signal by adjusting a gain value so as to have an optimum input level to the electro-optical converter based on the signal strength of the separated signal output from the filter. A signal from each operator is provided at the front stage of the electro-optical signal converter for each base station of the operator, and the signals amplified by the gain amplifiers are combined and output to the electro-optical signal converter. Can be amplified to an optimum level and input to the electro-optical converter, so that there is an effect that good communication quality can be maintained in downlink communication.
[0081]
Also, the slave station device measures the signal strength of the signal received from the mobile terminal, and adjusts the gain value so that the optimum input level to the photoelectric converter is obtained when the strength exceeds a specified value. By providing a variable gain amplifier for amplifying the signal at the previous stage of the electro-optical converter, even if the number of mobile terminals during a call increases and the level of the received signal increases, the signal from the mobile terminal is converted to an electro-optical signal. Since the signal can be amplified to an optimum level for the device and input to the electro-optical signal converter, there is an effect that good communication quality can be maintained even in uplink communication.
[0082]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a relay amplification device, a master station device that performs wireless communication with a base station by different frequency bands, and a slave station device that performs wireless communication with a communication terminal in a blind spot, The master station device and the slave station device are connected by an optical cable, and the master station device separates a signal received from the base station for each frequency band, and performs an optimal input for optical transmission based on the signal strength of each separated signal. The separated signals are amplified by adjusting the amplification gain so that the level becomes the same, and the separated signals are combined, optically converted, and optically transmitted to the slave station device via an optical cable. Since the relay amplifying device converts the optically transmitted signal into an electric signal, amplifies the signal, and wirelessly transmits the signal to the communication terminal, the communication quality is improved in the downlink communication between the base stations of the plurality of communication carriers and the communication terminal. There is an effect that can be kept.
[0083]
Further, according to the present invention, in a relay amplification device, a master station device that performs wireless communication with a base station using different frequency bands and a slave station device that performs wireless communication with a communication terminal in a blind spot are provided. The master station device and the slave station device are connected by an optical cable, and the slave station device adjusts the amplification gain so as to have an optimum input level for optical transmission based on the strength of the signal received from the communication terminal. Amplify the signal, optically convert the signal, and perform optical transmission to the master station device via an optical cable.The master station device converts the optically transmitted signal into electrical signals and distributes the signals for each frequency band. And amplifying each signal after distribution by adjusting the amplification gain based on the intensity of the signal, further transmitting each signal after distribution in the corresponding frequency band, and wirelessly transmitting the signal to the base station. , Between base stations of multiple carriers and communication terminals There is an effect that can keep the communication quality satisfactory in uplink communication.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a configuration used in downlink communication of a relay amplification device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration block diagram of a variable gain amplifier 104 used in a master station device 1 of the relay amplification device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a configuration used in uplink communication of the relay amplification apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration block diagram of a variable gain amplifier 27 used in the slave station device 2 of the relay amplification device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the signal strength of an input signal and the signal strength of an output signal in a variable gain amplifier 27 used in uplink communication of the relay amplifying device according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Master station apparatus, 2 ... Child station apparatus, 21, 107 ... Opto-electric converter, 22, 142, 144, 271, 273 ... Amplifier, 24, 25, 101, 112 ... Antenna, 27, 104, 109 ... Variable Gain amplifier, 28, 106: electro-optical converter, 103, 110, 141: filter, 105: combiner, 108: distributor, 143, 272: variable attenuator, 145, 274: duplexer, 146, 275 ... Detector, 147, 276 ... gain controller

Claims

A master station device that performs wireless communication with a base station by different frequency bands, and a slave station device that performs wireless communication between communication terminals located in a blind spot, the master station device and the slave station device, Connected by an optical cable,
The master station device separates a signal received from the base station for each frequency band, and adjusts an amplification gain so as to be an optimum input level for optical transmission based on the signal strength of each separated signal. Amplify each signal after separation, further combine each signal after the separation, perform optical conversion, and perform optical transmission to the slave station device via the optical cable,
The relay station device, wherein the slave station device electrically converts and amplifies the optically transmitted signal, and wirelessly transmits the signal to the communication terminal.

A master station device that performs wireless communication with a base station by different frequency bands, and a slave station device that performs wireless communication between communication terminals located in a blind spot, the master station device and the slave station device, Connected by an optical cable,
The slave station device amplifies the signal by adjusting an amplification gain so as to have an optimum input level for optical transmission based on the intensity of the signal received from the communication terminal, amplifies the signal, and optically converts the signal to the master. Perform optical transmission to the station device via the optical cable,
The master station device electrically converts the optically transmitted signal and distributes the signal for each frequency band, amplifies the gain of amplification based on the strength of each signal after distribution, and amplifies each signal after distribution. And a relay amplifying apparatus for transmitting the radio signals to the base station by transmitting each signal after the distribution in a corresponding frequency band.

3. A relay amplifying device, wherein the functions of the relay amplifying device according to claim 1 and 2 are integrated.

The master station device is provided with a filter that transmits a component of a frequency band used in wireless communication with the base station for a signal received from the base station, and is provided corresponding to the filter, and is output from the corresponding filter. A variable gain amplifier for measuring the signal strength, adjusting the gain value so as to be an optimum input level for optical transmission based on the measurement result, and amplifying the signal, is provided at a front stage of the optical cable for each frequency band. ,
4. The repeater amplifier according to claim 1, wherein a combiner for combining signals from the variable gain amplifiers is provided at a stage preceding the optical cable.

The slave station device measures the strength of a signal received from the communication terminal, and adjusts a gain value so as to be an optimum input level for optical transmission based on the measurement result, and a variable gain amplifier that amplifies the signal is provided at a front stage of the optical cable. Provided in
4. The relay amplification device according to claim 2, wherein the master station device includes a distributor for distributing the electrical converted signal from the slave station device for each frequency band.