[go: up one dir, main page]

JP2018011184A - Receiver, antenna system, reception front end of receiver, radio signal reception method - Google Patents

Receiver, antenna system, reception front end of receiver, radio signal reception method Download PDF

Info

Publication number
JP2018011184A
JP2018011184A JP2016138773A JP2016138773A JP2018011184A JP 2018011184 A JP2018011184 A JP 2018011184A JP 2016138773 A JP2016138773 A JP 2016138773A JP 2016138773 A JP2016138773 A JP 2016138773A JP 2018011184 A JP2018011184 A JP 2018011184A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
reception
received signal
amplifier
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016138773A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6874291B2 (en
Inventor
拓志 望月
Takuji Mochizuki
拓志 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2016138773A priority Critical patent/JP6874291B2/en
Publication of JP2018011184A publication Critical patent/JP2018011184A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6874291B2 publication Critical patent/JP6874291B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Noise Elimination (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

【課題】無線信号の受信機において所望の耐妨害波性能を実現しつつ受信感度の切り替えが可能とすること【解決手段】受信機RX1は、受信信号RSを受信する受信フロントエンド10と、受信信号RSを復調する受信復調部20と、を有する。受信フロントエンド10は、BPF12、方向性結合器13、遅延器14及びLNA16を有する。方向性結合器13は、BPF12でフィルタリングされた受信信号RSが入力され、受信信号RSを、スルー経路を通過する第1の受信信号と、結合経路を通過する第2の受信信号と、に分割する。遅延器14は、第1の受信信号に遅延を与える。LNA16は、遅延器14を介して入力する第1の受信信号及び第2の受信信号のいずれかを増幅し、増幅した復調信号DSを受信復調部20に出力する。【選択図】図3A receiver RX1 is capable of switching reception sensitivity while realizing desired anti-jamming wave performance in a radio signal receiver. A receiver RX1 includes a reception front end 10 for receiving a reception signal RS, A reception demodulator 20 that demodulates the signal RS. The reception front end 10 includes a BPF 12, a directional coupler 13, a delay device 14, and an LNA 16. The directional coupler 13 receives the received signal RS filtered by the BPF 12, and divides the received signal RS into a first received signal that passes through the through path and a second received signal that passes through the combined path. To do. The delay device 14 gives a delay to the first received signal. The LNA 16 amplifies either the first reception signal or the second reception signal input via the delay device 14 and outputs the amplified demodulated signal DS to the reception demodulation unit 20. [Selection] Figure 3

Description

本発明は受信機、アンテナシステム、受信機の受信フロントエンド、無線信号の受信方法に関する。   The present invention relates to a receiver, an antenna system, a reception front end of the receiver, and a radio signal reception method.

スマートフォンや携帯電話と基地局との間の通信に、受信側と送信側とが複数のアンテナを用いて送受信を行うMIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)の導入が検討されている。このようなMIMOにおいては、ビームフォーミングを伴う複数のアンテナアレイで構成されるアクティブアンテナシステムを、基地局に導入することが検討されている。この場合には、基地局エリアのトラフィック要求に依存して、基地局がマクロ(Macro)装置として動作する場合(Wide Area:以下、ワイドエリア)と、スモールセル(Small Cell)用途として動作する場合(Local Area:以下、ローカルエリア)とが想定される。   The introduction of MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) in which communication is performed between a receiving side and a transmitting side using a plurality of antennas for communication between a smartphone or a mobile phone and a base station is being studied. In such MIMO, introduction of an active antenna system composed of a plurality of antenna arrays accompanied by beam forming into a base station is being studied. In this case, depending on the traffic requirements of the base station area, the base station operates as a macro device (Wide Area: hereinafter, wide area) and operates as a small cell (small cell) application. (Local Area: hereinafter, a local area) is assumed.

ワイドエリアでは、端末と基地局との間の距離が遠いため、例えばビームフォーミングを用いて、1又は少数の端末に送信信号を送信する。ローカルエリアでは、基地局は、複数の端末との間で同時に送受信を行う。この場合でも、ビームフォーミングを活用して、各端末に効率的に送信ビームを送出することも可能である。ワイドエリアの場合、基地局が端末から受信する無線信号の電力が小さいため、ローカルエリアの場合と比べて、高い受信感度が必要である。一方、妨害波による影響はローカルエリアよりも小さいため、ローカルエリアに比べて、耐妨害波性能は緩和できる。このような受信感度と耐妨害波性能とについては、3GPP(Third Generation Partnership Project)のTS(Technical Specification:技術仕様書)36.104において、規格が定められている。   In the wide area, since the distance between the terminal and the base station is long, a transmission signal is transmitted to one or a small number of terminals using, for example, beam forming. In the local area, the base station transmits and receives simultaneously with a plurality of terminals. Even in this case, it is possible to efficiently transmit a transmission beam to each terminal by utilizing beam forming. In the wide area, since the power of the radio signal received by the base station from the terminal is small, higher reception sensitivity is required than in the local area. On the other hand, since the influence by the jamming wave is smaller than that of the local area, the anti-jamming wave performance can be relaxed compared to the local area. Standards for such reception sensitivity and anti-jamming wave performance are defined in 3GPP (Third Generation Partnership Project) TS (Technical Specification) 36.104.

1つの基地局でワイドエリア及びローカルエリアの両方に対応するためには、上述の通り、受信感度及び耐妨害波性能を切り替える機能を有していることが好ましい。例えば、受信感度を切り替え可能な受信機が既に提案されている(特許文献1〜3)。   In order to cope with both a wide area and a local area with one base station, it is preferable to have a function of switching reception sensitivity and anti-jamming wave performance as described above. For example, a receiver capable of switching the reception sensitivity has already been proposed (Patent Documents 1 to 3).

特許文献1には、相互変調規格を満たすように利得制御を行う受信機が提案されている。この受信機は、1段目の低雑音増幅器(Low Noise Amplifier:以下、LNA)及び2段目のLNAが設けられ、受信機の信号処理部での相互変調の検出結果を用いて、受信レベルに応じて各LNAの利得を切り替え、所定の適切な利得を設定する。これにより、相互変調規格を満たしつつLNAの利得、すなわち受信感度を満たすことができる。   Patent Document 1 proposes a receiver that performs gain control so as to satisfy the intermodulation standard. This receiver is provided with a first stage low noise amplifier (hereinafter referred to as LNA) and a second stage LNA, and uses the detection result of the intermodulation in the signal processing unit of the receiver to determine the reception level. The gain of each LNA is switched according to the above and a predetermined appropriate gain is set. Thereby, the LNA gain, that is, the reception sensitivity can be satisfied while satisfying the intermodulation standard.

特許文献2には、前段のLNAと後段のLNAとの間に帯域フィルタが挿入され、かつ、前段LNAの前後に挿入された2つのスイッチを開閉することで、前段のLNAをバイパスすることができる受信機が提案されている。この受信機では、前段LNAをバイパスすることで受信感度の切り替えが可能である。   In Patent Document 2, a band-pass filter is inserted between a front-stage LNA and a rear-stage LNA, and the front-stage LNA can be bypassed by opening and closing two switches inserted before and after the front-stage LNA. Possible receivers have been proposed. In this receiver, the reception sensitivity can be switched by bypassing the previous stage LNA.

特許文献3には、2個スイッチを切り替えることで、LNAの前段に高周波減衰器の挿入、切り離しを選択できる受信機が提案されている。これによれば、高周波減衰器の挿入によりLNAの受信利得が低下するので、受信感度を切り替えることができる。   Patent Document 3 proposes a receiver capable of selecting insertion and removal of a high-frequency attenuator at the front stage of the LNA by switching two switches. According to this, since the reception gain of the LNA is reduced by the insertion of the high frequency attenuator, the reception sensitivity can be switched.

他にも、受信した信号を強度が異なる2つの信号に分岐し、分岐後の2つの信号をそれぞれ異なるLNAに入力する受信機が提案されている(特許文献4)。   In addition, there has been proposed a receiver that branches a received signal into two signals having different intensities and inputs the two signals after branching into different LNAs (Patent Document 4).

