JP2017195471A - Active antenna system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信システムの基地局装置等に用いられるアクティブアンテナシステムに関する。 The present invention relates to an active antenna system used in a base station apparatus or the like of a wireless communication system.
近年、携帯電話等に用いられる無線通信システムにおいては、スマートフォン等の普及により、通信エリアの拡大や通信容量の拡張に対する要求が高まっている。そこで、高周波送受信機の機能を内蔵したアクティブアンテナシステムの基地局装置への利用が検討されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, in wireless communication systems used for mobile phones and the like, demands for expansion of communication areas and expansion of communication capacity are increasing due to the spread of smartphones and the like. Then, utilization of the active antenna system incorporating the function of a high frequency transmitter / receiver to the base station apparatus is examined (for example, refer patent document 1).
アクティブアンテナシステムは、複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子それぞれに対応して設けられた複数の信号処理部とを備えている。このため、アンテナ素子ごとに送受信される無線信号を制御することができ、制御性に優れている。
このような優れた制御性を有するアクティブアンテナシステム用いた基地局装置では、当該アンテナシステムによって送受信される送受信信号の指向性を制御することで、通信エリアを最適化することができる。また、アンテナシステムの設置面積や消費電力を削減することもできる。
The active antenna system includes a plurality of antenna elements and a plurality of signal processing units provided corresponding to the plurality of antenna elements. For this reason, the radio signal transmitted and received for each antenna element can be controlled, and the controllability is excellent.
In a base station apparatus using such an active antenna system having excellent controllability, the communication area can be optimized by controlling the directivity of transmission / reception signals transmitted / received by the antenna system. In addition, the installation area and power consumption of the antenna system can be reduced.
上記のようなアクティブアンテナシステムの各信号処理部は、送受信信号の位相を変化させる可変移相器と、送受信信号の振幅を変化させる可変減衰器と、送受信信号を増幅する増幅器とを備えている。そして、各信号処理部は、複数のアンテナ素子間の無線信号の相対位相と相対振幅を所望の値に設定すべく可変移相器および可変減衰器を制御することで通信エリアの調整を行う。 Each signal processing unit of the active antenna system as described above includes a variable phase shifter that changes the phase of the transmission / reception signal, a variable attenuator that changes the amplitude of the transmission / reception signal, and an amplifier that amplifies the transmission / reception signal. . Each signal processing unit adjusts the communication area by controlling the variable phase shifter and the variable attenuator so as to set the relative phase and relative amplitude of the radio signals between the plurality of antenna elements to desired values.
しかし、信号処理部は、半導体デバイスを用いて製造されることが多いため、可変移相器の出力位相の特性、および可変減衰器の出力振幅の特性は温度に依存することが多い。このため、全ての信号処理部を前記出力位相および出力振幅の温度特性が同じ半導体デバイスにより製造したとしても、以下の問題が生じる。すなわち、これらの信号処理部(増幅器)それぞれの温度が互いに異なると、各信号処理部の前記出力位相および出力振幅が変化することで、設定した相対位相や相対振幅に狂いが生じ、通信品質が低下する。 However, since the signal processing unit is often manufactured using a semiconductor device, the characteristics of the output phase of the variable phase shifter and the characteristics of the output amplitude of the variable attenuator often depend on temperature. For this reason, even if all the signal processing units are manufactured by semiconductor devices having the same output phase and output amplitude temperature characteristics, the following problems occur. That is, if the temperature of each of these signal processing units (amplifiers) is different from each other, the output phase and output amplitude of each signal processing unit change, resulting in a deviation in the set relative phase and relative amplitude, and communication quality is reduced. descend.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、信号処理部の温度変化による通信品質の低下を抑制することができるアクティブアンテナシステムを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the active antenna system which can suppress the fall of the communication quality by the temperature change of a signal processing part.
本発明の一態様に係るアクティブアンテナシステムは、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子それぞれによって送受信される無線信号の位相を調整する可変移相器、および前記無線信号の振幅を調整する可変減衰器のうち少なくとも一方を有する複数の信号処理部と、を備えたアクティブアンテナシステムであって、前記複数の信号処理部それぞれの温度を検知する複数の温度センサと、前記信号処理部の温度を調節可能な温度調節器と、前記温度センサの検知温度に基づいて前記温度調節器を制御する制御部と、を備えるアクティブアンテナシステムである。 An active antenna system according to an aspect of the present invention includes a plurality of antenna elements, a variable phase shifter that adjusts the phase of a radio signal transmitted and received by each of the plurality of antenna elements, and a variable that adjusts the amplitude of the radio signal. An active antenna system comprising a plurality of signal processing units having at least one of attenuators, a plurality of temperature sensors for detecting the temperature of each of the plurality of signal processing units, and the temperature of the signal processing unit An active antenna system comprising: an adjustable temperature controller; and a control unit that controls the temperature controller based on a temperature detected by the temperature sensor.
