JP2005236934A - Active array device and radio communications equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクティブアレイ装置及び無線通信装置に係り、特に、送信系と受信系とアンテナとを有する無線部を複数備えてなる技術に関する。 The present invention relates to an active array device and a wireless communication device, and more particularly to a technology including a plurality of wireless units each having a transmission system, a reception system, and an antenna.
近年、デジタル方式の通信機器においては、伝送の効率化のためデジタル情報信号(ベースバンド信号)で搬送波を変調することにより、情報の伝送が行われている。デジタル通信では、伝送速度向上や同一周波数に複数の利用者を収容する多チャネル化により、周波数資源の有効利用が図られている。その反面、伝送速度の高速化に伴って通信品質の劣化が問題となり、種々の対策技術が開発されている。 In recent years, in digital communication devices, information is transmitted by modulating a carrier wave with a digital information signal (baseband signal) for efficient transmission. In digital communications, effective use of frequency resources is achieved by increasing the transmission speed and increasing the number of channels that accommodate multiple users at the same frequency. On the other hand, with the increase in transmission speed, deterioration of communication quality becomes a problem, and various countermeasure technologies have been developed.
そのような通信品質の劣化対策の一つとして、例えばアダプティブアレイ装置が提案され、実用に供されている(例えば、非特許文献1及び特許文献1参照。)。
アダプティブアレイ装置とは、複数のアンテナにより適応的に指向性パターンを作り、特定の利用者だけに電波が届くようにする方式であり、例えば、送信系と受信系とアンテナからなる無線部を四組備え、送信時には、各組の送信系の送信出力を調整する一方、受信時には各組の受信系からの受信入力を調整することで、良好な送受信が行えるようになっており、従って、各組の無線部が独立的に送受信可能に制御されている。
An adaptive array device is a method in which a directivity pattern is adaptively created by a plurality of antennas so that radio waves reach only a specific user. For example, a radio unit composed of a transmission system, a reception system, and an antenna is divided into four. With each set, during transmission, the transmission output of each set of transmission systems is adjusted, while during reception, by adjusting the reception input from each set of reception systems, good transmission and reception can be performed. The set of radio units is controlled to be able to transmit and receive independently.
上述したように、従来のアダプティブアレイ装置においては、各組の無線部がそれぞれ独立して送受信を行うと、送信時、各組の送信部からの送信出力のゲインがそれぞれ異なることがあり、そのため、通信端末の利用者にとっては受信感度が不安定となってしまい、良好な通信が行えないという問題があった。
また、特許文献1に記載の技術は、アダプティブアレイ基地局の受信時、そのアンテナに傷害が発生して正しく指向性を向けることができなくなったとき、それを検出してアダプティブアレイ基地局の周辺に存在する基地局から適正な基地局を検索してそれを利用できるようになっているものの、受信時の場合の内容であり、送信時、上述した問題が発生することについて何等考慮されていなかった。As described above, in the conventional adaptive array device, if each set of radio units performs transmission and reception independently, the gain of the transmission output from each set of transmission units may be different at the time of transmission. However, for the user of the communication terminal, there is a problem that the reception sensitivity becomes unstable and good communication cannot be performed.
In addition, the technique described in Patent Document 1 detects the surroundings of an adaptive array base station by detecting that when the adaptive array base station receives a signal and the antenna is damaged and cannot direct directivity correctly. Although it is possible to search for an appropriate base station from base stations existing in the network and use it, it is the content at the time of reception, and no consideration is given to the occurrence of the above problems at the time of transmission It was.
本発明は、上記事情に鑑み、送信時、各無線部の送信出力を同一にして通信端末に対する受信感度を安定させ、良好な無線通信を実現することができるアクティブアレイ装置及び無線通信装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides an active array device and a wireless communication device capable of stabilizing reception sensitivity with respect to a communication terminal by making the transmission output of each wireless unit the same during transmission and realizing good wireless communication The purpose is to do.
