JP5431778B2 - レピータ装置及び通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線基地局と通信端末とを無線通信により中継接続するレピータ装置及び通信制御方法に関する。

従来より、例えば、携帯電話システムやＰＨＳ（Personal Handyphone System）など、無線基地局を通じて、無線通信端末を通信回線網に接続する移動通信では、いわゆるレピータ装置を経由して、無線通信端末と無線基地局との間における通信を中継する方式が開発されている（例えば、特許文献１参照）。このレピータ装置としては、屋内に設置された小型基地局をドナー局とし、屋内においてドナー局と、無線通信端末との間で中継を行う場合がある。この場合、レピータ装置では、ドナー局からの電波をドナーアンテナ（D-ANT）で受けて、無線通信端末に向けて再送信する。

ところで、屋内のように、ドナー局とドナーアンテナとの間の距離が短い環境では、レピータの設置場所をわずかに変更した（基地局に近づけた）だけで入力レベル（パスロス）が大きく変動（減少）し、過入力となる可能性が高い。従来、このような過入力についての対策として、出力を一定レベルに制御するＡＬＣ（Automatic Level Control）機能を設ける装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−２９５１３５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術のように、ＡＬＣを用いて出力を一定レベルに制御する方式では、利得制御範囲が小さい場合、レピータ装置の設置場所のわずかな変更によるパスロスの減少を十分に吸収できない場合がある。特に、携帯電話用や、ＰＨＳ用の小電力レピータでは、電波法上ユーザー自身による設置場所の変更が可能であることから、設置・調整後においても、ユーザー自身の操作によって設置場所が変更される頻度が高くなることが予想される。

一方、利得制御範囲を大きくしすぎると、無線特性の性能劣化も起こりやすくなるため、利得制御範囲を大きくして対処するには限界がある。また、ＡＬＣ機能の制御範囲を超える場合の対策として、ドナーアンテナとレピータとの間に固定減衰器を挿入してレベル調整を行う方法がある。ところが、この方法では、装置の設置や設定などで現地対応が必須となり、即時対応が困難となるばかりか、通信事業者として保守費用など設置コストやメンテナンス費用が増大する可能性がある。

そこで、本発明は、上記のような問題を解決するものであり、ドナー入力に所定の減衰量を付加し、ＡＬＣ機能と組合せることにより、入力レベル（パスロス）の変動が利得制御範囲を超えた場合でもレピータ出力を安定させることができるレピータ装置及び通信制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、無線基地局と通信端末とを無線通信により中継接続するレピータ装置であって、無線基地局との間で無線信号を送受信するドナーアンテナ手段と、通信端末との間で無線信号を送受信する再送信アンテナが接続され、ドナーアンテナ手段が受信した無線信号を通信端末に対してレピータ出力として送出する再出力部と、ドナーアンテナ手段が受信した無線信号の出力レベルを検出する検出器と、一定の利得制御範囲内において、ドナーアンテナ手段が受信した無線信号の利得を制御する利得制御部と、ドナーアンテナ手段が受信した無線信号の信号強度が利得制御範囲外であるときに、レピータ出力を一定値に維持するレベル制御部とを備え、ドナーアンテナ手段は、無線基地局から第１の距離だけ離隔した第１のアンテナ部と、第１の距離よりも短い第２の距離だけ、無線基地局から離隔した第２のアンテナ部とを備え、レベル制御部は、検出器による検出結果に応じて、第１のアンテナ部と第２のアンテナ部とを切替える切替え手段を備える。

他の発明は、無線基地局と通信端末とを無線通信により中継接続するレピータ装置を用いた通信制御方法であって、
（１）レピータ装置において、ドナーアンテナ手段により、無線基地局との間で無線信号を送受信する送受信ステップと、
（２）ドナーアンテナ手段が受信した無線信号の出力レベルを検出器により検出し、検出器による検出結果に応じて、ドナーアンテナ手段が受信した無線信号の信号強度が、一定の利得制御範囲外であるときに、レベル制御部によって、無線信号の信号強度を低減させるレベル制御ステップと、
（３）ドナーアンテナ手段が受信した信号強度の出力レベル、又はレベル制御部によって低減された信号強度の出力レベルを、一定の利得制御範囲内において、利得制御部によって制御する利得制御ステップと、
（４）通信端末との間で無線信号を送受信する再送信アンテナを通じて、利得制御ステップで出力レベルが制御された無線信号を、通信端末に対して一定値を維持しつつ、レピータ出力として送出する再出力ステップと
を備え、
ドナーアンテナ手段を、無線基地局から第１の距離だけ離隔した第１のアンテナ部と、第１の距離よりも短い第２の距離だけ、無線基地局から離隔した第２のアンテナ部とから構成し、レベル制御ステップでは、第１のアンテナ部と第２のアンテナ部とを切替え手段により切替えることにより、無線信号の信号強度を低減させる。