本発明は、このような特徴的な処理部を備えるアクティブアンテナシステムとして実現できるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする方法として実現したり、かかる特徴的な処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。また、アクティブアンテナシステムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。 The present invention can be realized not only as an active antenna system including such a characteristic processing unit, but also as a method using such characteristic processing as a step, or causing a computer to execute such characteristic processing steps. Can be realized as a program. Further, it can be realized as a semiconductor integrated circuit that realizes part or all of the active antenna system.
本発明のアクティブアンテナシステムによれば、信号処理部の温度変化による通信品質の低下を抑制することができる。 According to the active antenna system of the present invention, it is possible to suppress a decrease in communication quality due to a temperature change of the signal processing unit.
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
(1)本発明の実施形態に係るアクティブアンテナシステムは、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子それぞれによって送受信される無線信号の位相を調整する可変移相器、および前記無線信号の振幅を調整する可変減衰器のうち少なくとも一方を有する複数の信号処理部と、を備えたアクティブアンテナシステムであって、前記複数の信号処理部それぞれの温度を検知する複数の温度センサと、前記信号処理部の温度を調節可能な温度調節器と、前記温度センサの検知温度に基づいて前記温度調節器を制御する制御部と、を備える。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
First, the contents of the embodiment of the present invention will be listed and described.
(1) An active antenna system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of antenna elements, a variable phase shifter that adjusts a phase of a radio signal transmitted and received by each of the plurality of antenna elements, and an amplitude of the radio signal. An active antenna system comprising a plurality of signal processing units having at least one of variable attenuators to be adjusted, a plurality of temperature sensors for detecting the temperature of each of the plurality of signal processing units, and the signal processing unit And a controller that controls the temperature regulator based on a temperature detected by the temperature sensor.
上記アクティブアンテナシステムによれば、各信号処理部の温度を温度センサが検知すると、制御部はその検知温度に基づいて信号処理部が適切な温度となるように温度調節器を制御することができる。これにより、信号処理部の温度を適切な温度に維持することができるので、当該信号処理部が有する可変移相器および可変減衰器のうち少なくとも一方の出力値が変化するのを抑制することができる。その結果、隣り合うアンテナ素子に対応する信号処理部間における前記一方の出力値の差分である相対出力に狂いが生じるのを抑制することができるので、信号処理部の温度変化による通信品質の低下を抑制することができる。 According to the active antenna system, when the temperature sensor detects the temperature of each signal processing unit, the control unit can control the temperature regulator so that the signal processing unit becomes an appropriate temperature based on the detected temperature. . Thereby, since the temperature of the signal processing unit can be maintained at an appropriate temperature, it is possible to suppress a change in the output value of at least one of the variable phase shifter and the variable attenuator included in the signal processing unit. it can. As a result, it is possible to suppress the relative output that is the difference between the one output values between the signal processing units corresponding to the adjacent antenna elements from being distorted, so that the communication quality is deteriorated due to the temperature change of the signal processing unit. Can be suppressed.
(2)前記アクティブアンテナシステムにおいて、前記制御部は、隣り合う前記アンテナ素子に対応する前記信号処理部同士の温度差を抑制するように前記温度調節器を制御するのが好ましい。
この場合、隣り合うアンテナ素子に対応する信号処理部同士の温度差を抑制することができるので、これらの信号処理部における前記相対出力に狂いが生じるのをさらに抑制することができる。
(2) In the active antenna system, it is preferable that the control unit controls the temperature regulator so as to suppress a temperature difference between the signal processing units corresponding to adjacent antenna elements.
In this case, since the temperature difference between the signal processing units corresponding to adjacent antenna elements can be suppressed, it is possible to further suppress the occurrence of a deviation in the relative output in these signal processing units.
(3)前記アクティブアンテナシステムにおいて、前記制御部は、前記温度差を無くすように前記温度調節器を制御するのが好ましい。
この場合、隣り合うアンテナ素子に対応する信号処理部同士の温度差を無くすことができるので、これらの信号処理部における前記相対出力に狂いが生じるのをさらに抑制することができる。
(3) In the active antenna system, it is preferable that the control unit controls the temperature regulator so as to eliminate the temperature difference.
In this case, since the temperature difference between the signal processing units corresponding to adjacent antenna elements can be eliminated, it is possible to further suppress the occurrence of a deviation in the relative output in these signal processing units.
(4)前記アクティブアンテナシステムにおいて、前記制御部は、前記複数の信号処理部それぞれの前記検知温度からの変化量を可及的に少なくするために、所定のアルゴリズムにより設定された設定温度となるように前記温度調節器を制御するのが好ましい。
この場合、各信号処理部の検知温度から設定温度までの変化量を可及的に少なくすることができるので、隣り合うアンテナ素子に対応する信号処理部同士の温度差を可及的速やかに無くすことができる。その結果、これらの信号処理部における前記相対出力に狂いが生じるのをさらに抑制することができる。
(4) In the active antenna system, the control unit has a set temperature set by a predetermined algorithm in order to minimize the amount of change from the detected temperature of each of the plurality of signal processing units. It is preferable to control the temperature controller.