上記目的を達成するために、この発明は以下の構成を採用している。即ち、
請求項1に係る発明は、送信系と受信系とアンテナとを有する無線部を複数備えたアクティブアレイ装置であって、前記各無線部における送信系からの送信出力を、互いに同一とする出力自動調整回路を備えていることをと特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1記載のアクティブアレイ装置において、前記出力自動調整回路は、いずれか一方の無線部の送信系を基準送信系とし、かつその他方の各無線部の送信系をそれぞれ追従送信系としたとき、前記基準送信系からの出力ゲインに、前記各追従送信系からの出力ゲインをそれぞれ一致させることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項2記載のアクティブアレイ装置において、前記基準送信系は、少なくとも、高周波信号を増幅する電力増幅部と、該増幅された高周波信号を対応の前記アンテナへ出力すると共に、前記高周波信号の一部を取り込む結合器と、取り込まれた高周波信号を直流信号に変換する検波部と、該直流信号の大きさに基づき、電力増幅部に入力される高周波信号の利得を制御する制御部とを備えてなり、前記追従送信系は、少なくとも高周波信号を増幅する電力増幅部と、該増幅された高周波信号を対応の前記アンテナへ出力する結合器と、前記基準送信系における検波器からの直流信号の大きさに基づき、電力増幅部に入力される高周波信号の利得を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか記載のアクティブアレイ装置を備えてなることを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration. That is,
The invention according to claim 1 is an active array device including a plurality of radio units each having a transmission system, a reception system, and an antenna, wherein the transmission outputs from the transmission systems in the respective radio units are the same as each other. An adjustment circuit is provided.
According to a second aspect of the present invention, in the active array device according to the first aspect, the output automatic adjustment circuit uses a transmission system of any one of the radio units as a reference transmission system and a transmission system of each of the other radio units. Are configured to match the output gain from each reference transmission system with the output gain from each tracking transmission system.
According to a third aspect of the present invention, in the active array device according to the second aspect, the reference transmission system includes at least a power amplifying unit that amplifies a high-frequency signal and outputs the amplified high-frequency signal to the corresponding antenna. And a coupler that captures a part of the high-frequency signal, a detector that converts the captured high-frequency signal into a DC signal, and a gain of the high-frequency signal that is input to the power amplifier based on the magnitude of the DC signal. The tracking transmission system includes at least a power amplification unit that amplifies a high-frequency signal, a coupler that outputs the amplified high-frequency signal to the corresponding antenna, and a reference transmission system. And a control unit that controls the gain of the high-frequency signal input to the power amplification unit based on the magnitude of the DC signal from the detector.
The invention according to claim 4 is characterized by comprising the active array device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1に係る発明によれば、各無線部における送信系が互いに同じゲインで出力することができるように構成したので、通信端末に対し安定した状態で受信させることができ、良好な通信を実現することができる効果がある。 According to the first aspect of the present invention, since the transmission systems in the respective radio units can be output with the same gain, the communication terminal can receive in a stable state, and good communication can be performed. There is an effect that can be realized.
請求項2に係る発明によれば、基準送信系からの出力ゲインに、追従送信系からの出力ゲインを一致させることができるので、良好な通信を確実に実現できる効果がある。 According to the second aspect of the invention, the output gain from the tracking transmission system can be matched with the output gain from the reference transmission system.
請求項3に係る発明によれば、追従送信系の構成要素を簡素化できると共に、低廉化を図ることもできる効果がある。 According to the invention which concerns on Claim 3, while being able to simplify the component of a tracking transmission system, there exists an effect which can also aim at cost reduction.
請求項4に係る発明によれば、送信時、全ての送信系の出力が同一となるので、良好な無線通信を実施できる効果がある。 According to the invention of claim 4, since the outputs of all the transmission systems are the same during transmission, there is an effect that good wireless communication can be performed.
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の一実施の形態に係るアクティブアレイ装置をアダプティブアレイ基地局に適用した図である。
このアクティブアレイ装置10は、図1に示すように、第1〜第4からなる四組の無線部A〜Dを備えている。これら第1〜第4無線部A〜Dのうち、第1無線部Aは、基準送信系としての送信系20と、受信系29と、アンテナ29とを有して構成される。第2無線部B〜第4無線部Dにおいても、第1無線部Aと同様、追従送信系としての送信系3040、50と、受信系37、47、57と、アンテナ36、46、56とを有して構成される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram in which an active array device according to an embodiment of the present invention is applied to an adaptive array base station.