特開2000−174650号公報JP 2000-174650 A 特開2011−211731号公報JP 2011-211731 A 特開2006−129292号公報JP 2006-129292 A 特開2000−137071号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-137071

ところが、上述の手法には、以下に示す問題点が存在する。特許文献1では、LNAの利得を切り替えるので、LNAの飽和特性も変化してしまう。つまり、ローカルエリアに対応させるためにLNAの利得を低下させると、LNAの飽和特性も低下するため、耐妨害波性能まで低下してしまうという問題がある。   However, the above-described method has the following problems. In Patent Document 1, since the LNA gain is switched, the saturation characteristic of the LNA also changes. In other words, when the LNA gain is reduced in order to cope with the local area, the saturation characteristic of the LNA is also reduced, and there is a problem that the anti-jamming wave performance is lowered.

特許文献2では、後段LNAの利得を切り替えることはできないので、帯域フィルタ以降の受信雑音指数を切り替えることができない。換言すれば、ワイドエリア及びローカルエリアの両方に対応できるように耐妨害波性能を切り替えることができないという問題がある。   In Patent Document 2, since the gain of the latter-stage LNA cannot be switched, the reception noise figure after the bandpass filter cannot be switched. In other words, there is a problem that the anti-jamming wave performance cannot be switched so as to be compatible with both the wide area and the local area.

特許文献3では、LNAの飽和特性は変化しないものの、LNA前段の2個のスイッチによる損失が生じる。そのため、受信雑音指数及び受信感度が大きく劣化してしまうという問題が有る。   In Patent Document 3, although the saturation characteristics of the LNA do not change, a loss occurs due to the two switches in the previous stage of the LNA. Therefore, there is a problem that the reception noise figure and reception sensitivity are greatly deteriorated.

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、無線信号の受信機において所望の耐妨害波性能を実現しつつ受信感度の切り替えが可能とすることである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to enable switching of reception sensitivity while achieving desired anti-jamming wave performance in a radio signal receiver. .

本発明の一態様である受信機は、無線信号を受信信号として受信する受信フロントエンドと、前記受信フロントエンドで受信された前記受信信号を復調する復調部と、を備え、前記受信フロントエンドは、前記受信信号が入力される帯域フィルタと、前記帯域フィルタでフィルタリングされた受信信号が入力され、前記受信信号を、スルー経路を通過する第1の受信信号と、結合経路を通過する第2の受信信号と、に分割する第1の方向性結合器と、前記第1の受信信号に遅延を与える遅延器と、前記遅延器を介して入力する前記第1の受信信号、及び、前記第2の受信信号のいずれかを増幅し、増幅した信号を前記復調部に出力する増幅器と、を備えるものである。   A receiver according to an aspect of the present invention includes a reception front end that receives a radio signal as a reception signal, and a demodulation unit that demodulates the reception signal received by the reception front end. , A band filter to which the reception signal is input, a reception signal filtered by the band filter, and a first reception signal that passes through the through path and a second path that passes through the coupling path. A first directional coupler that divides the received signal, a delay device that delays the first received signal, the first received signal that is input via the delay device, and the second And an amplifier for amplifying one of the received signals and outputting the amplified signal to the demodulator.

本発明の一態様である受信機の受信フロントエンドは、受信信号が入力される帯域フィルタと、前記帯域フィルタでフィルタリングされた受信信号が入力され、前記受信信号を、スルー経路を通過する第1の受信信号と、結合経路を通過する第2の受信信号と、に分割する方向性結合器と、前記第1の受信信号に遅延を与える遅延器と、前記遅延器を介して入力する前記第1の受信信号、及び、前記第2の受信信号のいずれかを増幅し、増幅した信号を出力する増幅器と、を備えるものである。   A reception front end of a receiver according to one aspect of the present invention is configured to receive a band filter to which a reception signal is input, a reception signal filtered by the band filter, and pass the reception signal through a through path. Received signal, a second received signal passing through a coupling path, a directional coupler that divides the received signal, a delay unit that delays the first received signal, and the first input through the delay unit. And an amplifier that amplifies one of the first received signal and the second received signal and outputs the amplified signal.

本発明の一態様である無線信号の受信方法は、受信信号に帯域フィルタを通過させ、前記帯域フィルタでフィルタリングされた受信信号を、方向性結合器により、スルー経路を通過する第1の受信信号と、結合経路を通過する第2の受信信号と、に分割し、前記第1の受信信号に遅延を与え、遅延された前記第1の受信信号、及び、前記第2の受信信号のいずれかを増幅し、増幅された信号を復調するものである。   According to another aspect of the present invention, there is provided a wireless signal reception method, wherein a reception signal is passed through a bandpass filter, and the reception signal filtered by the bandpass filter is passed through a through path by a directional coupler. And a second received signal that passes through the coupling path, and delays the first received signal, and the delayed one of the first received signal and the second received signal And the demodulated signal is demodulated.

本発明によれば、無線信号の受信機において所望の耐妨害波性能を実現しつつ受信感度の切り替えが可能となる。   According to the present invention, it is possible to switch reception sensitivity while realizing desired anti-jamming wave performance in a radio signal receiver.

実施の形態1にかかるアンテナシステムの構成を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a configuration of an antenna system according to a first exemplary embodiment. 実施の形態1にかかる受信機の構成を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a receiver according to a first exemplary embodiment. 実施の形態1にかかる受信機の基本的構成を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically illustrating a basic configuration of a receiver according to a first exemplary embodiment. 実施の形態1にかかる受信復調部の構成を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a reception demodulation unit according to the first exemplary embodiment. ローカルエリア基地局と端末との通信を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically communication with a local area base station and a terminal. ワイドエリア基地局と端末との通信を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically communication with a wide area base station and a terminal. 望波、搬送波、1RB変調波及び干渉波を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a desired wave, a carrier wave, 1RB modulated wave, and an interference wave. ワイドエリア及びローカルエリアでのIIP3を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically IIP3 in a wide area and a local area. ワイドエリアの場合の受信機を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the receiver in the case of a wide area. ローカルエリアの場合の受信機を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the receiver in the case of a local area. 実施の形態2にかかる受信機の構成を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a receiver according to a second exemplary embodiment. ワイドエリアの場合の受信機を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the receiver in the case of a wide area. ローカルエリアの場合の受信機を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the receiver in the case of a local area.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as necessary.

実施の形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に、実施の形態1にかかるアンテナシステム100の構成を模式的に示す。アンテナシステム100は、アンテナA1〜An、受信機RX1_1〜RX1_n、信号処理部1、キャリブレーション信号送信機2及び分配器3を有する。nは2以上の整数である。
Embodiment 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a configuration of an antenna system 100 according to the first embodiment. The antenna system 100 includes antennas A1 to An, receivers RX1_1 to RX1_n, a signal processing unit 1, a calibration signal transmitter 2, and a distributor 3. n is an integer of 2 or more.

言うまでもないが、アンテナシステム100は、無線信号の受信のみならず、無線信号の送信を行うことが可能である。但し、以下の説明及び参照する図面では、アンテナシステム100での無線信号の受信機能に着目するため、無線信号の送信にかかる構成については省略している。   Needless to say, the antenna system 100 can transmit not only radio signals but also radio signals. However, in the following description and the drawings to be referred to, in order to pay attention to the reception function of the radio signal in the antenna system 100, the configuration related to the transmission of the radio signal is omitted.

アンテナシステム100は、例えばマッシブMIMO(Massive MIMO:Massive Multi Input Multi Output)システムに適用可能である。この用途においては、アンテナシステム100は、送出する送信信号のビームフォーミングを行うアクティブアンテナシステムとして構成することも可能である。   The antenna system 100 is applicable to, for example, a massive MIMO (Massive MIMO: Massive Multi Input Multi Output) system. In this application, the antenna system 100 can be configured as an active antenna system that performs beam forming of a transmission signal to be transmitted.

受信機RX1_1〜RX1_nは、それぞれアンテナA1〜Anを介して無線信号を受信し、受信信号RSを復調した復調信号DS1〜DSnを信号処理部1へ出力する。   The receivers RX1_1 to RX1_n receive radio signals via the antennas A1 to An, respectively, and output demodulated signals DS1 to DSn obtained by demodulating the received signal RS to the signal processing unit 1.

