CN107612624B

CN107612624B - 通信中继装置、通信中继系统、方法以及记录介质

Info

Publication number: CN107612624B
Application number: CN201710548784.5A
Authority: CN
Inventors: 土井敏则; 向井学; 饭田康隆; 草间克实
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2037-07-07
Also published as: CN107612624A; JP2018011137A

Abstract

本发明的实施方式涉及通信中继装置、通信中继系统、方法以及记录介质。在主机中与子机台数相当的噪声被合成而合成噪声值即合成NF可能发生劣化。实施方式的通信中继装置的阈值水平设定部根据子站的连接台数，可更新地设定用于判别是否从子站接收到上行链路信号的阈值水平。判别部根据设定的阈值水平，判别是否从所述子站接收到上行链路信号。送出禁止部在由判别部判别为未接收到所述上行链路信号的情况下，禁止向主站侧送出上行链路信号。

Description

通信中继装置、通信中继系统、方法以及记录介质

本申请以日本专利申请2016-137059(申请日：11/07/2016)为基础，从该申请享受优先权。本申请通过参照该申请而包括该申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及通信中继装置、通信中继系统、方法以及记录介质。

背景技术

已知用于使得在屋内能够使用便携电话、智能手机等移动通信终端装置的以往的光中继器系统(通信中继系统)。

在这样的光中继器系统中，对与无线基站连接的一台主机连接多个子机来实际有效地扩大无线基站的通信区域，从而覆盖大规模的商业设施、办公大厦这样的宽范围的室内区域。

发明内容

然而，在上述以往技术中，作为上行信号(上行链路信号UL)，合成针对每个子机准备的低噪声放大器(LNA：Low Noise Amplifier)的输出，所以在主机中，与子机台数相当的噪声被合成，作为光中继器系统整体的总的噪声值(NF)即合成噪声值(合成NF)可能发生劣化。

实施方式的通信中继装置能够连接多个子站，在所述多个子站与主站之间进行通信的中继。

在此，阈值水平设定部根据子站的连接台数，可更新地设定用于判别是否从所述子站接收到上行链路信号的阈值水平。

判别部根据所设定的阈值水平，判别是否从所述子站接收到上行链路信号。

送出禁止部在由判别部判别为未接收到所述上行链路信号的情况下，禁止向主站侧送出上行链路信号。

根据上述结构的通信中继装置，即使在对一台主机连接多个子机来构筑光中继器系统的情况下，也能够提高主机中的合成噪声值，构筑良好的通信环境。

附图说明

图1是实施方式的便携电话通信网络的概要结构框图。

图2是光中继器系统的概要结构框图。

图3是主机以及集线器装置的概要结构框图。

图4是表示LTE的10MHz频带的信号中的噪声水平的一个例子的图。

图5是集线器装置的处理流程图。

具体实施方式

[实施方式]

接下来，参照附图，详细说明实施方式。

图1是实施方式的便携电话通信网络的概要结构框图。

便携电话通信网络10具备：便携电话核心网络12，经由未图示的互连网关交换机(Interconnecting Gateway Switch)进行与其它连接运营商通信网络11之间的相互连接，进行属于该连接运营商的便携电话终端的连接控制；多个基站控制装置13，与便携电话核心网络12连接，进行后述基站的管理及控制；多个无线基站(BTS：Base TransceiverStation(基站收发台))14，与各基站控制装置13连接；光中继器系统(通信中继系统)15，通过RF线缆而与对应的基站连接；以及监视控制装置16，在光中继器系统15的设置时及结构变更时，与光中继器系统15连接来进行各种设定等。

在本实施方式中，光中继器系统15设为配置于所谓不灵敏地带之一的大楼BLD内以及地下街道UG内。

图2是光中继器系统的概要结构框图。

光中继器系统15具备：主机(MU：Master Unit)21，与无线基站14通过RF线缆连接；集线器装置(HU：Hub Unit)22，与主机21经由光缆LC连接，并且与其它集线器装置也经由光缆LC连接；以及多个子机(RU：Remote Unit(远端单元))24，与便携电话、智能手机等便携通信终端装置23无线连接。此外，在图2中，子机24被记载为RU。

图3是主机以及集线器装置的概要结构框图。

主机21具备：控制部31，控制主机21整体；以及信号处理部32，进行各种信号处理。

集线器装置22具备：与各子机24分别对应的双工器(DUP)41，用于在与对应的子机24之间进行通信时使下行链路信号(下行信号)DL及上行链路信号(上行信号)UL共用通信路径；混合电路(HYV)42，合成从双工器41输出的上行链路信号UL并输出合成上行链路信号SUL；以及构成为RMS(Root Mean Square，均方根)检波器的检测器(DET)44，经由方向性耦合器43而与合成上行链路信号SUL的传送路径耦合，被输入分支的合成上行链路信号SUL，对合成上行链路信号SUL进行检波而变换为模拟信号。

另外，集线器装置22具备：A/D变换器45，进行检测器35所输出的模拟检测信号的模拟/数字变换并作为数字检测数据输出；信号处理部46，例如构成为FPGA，进行各种信号处理，该各种信号处理包括如下处理，即，每隔预定单位时间对A/D变换器45所输出的数字检测数据进行解析处理，比较合成上行链路信号SUL和噪声水平，判别合成上行链路信号SUL中是否实际有效地包含上行链路信号UL；以及控制部47，进行集线器装置22整体的控制。

在此，在说明实施方式的动作之前，探讨以往的光中继器系统的问题。

在光中继器系统中，对一台主机连接多个子机，所以在覆盖大规模的商业设施、办公大厦等宽范围的通信区域的情况下，上行链路信号UL是合成针对每个子机准备的LNA输出而得到的，所以在主机中，与子机台数相当的噪声被合成，从而系统整体的合成噪声值(合成NF[Noise Figure(噪声系数)])可能发生劣化。

以下，具体地说明。

如图4所示，例如设为LTE的10MHz频带的热噪声水平为-174dBm/Hz，子机24一台也未连接的情况下的噪声水平为10×log(10MHz)＝70dB，所以考虑热噪声的实际的噪声水平为-174+70＝-104dBm/Hz。

在此，在将系统整体的合成噪声值设为NF_Total，将各子机24的噪声值设为NF_1RU，将子机24的连接台数设为N_RU时，下式成立。

NF_Total＝NF_1RU+10·log(N_RU)

因此，例如在设为NF_1RU＝4[dB]、N_RU＝1[台]时，

NF_Total＝4+10·log(1)[dB]

＝4+0[dB]

＝4[dB]。

因此，考虑热噪声的实际的噪声水平为-104+4＝-100dBm/Hz。

同样地，例如在设为N_RU＝64[台]的情况下，

NF_Total＝4+10·log(64)[dB]

＝4+18.0618[dB]

≈22[dB]。

因此，考虑热噪声的实际的噪声水平为-104+22＝-82dBm/Hz。

但是，并不是所有子机24同时送出上行链路信号UL，所以在本实施方式中，在集线器装置22检测到在合成上行链路信号SUL中未实际有效地包含上行链路信号UL时，信号处理部46停止对主机21送出合成上行链路信号SOUL。

以下，详细说明本实施方式。

图5是集线器装置的处理流程图。

首先，在光中继器系统15的设置时或者结构变更时，监视控制装置16与构成光中继器系统15的主机21连接，对主机21的控制部31通知并设定光中继器系统15的装置构成树(步骤S11)。

在该情况下，光中继器系统15的装置构成树是指，表示连接在主机21之下的集线器装置22的台数、连接顺序、连接方式、与各集线器装置22连接的子机24的台数等的信息。

主机21对各集线器装置22的控制部47通知该装置构成树中的与各集线器装置22有关的信息，各集线器装置22至少取得与连接于该集线器装置22的子机24的连接台数有关的信息。

其结果，各集线器装置22的控制部47根据与该集线器装置22连接的子机24的连接台数，设定用于判别在合成上行链路信号SUL中是否实际有效地包含上行链路信号UL的判别用阈值水平(步骤S12)。

更详细而言，与集线器装置22连接的子机24的台数越多，则判别用阈值水平被设定为越高的值。

在此，说明判别用阈值水平的设定。

以下，说明TDD(Time-Division-Duplex，时分双工)方式以及FDD(Frequency-Division-Duplex，频分双工)方式中的阈值的设定。

首先，TDD方式是在上行链路信号UL和下行链路信号DL中频带相同且按时间进行分割来进行传送的方式。

另外，在传送上行链路信号UL的传送路径中，始终传送用于进行上行链路信号UL的解调的作为定时信号的参考信号RS。

另一方面，FDD方式是在上行链路信号UL和下行链路信号DL中分割频带来进行传送的方式。

在FDD方式中，也与TDD方式的情况同样地，在传送上行链路信号UL的传送路径中，始终传送用于进行上行链路信号UL的解调的作为定时信号的参考信号RS。

即，在TDD方式以及FDD方式这双方中，不论是传送上行链路信号UL的情况以及未传送上行链路信号UL的情况中的哪一种情况，在上行链路信号UL的可传送定时下的双工器33的输出信号中，都包含参考信号RS。

因此，根据在上行链路信号UL传送定时所连接的子机24的台数，判别用阈值水平成为比至少所连接的所有子机24仅传送参考信号RS的情况下设想的功率(＝至少仅传送参考信号RS的情况下设想的最高功率值)高的功率值(功率水平)。

进而，判别用阈值水平成为比在所连接的子机24中的仅一个子机24传送上行链路信号UL的情况下设想的功率低的功率值(功率水平)。该功率值为比在仅一个子机24传送上行链路信号UL以及参考信号RS、并且其它所有子机24仅传送参考信号RS的情况下设想的最低功率值低的值。

因此，通过这样设定判别用阈值水平，在所有子机24仅传送参考信号RS的情况下，能够可靠地判别为未传送上行链路信号UL，并且，在只要有一台子机24传送上行链路信号UL的情况下，能够可靠地判别为上行链路信号UL被传送，能够容易地识别是否在传送路径上传送了上行链路信号UL。

集线器装置22的双工器41在从与自己对应的子机24被输入上行链路信号UL的情况下，将上行链路信号UL输出到混合电路42。

其结果，混合电路42合成输入的上行链路信号UL，并作为合成上行链路信号SUL输出到信号处理部46。

此时，集线器装置22的检测器44对经由方向性耦合器43输入的合成上行链路信号SUL进行检波，将作为模拟信号的功率检波信号输出到A/D变换器45，A/D变换器45进行功率检波信号的模拟/数字变换，作为数字检测数据输出到信号处理部46(步骤S13)。

信号处理部46进行被输入的数字检测数据的采样以及滤波(步骤S14)，判别所得到的功率是否在预定的阈值水平以下(步骤S15)。

然后，在步骤S15的判别中，在判别为与合成上行链路信号SUL对应的功率在预定的阈值水平以下、即在传送路径上未传送上行链路信号UL而从所有子机仅传送了参考信号RS的情况下(步骤S15；“是”)，使未图示的开关成为关断状态(切断传送路径)，禁止合成上行链路信号SUL的送出(步骤S16)。

另一方面，在判别为与合成上行链路信号SUL对应的功率超过预定的阈值水平、且在传送路径上传送了上行链路信号UL的情况下(步骤S15；“否”)，使未图示的开关成为接通状态(或者维持接通状态：维持传送路径)，进行合成上行链路信号SUL的送出(步骤S17)。其结果，将从便携通信终端装置23侧发送来的上行链路信号UL作为合成上行链路信号SUL传送到主站21侧。

如以上说明，不会从仅连接有无需实际有效地传送上行链路信号UL的子机24的集线器装置22向主机21传送合成上行链路信号SUL(仅实际有效地包含参考信号RS的合成上行链路信号SUL)。

因此，也不会从该集线器装置22向主机21传送噪声来合成噪声。

其结果，根据本实施方式，可知与主机实际有效地连接的子机的数量成为需要同时发送上行链路信号UL的子机24的数量，能够提高主机21中的合成NF。

进而，通过提高并改善合成NF，能够扩大子机24的通信区域。其结果，子机24的布设设计条件变化，能够降低构成光中继器系统15所需的子机24的数量，降低设置成本。

另外，通过提高合成NF，便携通信终端装置23的吞吐量实质上提高。进而，通过提高合成NF，上行链路信号UL的SNR(Signal NoiseRatio，信噪比)得到改善，所以能够抑制便携通信终端装置23的发送输出功率，能够抑制便携通信终端装置23的电池的消耗，所以能够延长可使用时间。进而，能够改善电池寿命。另外，伴随能够抑制便携通信终端装置23的发送输出功率，能够抑制从便携通信终端装置23向子机24的上行链路信号UL的相互干扰，能够进行良好的通信。

根据本实施方式，能够起到以上的效果，所以也能够降低光中继器系统15整体的系统成本。

特别地，如果是与LTE(Long Term Evolution，长期演进)的通信标准对应的光中继器系统14，则在存在具有传送数据的便携通信终端装置23的情况下，对该便携通信终端装置23分配很多业务信道，进行动作以在短时间完成数据传送，所以实际上发送上行链路信号UL的便携通信终端装置23的数量以及实质上的发送时间不那么多，所以能够更多地获得本实施方式的效果。

在以上的说明中，使用RMS检波器作为检测器35。然而，还能够不使用RMS检波器而使用如下方法：在将RF信号直接或者暂时变换为中频信号(IF信号)之后，通过A/D变换器36变换为数字信号，用数字电路进行检波。另外，还能够使用对上行链路信号UL进行解调并对实际数据(PUSCH)信号进行解析的方法。即，还能够构成为通过判别是否包含实质上的数据来判别是否为提供针对便携通信终端装置23的服务的状况。

另外，还能够构成为通过解析在下行链路信号DL中包含的控制信号来判别是否为进行上行链路信号UL的分配的状态。

在以上的说明中，以用于通信的频带(band)是一个的情况(10MHz带)为例子进行了说明，但最近在光中继器系统15中处理的频带为多个，输入到子机24的上行链路信号UL的频带也为多个。因此，构成为针对每个频带进行与上述处理同样的处理，也针对每个频带独立地进行开关的控制，从而能够实现针对每个频带的独立的控制，能够实现灵活的资源分配。

另外，在可利用的多个频带中，没有利用便携通信终端装置23的频带的情况下等，针对该频带，同步地使子机24侧也成为关断状态，从而能够降低子机24的功耗。

本实施方式的通信中继装置具备CPU等控制装置、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM等存储装置、HDD、SSD、CD驱动器装置等外部存储装置、显示器装置等显示装置以及键盘、鼠标等输入装置，是利用通常的计算机的硬件结构。

将在本实施方式的通信中继装置中执行的程序以可安装的形式或者可执行的形式的文件记录到CD-ROM、软盘(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk，数字通用盘)、USB存储器等半导体存储器装置等计算机可读取的记录介质而提供。

另外，也可以构成为通过将在本实施方式的通信中继装置中执行的程序存储到与因特网等网络连接的计算机上并经由网络下载来提供。另外，也可以构成为经由因特网等网络提供或者分发在本实施方式的通信中继装置中执行的程序。