As shown in FIG. 1, the
第1無線部Aの送信系20は、可変利得部21、電力増幅部22、結合器23、検波部24、演算増幅部25、制御部26をそれぞれ備えている。
可変利得部21は、送信時、出力すべき高周波信号の利得が後述する制御部26によって制御される。電力増幅部22は、可変利得部21によって出力された高周波信号を一定の利得で増幅させる。結合器23は、いわゆる方向性結合器であって、電力増幅部22によって増幅された高周波信号を混合部27を介してアンテナ28から送信する一方、その高周波信号の一部を取り出して検波部24に出力する。検波部24は、入力された高周波信号を直流信号に変換して後段の演算増幅部25に出力する。The
The
演算増幅部25は、検波部24からの直流信号を、所望のレベルまで増幅し、後段の制御部26に出力する。制御部26は、演算増幅部25によって増幅された直流信号の大きさに基づき、可変利得部21に対して出力すべき利得の大きさを制御する。
一方、混合部27には、アンテナ28が接続されると共に受信系29が接続されており、送信時には、結合器23から出力された高周波信号が、混合部27を介してアンテナ28から出力される一方、受信時には、アンテナ28に入力された高周波信号が、混合部27を介して受信系29に取り込まれるようになっている。The
On the other hand, an
第2無線部Bにおける送信系30は、可変利得部31、電力増幅部32、結合器33、制御部34を有して構成される。そして、結合器33の出力部に混合部35を介してアンテナ36が接続されると共に、その混合部35に受信系37が接続されている。第3無線部Cにおける送信系40、及び第4無線部Dにおける送信系50は、いずれも第2無線部Bにおける送信系30と同一の構成であるので、以下はその説明を省略する。 The
そして、第1無線部Aにおける送信系20と、第2無線部Bにおける送信系30と、第3無線部Cにおける送信系40と、第4無線部Dにおける送信系50とは、出力自動調整回路60によって互いに同一の出力なるように接続されている。
即ち、出力自動調整回路60は、第2〜第4無線部B〜Dの各送信系30、40、50において、制御部34、44、54の入力側が、第1無線部Aの送信系20における演算増幅部25及び制御部26間と接続され、演算増幅部25からの出力信号が送信系20の制御部26のみならず、送信系30の制御部34と送信系40の制御部44と送信系50の制御部54とにも入力できるようになっている。Then, the
That is, the output automatic adjustment circuit 60 is configured such that in the
つまり、第1無線部Aの送信系20において、出力すべき高周波信号が検波部24によって検波され、かつ演算増幅部25によって増幅されたとき、その増幅された信号が制御部26に入力されと共に、送信系30、40、50の各制御部34、44、54にも入力されることで、各制御部34、44、54が入力された信号の大きさに基づいて対応する可変利得部31、41、51をそれぞれ独立的に制御し、これにより、各送信系20、30、40、50が互いに同一出力となるようにしている。
従って、換言すれば、第2〜第4無線部B〜Dの各送信系30、40、50の出力が、第1無線部Aの送信系20に合わせて出力されるようになっている。That is, in the
Therefore, in other words, the outputs of the
本実施形態のアクティブアレイ装置10は、上記のように構成されているので、次に、送信時の動作について説明する。以下は、第1無線部Aの送信系20を「基準送信系20」と呼び、第2〜第4無線部B〜Dの送信系30、40、50を「追従送信系30、40、50」と称して説明する。
送信時においては、第1無線部Aの基準送信系20と、第2無線部Bの追従送信系30と第3無線部Cの追従送信系40と第4無線部Dの追従送信系50とがそれぞれ高周波信号をアンテナ28、36、46、56からそれぞれ独立的に送信するので、PHS端末の利用者が、送信された内容に応じて通信を行う無線リンクが構築されることとなる。Since the
At the time of transmission, the
上記送信時、基準送信系20において、可変利得部21を経た高周波信号が電力増幅部22によって増幅され、増幅された高周波信号が結合器23及び混合部27を介してアンテナ28から送信される一方、結合器23を通る高周波信号の一部が検波部24によって取り込まれることで直流信号に変換され、該変換された直流信号が演算増幅部25によって増幅され、その増幅された信号が制御部26に入力されると、制御部26が、入力された信号の大きさに基づいて可変利得部21をフィードバック制御することで、出力ゲインが制御され、制御された出力ゲインの高周波信号がアンテナ28から送信される。 At the time of transmission, in the
この場合、基準送信系20と、追従送信系30、40、50の各々間には出力自動調整回路60が接続されているので、つまり、基準送信系20の演算増幅部25の出力側が、補正送信系30、40、50における各制御部34、44、54の入力側に接続されている。
そのため、演算増幅部25によって増幅された直流信号が制御部26のみならず、制御部34、44、54にもそれぞれ入力されると、基準送信系20を除いた補正送信系30、40、50における各制御部34、44、54は、演算増幅部25からの入力信号に基づいて対応する可変利得部31、41、51を制御するので、それぞれの可変利得部31、41、51から基準送信系20の可変利得部21の場合と同様にして出力されることとなるので、それぞれの補正出力系30、40、50からは基準送信系20と同一の高周波信号が送信されることとなる。In this case, since the output automatic adjustment circuit 60 is connected between each of the
Therefore, when the DC signal amplified by the
その結果、本実施形態によれば、基準送信系20と、それ以外の追従送信系30、40、50とが高周波信号を互いに同一の出力ゲインで送信することができ、従って、各送信系が同じゲインで出力することができるので、通信端末としてのPHS端末に対し、安定した状態で受信させることができ、良好な通信を実現することができる。 As a result, according to the present embodiment, the
しかも、基準送信系20が、上述した可変利得部21、電力増幅部22、結合器23、制御部26を備える他、検波部24、演算増幅部25を備えているが、補正送信系B〜Dにおいては、基準送信系20の場合のような検波部24、演算増幅部25を備えることが不要になるので、送信系としての構成要素が少なくなり、それだけ構成の簡素化を図ることができると共に、低廉化を図ることもできる。その上、出力自動調整回路60によって、基準送信系の出力ゲインと追従送信系の各々の出力ゲインとを簡単に自動調整することができる。
このように、上記送信系20、30、40、50の各々が互いに同じゲインで出力すると、各送信系が時間毎に出力を可変させるような場合であっても、容易かつ正確に出力を調整することもできる。Moreover, the
In this way, when each of the
なお、上記実施の形態では、出力自動調整回路60として、基準送信系20における演算増幅部25の出力信号を制御部26に出力すると共に、追従送信系30、40、50の制御部34、44、54に出力するように構成した例を示したが、図2に示す構成とすることもできる。つまり、図2に示すように、第2無線部B〜第4無線部Dの追従送信系30、40、50において、各制御部34、44、54の入力側に演算増幅部38、48、58を接続しておき、これら演算増幅部38、48、58に対し、基準送信系20の検波部24からの出力信号が入力できるように出力自動調整回路60を構成するようにしてもよい。 In the above embodiment, as the automatic output adjustment circuit 60, the output signal of the
10 アクティブアレイ装置
20 第1送信系(基準送信系)
30 第2送信系(追従送信系)
40 第3送信系(追従送信系)
50 第4送信系(追従送信系)
28、36、46、56 アンテナ
29、37、47、57 受信系
60 出力自動調整回路10
30 Second transmission system (follow-up transmission system)
40 Third transmission system (follow-up transmission system)
50 4th transmission system (follow-up transmission system)
28, 36, 46, 56
Claims (4)
前記各無線部における送信系からの送信出力を、互いに同一とする出力自動調整回路を備えていることをと特徴とするアクティブアレイ装置。An active array device including a plurality of radio units having a transmission system, a reception system, and an antenna,
An active array apparatus comprising an automatic output adjustment circuit that makes the transmission outputs from the transmission systems in the respective radio units the same.
前記出力自動調整回路は、いずれか一方の無線部の送信系を基準送信系とし、かつその他方の各無線部の送信系をそれぞれ追従送信系としたとき、前記基準送信系からの出力ゲインに、前記各追従送信系からの出力ゲインをそれぞれ一致させることを特徴とするアクティブアレイ装置。The active array device according to claim 1,
When the transmission system of one of the radio units is a reference transmission system, and the transmission system of each other radio unit is a tracking transmission system, the output automatic adjustment circuit adjusts the output gain from the reference transmission system. An active array device characterized in that output gains from the respective tracking transmission systems are made to coincide with each other.
前記基準送信系は、少なくとも、高周波信号を増幅する電力増幅部と、該増幅された高周波信号を対応の前記アンテナへ出力すると共に、前記高周波信号の一部を取り込む結合器と取り込まれた高周波信号を直流信号に変換する検波部と、該直流信号の大きさに基づき、電力増幅部に入力される高周波信号の利得を制御する制御部とを備えてなり、
前記追従送信系は、少なくとも、高周波信号を増幅する電力増幅部と、該増幅された高周波信号を対応の前記アンテナへ出力する結合器と、前記基準送信系における検波器からの直流信号の大きさに基づき、電力増幅部に入力される高周波信号の利得を制御する制御部とを備えていることを特徴とするアクティブアレイ装置。The active array device according to claim 2, wherein
The reference transmission system includes at least a power amplification unit that amplifies a high-frequency signal, a coupler that outputs the amplified high-frequency signal to the corresponding antenna, and a part of the high-frequency signal, and a captured high-frequency signal And a control unit for controlling the gain of the high-frequency signal input to the power amplification unit based on the magnitude of the DC signal,
The follow-up transmission system includes at least a power amplifying unit that amplifies a high-frequency signal, a coupler that outputs the amplified high-frequency signal to the corresponding antenna, and a magnitude of a DC signal from the detector in the reference transmission system And a control unit for controlling the gain of the high-frequency signal input to the power amplification unit.
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