信号処理部1は、受け取った復調信号DS1〜DSnに所定に信号処理を行い、受信すべき情報を抽出する。例えば、アンテナシステム100がマッシブMIMOに適用される場合、同一周波数で複数の端末(不図示)から出力された無線信号がアンテナA1〜Anによって受信される。受信機RX1_1〜RX_nのそれぞれは、受け取った無線信号を所定の周波数において復調(例えば直交復調)し、復調信号DS1〜DSnを出力する。復調信号DS1〜DSnは、各端末とアンテナA1〜Anのそれぞれとの間で互いに異なる伝搬経路を経て受信されるので、異なる振幅及び位相を有している。信号処理部1は、DS1〜DSnに対してキャリブレーション補正器CC1〜CCnで取得した各受信系の振幅ばらつき及び位相ばらつきの逆特性を加算することにより、各受信系の振幅特性及び位相特性を同じキャリブレーション補正器内で除去し、その後に復調器に入力することで、各端末から各アンテナA1〜Anへの伝搬経路の振幅及び位相を復調器で抽出する事ができる。この処理は、アップリンクサウンディング(Uplink Sounding)と称される。また、端末毎の伝搬経路の振幅及び位相を含む伝搬係数を行列式としてまとめ、その行列式の逆行列を演算し、各端末に向けてのダウンリンク送信信号に対してその逆行列を重み付け乗算した信号を、アンテナA1〜Anを介して送出、放射することにより、各アンテナから各端末への伝搬係数は等価的に相殺される。その結果、複数の端末に対してダウンリンクビームフォーミング(Down Link Beamforming)が行われることとなる。   The signal processing unit 1 performs predetermined signal processing on the received demodulated signals DS1 to DSn, and extracts information to be received. For example, when the antenna system 100 is applied to massive MIMO, radio signals output from a plurality of terminals (not shown) at the same frequency are received by the antennas A1 to An. Each of the receivers RX1_1 to RX_n demodulates the received radio signal at a predetermined frequency (for example, quadrature demodulation), and outputs demodulated signals DS1 to DSn. The demodulated signals DS1 to DSn are received via different propagation paths between each terminal and each of the antennas A1 to An, and thus have different amplitudes and phases. The signal processing unit 1 adds the amplitude characteristics and phase characteristics of each receiving system by adding the inverse characteristics of the amplitude variation and phase variation of each receiving system acquired by the calibration correctors CC1 to CCn to DS1 to DSn. By removing in the same calibration corrector and then inputting to the demodulator, the amplitude and phase of the propagation path from each terminal to each antenna A1 to An can be extracted by the demodulator. This process is referred to as uplink sounding. Also, the propagation coefficients including the amplitude and phase of the propagation path for each terminal are summarized as a determinant, the inverse matrix of the determinant is calculated, and the inverse matrix is weighted and multiplied to the downlink transmission signal for each terminal. By transmitting and radiating the received signal via the antennas A1 to An, the propagation coefficient from each antenna to each terminal is equivalently canceled. As a result, downlink beam forming is performed on a plurality of terminals.

また、信号処理部1は、受信機RX1_1〜RX1_nのそれぞれに制御信号を供給することで、受信機RX1_1〜RX1_nの動作を制御することができる。   The signal processing unit 1 can control the operations of the receivers RX1_1 to RX1_n by supplying control signals to the receivers RX1_1 to RX1_n.

アンテナシステム100では、受信機RX1_1〜RX1_nのそれぞれの受信特性を均一化するため、例えば受信機RX1_1〜RX1_nの利得のキャリブレーションを行うことが可能に構成される。この場合、信号処理部1は、上述した制御信号を受信機RX1_1〜RX1_nに与えることで、受信機RX1_1〜RX1_nの利得を調整してもよい。   The antenna system 100 is configured to be able to calibrate the gains of the receivers RX1_1 to RX1_n, for example, in order to equalize the reception characteristics of the receivers RX1_1 to RX1_n. In this case, the signal processing unit 1 may adjust the gains of the receivers RX1_1 to RX1_n by giving the above-described control signals to the receivers RX1_1 to RX1_n.

以下、アンテナシステム100におけるキャリブレーション動作について説明する。キャリブレーションにあたっては、キャリブレーション信号送信機2は、キャリブレーション用のダミーの受信信号として、キャリブレーション信号CALを出力する。キャリブレーション信号CALは、分配器3によって受信機RX1_1〜RX1_nに均等に分配される。そして、受信機RX1_1〜RX1_nは、受け取ったキャリブレーション信号CALを復調した信号を、信号処理部1に出力する。   Hereinafter, the calibration operation in the antenna system 100 will be described. In calibration, the calibration signal transmitter 2 outputs a calibration signal CAL as a dummy reception signal for calibration. The calibration signal CAL is evenly distributed by the distributor 3 to the receivers RX1_1 to RX1_n. Then, the receivers RX1_1 to RX1_n output a signal obtained by demodulating the received calibration signal CAL to the signal processing unit 1.

なお、ここでは説明の簡略化のため、信号処理部1の構成については、キャリブレーションに必要なもののみ表示している。信号処理部1は、受信機RX1_1〜RX1_nのそれぞれから受け取った復調信号を評価するキャリブレーション補正器CC1〜CCnを有する。キャリブレーション補正器CC1〜CCnは、受け取った復調信号を解析し、受信機RX1_1〜RX1_nを通過した際の復調信号の振幅と位相とが所定範囲に収まっているかを判定する。そして、受信機RX1_1〜RX1_nを通過した際の復調信号の振幅と位相が所定範囲に収まっていない場合、全受信機の振幅のばらつき及び位相のばらつきを均一化するめ、振幅特性及び位相特性の逆特性を生成させ、キャリブレーション補正器CC1〜CCn内で復調信号DS1〜DSnのそれぞれに加算することで、全受信機の通過信号の振幅と位相とを均一化する。   Here, for simplification of description, only the configuration necessary for calibration is displayed as the configuration of the signal processing unit 1. The signal processing unit 1 includes calibration correctors CC1 to CCn that evaluate demodulated signals received from the receivers RX1_1 to RX1_n. The calibration correctors CC1 to CCn analyze the received demodulated signals and determine whether the amplitude and phase of the demodulated signals when passing through the receivers RX1_1 to RX1_n are within a predetermined range. If the amplitude and phase of the demodulated signal when passing through the receivers RX1_1 to RX1_n are not within a predetermined range, the amplitude characteristics and the phase characteristics are reversed in order to equalize the amplitude variations and phase variations of all receivers. A characteristic is generated and added to each of the demodulated signals DS1 to DSn in the calibration correctors CC1 to CCn, so that the amplitudes and phases of the passing signals of all receivers are made uniform.

次いで、受信機RX1_1〜RX1_nについて説明する。受信機RX1_1〜RX1_nは、受信感度を切り替え可能な受信機として構成される。受信機RX1_1〜RX1_nは同様の構成を有するので、共通構成を有する受信機RX1について説明する。図2に、受信機RX1の構成を模式的に示す。また、図3に、受信機RX1の基本的構成を模式的に示す。受信機RX1は、受信フロントエンド10及び受信復調部20を有する。   Next, the receivers RX1_1 to RX1_n will be described. The receivers RX1_1 to RX1_n are configured as receivers whose reception sensitivity can be switched. Since the receivers RX1_1 to RX1_n have the same configuration, the receiver RX1 having a common configuration will be described. FIG. 2 schematically shows the configuration of the receiver RX1. FIG. 3 schematically shows a basic configuration of the receiver RX1. The receiver RX1 includes a reception front end 10 and a reception demodulation unit 20.

受信フロントエンド10は、方向性結合器11、バンドパスフィルタ(Band Pass Filter:以下、BPFと記載する)12、方向性結合器13、遅延器14、スイッチ15、及び、低雑音増幅器(Low Noise Amplifier:以下、LNAと記載する)16を有する。   The reception front end 10 includes a directional coupler 11, a band pass filter (hereinafter referred to as BPF) 12, a directional coupler 13, a delay device 14, a switch 15, and a low noise amplifier (Low Noise). (Amplifier: hereinafter referred to as LNA) 16.