另外，也可以构成为将本实施方式的通信中继装置的程序预先嵌入到ROM等而提供。

在本实施方式的通信中继装置中执行的程序为包括上述各部(判别部、切断部、…)的模块结构，作为实际的硬件，通过CPU(处理器)从上述存储介质读出并执行程序而将上述各部加载到主存储装置上，在主存储装置上形成判别部、切断部、…。

虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式仅为例示，未限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，能够在不脱离发明的要旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、要旨中，并且包含于权利要求书记载的发明及其等同的范围中。

Claims

1.一种通信中继装置，能够连接多个子站，在所述多个子站与主站之间进行通信的中继，所述通信中继装置具备：

阈值水平设定部，根据所述子站的连接台数，以能够更新的方式设定用于判别是否从所述子站接收到上行链路信号的阈值水平，所述阈值水平设定为所述子站的连接台数越多则越高的值；

判别部，根据设定的所述阈值水平，判别是否从所述子站接收到上行链路信号；以及

送出禁止部，在由所述判别部判别为未接收到所述上行链路信号的情况下，禁止向所述主站侧送出所述上行链路信号。

2.根据权利要求1所述的通信中继装置，其中，

所述判别部具备：

混合电路部，生成并输出合成来自所述多个子站的接收信号而得到的合成接收信号；

检波部，进行所述合成接收信号的检波；以及

信号处理部，将通过所述检波部检波的所述合成接收信号的功率水平与所述阈值水平进行比较，判别是否接收到所述上行链路信号。

3.根据权利要求2所述的通信中继装置，其中，

在所述上行链路信号的可发送定时，在传送所述上行链路信号的传送路径中，始终传送预定的参考信号，

所述阈值水平被设定为至少比仅发送所述参考信号时的最高功率水平高的功率水平。

4.根据权利要求3所述的通信中继装置，其中，

所述阈值水平被设定为比所述多个子站中的一个子站发送所述上行链路信号时的最低功率水平低的功率水平。

5.一种通信中继系统，在无线基站与便携通信终端装置之间进行通信的中继，所述通信中继系统具备：

多个子站，能够经由无线通信天线接收来自便携通信终端装置的上行链路信号，对接收到的所述上行链路信号进行中继；

集线器装置，构成为能够与多个所述子站进行通信，合成从所述子站接收到的上行链路信号作为合成上行链路信号进行中继；以及

主站，构成为能够与所述集线器装置进行通信，将所述合成上行链路信号传送到所述无线基站，

所述集线器装置具备：

送出禁止部，在由所述判别部判别为未接收到所述上行链路信号的情况下，禁止所述上行链路信号的送出。

6.一种在通信中继装置中执行的方法，所述通信中继装置能够连接多个子站，在所述多个子站与主站之间进行通信的中继，所述方法具备：

根据所述子站的连接台数，以能够更新的方式设定用于判别是否从所述子站接收到上行链路信号的阈值水平的过程，所述阈值水平设定为所述子站的连接台数越多则越高的值；

根据设定的所述阈值水平，判别是否从所述子站接收到上行链路信号的过程；以及

在通过所述判别而判别为未接收到所述上行链路信号的情况下，禁止所述上行链路信号的送出的过程。

7.一种计算机可读取的记录介质，记录有用于通过计算机控制通信中继装置的程序，所述通信中继装置能够连接多个子站，在所述多个子站与主站之间进行通信的中继，其中，

所述程序使所述计算机作为如下单元发挥功能：

根据所述子站的连接台数，以能够更新的方式设定用于判别是否从所述子站接收到上行链路信号的阈值水平的单元，所述阈值水平设定为所述子站的连接台数越多则越高的值；

根据所述阈值水平，判别是否从所述子站接收到上行链路信号的单元；以及

在通过所述判别而判别为未接收到所述上行链路信号的情况下，禁止所述上行链路信号的送出的单元。