In this case, since the amount of change from the detected temperature of each signal processing unit to the set temperature can be reduced as much as possible, the temperature difference between the signal processing units corresponding to adjacent antenna elements is eliminated as quickly as possible. be able to. As a result, it is possible to further suppress a deviation in the relative output in these signal processing units.
(5)前記アクティブアンテナシステムにおいて、前記アルゴリズムは、前記複数の温度センサによる検知温度の平均値と前記各検知温度との差分のうち、絶対値が最小値となる差分に対応する検知温度を前記設定温度として設定するのが好ましい。
この場合、制御部は、設定温度とされた検知温度に対応する信号処理部については、その温度調節器を制御する必要がない。このため、制御対象となる温度調節器の数を可及的に低減することができる。
(5) In the active antenna system, the algorithm calculates a detected temperature corresponding to a difference in which an absolute value is a minimum value among differences between an average value of detected temperatures by the plurality of temperature sensors and the detected temperatures. It is preferable to set as the set temperature.
In this case, the control unit does not need to control the temperature controller for the signal processing unit corresponding to the detected temperature that is set to the set temperature. For this reason, the number of temperature regulators to be controlled can be reduced as much as possible.
(6)前記アクティブアンテナシステムにおいて、前記温度調節器は、前記複数の信号処理部それぞれの温度を個別に調節するために、前記信号処理部の数と同数備えられているのが好ましい。
この場合、各温度調節器により複数の信号処理部それぞれの温度を個別に調節することができるので、前記相対出力に狂いが生じるのをさらに抑制することができる。
(6) In the active antenna system, it is preferable that the number of the temperature adjusters is the same as the number of the signal processing units in order to individually adjust the temperatures of the plurality of signal processing units.
In this case, since the temperature of each of the plurality of signal processing units can be individually adjusted by each temperature controller, it is possible to further suppress the relative output from being distorted.
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施形態について添付図面に基づき詳細に説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
<基地局装置について>
図1は、本発明の一実施形態に係るアクティブアンテナシステムを備えた基地局装置の一部を示すブロック図である。図中、基地局装置1は、例えば、LTE(Long Term Evolution)が適用される携帯電話用の無線通信システムにおいて基地局装置として用いられるものであり、携帯電話等の複数の移動端末(図示省略)との間で無線通信を行う機能を有している。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, you may combine arbitrarily at least one part of embodiment described below.
<About base station equipment>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a part of a base station apparatus including an active antenna system according to an embodiment of the present invention. In the figure, a base station apparatus 1 is used as a base station apparatus in a wireless communication system for mobile phones to which LTE (Long Term Evolution) is applied, for example, and includes a plurality of mobile terminals such as mobile phones (not shown). ) To perform wireless communication.
基地局装置1は、ベースバンドユニット(BBU)2と、リモートラジオヘッド(RRH)3と、アクティブアンテナシステム4(以下、単にアンテナシステム4ともいう)とを備えている。
BBU2は、光ファイバケーブル等の信号伝送路5を介してRRH3に接続されており、RRH3との間でCPRI(Common Public Radio Interface)に準拠したフレーム(CPRIフレーム)の送受信を行う機能を有している。
The base station apparatus 1 includes a baseband unit (BBU) 2, a remote radio head (RRH) 3, and an active antenna system 4 (hereinafter also simply referred to as an antenna system 4).
The BBU 2 is connected to the
具体的には、BBU2は、RRH3から信号伝送路5を介してデジタル信号である受信ベースバンド信号(I/Q信号)を取得する。そして、BBU2は、受信ベースバンド信号に対してデジタル復調処理を行うことで受信データを生成する機能を有しており、生成した受信データを上位ネットワーク(図示せず)に与える。
BBU2は、上位ネットワークから与えられる送信データに対してデジタル変調処理を行うことで送信ベースバンド信号を生成する機能を有している。BBU2は、送信データを変調して得たデジタルの送信ベースバンド信号を信号伝送路5を介してRRH3に与える。
Specifically, the BBU 2 acquires a reception baseband signal (I / Q signal) that is a digital signal from the
The BBU 2 has a function of generating a transmission baseband signal by performing digital modulation processing on transmission data given from an upper network. The BBU 2 gives a digital transmission baseband signal obtained by modulating transmission data to the
RRH3は、当該RRH3から延びる同軸ケーブル6,7を、アンテナシステム4の筐体11に設けられた接続ポート6a,7aにそれぞれ接続することでアンテナシステム4に接続されており、送受信信号を送受信する際の信号処理を行う。
The
RRH3は、BBU2から与えられる送信ベースバンド信号に対して各種信号処理を行うことでアナログの無線周波数の信号に変換する機能を有している。そして、RRH3は、変換したアナログの無線周波数の送信信号を同軸ケーブル6を介してアンテナシステム4に与える。
The
RRH3は、同軸ケーブル7を介してアンテナシステム4から与えられる無線周波数の受信信号に対して各種信号処理を行うことでデジタルの受信信号に変換する機能を有している。RRH3は、変換したデジタルの受信信号をBBU2に与える。
なお、本実施形態では、アンテナシステム4とBBU2とは、RRH3を介して接続されているが、RRH3を介さずに直接接続されていてもよい。
The
In the present embodiment, the
アンテナシステム4は、筐体11の内部に収納された、無線周波数の信号を送受信する複数のアンテナ素子10を備えており、基地局装置1が移動端末との間で無線通信を行う際に、当該無線通信に係る無線信号を送受信する機能を有している。
The
アンテナシステム4は、RRH3から与えられる無線周波数の送信信号を、複数のアンテナ素子10それぞれに対応して分配し、各アンテナ素子10から無線信号として送信する。また、アンテナシステム4は、複数のアンテナ素子10が無線信号として受信する無線周波数の受信信号を合成し、合成した無線周波数の信号をRRH3に与える。
このように、基地局装置1は、デジタルの送信信号を無線周波数の信号に変換して移動端末に送信するとともに、移動端末が送信した無線周波数の信号を受信し、移動端末からの受信信号を取得する。
The
In this way, the base station apparatus 1 converts a digital transmission signal into a radio frequency signal and transmits it to the mobile terminal, receives the radio frequency signal transmitted by the mobile terminal, and receives the received signal from the mobile terminal. get.
<アクティブアンテナシステムのハードウェア構成について>
図2は、アクティブアンテナシステム4のハードウェア構成を示すブロック図である。
アクティブアンテナシステム4は、上記筐体11および複数のアンテナ素子10と、インターフェース部(I/F)8と、分配合成器12と、複数の信号処理部13とを有している。
<About hardware configuration of active antenna system>
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of the
The
インターフェース部8は、同軸ケーブル6,7を介してRRH3との間で行われる信号通信に関する処理を行う機能を有している。インターフェース部8は、RRH3から同軸ケーブル6を介した通信によって通信データが与えられると、その通信データに含まれる無線周波数の送信信号を分配合成器12に与える。
インターフェース部8は、分配合成器12から無線周波数の受信信号が与えられると、その受信信号を、同軸ケーブル7を介した通信によってRRH3に与える。
The
When receiving a radio frequency reception signal from the
分配合成器12は、RRH3から与えられる無線周波数の送信信号を複数のアンテナ素子10それぞれに対応して分配し、分配した送信信号を複数の信号処理部13に与える。
また、分配合成器12は、複数のアンテナ素子10が無線信号として受信した受信信号を合成し、合成した無線周波数の受信信号をインターフェース部8に与える。
The
The
信号処理部13は、対応するアンテナ素子10により送信される無線周波数の送信信号の処理を行うために、可変移相器21、可変減衰器22および増幅器23を有する。また、信号処理部13は、対応するアンテナ素子10が受信した無線信号の受信信号の処理を行うために、可変移相器24、可変減衰器25および増幅器26を有する。
The
可変移相器21,24、可変減衰器22,25および増幅器23,26は、後述する送受信切替スイッチ27,28と共に信号処理部13の箱体20に収容されてユニット化されている。複数の信号処理部13それぞれの可変移相器21,24および可変減衰器22,25は、温度特性が同じ半導体デバイスを用いて製造されている。
なお、信号処理部13は、可変移相器21,24および可変減衰器22,25を有しているが、少なくともいずれか一方を有していればよい。
The
In addition, although the
信号処理部13は、2つの送受信切替スイッチ27,28をさらに有する。一方の送受信切替スイッチ27は、分配合成器12から無線信号(無線周波数の送信信号)が入力されると、その無線信号を送信側の可変移相器21へ出力するように切り替わる。また、送受信切替スイッチ27は、受信側の可変移相器24から無線信号(無線周波数の受信信号)が入力されると、その無線信号を分配合成器12へ出力するように切り替わる。
他方の送受信切替スイッチ28は、送信側の増幅器23から送信信号が入力されると、その送信信号をアンテナ素子10へ出力するように切り替わり、アンテナ素子10から受信信号が入力されると、その送信信号を受信側の増幅器26に出力するように切り替わる。
The
The other transmission /
可変移相器21は、送受信切替スイッチ27から与えられた送信信号の位相を調整し、位相を調整した送信信号を可変減衰器22に与える。可変減衰器22は、可変移相器21から与えられた送信信号の振幅を調整する。
可変減衰器22は、振幅を調整した送信信号を増幅器23に与える。増幅器23は、可変減衰器22から与えられた送信信号の電力を増幅し、電力を増幅した送信信号を送受信切替スイッチ28に与える。送受信切替スイッチ28は、増幅器23から与えられた送信信号をアンテナ素子10へ出力する。
The
The
一方、アンテナ素子10が受信した受信信号は、送受信切替スイッチ28に与えられる。送受信切替スイッチ28は、入力された受信信号を受信側の増幅器26に与える。増幅器26は、入力された受信信号の電力を増幅し、電力を増幅した受信信号を可変減衰器25に与える。可変減衰器25は、増幅器26から与えられた受信信号の振幅を調整する。
On the other hand, the received signal received by the
可変減衰器25は、振幅を調整した受信信号を可変移相器24に与える。可変移相器24は、可変減衰器25から与えられた受信信号の位相を調整し、位相を調整した受信信号を送受信切替スイッチ27に与える。送受信切替スイッチ27は、可変移相器24から与えられた受信信号を分配合成器12へ出力する。
The
このように、各信号処理部13は、複数のアンテナ素子10により送受信される送受信信号に対して、位相および振幅の調整や電力の増幅といった処理をアンテナ素子10ごとに行うことができるアクティブアンテナとして機能させる処理を行うことができる。
As described above, each
<アクティブアンテナシステムの制御構成について>
図3は、アクティブアンテナシステム4の制御構成を示すブロック図である。
アクティブアンテナシステム4は、複数の信号処理部13それぞれの温度を検知する複数の温度センサ14と、信号処理部13の温度を調節可能な温度調節器15と、温度センサ14の検知温度に基づいて温度調節器15を制御する制御装置16とを備えている。
<Control configuration of active antenna system>
FIG. 3 is a block diagram showing a control configuration of the
The
各温度センサ14は、対応する信号処理部13の箱体20の内部において、発熱源となる増幅器23,26の近傍に配置されている。各温度センサ14は、所定時間毎に検知温度を制御装置16に出力する。
Each
温度調節器15は、複数の信号処理部13それぞれの温度を個別に調節するために、信号処理部13の数と同数備えられており、対応する信号処理部13の箱体20の外面に取り付けられている。温度調節器15は、対応する信号処理部13を加温する機能と、当該信号処理部13を冷却する機能とを有している。これにより、温度調節器15は、対応する信号処理部13の温度(箱体20内の温度)を調節することができる。
The
なお、温度調節器15の数は、信号処理部13の数よりも少なくてもよい。例えば、複数の信号処理部13のうち、一の信号処理部13の温度を基準として、他の信号処理部13の温度を調節する場合には、当該他の信号処理部13の数と同数の温度調節器15を備えていればよい。
Note that the number of
制御装置16は、CPUや、記憶部等を含んでいるコンピュータによって構成されており、記憶部に記憶されたコンピュータプログラム等を読み出して以下に説明する当該制御装置16が有する各機能部を実現するとともに各種処理を実行する機能を有している。前記コンピュータプログラムは、CD−ROMなどの記録媒体に記憶させることができる。
The
制御装置16は、上記コンピュータプログラムを実行することで達成される機能部として制御部33を有している。制御部33は、複数の信号処理部13における温度センサ14の検知温度に基づいて、隣り合うアンテナ素子10に対応する信号処理部13(以下、単に「隣り合う信号処理部13」ともいう)同士の温度差を抑制するように温度調節器15を制御する。
The
本実施形態の制御部33は、隣り合う信号処理部13同士の温度差を無くすように温度調節器15を制御する。その際、制御部33は、複数の信号処理部13それぞれの前記検知温度からの変化量を可及的に少なくするために、所定のアルゴリズムにより設定された設定温度となるように温度調節器15を制御する。
本実施形態における前記アルゴリズムは、例えば、全ての温度センサ14による検知温度の平均値と各検知温度との差分のうち、絶対値が最小値となる差分に対応する検知温度を設定温度として設定する。なお、上記アルゴリズムは他の方法を用いてもよい。
The control unit 33 of the present embodiment controls the
The algorithm in the present embodiment sets, for example, a detected temperature corresponding to a difference in which the absolute value is a minimum value among the differences between the average value of the detected temperatures of all the
<工場出荷時の初期設定について>
図5は、アンテナシステム4の工場出荷時に行われる信号処理部13の初期設定を示すフローチャートである。以下、図5を参照しながら、信号処理部13の初期設定について説明する。なお、ここでは、アンテナシステム4の筐体11にアンテナ素子10および信号処理部13がそれぞれK個(Kは2以上の整数)収容されている場合について説明する。
<Factory default settings>
FIG. 5 is a flowchart showing the initial setting of the
信号処理部13の初期設定では、筐体11に組み込まれた複数の信号処理部13における、可変移相器21(24)自体の特性(半導体デバイス特性)に基づく出力位相のばらつき、および可変減衰器22(25)自体の特性(半導体デバイス特性)に基づく出力振幅のばらつきをそれぞれ補正する。
In the initial setting of the
具体的には、まず全て(K個)の信号処理部13における常温での可変移相器21,24の初期の出力位相Φ1n0,Φ2n0を測定する(ステップST1)。そして、全ての信号処理部13における常温での各可変減衰器22,25の初期の出力振幅G1n0,G2n0を測定する(ステップST2)。なお、出力振幅G1n0,G2n0の測定は、出力位相Φ1n0,Φ2n0の測定の後に行ってもよい。
Specifically, first, the initial output phases Φ1 n0 and Φ2 n0 of the
次に、下記式(1)および(2)に示すように、隣り合う信号処理部13における、可変移相器21同士の初期の相対位相ΔΦ1nm0、および可変移相器24同士の初期の相対位相ΔΦ2nm0を全て((K−1)個)算出する(ステップST3)。
ΔΦ1nm0=Φ1n0−Φ1m0 ・・・(1)
ΔΦ2nm0=Φ2n0−Φ2m0 ・・・(2)
ここで、nは1から(K−1)までの整数であり、mは、m=n+1の関係式を満たす2からKまでの整数である(後述する式(3)および(4)も同様)。
Next, as shown in the following formulas (1) and (2), the initial relative phase ΔΦ1 nm0 between the
ΔΦ1 nm0 = Φ1 n0 -Φ1 m0 (1)
ΔΦ2 nm0 = Φ2 n0 -Φ2 m0 (2)
Here, n is an integer from 1 to (K−1), and m is an integer from 2 to K that satisfies the relational expression of m = n + 1 (the same applies to equations (3) and (4) described later). ).
次に、下記式(3)および(4)に示すように、全ての隣り合う信号処理部13における、可変減衰器22同士の初期の相対振幅ΔG1nm0、および可変減衰器25同士の初期の相対振幅ΔG2nm0を全て((K−1)個)算出する(ステップST4)。
ΔG1nm0=G1n0−G1m0 ・・・(3)
ΔG2nm0=G2n0−G2m0 ・・・(4)
なお、可変減衰器22,25の初期の相対振幅ΔG1nm0,ΔG2nm0の算出は、可変移相器21,24の初期の相対位相ΔΦ1nm0,ΔΦ2nm0の算出よりも先に行ってもよい。
Next, as shown in the following formulas (3) and (4), the initial relative amplitude ΔG1 nm0 between the
ΔG1 nm0 = G1 n0 -G1 m0 (3)
ΔG2 nm0 = G2 n0 -G2 m0 (4)
The initial relative amplitudes ΔG1 nm0 and ΔG2 nm0 of the
次に、全ての相対位相ΔΦ1nm0,ΔΦ2nm0が同じ値となるように、可変移相器21,24の出力位相を補正する(ステップST5)。具体的には、全ての相対位相ΔΦ1nm0が同じ値ΔΦ1(例えば10°)となるように、可変移相器21の出力位相Φ1n0および出力位相Φ1m0の少なくとも一方を補正する。
同様に、全ての相対位相ΔΦ2nm0が同じ値ΔΦ2(例えば10°)となるように、可変移相器24の出力位相Φ2n0および出力位相Φ2m0の少なくとも一方を補正する。
Next, the output phases of the
Similarly, at least one of the output phase Φ2 n0 and the output phase Φ2 m0 of the
次に、全ての相対振幅ΔG1nm0,ΔG2nm0が同じ値となるように、可変減衰器22,25の出力振幅を補正する(ステップST6)。具体的には、全ての相対振幅ΔG1nm0が同じ値ΔG1となるように、対応する可変減衰器22の出力振幅G1n0および出力振幅G1m0の少なくとも一方を補正する。
Next, the output amplitudes of the
同様に、全ての相対振幅ΔG2nm0が同じ値ΔG2となるように、対応する可変減衰器25の出力振幅G2n0および出力振幅G2m0の少なくとも一方を補正する。
なお、出力振幅G1n0,G1m0(G2n0,G2m0)の補正は、出力位相Φ1n0,Φ1n0(Φ2n0,Φ2m0)の補正よりも先に行ってもよい。
Similarly, at least one of the output amplitude G2 n0 and the output amplitude G2 m0 of the corresponding
The output amplitudes G1 n0 and G1 m0 (G2 n0 and G2 m0 ) may be corrected before the output phases Φ1 n0 and Φ1 n0 (Φ2 n0 and Φ2 m0 ).
以上のように出力位相および出力振幅を補正することで、アンテナシステム4の稼働前に、筐体11に組み込まれた各可変移相器21(24)自体の特性に基づく出力位相のばらつきを補正するとともに、各可変減衰器22(25)自体の特性に基づく出力振幅のばらつきを補正することができる。
By correcting the output phase and the output amplitude as described above, variations in the output phase based on the characteristics of each variable phase shifter 21 (24) itself incorporated in the
<制御装置が実行する制御について>
図5は、アンテナシステム4の稼働中に制御装置16が実行する制御内容を示すフローチャートである。以下、図5を参照しながら、制御装置16が実行する制御内容について説明する。
まず、制御装置16は、全て(K個)の温度センサ14から信号処理部13の検知温度Tiを取得する(ステップST21)。ここで、iは1からKまでの整数である。
<Control executed by control device>
FIG. 5 is a flowchart showing the control contents executed by the
First, the
次に、制御装置16(制御部33)は、全ての検知温度Tiの平均値Taveを算出する(ステップST22)。そして、制御装置16は、下記式(5)に示すように、平均値Taveと各検知温度Tiとの差分ΔTiを算出する(ステップST23)。
ΔTi=Ti−Tave ・・・(5)
Next, the control device 16 (control unit 33) calculates an average value T ave of all the detected temperatures T i (step ST22). Then, the
ΔT i = T i −T ave (5)
次に、制御装置16は、算出した全ての差分ΔTiのうち、絶対値が最小値となる差分ΔTjに対応する検知温度Tjを選定する(ステップST24)。ここで、jは1からKまでの整数である。
Next, the
制御装置16は、選定した検知温度Tjを設定温度Tとして設定する(ステップST25)。そして、制御装置16は、全ての信号処理部13の温度が同じ値である設定温度Tとなるように各温度調節器15を制御する(ステップST26)。
制御装置16は、ステップST26の制御が終了すると、ステップST21に戻り、ステップST21〜ST26の制御を繰り返し行う。
The
When the control of step ST26 ends, the
<制御装置の具体的な制御例について>
図6は、制御装置16が行う具体的な制御例を示す説明図である。以下、その制御例について図6を参照しながら説明する。なお、ここでは、図6(a)に示すように、信号処理部13(アンテナ素子10)の個数K=4とし、各信号処理部13における温度センサ14の検知温度T1〜T4がそれぞれ88℃、87℃、83℃、80℃の場合を例示している。
<Specific control example of control device>
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a specific control example performed by the
まず、制御装置16は、下記式(6)〜(9)に示すように、全ての温度センサ14の検知温度T11〜T4の平均値Tave(84.5℃)と、各検知温度T1〜T4との差分ΔT1〜ΔT4を算出する。
ΔT11=T11−Tave=88−84.5=+3.5℃ ・・・(6)
ΔT12=T12−Tave=87−84.5=+2.5℃ ・・・(7)
ΔT13=T13−Tave=83−84.5=−1.5℃ ・・・(8)
ΔT14=T14−Tave=80−84.5=−4.5℃ ・・・(9)
First, the
ΔT1 1 = T1 1 −T ave = 88-84.5 = + 3.5 ° C. (6)
ΔT1 2 = T1 2 −T ave = 87-84.5 = + 2.5 ° C. (7)
ΔT1 3 = T1 3 −T ave = 83-84.5 = −1.5 ° C. (8)
ΔT1 4 = T1 4 −T ave = 80-84.5 = −4.5 ° C. (9)
次に、制御装置16は、算出した全ての差分ΔT1〜ΔT4のうち、絶対値が最小値となる差分であるΔT3に対応する検知温度T3(83℃)を選定し、その選定した検知温度T3を設定温度Tとして設定する。
そして、制御装置16は、全ての信号処理部13が同じ値である83℃(T3)となるように温度調節器15を制御する。
Next, the
Then, the
ここでは、図6(b)に示すように、制御装置16は、図中の上から1番目の信号処理部13を88℃から83℃(変化量=−5°)となるように当該信号処理部13の温度調節器15を制御し、図中の上から2番目の信号処理部13を87℃から83℃(変化量=−4°)となるように当該信号処理部13の温度調節器15を制御する。また、制御装置16は、図中の上から4番目の信号処理部13を80℃から83℃(変化量=+3℃)となるように当該信号処理部13の温度調節器15を制御する。なお、制御装置16は、図中の上から3番目の信号処理部13の検知温度T3は設定温度T(83℃)であるため、当該信号処理部13の温度調節器15は制御しない。
Here, as shown in FIG. 6 (b), the
以上のように制御することで、各信号処理部13それぞれの検知温度T1〜T4からの変化量を可及的に少なくしつつ、隣り合う信号処理部13同士の温度差を無くすことができる。特に、本制御例では、全ての検知温度T1〜T4のうちのいずれか1つを設定温度Tとして設定するので、設定温度Tとされた検知温度に対応する、図中の上から3番目の信号処理部13の温度調節器15を制御する必要がない。このため、制御装置16の制御対象となる温度調節器15の数を可及的に低減することができる。
By controlling as described above, it is possible to eliminate the temperature difference between adjacent
<効果について>
以上、本実施形態のアクティブアンテナシステム4によれば、各信号処理部13の温度を温度センサ14が検知すると、制御部33はその検知温度に基づいて信号処理部13が適切な温度となるように温度調節器15を制御することができる。これにより、信号処理部13の温度を適切な温度に維持することができるので、当該信号処理部13が有する可変移相器21,24の出力位相および可変減衰器22,25の出力振幅が変化するのを抑制することができる。その結果、隣り合うアンテナ素子10に対応する信号処理部13間における無線信号の相対位相および相対振幅に狂いが生じるのを抑制することができるので、信号処理部13の温度変化による通信品質の低下を抑制することができる。
<About effect>
As described above, according to the
また、制御部33は温度調節器15だけを制御し、変移相器21,24および可変減衰器22,25を制御することはない。このため、可変移相器21,24および可変減衰器22,25を制御する場合に比べて、簡単な制御で前記相対位相および相対振幅に狂いが生じるのを抑制することができる。
The control unit 33 controls only the
また、制御部33は、隣り合う信号処理部13同士の温度差を無くすように温度調節器15を制御するので、これらの信号処理部13間における無線信号の相対位相や相対振幅に狂いが生じるのをさらに抑制することができる。
Moreover, since the control part 33 controls the
また、制御部33は、複数の信号処理部13それぞれの検知温度からの変化量を可及的に少なくするために、所定のアルゴリズムにより設定された設定温度となるように温度調節器15を制御する。これにより、各信号処理部13の検知温度から設定温度までの変化量を可及的に少なくすることができるので、隣り合う信号処理部13同士の温度差を可及的速やかに無くすことができる。その結果、これらの信号処理部13間における無線信号の相対位相や相対振幅に狂いが生じるのをさらに抑制することができる。
Further, the control unit 33 controls the
また、上記アルゴリズムは、複数の温度センサ14による検知温度の平均値と各検知温度との差分のうち、絶対値が最小値となる差分に対応する検知温度を設定温度として設定する。これにより、設定温度とされた検知温度に対応する信号処理部13については、その温度調節器15を制御する必要がないので、制御対象となる温度調節器15の数を可及的に低減することができる。
Moreover, the said algorithm sets the detection temperature corresponding to the difference from which the absolute value becomes the minimum value among the difference of the average value of the detection temperature by the
また、温度調節器15は、全ての信号処理部13それぞれの温度を個別に調節するために、信号処理部13の数と同数備えられているので、各温度調節器15により複数の信号処理部13それぞれの温度を個別に調節することができる。その結果、隣り合う信号処理部13間における無線信号の相対位相や相対振幅に狂いが生じるのをさらに抑制することができる。
Moreover, since the
<その他>
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
<Others>
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 基地局装置
2 ベースバンドユニット(BBU)
3 リモートラジオヘッド(RRH)
4 アクティブアンテナシステム
5 信号伝送路
6 同軸ケーブル
6a 接続ポート
7 同軸ケーブル
7a 接続ポート
8 インターフェース部
10 アンテナ素子
11 筐体
12 分配合成器
13 信号処理部
14 温度センサ
15 温度調節器
16 制御装置
20 箱体
21 可変移相器
22 可変減衰器
23 増幅器
24 可変移相器
25 可変減衰器
26 増幅器
27 送受信切替スイッチ
28 送受信切替スイッチ
33 制御部
1
3 Remote Radio Head (RRH)
4
Claims (6)
前記複数のアンテナ素子それぞれによって送受信される無線信号の位相を調整する可変移相器、および前記無線信号の振幅を調整する可変減衰器のうち少なくとも一方を有する複数の信号処理部と、を備えたアクティブアンテナシステムであって、
前記複数の信号処理部それぞれの温度を検知する複数の温度センサと、
前記信号処理部の温度を調節可能な温度調節器と、
前記温度センサの検知温度に基づいて前記温度調節器を制御する制御部と、を備えるアクティブアンテナシステム。 A plurality of antenna elements;
A variable phase shifter that adjusts a phase of a radio signal transmitted and received by each of the plurality of antenna elements; and a plurality of signal processing units that include at least one of a variable attenuator that adjusts the amplitude of the radio signal. An active antenna system,
A plurality of temperature sensors for detecting the temperature of each of the plurality of signal processing units;
A temperature controller capable of adjusting the temperature of the signal processing unit;
An active antenna system comprising: a control unit that controls the temperature regulator based on a temperature detected by the temperature sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016083861A JP2017195471A (en) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Active antenna system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10593183B2 (en) | 2018-06-26 | 2020-03-17 | Toshiba Client Solutions CO., LTD. | Antenna device, electronic device, and wireless communication method |
DE112018004439T5 (en) | 2017-10-05 | 2020-08-06 | Isuzu Motors Limited | VEHICLE SPEED CONTROL DEVICE AND VEHICLE SPEED CONTROL METHOD |
WO2021242529A1 (en) * | 2020-05-25 | 2021-12-02 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Intelligently selecting active transciver in a multi-transciver device |
-
2016
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