方向性結合器11は、アンテナとBPF12との間に挿入され、アンテナを介して受信した受信信号RSは、方向性結合器11のスルー経路を通過してBPF12に入力される。また、上述のキャリブレーション動作を行う場合には、分配器3からのキャリブレーション信号CALが方向性結合器11の結合経路を介してBPF12に入力される。なお、ここでは、方向性結合器11を第2の方向性結合器とも称する。   The directional coupler 11 is inserted between the antenna and the BPF 12, and the received signal RS received via the antenna passes through the through path of the directional coupler 11 and is input to the BPF 12. When performing the above-described calibration operation, the calibration signal CAL from the distributor 3 is input to the BPF 12 through the coupling path of the directional coupler 11. Here, the directional coupler 11 is also referred to as a second directional coupler.

BPF12は、帯域フィルタとして、受信した無線信号のうち、所定以下及び所定以上の帯域をフィルタリングし、所望の帯域の受信信号を後段に出力する。   As a band filter, the BPF 12 filters a predetermined band or less and a predetermined band or more among received radio signals, and outputs a received signal of a desired band to the subsequent stage.

方向性結合器13は、BPF12の後段に設けられる。BPF12からの受信信号は、方向性結合器13のスルー経路と遅延器14を介して、又は、方向性結合器13の結合経路を介して、スイッチ15に入力される。ここでは、方向性結合器13を第1の方向性結合器とも称する。また、方向性結合器13のスルー経路を通過した受信信号を第1の受信信号とも称し、方向性結合器13の結合経路を通過した受信信号を第2の受信信号とも称する。なお、方向性結合器13のスルー経路を通過した第1の受信信号の電力は、方向性結合器13の結合経路を通過した第2の受信信号の電力よりも大きいことは言うまでもない。   The directional coupler 13 is provided at the subsequent stage of the BPF 12. The received signal from the BPF 12 is input to the switch 15 via the through path of the directional coupler 13 and the delay device 14 or via the coupling path of the directional coupler 13. Here, the directional coupler 13 is also referred to as a first directional coupler. A reception signal that has passed through the through path of the directional coupler 13 is also referred to as a first reception signal, and a reception signal that has passed through the coupling path of the directional coupler 13 is also referred to as a second reception signal. Needless to say, the power of the first received signal that has passed through the through path of the directional coupler 13 is greater than the power of the second received signal that has passed through the coupled path of the directional coupler 13.

遅延器14は、方向性結合器13のスルー経路を介して入力された受信信号に所定の遅延を与える。遅延器14が受信信号に与える遅延量は、受信機RX1に設けられる伝送線路長などに応じて、予め設定してもよい。   The delay unit 14 gives a predetermined delay to the received signal input through the through path of the directional coupler 13. The delay amount given to the received signal by the delay device 14 may be set in advance according to the transmission line length provided in the receiver RX1.

スイッチ15は、2入力1出力のスイッチとして構成され、一方の入力は方向性結合器13の結合経路と接続され、他方の入力は遅延器14と接続される。よって、スイッチ15は、遅延器14で遅延された第1の受信信号、及び、遅延器14による遅延を受けていない方向性結合器13の結合経路からの第2の受信信号のいずれかのみを、後段のLNA16に出力することとなる。   The switch 15 is configured as a two-input one-output switch, one input is connected to the coupling path of the directional coupler 13, and the other input is connected to the delay device 14. Therefore, the switch 15 receives only one of the first reception signal delayed by the delay unit 14 and the second reception signal from the coupling path of the directional coupler 13 that has not been delayed by the delay unit 14. Then, the data is output to the LNA 16 at the subsequent stage.

LNA16は、スイッチ15を介して入力する受信信号を増幅し、増幅した受信信号を受信復調部20に出力する。   The LNA 16 amplifies the reception signal input via the switch 15 and outputs the amplified reception signal to the reception demodulation unit 20.

受信復調部20は、受信フロントエンド10からの信号を復調し、復調信号DSを信号処理部1へ出力可能に構成される。図4に、実施の形態1にかかる受信復調部20の構成を模式的に示す。受信復調部20は、直交復調部21、局部発振器22、アナログベースバンドBPF23、アナログ可変利得増幅部24、アナログ−ディジタル変換器(以下、A/D変換器と記載する)25、及び、ディジタルベースバンドBPF26を有する。以下では、受信復調部を単に復調部とも称する。   The reception demodulator 20 is configured to demodulate the signal from the reception front end 10 and output the demodulated signal DS to the signal processor 1. FIG. 4 schematically illustrates the configuration of the reception demodulation unit 20 according to the first embodiment. The reception demodulator 20 includes an orthogonal demodulator 21, a local oscillator 22, an analog baseband BPF 23, an analog variable gain amplifier 24, an analog-digital converter (hereinafter referred to as an A / D converter) 25, and a digital base. It has a band BPF26. Hereinafter, the reception demodulation unit is also simply referred to as a demodulation unit.

直交復調部21は、局部発振器22が出力する局部発振信号を用いて、受信フロントエンド10から受け取った無線信号を直交復調し、復調して得られたアナログベースバンド信号を出力する。   The quadrature demodulation unit 21 performs quadrature demodulation on the radio signal received from the reception front end 10 using the local oscillation signal output from the local oscillator 22 and outputs an analog baseband signal obtained by demodulation.

アナログベースバンドBPF23は、直交復調部21が出力するアナログベースバンド信号の所定以下及び所定以上の帯域をフィルタリングし、所望の帯域のアナログベースバンド信号を抽出する。   The analog baseband BPF 23 filters a predetermined band or less and a predetermined band or more of the analog baseband signal output from the quadrature demodulator 21, and extracts an analog baseband signal of a desired band.

アナログ可変利得増幅部24は、アナログベースバンドBPF23でフィルタリングされたアナログベースバンド信号を、設定された利得にて増幅する。上述したキャリブレーションにおいては、例えば信号処理部1がアナログ可変利得増幅部24に制御信号を与えることで、利得を調整してもよい。   The analog variable gain amplifier 24 amplifies the analog baseband signal filtered by the analog baseband BPF 23 with a set gain. In the calibration described above, for example, the signal processing unit 1 may adjust the gain by giving a control signal to the analog variable gain amplification unit 24.

A/D変換器25は、アナログ可変利得増幅部24で増幅されたアナログベースバンド信号をディジタルベースバンド信号に変換する。   The A / D converter 25 converts the analog baseband signal amplified by the analog variable gain amplifier 24 into a digital baseband signal.

ディジタルベースバンドBPF26は、A/D変換器25からのディジタルベースバンド信号の所定以下及び所定以上の帯域をフィルタリングし、所望の帯域のディジタルベースバンド信号を抽出する。   The digital baseband BPF 26 filters a predetermined baseband or lower band of the digital baseband signal from the A / D converter 25 and extracts a digital baseband signal of a desired band.

次いで、アンテナシステム100での無線信号の受信について説明する。以下、アンテナシステム100が3GPP−LTE 36.104規格に準拠している場合を例として説明する。アンテナシステム100は、携帯電話やスマートフォンなどの無線通信端末の基地局に組み込まれるシステムとして用いられるが、3GPP−LTE 36.104においては、ローカルエリア基地局及びワイドエリア基地局の双方の送信/受信規格を満たすことが求められる。そのためには、ローカルエリア基地局用のシステムとワイドエリア基地局用のシステムとを別個に設けることで対応可能であるが、システムのコスト増を招いてしまう。そこで、本実施の形態にかかるアンテナシステム100では、用途に応じて受信機の受信感度を切り替え可能に構成することで、ローカルエリア及びワイドエリアのいずれにも対応可能としている。   Next, reception of a radio signal by the antenna system 100 will be described. Hereinafter, a case where the antenna system 100 conforms to the 3GPP-LTE 36.104 standard will be described as an example. The antenna system 100 is used as a system incorporated in a base station of a wireless communication terminal such as a mobile phone or a smartphone. In 3GPP-LTE 36.104, transmission / reception of both a local area base station and a wide area base station is performed. It is required to meet the standards. For this purpose, a local area base station system and a wide area base station system can be provided separately, but this increases the cost of the system. Therefore, in the antenna system 100 according to the present embodiment, it is possible to cope with both a local area and a wide area by configuring the reception sensitivity of the receiver to be switchable according to the application.