これらの発明によれば、ドナーアンテナ手段が受信した信号強度が利得制御範囲外であっても、レピータ出力を一定値に維持できることから、屋内のように、ドナー局とドナーアンテナとの間の距離が短い環境において、レピータ装置の設置場所が変更され、入力レベルが大きく変動しても、過入力となる可能性を低減することができる。また、この場合には、第１及び第２のアンテナを、無線基地局からの距離が異なるようにそれぞれ設置することから、無線基地局から遠くなるように第１の距離だけ離隔して設けられたアンテナ部からは信号強度を減衰させて受信することができ、無線基地局に近くなるように第２の距離だけ離隔して設けられたアンテナ部からは、より強い信号強度で受信することができる。このため、本発明によれば、このような第１及び第２のアンテナを切替えることによって、受信される信号強度を必要に応じて減衰させることができ、レピータ出力を一定値に維持できる。

本発明において、レベル制御手段は、第１のアンテナ部及び第２のアンテナ部のいずれか一方に備えられた減衰手段をさらに備えることが好ましい。

この場合には、減衰手段が設けられたアンテナ部からは信号強度を減衰させて受信することができ、減衰手段が設けられていないアンテナ部からはそのままの信号強度で受信することができる。このため、本発明によれば、このような第１及び第２のアンテナを切替えることによって、受信される信号強度を必要に応じて減衰させることができ、レピータ出力を一定値に維持できる。

上記発明では、レピータ装置の外部を覆い、電磁波を遮蔽する筐体をさらに備え、第１のアンテナ部は、筐体の内部に配置され、第２のアンテナ部は、筐体の外部に配置されていることが好ましい。

この場合には、第１及び第２のアンテナを、電磁波を遮蔽する筐体の内外にそれぞれ設置することから、筐体内に設けられたアンテナ部からは信号強度を減衰させて受信することができ、筐体外に設けられたアンテナ部からはそのままの信号強度で受信することができる。このため、本発明によれば、このような第１及び第２のアンテナを切替えることによって、受信される信号強度を必要に応じて減衰させることができ、レピータ出力を一定値に維持できる。

上記発明では、レベル制御部は、第１のアンテナ部又は第２のアンテナ部で受信された受信信号を増幅する増幅器をさらに備え、増幅器からの出力の一部を、減衰器を通じ、反転させて増幅器の入力側に差動入力することが好ましい。

上記発明において、レベル制御手段は、ドナーアンテナ手段が受信した信号強度を、一定の利得制御範囲内において増幅させる増幅器と、ドナーアンテナ手段と増幅器との間に配置され、ドナーアンテナ手段が受信した信号強度が利得制御範囲を超える場合に、信号強度を可変的に減衰させて、利得制御範囲内とする可変減衰器とを備えることが好ましい。

この場合には、受信される信号強度が、一定の利得制御範囲内のときは、増幅器によりレピータ出力を一定値に維持できる一方、受信した信号強度が利得制御範囲を超える場合には、信号強度を減衰させて受信することができ、受信される信号強度を必要に応じて増幅又は減衰させることができ、レピータ出力を一定値に維持できる。

上記発明において、ドナーアンテナ手段は、無線基地局と一体的に連結できる連結機能を有することが好ましい。この場合には、レピータ装置側のドナーアンテナを無線基地局に連結させて一体とする近接設置方式を採ることができ、無線基地局からの電波をダイレクトに受信することができる一方、必要に応じてドナーアンテナ手段を無線基地局から分離させ、距離を取ることによって、受信信号の強度を減衰させることができる。

以上述べたように、この発明によれば、無線通信を中継接続するレピータ装置において、ドナー入力に所定の減衰量を付加し、ＡＬＣ機能と組合せることにより、入力レベル（パスロス）の変動が利得制御範囲を超えた場合でもレピータ出力を安定させることができる。詳述すると、以下のような効果を期待することができる。

(1)受信信号の利得制御範囲による制約を受けることがないため、アンテナ数・ＡＴＴ量・ＡＴＴステップ幅等を自由に設計でき、幅広いレピータ入力範囲に対応できる。

(2)幅広いレピータ入力範囲に対応できることから、ドナーアンテナを固定設置する必要性が低くいことから、当該レピータ装置本体と直結もしくは内蔵することが可能となり、屋内配線工事が回避できる。

(3)出力レベルに応じて適応的にアンテナもしくはＡＴＴ量が選択されるため、レピータ装置本体の厳密な設置場所の調整が不要となることから、設置後に入力レベル（パスロス）が変動しても現地対応が不要となる。

実施形態に係るレピータ装置を含む通信システムの全体構成を示す概念図である。 実施形態に係るレピータ装置の構成例を模式的に示すブロック図である。 実施形態に係るレピータ装置の構成例を模式的に示すブロック図である。 実施形態に係る通信システムの動作を示すフローチャート図である。 実施形態に係る増幅器及び減衰器の具体例を示す説明図である。 変更例に係るレピータ装置を含む通信システムの全体構成を示す概念図である。

（通信システムの全体構成）
以下に添付図面を参照して、本発明に係るレピータ装置及び通信方法の実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るレピータ装置を含む通信システムの全体構成を示す概念図である。

同図に示すように、本実施形態では、屋内Ａ１に設置された小型基地局３をドナー局とし、屋内Ａ１において小型基地局３と、無線通信端末２との間で、レピータ装置１により中継を行う。このレピータ装置１では、ドナー局からの電波をドナーアンテナＤ−ＡＮＴで受けて、再送信アンテナＳ−ＡＮＴから無線通信端末２に向けて再送信する。

小型基地局３は、例えば、屋内に設置される小型の無線基地局であり、携帯電話システムやＰＨＳなど無線基地局を通じ、移動端末に対する通信接続を行う基地局である。ここでは、フェムトセル（femtocell）と呼ばれる、半径10m程度の狭小なエリアをカバー範囲とする小規模な携帯電話基地局とした場合を例としており、この小型基地局３は、バックボーンとして光ファイバーやＡＤＳＬなどの公衆回線網３１に接続されている。

無線通信端末２は、無線通信を利用した携帯電話機であり、一般的な基地局等の中継点と無線で通信し、通話やデータ通信等の通信サービスを移動しつつ受けることができる。また、無線通信端末２は、小型基地局３との間で無線通信を行う機能と、ダウンロードしたコンテンツデータを蓄積する機能と、蓄積したコンテンツデータを実行する機能も備えている。この携帯電話機の通信方式としては、例えば、ＦＤＭＡ方式、ＴＤＭＡ方式、ＣＤＭＡ方式、Ｗ−ＣＤＭＡの他、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）方式等が挙げられる。また、上述した通信方式とは別の無線通信インターフェースとして、無線ＬＡＮの規格等に準じたＩＰパケットの送受による通信方式に対応した機能も備えている。さらに、この無線通信端末２は、デジタルカメラ機能、アプリケーションソフトの実行機能、或いはＧＰＳ機能等の機能が搭載され、携帯情報端末(ＰＤＡ)としての機能も果たす。

（レピータ装置の構成）
レピータ装置１の基本構成としては、ドナー局からの電波をドナーアンテナＤ−ＡＮＴで受けて、増幅器１２で受信信号を増幅し、再送信アンテナＳ−ＡＮＴ用の出力端子１６から出力する。詳述すると、レピータ装置１は、小型基地局３からの無線信号を受信するドナーアンテナＤ−ＡＮＴと、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴが受信した無線信号を無線通信端末２に対してレピータ出力として出力する出力端子１６と、通信その他全般の制御を行う制御部１８と、レピータ出力を一定値に維持する出力制御手段とを、基本構成とする。

ドナーアンテナＤ−ＡＮＴは、小型基地局３と無線通信を行うためのアンテナで、このドナーアンテナＤ−ＡＮＴによって、小型基地局３から受信された無線信号は、増幅器１２に入力されるとともに、出力端子１６側から入力された無線信号を小型基地局３に無線送信する。出力端子１６は、再送信アンテナＳ−ＡＮＴが接続される再出力用の接続端子であり、レピータ出力を再送信アンテナＳ−ＡＮＴに送出する。再送信アンテナＳ−ＡＮＴは、無線通信端末２と無線通信を行うためのアンテナであり、無線通信端末２側から受信した無線信号を増幅器１２側に入力するとともに、この増幅器１２側から出力される無線信号を無線通信端末２に対して無線送信する。

制御部１８は、増幅器１２や、スイッチ部１４，或いはＡＴＴ等の当該レピータ装置１の各部を統括して制御する演算処理装置である。なお、この制御部１８には、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴが受信した無線信号の出力レベルを検出する検出器を接続してもよく、この検出器による検出結果に応じて、スイッチ部１４の切替えや、増幅器１２、ＡＴＴやＡＬＣなどの各部制御を自動的に行うようにしてもよい。

出力制御手段は、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴが受信した無線信号の出力レベルを一定に維持するための装置群である。具体的にこの出力制御手段は、受信した信号強度（受信レベル）が、増減制御可能な範囲（一定の利得制御範囲）内にある場合、発振が発生しないよう利得（信号の増幅幅）を調整する一方、無線信号の信号強度が一定の利得制御範囲外である場合には、無線信号の信号強度が利得制御範囲内に収まるように出力レベルをシフト（低減）させるとともに、この利得制御範囲内において、無線信号の利得を制御し、出力端子１６からのレピータ出力を一定に維持する。

この出力制御手段としては、種々の構成例が考えられる。図２及び図３は、本実施形態に係るレピータ装置１の構成例を模式的に示すブロック図である。
（１）固定ＡＴＴを使用した構成例
図２（ａ）は、固定ＡＴＴを使用した場合のレピータ装置の構成例を示している。この構成例では、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴは、第１のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１と、第２のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ２とから構成されている。また、前記出力制御手段は、第１のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１及び第２のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ２のいずれか一方に備えられた固定ＡＴＴ１５と、第１のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１及び第２のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ２とを切替えるスイッチ部１４とから構成されている。

固定ＡＴＴ１５は、固定式減衰器であり、第２のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ２が受信した信号強度が利得制御範囲外であるときに、信号レベルを減衰させる。この固定ＡＴＴ１５によって出力レベルが低減された無線信号は、スイッチ部１４を介して増幅器１２に入力される。

スイッチ部１４は、第１のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１、又は第２のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ２から入力される信号を、択一的に増幅器１２に入力する切替え手段である。このスイッチ部１４の切替えは、操作者による操作で行ってもよく、受信される信号強度に応じて、制御部１８によって自動的に切替えるようにしてもよい。

増幅器１２は、受信信号を増幅する増幅装置であり、本実施形態では、ＡＬＣ（自動レベル制御）機能が備えられており、所定の利得制御範囲内において、受信した無線信号の利得を制御し、出力端子１６に対する出力レベルを制御する。

このような構成例のレピータ装置１によれば、第２のアンテナ部Ｄ−ＡＮＴ２からは、固定ＡＴＴ１５により信号強度を減衰させて受信することができ、減衰手段が設けられていない第１アンテナ部Ｄ−ＡＮＴ１からはそのままの信号強度で受信することができる。このため、スイッチ部１４を切替えることによって第１及び第２のアンテナを選択することができ、受信される信号強度が、増幅器１２の利得制御範囲外であるときに、信号強度を減衰させて増幅器１２に入力することができ、出力端子１６からのレピータ出力を一定値に維持できる。

（２）筐体に電磁シールド材を使用した構成例
図２（ｂ）は、筐体に電磁シールド材を使用した構成例を示している。この構成例では、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴは、第１のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１と、第２のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ２とから構成されている。

また、この構成例では、装置の外部が、電磁波を遮蔽する材質（電磁シールド材）で形成された筐体で覆われており、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴは、第１のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１と、第２のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ２とから構成されている。第１ドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１は、筐体１１の外部に配置され、スイッチ部１４によって、第１のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１及び第２のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ２とが切替えられる。

筐体１１は、上述した増幅器１２やスイッチ部１４、その他の機器を内包するためのケースであり、例えば、金属板以外に、金網 (ワイヤ・メッシュ、エキスパンド・メタル、パンチング・メタルなど)、金属膜 (金属箔、蒸着、メッキ)、金属溶射、導電塗装、導電性プラスチックなどで成形されている。

増幅器１２は、上述した構成例と同様に、受信信号を増幅する増幅装置であり、本実施形態では、ＡＬＣ（自動レベル制御）機能が備えられ、所定の利得制御範囲内において、受信した信号強度の、出力端子１６に対する出力レベルを制御する。

このような構成例のレピータ装置１によれば、筐体内の第２アンテナ部Ｄ−ＡＮＴ２からは、電磁シールドによって、信号強度を減衰させて受信することができ、筐体外の第１アンテナ部Ｄ−ＡＮＴ１からはそのままの信号強度で受信することができる。このため、スイッチ部１４を切替えることによって第１及び第２のアンテナを選択することができ、受信される信号強度が、増幅器１２の利得制御範囲外であるときに、信号強度を減衰させて増幅器１２に入力することができ、出力端子１６からのレピータ出力を一定値に維持できる。

（３）可変ＡＴＴを使用した構成例
図２（ｃ）では、可変ＡＴＴを使用した構成例を示している。この構成例では、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴは、単一のアンテナであり、このドナーアンテナＤ−ＡＮＴと増幅器１２との間には、可変ＡＴＴ１７が配置されている。

この可変ＡＴＴ１７は、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴが受信した信号強度が、増幅器１２の利得制御範囲を超える場合に、その信号強度を可変的に減衰させて、利得制御範囲内とする可変減衰器である。具体的には、図５（ａ）に示すように、抵抗器Ｒを複数直列に接続し、これを接続スイッチのオン・オフによって、抵抗値を可変としたもので、減衰量・ステップ幅などにより、出力レベルの厳密な調整が可能となる。

なお、本実施形態では、図２（ｃ）に示すように、可変ＡＴＴ１７と増幅器１２とを直列に接続したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図５（ｂ）に示すように、ネガティブフィードバックを行うオペアンプ形式としてもよい。詳述すると、同図に示すように、増幅器１２１からの出力の一部を、減衰器１２２を通じ、反転させてマイナス値としたうえで、増幅器１２１の入力側に戻し、増幅器１２１に対して差動入力する。このオペアンプ形式により、増幅器１２１に対する入力信号Ｖinを反転Ｖb分だけ低減させ、Ｖiとして入力することができる。これによれば、過入力により異常値が増幅器１２１に入力された場合であっても、異常値を反転させた差動入力（負帰還）によって、異常値を打ち消して出力の安定化を図ることができる。

このような構成例のレピータ装置１によれば、受信される信号強度が、一定の利得制御範囲内のときは、ＡＬＣ機能を有する増幅器１２により適宜増幅させてレピータ出力を一定値に維持できる。一方、受信した信号強度が、増幅器１２の利得制御範囲を超える場合には、可変ＡＴＴ１７によって、信号強度を減衰させて受信することができる。これらの結果、本実施形態によれば、受信される信号強度を必要に応じて増幅又は減衰させることができ、レピータ出力を一定値に維持できる。

（４）アンテナ設置位置に応じた入力レベル差を利用した構成例
図３は、アンテナ設置位置に応じた入力レベル差を利用した構成例を示している。この構成例では、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴは、小型基地局３の近く（第１の距離だけ離隔した位置）に設置された第１のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１と、小型基地局３から離れた位置（第２の距離だけ離隔した位置）に設置された第２のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ２とから構成されている。そして、スイッチ部１４によって、第１のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１及び第２のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ２とが切替えられる。

増幅器１２は、上述した構成例と同様に、受信信号を増幅する増幅装置であり、本実施形態では、ＡＬＣ（自動レベル制御）機能が備えられ、所定の利得制御範囲内において、受信した無線信号の利得を制御し、当該無線信号の出力端子１６に対する出力レベルを一定に維持する。

このような構成例のレピータ装置１によれば、第１ドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１及び第２ドナーアンテナＤ−ＡＮＴ２を、異なる位置に設置し、無線基地局からの受信レベルが異なるようにそれぞれ設置することから、スイッチ部１４を切替えることによって第１及び第２のアンテナを選択することによって、受信される信号強度が、増幅器１２の利得制御範囲外であるときに、信号強度を減衰させて増幅器１２に入力し、
詳述すると、図３（ａ）に示すように、小型基地局３とレピータ装置１との間に障害物１９がある場合には、利得を確保するために小型基地局３により近いドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１を用い、その後、障害物１９が撤去されるなど環境に変化が生じて、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴ１では過入力となる場合に、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴ２に切替えることで、受信レベルを低減させ、出力端子１６からのレピータ出力を一定値にする。

（通信制御方法）
以上の構成を有する通信システムを動作させることによって、本発明の通信制御方法を実施することができる。図４は、本実施形態に係る通信システムの動作を示すフローチャート図である。なお、ここでは、可変ＡＴＴによる減衰値（ＡＴＴ値）を、所定のステップサイズ（ＸdB）で段階的に変化させ、可変ＡＴＴを付加することによって、ＡＴＴ値分だけレピーター出力を減衰させる場合を例に説明する。

図４に示すように、レピータ装置１の設置時又は電源入力（ＯＮ）時では、ＡＴＴ初期値をαdB（最大値）として出力検出をする（Ｓ１０１）。この検出された出力について、ＡＴＴ値はαdBで、レピータ出力がＡＬＣレベルよりも低い場合（Ｓ１０３及びＳ１０５における“Ｎ”）、ＡＴＴ 値αdBを、（α-Ｘ）dBに低減させる（Ｓ１０７）。一方、出力がＡＬＣレベルよりも高い場合（Ｓ１０５における“Ｙ”）、ＡＴＴ 値αdBを、（α+Ｘ）dBに増加させる（Ｓ１０６）。ここで、XdBは出力制御のステップサイズである。なお、固定ＡＴＴや、第１及び第２のドナーアンテナを切替える方式である場合には、このステップサイズは２段階で切替えられることとなる。

ここでは、可変ＡＴＴを用いるため、この増減されたＡＴＴ値を用いて、さらにステップＳ１０３〜Ｓ１０７を繰り返し、出力がＡＬＣレベルとなるまでＡＴＴ値を段階的に調整することができる。例えば、ステップＳ１０７において、ＡＴＴ値をα-XdBに低減させた場合には、この低減させたＡＴＴ値α-XdBを用いて出力を検出し（Ｓ１０２）、再度、出力がＡＬＣレベルよりも低い場合（Ｓ１０３及びＳ１０５における“Ｎ”）には、ＡＴＴ値をα-XdBからα-2XdBに変更する。この処理を繰り返すことにより、出力がＡＬＣレベルとなるまでＡＴＴ値を調整する。

また、レピータ装置１が設置されている周囲の環境に変化があったときにも、出力制御を行う。具体的には、例えば、レピータ装置１が小型基地局３に近づいたり、障害物が撤去されるなどした場合には、出力がＡＬＣレベルよりも大きくなって、過入力状態となり、この場合は、ＡＴＴ１５や１７を付加して、出力をＡＬＣ動作範囲内にシフトさせた後、ＡＬＣにより厳密なレベル調整を行う。一方、例えば、レピータ装置１が小型基地局３から遠くなり、或いは障害物が発生した場合には、出力が、ＡＬＣレベル以下となり、ＡＴＴ１５や１７を削除する。

（変更例）
上記実施形態において、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴに、小型基地局３本体と一体的に連結できる連結機能を設けてもよい。この連結機能としては、小型基地局３の底部を、板状のドナーアンテナＤ−ＡＮＴ上に載置し、小型基地局３底部の係合手段と、ドナーアンテナＤ−ＡＮＴ側の係合手段とを連結させて固定する構成が考えられる。この係合手段としては、一方の凹部に他方の凸部を嵌合させたり、ネジやボルトなどで固定するなど、種々の方式が考えられる。

このような変更例では、図６（ａ）に示すように、レピータ装置１側のドナーアンテナＤ−ＡＮＴを、小型基地局３の底部などに連結させて一体とする近接設置方式を採ることができ、小型基地局３からの電波をダイレクトに受信することができる。一方、図６（ｂ）に示すように、必要に応じてドナーアンテナＤ−ＡＮＴを小型基地局３から分離させ、例えば、壁面に設置することより、小型基地局３からの距離を取ることができ、受信信号の強度を減衰させることができる。

例えば、図２（ａ）、（ｂ）及び図３に示した例では、Ｄ−ＡＮＴ１又はＤ−ＡＮＴ２のいずれかに上記連結機能を設け、小型基地局３の本体にドッキングさせる構成とし、受信した信号強度に応じてＤ−ＡＮＴ１又はＤ−ＡＮＴ２を切り換えるようにしてもよい。また、図２（ｃ）に示した例についても、Ｄ−ＡＮＴに上記連結機能を設け、小型基地局３の本体にドッキングさせる構成とし、受信強度に応じて、小型基地局３とドナーアンテナＤ−ＡＮＴを着脱し、ＡＴＴによるレベル調整と併せて、小型基地局３とドナーアンテナＤ−ＡＮＴ間の距離によっても、受信信号の強度を調節するようにしてもよい。

（作用効果）
このような本実施形態によれば、アンテナが受信した信号強度が利得制御範囲外であっても、レピータ出力を一定値に維持できることから、例えば、屋内のように、ドナー局とドナーアンテナとの間の距離が短い環境において、レピータ装置の設置場所が変更されたり、障害物の有無などにより、入力レベルが大きく変動しても、過入力となる可能性を低減することができる。

具体的に本実施形態によれば、ＡＬＣにＡＴＴ等による減衰機能を組合せるため、入力レベル（パスロス）の変動が利得制御範囲を超えた場合でもレピータ出力を安定させることができる。

この結果、本実施形態によれば、利得制御範囲による制約を受けず、アンテナ数・ＡＴＴ量・ＡＴＴステップ幅等を自由に設計できるため、幅広いレピータ入力範囲に対応でき、レピータ設置条件の自由度が高められる。また、幅広い入力範囲に対応できることから、ドナーアンテナを固定設置する必要性が低くなり、例えば、ドナーアンテナをレピータと直結もしくは内蔵することが容易となり、煩雑な屋内配線工事を回避できる。

さらには、出力レベルに応じて適応的にアンテナもしくはＡＴＴ量が選択されるため、厳密な設置場所の調整が不要となり、設置後に入力レベル（パスロス）が変動しても現地での対応が不要となる。

Ｄ−ＡＮＴ…ドナーアンテナ
Ｓ−ＡＮＴ…再送信アンテナ
１…レピータ装置
２…無線通信端末
３…小型基地局
１１…筐体
１２…増幅器
１３…利得制御部
１４…スイッチ部
１５…固定ＡＴＴ
１６…出力端子
１７…可変ＡＴＴ
１８…制御部
３１…公衆回線網
１２１…増幅器
１２２…減衰器

Claims (12)

1. 無線基地局と通信端末とを無線通信により中継接続するレピータ装置であって、
   前記無線基地局との間で無線信号を送受信するドナーアンテナ手段と、
   前記通信端末との間で無線信号を送受信する再送信アンテナが接続され、前記ドナーアンテナ手段が受信した前記無線信号を前記通信端末に対してレピータ出力として送出する再出力部と、
   前記ドナーアンテナ手段が受信した無線信号の出力レベルを検出する検出器と、
   一定の利得制御範囲内において、前記ドナーアンテナ手段が受信した無線信号の利得を制御する利得制御部と、
   前記ドナーアンテナ手段が受信した無線信号の信号強度が利得制御範囲外であるときに、前記レピータ出力を一定値に維持するレベル制御部と
   を備え、
   前記ドナーアンテナ手段は、
   前記無線基地局から第１の距離だけ離隔した第１のアンテナ部と、
   前記第１の距離よりも短い第２の距離だけ、前記無線基地局から離隔した第２のアンテナ部と
   を備え、
   前記レベル制御部は、前記検出器による検出結果に応じて、前記第１のアンテナ部と第２のアンテナ部とを切替える切替え手段を備える
   ことを特徴とするレピータ装置。
2. 前記レベル制御部は、前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部のいずれか一方に減衰手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のレピータ装置。
3. 前記レベル制御部は、前記第１のアンテナ部又は前記第２のアンテナ部で受信された受信信号を増幅する増幅器をさらに備え、
   前記増幅器からの出力の一部を、前記減衰器を通じ、反転させて前記増幅器の入力側に差動入力する
   ことを特徴とする請求項２に記載のレピータ装置。
4. 前記レピータ装置の外部を覆い、電磁波を遮蔽する筐体をさらに備え、
   前記第１のアンテナ部は、前記筐体の内部に配置され、
   前記第２のアンテナ部は、前記筐体の外部に配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレピータ装置。
5. 前記レベル制御部は、前記ドナーアンテナ手段と前記利得制御部との間に配置され、前記ドナーアンテナ手段が受信した信号強度が前記利得制御範囲を超える場合に、該信号強度を可変的に減衰させて、該利得制御範囲内とする可変減衰器を備えることを特徴とする請求項１に記載のレピータ装置。
6. 前記ドナーアンテナ手段は、前記無線基地局と一体的に連結できる連結機能を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のレピータ装置。
7. 無線基地局と通信端末とを無線通信により中継接続するレピータ装置を用いた通信制御方法であって、
   前記レピータ装置において、ドナーアンテナ手段により、前記無線基地局との間で無線信号を送受信する送受信ステップと、
   前記ドナーアンテナ手段が受信した無線信号の出力レベルを検出器により検出し、前記検出器による検出結果に応じて、前記ドナーアンテナ手段が受信した無線信号の信号強度が、一定の利得制御範囲外であるときに、レベル制御部によって、前記無線信号の信号強度を低減させるレベル制御ステップと、
   前記ドナーアンテナ手段が受信した信号強度の出力レベル、又は前記レベル制御部によって低減された信号強度の出力レベルを、前記一定の利得制御範囲内において、利得制御部によって制御する利得制御ステップと、
   前記通信端末との間で無線信号を送受信する再送信アンテナを通じて、前記利得制御ステップで出力レベルが制御された前記無線信号を、前記通信端末に対して一定値を維持しつつ、レピータ出力として送出する再出力ステップと
   を備え、
   前記ドナーアンテナ手段を、前記無線基地局から第１の距離だけ離隔した第１のアンテナ部と、前記第１の距離よりも短い第２の距離だけ、前記無線基地局から離隔した第２のアンテナ部とから構成し、
   前記レベル制御ステップでは、前記第１のアンテナ部と第２のアンテナ部とを切替え手段により切替えることにより、前記無線信号の信号強度を低減させる
   ことを特徴とする通信制御方法。
8. 前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部のいずれか一方に減衰手段を設け、
   前記レベル制御ステップでは、前記第１のアンテナ部と第２のアンテナ部とを切替え手段により切替えることにより、前記無線信号の信号強度を低減させる
   ことを特徴とする請求項７に記載の通信制御方法。
9. 前記レベル制御ステップでは、前記第１のアンテナ部又は前記第２のアンテナ部で受信された受信信号を増幅する増幅器からの出力の一部を、前記減衰器を通じ、反転させて前記増幅器の入力側に差動入力する
   ことを特徴とする請求項８に記載の通信制御方法。
10. 前記レピータ装置の外部を、電磁波を遮蔽する筐体で覆い、
    前記第１のアンテナ部を、前記筐体の内部に配置し、
    前記第２のアンテナ部を、前記筐体の外部に配置する
    ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の通信制御方法。
11. 前記レベル制御ステップでは、前記ドナーアンテナ手段と前記利得制御部との間に配置された可変減衰器により、前記ドナーアンテナ手段が受信した信号強度が前記利得制御範囲を超える場合に、該信号強度を可変的に減衰させて該利得制御範囲内とすることを特徴とする請求項７に記載の通信制御方法。
12. 前記ドナーアンテナ手段は、前記無線基地局と一体的に連結できる連結機能を有することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の通信制御方法。