以下、ローカルエリア基地局としての通信動作の概要について説明する。図5は、ローカルエリア基地局と端末との通信を模式的に示す図である。基地局BSがローカルエリア基地局として機能する場合、ワイドエリア基地局と比較して狭い領域LAに存在する複数の端末T1〜T3に対して、同時にかつ同一周波数にて無線信号の送受信を行う。例えば、アンテナシステム100のアンテナから出力される送信信号のビームを整形することで、端末T1〜T3に対する指向性の高い信号伝送を行うことができる。アンテナシステム100が1つであるのに対して、端末は複数存在するので、アンテナシステム100からの各端末への送信出力は、アンテナシステム100の総出力を端末数で分割した値をとることとなる。このケースでは、通信距離が比較的短いので、端末の分布は比較的に密になる。また、同時にかつ同一周波数の受信信号を複数の端末から受け取ることもあるため、受信信号の相互干渉の影響が大きくなる。しかしながら、上記の通り通信距離が比較的短いため、各端末からの受信信号の強度が大きいので、要求される受信感度を緩和することができる。   The outline of the communication operation as the local area base station will be described below. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating communication between a local area base station and a terminal. When the base station BS functions as a local area base station, radio signals are transmitted and received simultaneously at the same frequency to a plurality of terminals T1 to T3 existing in a narrow area LA compared to the wide area base station. For example, by shaping the beam of the transmission signal output from the antenna of the antenna system 100, signal transmission with high directivity for the terminals T1 to T3 can be performed. Since there is a plurality of terminals while there is one antenna system 100, the transmission output from the antenna system 100 to each terminal takes a value obtained by dividing the total output of the antenna system 100 by the number of terminals. Become. In this case, since the communication distance is relatively short, the terminal distribution is relatively dense. In addition, since reception signals of the same frequency may be received from a plurality of terminals at the same time, the influence of mutual interference of the reception signals becomes large. However, since the communication distance is relatively short as described above, the received signal strength from each terminal is large, so that the required reception sensitivity can be relaxed.

次いで、ワイドエリア基地局としての通信動作の概要について説明する。図6は、ワイドエリア基地局と端末との通信を模式的に示す図である。基地局BSがワイドエリア基地局として機能する場合、ローカルエリア基地局と比較して広い領域WAに存在する複数の端末に対して、例えば1つの端末あるいは比較的少数の端末のみとの間で、無線信号の送受信を行う。このケースでも、例えば、アンテナシステム100のアンテナから出力される送信信号のビームを整形することで、端末に対する指向性の高い信号伝送を行うことができる。例えば、1つの端末のみに送信信号を出力する場合、送信出力はアンテナシステム100の総出力を端末へ向けることとなる。これにより、遠方の端末との間での通信品質を確保することが可能となる。このケースでは、受信信号を1又は少数の端末からしか受け取らないため、受信信号の相互干渉の影響は小さい。しかしながら、上記の通り通信距離が比較的長いため、端末からの受信信号の強度が小さくなるので、高い受信感度が求められる。   Next, an outline of communication operation as a wide area base station will be described. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating communication between a wide area base station and a terminal. When the base station BS functions as a wide area base station, a plurality of terminals existing in a wide area WA compared to the local area base station, for example, between one terminal or a relatively small number of terminals, Transmit and receive wireless signals. Even in this case, for example, by shaping the beam of the transmission signal output from the antenna of the antenna system 100, signal transmission with high directivity to the terminal can be performed. For example, when a transmission signal is output to only one terminal, the transmission output directs the total output of the antenna system 100 to the terminal. Thereby, it becomes possible to ensure communication quality with a distant terminal. In this case, since the received signal is received only from one or a small number of terminals, the influence of the mutual interference of the received signal is small. However, since the communication distance is relatively long as described above, the strength of the received signal from the terminal is reduced, and thus high reception sensitivity is required.

図5及び図6では、端末の数を3として説明したが、端末の数は1、2又は4以上としてもよいことは言うまでもない。   5 and 6, the number of terminals has been described as 3, but it goes without saying that the number of terminals may be 1, 2 or 4 or more.

続いて、端末からの受信信号の変調方式をSC−FDMA/FRC A1−3(QPSK:Quadrature Phase Shift Keying)とした場合の、受信機の受信性能について詳細に説明する。ここでは、受信性能のうちで最も重視すべき相互変調歪み(Inter Modulation)を評価するため、ワイドエリア及びローカルエリアの双方における所望の受信雑音指数、受信感度規格及び3次入力インターセプトポイント(以下、IIP3と表記)に着目する。   Next, the reception performance of the receiver when the modulation method of the received signal from the terminal is SC-FDMA / FRC A1-3 (QPSK: Quadrature Phase Shift Keying) will be described in detail. Here, in order to evaluate the intermodulation distortion (Inter Modulation) that should be regarded as the most important in the reception performance, a desired reception noise figure, a reception sensitivity standard, and a third-order input intercept point (hereinafter referred to as the following) in both the wide area and the local area. Pay attention to IIP3).

ここでは、相互変調歪みを評価するため、希望波Cの他に、干渉波として搬送波I1と1RB変調波I2とを受信機に入力する条件とした。図7は、希望波、搬送波、1RB変調波及び干渉波を模式的に示す図である。搬送波I1は希望波Cの高周波側端から345kHz離調しており、搬送波I1と1RB変調波I2との周波数間隔を1435kHzとした。1RB変調波I2は、180kHz帯域の変調波であり、帯域中心の周波数は、希望波Cの高周波側端から1780(=345+1435)kHz離調している。また、搬送波I1及び1RB変調波I2のそれぞれの入力レベルについては、ワイドエリアにおいて−52dBm、ローカルエリアにおいて−44dBmとした。   In this case, in order to evaluate the intermodulation distortion, in addition to the desired wave C, the conditions are such that the carrier wave I1 and the 1RB modulated wave I2 are input to the receiver as interference waves. FIG. 7 is a diagram schematically showing a desired wave, a carrier wave, a 1 RB modulated wave, and an interference wave. The carrier wave I1 is 345 kHz detuned from the high frequency side end of the desired wave C, and the frequency interval between the carrier wave I1 and the 1RB modulated wave I2 is 1435 kHz. The 1RB modulated wave I2 is a modulated wave in the 180 kHz band, and the frequency at the center of the band is detuned from the high frequency side end of the desired wave C by 1780 (= 345 + 1435) kHz. The input levels of the carrier wave I1 and the 1RB modulated wave I2 are set to -52 dBm in the wide area and -44 dBm in the local area.

この条件下においては、希望波Cのエッジから1090(=1435−345)kHzだけ低周波側の位置に、搬送波I1及び1RB変調波I2にかかる3次相互変調による干渉波IM3が現れる。干渉波の大きさ、すなわち3次相互変調歪みのレベルは、通信品質を確保するため、規格で定められた許容範囲内になければならない。   Under this condition, an interference wave IM3 due to third-order intermodulation related to the carrier wave I1 and the 1RB modulated wave I2 appears at a position on the low frequency side by 1090 (= 1435-345) kHz from the edge of the desired wave C. The magnitude of the interference wave, that is, the level of third-order intermodulation distortion, must be within an allowable range defined by the standard in order to ensure communication quality.

規格において定められた95%スループットの希望波感度はワイドエリアで−95.5dBm、ローカルエリアで−87.5dBmであるので、所要C/N(受信信号/ノイズ)を−1.15dBとすると、ワイドエリアでの許容入力換算IM3は−95.5−(−1.15)=−94.35dBm、ローカルエリアでの許容入力換算IM3は−87.5−(−1.15)=−86.35dBm、   Since the desired wave sensitivity of 95% throughput defined in the standard is -95.5 dBm in the wide area and -87.5 dBm in the local area, if the required C / N (received signal / noise) is -1.15 dB, The allowable input conversion IM3 in the wide area is −95.5-(− 1.15) = − 94.35 dBm, and the allowable input conversion IM3 in the local area is −87.5 − (− 1.15) = − 86. 35 dBm,

搬送波I1及び1RB変調波I2のそれぞれの入力レベルと許容入力換算IM3との差から求まる所望IM3のD/U(希望波/不要波)は、ワイドエリアでもローカルエリアでも同じく、下記の通り42.35dBとなる。
ワイドエリア:−52−(−94.35)=42.35dB
ローカルエリア:−44−(−86.35)=42.35dB
The D / U (desired wave / unnecessary wave) of the desired IM3 obtained from the difference between the respective input levels of the carrier wave I1 and the 1RB modulated wave I2 and the allowable input conversion IM3 is the same in the wide area and the local area as follows. 35 dB.
Wide area: −52 − (− 94.35) = 42.35 dB
Local area: −44 − (− 86.35) = 42.35 dB

ワイドエリアでの搬送波I1及び1RB変調波I2のそれぞれの入力レベルは−52dBmであるので、所望の3次入力インターセプトポイント(以下、IIP3と表記)(図7のIIP_D)は、42.35/2−52=−30.8dBmとなる。ローカルエリアでの搬送波I1及び1RB変調波I2のそれぞれの干渉波の入力レベルは−44dBmであるので、所望IIP3は、42.35/2−44=−22.8dBmとなる。つまり、ワイドエリアでは、ローカルエリアに比べて搬送波I1及び1RB変調波I2の入力レベルが8dB小さいため、所望IIP3についても8dB緩和されることとなる。   Since the input levels of the carrier wave I1 and 1RB modulated wave I2 in the wide area are −52 dBm, a desired third-order input intercept point (hereinafter referred to as IIP3) (IIP_D in FIG. 7) is 42.35 / 2. −52 = −30.8 dBm. Since the input levels of the interference waves of the carrier wave I1 and the 1RB modulated wave I2 in the local area are −44 dBm, the desired IIP3 is 42.35 / 2-44 = −22.8 dBm. That is, in the wide area, since the input levels of the carrier wave I1 and the 1RB modulated wave I2 are 8 dB lower than in the local area, the desired IIP3 is also reduced by 8 dB.

図8は、ワイドエリア及びローカルエリアでのIIP3を模式的に示す図である。図8では、横軸はLNAの入力レベル[dBm]、縦軸はLNAの出力レベル[dBm]を示している。また、線D_Wはワイドエリアにおける希望波、線IM3_WはワイドエリアにおけるIM3、線D_Lはローカルエリアにおける希望波、線IM3_LはローカルエリアにおけるIM3を示している。この図では、非飽和領域における希望波とIM3の延長線の交点がIIP3を示す。ここでは、ワイドエリアでのIIP3をIIP3_W、ローカルエリアでのIIP3をIIP3_Lとした。この図では、ワイドエリア及びローカルエリアのそれぞれにおいて、希望波とIM3との差がIM3のD/U_W及びD/U_Lを示している。   FIG. 8 is a diagram schematically showing IIP3 in the wide area and the local area. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the LNA input level [dBm], and the vertical axis indicates the LNA output level [dBm]. Line D_W indicates a desired wave in the wide area, line IM3_W indicates IM3 in the wide area, line D_L indicates a desired wave in the local area, and line IM3_L indicates IM3 in the local area. In this figure, the intersection of the desired wave and the extension line of IM3 in the non-saturated region indicates IIP3. Here, IIP3 in the wide area is IIP3_W, and IIP3 in the local area is IIP3_L. In this figure, in each of the wide area and the local area, the difference between the desired wave and IM3 indicates D / U_W and D / U_L of IM3.

図8に示すように、ローカルエリアにおける出力レベルは、方向性結合器13の結合度の分だけ受信利得がΔGだけ低下するので、ワイドエリアよりも小さくなる。換言すれば、ローカルエリアにおける受信感度はワイドエリアと比べて低下する。しかしながら、ローカルエリアにおける受信感度はワイドエリアに比べて、例えば上述のように8dB緩和できるので、ローカルエリアの受信感度低下は許容される。   As shown in FIG. 8, the output level in the local area is smaller than that in the wide area because the reception gain is reduced by ΔG corresponding to the degree of coupling of the directional coupler 13. In other words, the reception sensitivity in the local area is lower than that in the wide area. However, since the reception sensitivity in the local area can be reduced by 8 dB, for example, as described above, a reduction in reception sensitivity in the local area is allowed.

一方で、LNAの出力飽和特性はローカルエリアでもワイドエリアでも同一であるので、IIP3は横軸のプラス方向にΔIIP3だけ平行移動することとなる。希望波を示す線の傾きは1であるので、IIPの変動量は受信感度の変動量と同じ、この例では8dBとなる。その結果、ローカルエリアでは、ワイドエリアに比べて受信感度が低下するものの、IIP3が向上できるので、耐妨害波性能が改善されることとなる。   On the other hand, since the output saturation characteristics of the LNA are the same in both the local area and the wide area, IIP3 translates by ΔIIP3 in the positive direction of the horizontal axis. Since the slope of the line indicating the desired wave is 1, the fluctuation amount of IIP is the same as the fluctuation amount of the reception sensitivity, which is 8 dB in this example. As a result, although the reception sensitivity in the local area is lower than that in the wide area, the IIP3 can be improved, so that the anti-jamming wave performance is improved.

次に、以上で説明した受信感度及び耐妨害波性能を実現する受信機の動作について説明する。アンテナシステム100では、受信機RX1のスイッチ15を制御することで、受信機RX1をワイドエリア及びローカルエリアのいずれかに対応させることができる。図9に、ワイドエリアに対応させた場合の受信機RX1を模式的に示す。ワイドエリアの場合には方向性結合器13のスルー経路をLNA16と接続し、受信信号を大きな強度のままでLNA16に入力することができる。   Next, the operation of the receiver that realizes the reception sensitivity and anti-jamming wave performance described above will be described. In the antenna system 100, the receiver RX1 can correspond to either the wide area or the local area by controlling the switch 15 of the receiver RX1. FIG. 9 schematically shows the receiver RX1 in the case where it corresponds to the wide area. In the case of a wide area, the through path of the directional coupler 13 is connected to the LNA 16, and the received signal can be input to the LNA 16 with a high strength.

図10に、ローカルエリアに対応させた場合の受信機RX1を模式的に示す。ローカルエリアの場合には方向性結合器13の結合経路をLNA16と接続する。よって、結合度分だけ受信利得が低下し、そのために受信感度は低下するものの、上記したようにLNA16の出力飽和特性は変わらないので、受信信号のIIP3を結合度に応じて改善することができる。   FIG. 10 schematically shows the receiver RX1 in the case where it corresponds to the local area. In the case of a local area, the coupling path of the directional coupler 13 is connected to the LNA 16. Therefore, although the reception gain is reduced by the degree of coupling, and therefore the reception sensitivity is lowered, the output saturation characteristic of the LNA 16 does not change as described above, so that the IIP3 of the received signal can be improved according to the degree of coupling. .

以上、具体的に説明したように、実施の形態1にかかる受信機によれば、ローカルエリアでは受信感度を緩和しつつも高い耐妨害波性能を確保し、ワイドエリアでは高い受信感度を確保しつつも耐妨害波性能を緩和できることが理解できる。   As specifically described above, according to the receiver according to the first embodiment, high anti-jamming wave performance is ensured while relaxing the reception sensitivity in the local area, and high reception sensitivity is ensured in the wide area. It can be understood that the anti-jamming wave performance can be relaxed.

また、本構成では、ローカルエリアの場合に受信信号は方向性結合器13の結合経路を通過するため、ワイドエリアと比べてLNA16に入力する受信信号が遅延することとなる。つまり、遅延を補償しない場合には、ローカルエリアとワイドエリアとでは受信機RX1内での受信信号に遅延による位相差が生じるので、本位相差を考慮した信号処理が必要となってしまう。   In this configuration, since the reception signal passes through the coupling path of the directional coupler 13 in the local area, the reception signal input to the LNA 16 is delayed compared to the wide area. That is, when the delay is not compensated, a phase difference due to the delay occurs in the received signal in the receiver RX1 between the local area and the wide area, and thus signal processing in consideration of this phase difference is required.

これに対し、本構成では、ワイドエリアの場合に方向性結合器13のスルー経路を通過した受信信号は、遅延器14で所定時間だけ遅延することとなる。そして、方向性結合器13の結合経路の遅延量に応じて遅延器14での遅延量を設計することで、ローカルエリア設定とワイドエリア設定との間を切り替えた場合でも、複数の受信機のLNA前段における位相差は同等となるため、切り替え直後のキャリブレーションを要することなく、切り替え前のキャリブレーションによる位相補償後の状態が維持されることとなる。その結果、設定の切り替え後のキャリブレーションを省略できると共に、安定した位相補償状態を得ることができる。   On the other hand, in this configuration, the received signal that has passed through the through path of the directional coupler 13 in the wide area is delayed by the delay unit 14 for a predetermined time. And by designing the delay amount in the delay unit 14 according to the delay amount of the coupling path of the directional coupler 13, even when switching between the local area setting and the wide area setting, Since the phase difference in the previous stage of the LNA is the same, the state after the phase compensation by the calibration before the switching is maintained without requiring the calibration immediately after the switching. As a result, calibration after switching the setting can be omitted, and a stable phase compensation state can be obtained.

実施の形態2
次に、実施の形態2にかかる受信機について説明する。図11に、実施の形態2にかかる受信機の構成を模式的に示す。受信機RX2は、実施の形態1にかかる受信機RX1の受信フロントエンド10を受信フロントエンド30に置換した構成を有する。受信フロントエンド30は、受信フロントエンド10のスイッチ15及びLNA16を除去し、LNA31、LNA32及び合成器33を追加した構成を有する。
Embodiment 2
Next, a receiver according to the second embodiment will be described. FIG. 11 schematically shows the configuration of the receiver according to the second exemplary embodiment. The receiver RX2 has a configuration in which the reception front end 10 of the receiver RX1 according to the first embodiment is replaced with a reception front end 30. The reception front end 30 has a configuration in which the switch 15 and the LNA 16 of the reception front end 10 are removed, and an LNA 31, an LNA 32, and a combiner 33 are added.

LNA31及びLNA32は、与えられる制御信号に応じてオン/オフが制御される増幅器として構成される。LNA31の入力は、遅延線路で構成された遅延器14と接続される。LNA32の入力は、方向性結合器13の結合経路と接続される。   The LNA 31 and the LNA 32 are configured as amplifiers whose on / off is controlled according to a given control signal. The input of the LNA 31 is connected to a delay device 14 constituted by a delay line. The input of the LNA 32 is connected to the coupling path of the directional coupler 13.

合成器33には、LNA31の出力及びLNA32の出力と、受信復調部20との間に挿入される。合成器33の出力は、後段の受信復調部20と接続される。   The synthesizer 33 is inserted between the output of the LNA 31 and the output of the LNA 32 and the reception demodulator 20. The output of the synthesizer 33 is connected to the reception demodulator 20 at the subsequent stage.

本実施の形態にかかる受信機の動作について説明する。まず、ワイドエリアの場合について説明する。図12は、ワイドエリアの場合の受信機を模式的に示す図である。図12に示すように、ワイドエリアの場合には、LNA31がオン、LNA32がオフとなる。よって、LNA31から出力される受信信号のみが合成器33を通過する。これにより、実施の形態1と同様に、方向性結合器13のスルー経路を通過し、かつ所定の遅延を与えられた受信信号が受信復調部20に入力される。   The operation of the receiver according to this embodiment will be described. First, the case of a wide area will be described. FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a receiver in the case of a wide area. As shown in FIG. 12, in the case of a wide area, the LNA 31 is turned on and the LNA 32 is turned off. Therefore, only the reception signal output from the LNA 31 passes through the synthesizer 33. As a result, as in the first embodiment, a reception signal that passes through the through path of the directional coupler 13 and is given a predetermined delay is input to the reception demodulation unit 20.

次いで、ローカルエリアの場合について説明する。図13は、ローカルエリアの場合の受信機を模式的に示す図である。図13に示すように、ローカルエリアの場合には、LNA31がオフ、LNA32がオンとなる。よって、LNA32から出力される受信信号のみが合成器33を通過する。これにより、実施の形態1と同様に、受信信号は方向性結合器13の結合経路を通過し、受信復調部20に入力される。   Next, the case of a local area will be described. FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a receiver in the case of a local area. As shown in FIG. 13, in the case of a local area, the LNA 31 is turned off and the LNA 32 is turned on. Therefore, only the reception signal output from the LNA 32 passes through the synthesizer 33. As a result, similarly to the first embodiment, the received signal passes through the coupling path of the directional coupler 13 and is input to the reception demodulator 20.

以上、本構成によれば、実施の形態1と同様に、1台でローカルエリアにもワイドエリア対応可能な受信機を構成することができる。   As described above, according to this configuration, it is possible to configure a single receiver capable of supporting a wide area as well as the first embodiment.

更に、本構成によれば、実施の形態1と比較して、LNAの前段にスイッチを設けなくともよいので、受信利得の劣化を防止できる点で有利である。   Furthermore, according to this configuration, it is not necessary to provide a switch in front of the LNA as compared with the first embodiment, which is advantageous in that it is possible to prevent deterioration of reception gain.

その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、方向性結合器のスルー経路とLNAとの間に遅延器を設けたが、これは例示に過ぎない。例えば、方向性結合器の結合経路とLNAとの間に更に遅延器を設け、2個の遅延器を用いて、LNAに入力する2つの受信信号の位相を同期させる構成としてもよい。
Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the delay device is provided between the through path of the directional coupler and the LNA, but this is merely an example. For example, a delay device may be further provided between the coupling path of the directional coupler and the LNA, and the two received signals input to the LNA may be synchronized in phase using two delay devices.

実施の形態2においては、受信機に分配器33を設ける例について説明したが、分配器をスイッチに置換してもよい。この場合、ワイドエリアに対応するためにLNA31と受信復調部20との間を接続するようにスイッチを制御し、ローカルエリアに対応するためにLNA32と受信復調部20との間を接続するようにスイッチを制御すればよい。   In the second embodiment, the example in which the distributor 33 is provided in the receiver has been described. However, the distributor may be replaced with a switch. In this case, the switch is controlled so as to connect the LNA 31 and the reception demodulator 20 in order to support the wide area, and the LNA 32 and the reception demodulator 20 are connected in order to support the local area. What is necessary is just to control a switch.

1 信号処理部
2 キャリブレーション信号送信機
3 分配器
10、30 受信フロントエンド
11、13 方向性結合器
12 BPF
14 遅延器
15 スイッチ
16、31、32 LNA
20 受信復調部
21 直交復調部
22 局部発振器
23 アナログベースバンドBPF
24 アナログ可変利得増幅部
25 A/D変換器
26 ディジタルベースバンドBPF
33 分配器
100 アンテナシステム
A1〜An アンテナ
BS 基地局
CC1〜CCn キャリブレーション補正器
DM1〜DMn 復調部
RX1、RX1_1〜RX1_n、RX2 受信機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal processing part 2 Calibration signal transmitter 3 Divider 10, 30 Reception front end 11, 13 Directional coupler 12 BPF
14 Delay device 15 Switch 16, 31, 32 LNA
20 reception demodulator 21 quadrature demodulator 22 local oscillator 23 analog baseband BPF
24 Analog Variable Gain Amplifier 25 A / D Converter 26 Digital Baseband BPF
33 Divider 100 Antenna system A1-An Antenna BS Base station CC1-CCn Calibration corrector DM1-DMn Demodulator RX1, RX1_1-RX1_n, RX2 Receiver

Claims (11)

無線信号を受信信号として受信する受信フロントエンドと、
前記受信フロントエンドで受信された前記受信信号を復調する復調部と、を備え、
前記受信フロントエンドは、
前記受信信号が入力される帯域フィルタと、
前記帯域フィルタでフィルタリングされた受信信号が入力され、前記受信信号を、スルー経路を通過する第1の受信信号と、結合経路を通過する第2の受信信号と、に分割する第1の方向性結合器と、
前記第1の受信信号に遅延を与える遅延器と、
前記遅延器を介して入力する前記第1の受信信号、及び、前記第2の受信信号のいずれかを増幅し、増幅した信号を前記復調部に出力する増幅器と、を備える、
受信機。
A reception front end for receiving a radio signal as a reception signal;
A demodulator that demodulates the received signal received by the reception front end,
The receiving front end is
A bandpass filter to which the received signal is input;
A first directionality that receives the reception signal filtered by the bandpass filter and divides the reception signal into a first reception signal that passes through a through path and a second reception signal that passes through a coupling path. A coupler;
A delayer for delaying the first received signal;
An amplifier that amplifies one of the first reception signal and the second reception signal that are input via the delay unit and outputs the amplified signal to the demodulation unit;
Receiving machine.
前記第1の受信信号の電力は、前記第2の受信信号の電力よりも大きい、
請求項1に記載の受信機。
The power of the first received signal is greater than the power of the second received signal;
The receiver according to claim 1.
前記遅延器は、前記第1の受信信号が前記増幅器に入力するタイミングが、前記第2の受信信号が前記増幅器に入力するタイミングと同期するように、前記第1の受信信号に遅延を与える、
請求項1又は2に記載の受信機。
The delay device delays the first received signal so that a timing at which the first received signal is input to the amplifier is synchronized with a timing at which the second received signal is input to the amplifier.
The receiver according to claim 1 or 2.
前記遅延器と前記増幅器との間、及び、前記第1の方向性結合器の結合経路との間のいずれか一方のみを接続するスイッチを更に備える、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の受信機。
A switch that connects only one of the delay unit and the amplifier and the coupling path of the first directional coupler;
The receiver according to any one of claims 1 to 3.
前記増幅器である第1の増幅器及び第2の増幅器と、
前記第1の増幅器の出力及び前記第2の増幅器の出力のいずれか一方を前記復調部の入力と接続するスイッチと、を備え、
前記第1の増幅器には、前記遅延器を介して前記第1の受信信号が入力され、
前記第2の増幅器には、前記第2の受信信号が入力される、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の受信機。
A first amplifier and a second amplifier which are the amplifiers;
A switch for connecting one of the output of the first amplifier and the output of the second amplifier to the input of the demodulator;
The first received signal is input to the first amplifier via the delay device,
The second received signal is input to the second amplifier.
The receiver according to any one of claims 1 to 3.
前記増幅器である第1の増幅器及び第2の増幅器と、
入力が前記第1の増幅器の出力及び前記第2の増幅器の出力と接続され、出力が前記復調部の入力と接続される合成器と、を備え、
前記第1の増幅器には、前記遅延器を介して前記第1の受信信号が入力され、
前記第2の増幅器には、前記第2の受信信号が入力される、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の受信機。
A first amplifier and a second amplifier which are the amplifiers;
A synthesizer having an input connected to an output of the first amplifier and an output of the second amplifier, and an output connected to an input of the demodulator;
The first received signal is input to the first amplifier via the delay device,
The second received signal is input to the second amplifier.
The receiver according to any one of claims 1 to 3.
前記第1の増幅器及び前記第2の増幅器は、いずれか一方のみが増幅動作を行う、
請求項5又は6に記載の受信機。
Only one of the first amplifier and the second amplifier performs an amplification operation.
The receiver according to claim 5 or 6.
スルー経路に入力される前記受信信号と結合経路に入力されるキャリブレーション信号とを前記帯域フィルタに出力可能に構成された第2の方向性結合器を更に備える、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の受信機。
A second directional coupler configured to output the received signal input to the through path and the calibration signal input to the coupling path to the bandpass filter;
The receiver according to any one of claims 1 to 7.
複数の請求項8に記載の前記受信機と、
前記複数の受信機にそれぞれ接続される複数のアンテナと、
前記複数の受信機で復調された複数の復調信号を処理する信号処理部と、
前記キャリブレーション信号を出力するキャリブレーション信号送信機と、
前記キャリブレーション信号を前記複数の受信機のそれぞれの前記第2の方向性結合器に分配する分配器と、を備え、
前記信号処理部は、前記複数の受信機に分配した前記キャリブレーション信号を復調した復調信号に基づいて、前記複数の受信機の前記増幅器の利得を補正する、
アンテナシステム。
A plurality of the receivers of claim 8;
A plurality of antennas respectively connected to the plurality of receivers;
A signal processing unit for processing a plurality of demodulated signals demodulated by the plurality of receivers;
A calibration signal transmitter for outputting the calibration signal;
A distributor for distributing the calibration signal to the second directional coupler of each of the plurality of receivers;
The signal processing unit corrects gains of the amplifiers of the plurality of receivers based on a demodulated signal obtained by demodulating the calibration signal distributed to the plurality of receivers.
Antenna system.
受信信号が入力される帯域フィルタと、
前記帯域フィルタでフィルタリングされた受信信号が入力され、前記受信信号を、スルー経路を通過する第1の受信信号と、結合経路を通過する第2の受信信号と、に分割する方向性結合器と、
前記第1の受信信号に遅延を与える遅延器と、
前記遅延器を介して入力する前記第1の受信信号、及び、前記第2の受信信号のいずれかを増幅し、増幅した信号を出力する増幅器と、を備える、
受信機の受信フロントエンド。
A bandpass filter to which the received signal is input;
A directional coupler that receives the reception signal filtered by the bandpass filter and divides the reception signal into a first reception signal that passes through a through path and a second reception signal that passes through a coupling path; ,
A delayer for delaying the first received signal;
An amplifier that amplifies one of the first received signal and the second received signal that are input via the delay unit and outputs the amplified signal;
Receiver front end of the receiver.
受信信号に帯域フィルタを通過させ、
前記帯域フィルタでフィルタリングされた受信信号を、方向性結合器により、スルー経路を通過する第1の受信信号と、結合経路を通過する第2の受信信号と、に分割し、
前記第1の受信信号に遅延を与え、
遅延された前記第1の受信信号、及び、前記第2の受信信号のいずれかを増幅し、
増幅された信号を復調する、
無線信号の受信方法。
Let the received signal pass through a bandpass filter,
The received signal filtered by the bandpass filter is divided by a directional coupler into a first received signal that passes through the through path and a second received signal that passes through the combined path,
Adding a delay to the first received signal;
Amplifying either the delayed first received signal or the second received signal;
Demodulate the amplified signal,
Radio signal reception method.
JP2016138773A 2016-07-13 2016-07-13 Receiver, antenna system, receiver reception front end, radio signal reception method Expired - Fee Related JP6874291B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016138773A JP6874291B2 (en) 2016-07-13 2016-07-13 Receiver, antenna system, receiver reception front end, radio signal reception method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016138773A JP6874291B2 (en) 2016-07-13 2016-07-13 Receiver, antenna system, receiver reception front end, radio signal reception method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018011184A true JP2018011184A (en) 2018-01-18
JP6874291B2 JP6874291B2 (en) 2021-05-19

Family

ID=60995859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016138773A Expired - Fee Related JP6874291B2 (en) 2016-07-13 2016-07-13 Receiver, antenna system, receiver reception front end, radio signal reception method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6874291B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP6874291B2 (en) 2021-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4875164B2 (en) Repeater technology for multiple inputs and multiple outputs using beamformers
US9748906B2 (en) Distributed antenna system architectures
US10498573B2 (en) Systems and methods for combining signals from multiple active wireless receivers
US20100136900A1 (en) Radio Relay Device and Method
US9866267B2 (en) Devices and methods for diversity signal enhancement and cosite cancellation
JP5603950B2 (en) Multiplexing method and multiplexing device for antenna element, and antenna component
KR20110112848A (en) Method and apparatus for combined multi-carrier receive and receive antenna diversity
JPH06169273A (en) Radio receiver, transmitter and repeater for execution of diversity
EP3734846A1 (en) Rf front end reduction of receiver de-sensitivity
US8219051B2 (en) Front-end receiver circuit with multiple paths which are simultaneously active and receiver system using the same
US10637525B2 (en) Wireless device and wireless communication method
US20180331704A1 (en) Radio-frequency circuit with multiple antennas nd radio-frequency signal processing method
US9729212B1 (en) Radio apparatus and receiving method
EP3278459B1 (en) Receiving a plurality of radio frequency bands
CN118100975A (en) Radio frequency signal processing method, circuit, communication device, equipment and storage medium
EP0728384A1 (en) Diversity receiver with combiner for equalization and diversity transmitter with splitter and delay
CN109167612B (en) An integrated device for satellite communication and scatter communication
JP2014520492A (en) Multi-input multi-output signal transmission method and multi-input multi-output signal transmission apparatus
JP6874291B2 (en) Receiver, antenna system, receiver reception front end, radio signal reception method
CN102422660B (en) A method for sharing rf receiving unit, apparatus and system thereof
KR19980025925A (en) Code Division Multiple Access (CDMA) Digital Cellular Mobile Communications Repeater
JPH11150495A (en) Wireless device
TWM480215U (en) Repeater with multiple bandwidths
JP2013219586A (en) Array antenna

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190606

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200325

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200414

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200604

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200908

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201029

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210323

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210405

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6874291

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees