JP6180596B1 - Base station, interference suppression device, and interference suppression method - Google Patents
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Abstract
【課題】発生時間が不定期で垂直面内の特定の方向から到来する干渉波に起因した干渉信号を適応的に抑圧することができる基地局、干渉抑圧装置及び干渉抑圧方法を提供する。【解決手段】通信端末と無線通信するための第１アンテナで受信した第１受信信号から干渉信号を分離して検出し、第１アンテナの位相中心点を通過する仮想鉛直線上の上方向又は下方向に所定距離だけ離れた位置に位相中心点を有する第２アンテナで受信した第２受信信号から干渉信号を分離して検出する。第１受信信号から検出した干渉信号と第２受信信号から検出した干渉信号とが互いに同じ振幅及び位相になるようにウェイトを計算し、第２受信信号にウェイトを乗算した信号を第１受信信号から減算する。【選択図】図１There are provided a base station, an interference suppression device, and an interference suppression method capable of adaptively suppressing an interference signal caused by an interference wave coming from a specific direction in a vertical plane with an irregular occurrence time. An interference signal is separated and detected from a first received signal received by a first antenna for wireless communication with a communication terminal, and is detected upward or downward on a virtual vertical line passing through a phase center point of the first antenna. An interference signal is separated and detected from a second received signal received by a second antenna having a phase center point at a position separated by a predetermined distance in the direction. A weight is calculated so that the interference signal detected from the first received signal and the interference signal detected from the second received signal have the same amplitude and phase, and a signal obtained by multiplying the second received signal by the weight is used as the first received signal. Subtract from [Selection] Figure 1
Description
本発明は、基地局、干渉抑圧装置及び干渉抑圧方法に関するものである。 The present invention relates to a base station, an interference suppression device, and an interference suppression method.
従来、通信端末から送信された無線信号を受信するときの受信信号に含まれる干渉信号を抑圧することにより、通信端末との間で良好な通信品質を得る基地局が知られている。例えば、既知信号（例えばＣＤＭＡ方式におけるパイロットシンボル）から干渉レプリカ信号を生成し、生成した干渉レプリカ信号を受信信号から減算する基地局が知られている（例えば、特許文献１参照）。この基地局では、隣接する基地局からの干渉信号や、同じ基地局セル内に存在している受信希望対象以外の通信端末からの干渉信号を抑圧することができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a base station that obtains good communication quality with a communication terminal by suppressing an interference signal included in a reception signal when receiving a radio signal transmitted from the communication terminal is known. For example, a base station that generates an interference replica signal from a known signal (for example, a pilot symbol in a CDMA system) and subtracts the generated interference replica signal from a received signal is known (see, for example, Patent Document 1). In this base station, it is possible to suppress interference signals from adjacent base stations and interference signals from communication terminals other than the reception request target existing in the same base station cell.
しかしながら、基地局で受信する受信信号には、上記無線通信ネットワークで送受信される無線信号以外の予測が難しい他の干渉信号が含まれる場合がある。例えば、以下に示すような気象条件（天候）により電波が遠くに届く「ダクト」と呼ばれる現象が発生し、そのダクトに起因した干渉信号が受信信号に含まれる場合がある。図８（ａ）に示す通常時においては、海上の上方の大気の屈折率（図中の修正屈折指数Ｍ）は高度が高くなるに従って単調に変化し、図８（ｂ）に示すように第１の陸地８００のアンテナ８０１から送信されたおおよそ１２００ＭＨｚ以下の周波数帯の電波８０５は海８０６を挟んで遠方に位置する第２の陸地８１０のアンテナ８１１に届くことはない。ところが、海上の気象条件（天候）が特定の条件になると、図９（ａ）に示すように海上の上方の大気の屈折率（図中の修正屈折指数Ｍ）が特定の高度の上空で反転するダクト状の層（反転層）９００が発生し、その層９００内を電波が伝搬することにより、図９（ｂ）に示すように第１の陸地８００のアンテナ８０１から送信された上記所定の周波数帯の電波８０２が海を挟んで遠方に位置する第２の陸地８１０のアンテナ８１１に届くダクト現象が発生する。この現象により、例えば日本の九州地方では海を挟んで隣国である中華人民共和国(中国)や大韓民国(韓国)から干渉波（以下「ダクト干渉波」という。）が飛来し、それと同じ周波数を用いている我が国の無線システムに甚大なる通信障害を引き起こすことがある。上述したダクト現象は、春先から秋（４月頃〜１０月頃）の夜間に気象条件によって不定期に発生する。このダクト現象は前述のようにおおよそ１２００ＭＨｚ以下の周波数帯で観測される。例えば、九州地方のタクシー無線等に使用される業務用無線システムであるＭＣＡ（マルチチャネルアクセスシステム）の周波数帯（９３０ＭＨｚ〜９４０ＭＨｚ）では、中国や韓国からと思われるダクト干渉が観測される。このダクト現象による電波は、特に山間部などの標高の高い場所に設置されているＭＣＡの基地局において強いダクト干渉となり、通信端末の上り回線（端末→基地局）の通信品質を大幅に低下させてしまう。尚、ダクト干渉波８３０は、おおよそ図１０に示すように垂直方向面における水平方向Ｈからの角度（垂直角度）θが０°である水平方向から基地局のアンテナ８４０に到来する。 However, the received signal received by the base station may include other interference signals that are difficult to predict other than the radio signals transmitted and received by the wireless communication network. For example, a phenomenon called a “duct” in which radio waves reach far due to weather conditions (weather) as shown below may occur, and an interference signal resulting from the duct may be included in the received signal. At the normal time shown in FIG. 8 (a), the refractive index of the atmosphere above the sea (modified refractive index M in the figure) changes monotonously as the altitude increases, as shown in FIG. 8 (b). The radio wave 805 having a frequency band of approximately 1200 MHz or less transmitted from the antenna 801 of one land 800 does not reach the antenna 811 of the second land 810 located far away across the sea 806. However, when the marine weather condition (weather) becomes a specific condition, as shown in FIG. 9 (a), the refractive index of the atmosphere above the sea (corrected refractive index M in the figure) is inverted over a specific altitude. Duct-like layer (inversion layer) 90 0 is generated, and radio waves propagate in the layer 90 0, thereby transmitting the above-mentioned antenna 801 of the first land 800 as shown in FIG. 9B. A duct phenomenon occurs in which the radio wave 802 in a predetermined frequency band reaches the antenna 811 of the second land 810 located far away across the sea. Due to this phenomenon, for example, in the Kyushu region of Japan, interference waves (hereinafter referred to as “duct interference waves”) fly from neighboring China (China) and South Korea (Korea) across the sea, and use the same frequency. May cause serious communication problems in Japan's wireless systems. The duct phenomenon described above occurs irregularly depending on weather conditions from early spring to autumn (from April to October). As described above, this duct phenomenon is observed in a frequency band of approximately 1200 MHz or less. For example, in the frequency band (930 MHz to 940 MHz) of MCA (multi-channel access system), which is a commercial radio system used for taxi radios in the Kyushu region, duct interference that seems to be from China or Korea is observed. The radio wave due to this duct phenomenon causes strong duct interference in MCA base stations installed at high altitudes, especially in mountainous areas, and greatly reduces the communication quality of the uplink (terminal → base station) of the communication terminal. End up. As shown in FIG. 10, the duct interference wave 830 arrives at the antenna 840 of the base station from the horizontal direction where the angle (vertical angle) θ from the horizontal direction H in the vertical plane is 0 °.
本発明は、発生時間が不定期で垂直面内の特定の方向から到来する干渉波に起因した干渉信号を適応的に抑圧することができる基地局、干渉抑圧装置及び干渉抑圧方法を提供することである。 The present invention provides a base station, an interference suppression device, and an interference suppression method that can adaptively suppress an interference signal caused by an interference wave arriving from a specific direction in a vertical plane with an irregular occurrence time. It is.
本発明の一態様に係る基地局は、通信端末と無線通信する基地局であって、通信端末と無線通信するための第１アンテナと、前記第１アンテナの位相中心点を通過する仮想鉛直線上の上方向又は下方向に所定距離だけ離して位置に位相中心点を有する第２アンテナと、前記第１アンテナで受信した第１受信信号から干渉信号を分離して検出する第１干渉信号検出手段と、前記第２アンテナで受信した第２受信信号から前記干渉信号を分離して検出する第２干渉信号検出手段と、前記第１受信信号から検出した干渉信号と前記第２受信信号から検出した干渉信号とが互いに同じ振幅及び位相になるようにウェイトを計算するウェイト計算手段と、前記第２受信信号に前記ウェイトを乗算した信号を前記第１受信信号から減算する信号演算手段と、を備える。
前記基地局において、前記第１干渉信号検出手段は、前記通信端末が使用しない周波数帯域を選択的に通過させる第１帯域フィルタにより、前記第１受信信号から前記干渉信号を分離して検出し、前記第２干渉信号検出手段は、前記通信端末が使用しない周波数帯域を選択的に通過させる前記第１帯域フィルタと同じ通過特性を有する第２帯域フィルタにより、前記第２受信信号から前記干渉信号を分離して検出してもよい。ここで、前記第１帯域フィルタ及び第２帯域フィルタそれぞれが選択的に通過させる周波数帯域は、前記通信端末の通信用に設定された所定の通信帯域内において前記通信端末が使用していない周波数帯域であってもよいし、前記通信帯域の外側の周波数帯域であってもよい。
また、前記基地局において、前記ウェイト計算手段は、前記第１受信号から検出された干渉信号と前記第２受信信号から検出された干渉信号とに対して相関検出を行うことにより、前記ウェイトを計算してもよい。ここで、前記ウェイト計算手段は、前記第１受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２と前記第２の受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２’とに基づき、下記の式（１）を用いて前記ウェイトｗを計算してもよい。
また、前記基地局において、前記第２アンテナは前記第１アンテナと異なる指向性を有するものであってもよい。
また、前記基地局において、前記干渉信号は、ダクト現象によって飛来する無線信号であってもよい。
A base station according to an aspect of the present invention is a base station that wirelessly communicates with a communication terminal, on a virtual vertical line that passes through a first antenna for wireless communication with the communication terminal, and a phase center point of the first antenna A second antenna having a phase center point at a position separated by a predetermined distance in the upward or downward direction, and a first interference signal detecting means for separating and detecting an interference signal from the first received signal received by the first antenna Second interference signal detection means for separating and detecting the interference signal from the second received signal received by the second antenna, detected from the interference signal detected from the first received signal and the second received signal Weight calculating means for calculating weights so that interference signals have the same amplitude and phase, and signal calculating means for subtracting a signal obtained by multiplying the second received signal by the weight from the first received signal; Equipped with a.
In the base station, the first interference signal detection means separates and detects the interference signal from the first received signal by a first band filter that selectively passes a frequency band not used by the communication terminal, The second interference signal detection means detects the interference signal from the second received signal by a second band filter having the same pass characteristic as the first band filter for selectively passing a frequency band not used by the communication terminal. It may be detected separately. Here, the frequency band selectively passed by each of the first band filter and the second band filter is a frequency band not used by the communication terminal within a predetermined communication band set for communication of the communication terminal. It may be a frequency band outside the communication band.
Further, in the base station, the weight calculating means performs the correlation detection on the interference signal detected from the first received signal and the interference signal detected from the second received signal, thereby calculating the weight. You may calculate. Here, the weight calculation means is based on the interference signal s B 2 detected from the first reception signal and the interference signal s B 2 ′ detected from the second reception signal, and the following equation (1) The weight w may be calculated using
In the base station, the second antenna may have a directivity different from that of the first antenna.
In the base station, the interference signal may be a radio signal flying due to a duct phenomenon.
本発明の他の態様に係る干渉抑圧制装置は、通信端末と無線通信する基地局で受信される受信信号に含まれる干渉信号を抑圧する干渉抑圧装置であって、通信端末と無線通信するための第１アンテナで受信した第１受信信号から干渉信号を分離して検出する第１干渉信号検出手段と、前記第１アンテナの位相中心点から上方向又は下方向に所定距離だけ離して同じ水平面内の位相中心点を有する第２アンテナで受信した第２受信信号から前記干渉信号を分離して検出する第２干渉信号検出手段と、前記第１受信信号から検出した干渉信号と前記第２受信信号から検出した干渉信号とが互いに同じ振幅及び位相になるようにウェイトを計算するウェイト計算手段と、前記第２受信信号に前記ウェイトを乗算した信号を前記第１受信信号から減算する信号演算手段と、を備える。
前記干渉抑圧装置において、前記第１干渉信号検出手段は、前記通信端末が使用しない周波数帯域を選択的に通過させる第１帯域フィルタにより、前記第１受信信号から前記干渉信号を分離して検出し、前記第２干渉信号検出手段は、前記通信端末が使用しない周波数帯域を選択的に通過させる前記第１の帯域フィルタと同じ通過特性を有する第２帯域フィルタにより、前記第２受信号から前記干渉信号を分離して検出してもよい。ここで、前記第１帯域フィルタ及び第２帯域フィルタそれぞれが選択的に通過させる周波数帯域は、前記通信端末の通信用に予め設定された通信帯域内において前記通信端末が使用していない周波数帯域であってもよいし、前記通信帯域の外側の周波数帯域であってもよい。
また、前記干渉抑圧装置において、前記ウェイト計算手段は、前記第１受信信号から検出された干渉信号と前記第２受信信号から検出された干渉信号とに対して相関検出を行うことにより、前記ウェイトを計算してもよい。ここで、前記ウェイト計算手段は、前記第１受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２と第２受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２’とに基づき、前記式（１）を用いて前記ウェイトｗを計算してもよい。
また、前記干渉抑圧装置において、前記ウェイト計算手段は、ウェイトの実振幅ｗｅ及び位相φとしたとき、前記第１受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２と前記第２受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２’とに対して前記式（２）に示す電力差ΔＰを計算し、前記ウェイトｗ（実振幅：ｗｅ、位相：φ）の前記式（３）及び式（４）の範囲において離散的な幅（Δｗｒｅ，Δφ）で、前記電力差ΔＰの最小値を検索し、前記電力差ΔＰの値が最小値になったときのｗを、前記ウェイトとしてもよい。
また、前記干渉抑圧装置において、前記第１受信信号及び前記第２受信信号に前記干渉信号が含まれているか否かを判定する干渉有無判定手段を更に備え、前記ウェイト計算手段は、前記第１受信信号及び前記第２受信信号のそれぞれに前記干渉信号が含まれている場合は、前記第１受信信号から検出した干渉信号と前記第２受信信号から検出した干渉信号とが互いに同じ振幅及び位相になるようにウェイトを計算し、前記第１受信信号及び前記第２受信信号の少なくとも一方に前記干渉信号が含まれていない場合は、前記ウェイトをゼロに設定してもよい。
また、前記干渉抑圧装置において、前記第２アンテナは前記第１アンテナと異なる指向性を有するものであってもよい。
また、前記干渉抑圧装置において、前記干渉信号は、ダクト現象によって飛来する無線信号であってもよい。
Other interference oppression system apparatus according to the embodiment of the present invention is an interference suppression apparatus for suppressing an interference signal included in the received signal received by the communication terminal and the base station for wireless communication, communication terminal and the wireless communication The first interference signal detecting means for separating and detecting the interference signal from the first received signal received by the first antenna for the same, and the same distance from the phase center point of the first antenna by a predetermined distance upward or downward A second interference signal detecting means for separating and detecting the interference signal from a second received signal received by a second antenna having a phase center point in a horizontal plane; the interference signal detected from the first received signal; and the second Weight calculating means for calculating weights so that interference signals detected from the received signal have the same amplitude and phase, and a signal obtained by multiplying the second received signal by the weight is subtracted from the first received signal Comprising a signal computing means that, the.
In the interference suppression device, the first interference signal detection means separates and detects the interference signal from the first reception signal by a first band filter that selectively passes a frequency band not used by the communication terminal. The second interference signal detection means uses the second band filter having the same pass characteristic as the first band filter to selectively pass a frequency band not used by the communication terminal, and causes the interference from the second received signal. The signal may be detected separately. Here, the frequency band selectively passed by each of the first band filter and the second band filter is a frequency band that is not used by the communication terminal within a communication band set in advance for communication of the communication terminal. There may be a frequency band outside the communication band.
In the interference suppression apparatus, the weight calculation unit performs correlation detection on the interference signal detected from the first received signal and the interference signal detected from the second received signal, thereby performing the weight detection. May be calculated. Here, the weight calculation means, based on the first interference signal s B 2 detected from the received signal and the second received signal detected from the interference signal s B 2 ', by using the formula (1) The weight w may be calculated.
In the interference suppression apparatus, the weight calculation means detects the interference signal s B 2 detected from the first reception signal and the second reception signal when the actual amplitude we of the weight and the phase φ are set. The power difference ΔP shown in the equation (2) is calculated for the interference signal s B 2 ′, and the range of the equation (3) and the equation (4) of the weight w (actual amplitude: we, phase: φ) is calculated. The minimum value of the power difference ΔP is searched with discrete widths (Δwre, Δφ), and w when the value of the power difference ΔP becomes the minimum value may be used as the weight.
The interference suppression apparatus further includes an interference presence / absence determination unit that determines whether or not the interference signal is included in the first reception signal and the second reception signal, and the weight calculation unit includes the first calculation unit. When the interference signal is included in each of the reception signal and the second reception signal, the interference signal detected from the first reception signal and the interference signal detected from the second reception signal have the same amplitude and phase. If the interference signal is not included in at least one of the first reception signal and the second reception signal, the weight may be set to zero.
In the interference suppression device, the second antenna may have a directivity different from that of the first antenna.
Moreover, in the interference suppression device, the interference signal may be a radio signal flying due to a duct phenomenon.
本発明の更に他の態様に係る干渉抑圧方法は、通信端末と無線通信する基地局で受信される受信信号に含まれる干渉信号を抑圧する干渉抑圧方法であって、通信端末と無線通信するための第１アンテナで受信した第１受信信号から干渉信号を分離して検出することと、前記第１アンテナの位相中心点を通過する仮想鉛直線上の上方向又は下方向に所定距離だけ離れた位置に位相中心点を有する第２アンテナで受信した第２受信信号から干渉信号を分離して検出することと、前記第１受信信号から検出した干渉信号と前記第２受信信号から検出した干渉信号とが互いに同じ振幅及び位相になるようにウェイトを計算することと、前記第２受信信号に前記ウェイトを乗算した信号を前記第１受信信号から減算することとを含む。
また、前記干渉抑圧方法において、前記通信端末が使用しない周波数帯域を決定することを更に含み、前記通信端末が使用しない周波数帯域を選択的に通過させる第１帯域フィルタにより、前記第１受信信号から前記干渉信号を分離して検出し、前記通信端末が使用しない周波数帯域を選択的に通過させる前記第１の帯域フィルタと同じ通過特性を有する第２帯域フィルタにより、前記第２受信信号から前記干渉信号を分離して検出してもよい。ここで、前記第１帯域フィルタ及び第２帯域フィルタそれぞれが選択的に通過させる周波数帯域は、前記通信端末の通信用に予め設定された通信帯域内において前記通信端末が使用していない周波数帯域であってもよいし、前記通信帯域の外側の周波数帯域であってもよい。
また、前記干渉抑圧方法において、前記第１受信信号から検出された干渉信号と前記第２受信信号からから検出された干渉信号とに対して相関検出を行うことにより、前記ウェイトを計算してもよい。ここで、前記第１受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２と前記第２受信信号からから検出された干渉信号ｓＢ２’とに基づき、前記式（１）を用いて前記ウェイトｗを計算してもよい。
また、前記干渉抑圧方法において、ウェイトの実振幅をｗｅ及び位相をφとしたとき、前記第１受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２と前記第２受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２’とに対して前記式（２）に示す電力差ΔＰを計算し、前記ウェイトｗ（実振幅：ｗｅ、位相：φ）の前記式（３）及び式（４）の範囲において離散的な幅（Δｗｅ，Δφ）で、前記電力差ΔＰの最小値を検索し、前記電力差ΔＰの値が最小値になったときのｗ（実振幅：ｗｅ、位相：φ）を、前記ウェイトとして決定してもよい。
また、前記干渉抑圧方法において、前記第１受信信号及び前記第２受信信号に前記干渉信号が含まれているか否かを判定することと、前記第１受信信号及び前記第２受信信号のそれぞれに前記干渉信号が含まれている場合は、前記第１受信信号から検出した干渉信号と前記第２受信信号から検出した干渉信号とが互いに同じ振幅及び位相になるようにウェイトｗを計算し、前記第１受信信号及び前記第２受信信号の少なくとも一方に前記干渉信号が含まれていない場合は、前記ウェイトｗをゼロに設定することとを更に含んでもよい。
また、前記干渉抑圧方法において、前記第２アンテナは前記第１アンテナと異なる指向性を有するものであってもよい。
また、前記干渉抑圧方法において、前記干渉信号は、ダクト現象によって飛来する無線信号であってもよい。
Further interference suppression pressure method according to another aspect of the present invention is a interference suppression method for suppressing an interference signal included in the received signal received by the communication terminal and the base station for wireless communication, communication terminal and the wireless communication And detecting an interference signal separately from the first received signal received by the first antenna, and being separated by a predetermined distance upward or downward on a virtual vertical line passing through the phase center point of the first antenna Detecting an interference signal separately from a second received signal received by a second antenna having a phase center point at a position, and detecting an interference signal detected from the first received signal and an interference signal detected from the second received signal And calculating a weight so that they have the same amplitude and phase, and subtracting a signal obtained by multiplying the second received signal by the weight from the first received signal.
Further, in the interference suppression pressure method further comprises determining a frequency band in which the communication terminal does not use, the first band-pass filter for selectively passing the frequency band of the communication terminal does not use the first received signal The interference signal is separated and detected from the second received signal from the second received signal by a second band filter having the same pass characteristic as the first band filter that selectively passes a frequency band not used by the communication terminal. The interference signal may be detected separately. Here, the frequency band selectively passed by each of the first band filter and the second band filter is a frequency band that is not used by the communication terminal within a communication band set in advance for communication of the communication terminal. There may be a frequency band outside the communication band.
Further, in the interference suppression pressure method, by performing correlation detection on the detected interference signal from the first detected from the received signal the interference signal and the second reception signal, calculates the weight Also good. Here, based on the interference signal s B 2 detected from the first reception signal and the interference signal s B 2 ′ detected from the second reception signal, the weight w is calculated using the equation (1). You may calculate.
Further, in the above interference suppression pressure method, when the we and phase real amplitude weights was phi, the first detected from the received signal the interference signal s B 2 and the second detected from the received signal the interference signal s The power difference ΔP shown in the equation (2) is calculated with respect to B 2 ′, and the weight w (real amplitude: we, phase: φ) is discrete within the range of the equations (3) and (4). The minimum value of the power difference ΔP is searched with a wide width (Δwe, Δφ), and w (actual amplitude: we, phase: φ) when the value of the power difference ΔP becomes the minimum value is used as the weight. You may decide.
Further, in the above interference suppression pressure method, and determining whether the interference signal in the first reception signal and the second reception signal are included, each of the first reception signal and the second received signal , The weight w is calculated so that the interference signal detected from the first reception signal and the interference signal detected from the second reception signal have the same amplitude and phase, When at least one of the first reception signal and the second reception signal does not include the interference signal, the weight w may be set to zero.
Further, in the interference suppression pressure method, the second antenna may have a different directivity and the first antenna.
Further, in the interference suppression pressure method, the interference signal may be a radio signal to be flying by the duct phenomenon.
本発明によれば、発生時間が不定期で垂直面内の特定の方向から飛来する干渉電波に起因した干渉信号を適応的に抑圧することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to adaptively suppress an interference signal caused by an interference radio wave flying from a specific direction in a vertical plane with an irregular generation time.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、タクシー等の車両に搭載された通信端末と無線通信を行うＭＣＡシステムの業務用無線に用いられる基地局について説明するが、本実施形態の基地局は、携帯電話機やスマートフォン等の通信端末と無線通信を行うセルラー移動通信システムの基地局等の他の基地局であってもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, although this embodiment demonstrates the base station used for the business radio | wireless of the MCA system which performs radio | wireless communication with the communication terminal mounted in vehicles, such as a taxi, the base station of this embodiment is a mobile phone or a smart phone. Other base stations such as a base station of a cellular mobile communication system that performs radio communication with a communication terminal such as the above may be used.
図１は、本発明の一実施形態に係る基地局の全体構成の一例を示す概略構成図である。図１において、本実施形態に係る基地局１０は、本体の基地局装置２０と、干渉抑圧システム３０と、通信端末（移動機、移動局）８０からの電波（以下「希望波」又は「希望信号」ともいう。）ｓ１ＲＦを受信するための第１アンテナとしての基地局アンテナ４０と、を備える。基地局アンテナ４０は、ＭＣＡシステムの業務用無線の基地局で用いられている一般的なアンテナである。基地局アンテナ４０にダクト干渉波ｓ２ＲＦ（例えば、９３０ＭＨｚ〜９４０ＭＨｚの干渉波）が到来しているときは、基地局アンテナ４０により希望波ｓ１ＲＦとダクト干渉波ｓ２ＲＦとが受信される。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of the overall configuration of a base station according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a base station 10 according to this embodiment includes radio waves (hereinafter “desired waves” or “desired signals” from a base station apparatus 20, an interference suppression system 30, and a communication terminal (mobile device, mobile station) 80. It is also referred to as a “signal.”) A base station antenna 40 as a first antenna for receiving s1 RF . The base station antenna 40 is a general antenna used in a business radio base station of the MCA system. When a duct interference wave s2 RF (for example, an interference wave of 930 MHz to 940 MHz) has arrived at the base station antenna 40, the base station antenna 40 receives the desired wave s1 RF and the duct interference wave s2 RF .
干渉抑圧システム３０は、第２アンテナとしてのキャンセルアンテナ３００と、干渉抑圧装置３１０とを備える。キャンセルアンテナ３００は、基地局アンテナ４０の位相中心点４０ａから上方向又は下方向に所定距離ｄだけ離れた位相中心点３００ａを有し、基地局アンテナ４０とは垂直面内又は水平面内指向性が同じ、または異なる指向性のアンテナである。また、キャンセルアンテナ３００の位相中心点３００ａは、基地局アンテナ４０の位相中心点４０ａを通過する仮想鉛直線Ｌｖ上に位置している。すなわち、仮想鉛直線Ｌｖに沿って上方又は下方から見た場合、水平面内の基地局アンテナ４０の位相中心点４０ａとキャンセルアンテナ３００の位相中心点３００ａは互いに一致している。キャンセルアンテナ３００にダクト干渉波ｓ２ＲＦ（例えば、９３０ＭＨｚ〜９４０ＭＨｚの干渉波）が到来しているときは、キャンセルアンテナ３００により希望波ｓ１ＲＦとダクト干渉波ｓ２ＲＦとが受信される。 Interference suppression system 30 includes a cancellation antenna 300 as a second antenna, and interference oppression device 310. The cancel antenna 300 has a phase center point 300a that is separated from the phase center point 40a of the base station antenna 40 by a predetermined distance d upward or downward, and has directivity in the vertical plane or in a horizontal plane with respect to the base station antenna 40. Antennas with the same or different directivity. Further, the phase center point 300 a of the cancel antenna 300 is located on a virtual vertical line Lv that passes through the phase center point 40 a of the base station antenna 40. That is, when viewed from above or below along the virtual vertical line Lv, the phase center point 40a of the base station antenna 40 and the phase center point 300a of the cancellation antenna 300 in the horizontal plane coincide with each other. When a duct interference wave s2 RF (for example, an interference wave of 930 MHz to 940 MHz) has arrived at the cancel antenna 300, the cancel antenna 300 receives the desired wave s1 RF and the duct interference wave s2 RF .
なお、図示の例では、キャンセルアンテナ３００として八木アンテナを用いているが、他のタイプのアンテナであってもよい。また、図示の例では、基地局アンテナ４０の上方にキャンセルアンテナ３００を配置しているが、キャンセルアンテナ３００の装着が容易になるように図２に示すように基地局アンテナ４０の下方にキャンセルアンテナ３００を配置してもよい。 In the illustrated example, a Yagi antenna is used as the cancel antenna 300, but another type of antenna may be used. Further, in the illustrated example, the cancel antenna 300 is disposed above the base station antenna 40, but the cancel antenna is disposed below the base station antenna 40 as shown in FIG. 300 may be arranged.
干渉抑圧装置３１０は、基地局アンテナ４０で受信した第１受信信号Ｘからダクト干渉信号ｓ２を分離して検出する第１干渉信号検出手段としての第１ダクト干渉検出部３２０と、キャンセルアンテナ３００で受信した第２受信信号Ｙからダクト干渉信号ｓ２’を分離して検出する第２干渉信号検出手段としての第２ダクト干渉検出部３３０とを備える。 Interference suppression pressure device 310 includes a first duct interference detector 320 as a first interference signal detecting means for separately detecting the duct interference signal s2 from the first reception signal X received at the base station antenna 40, cancel the antenna 300 And a second duct interference detection unit 330 as second interference signal detection means for separating and detecting the duct interference signal s2 ′ from the second reception signal Y received in step S2.
更に、干渉抑圧装置３１０は、第１受信信号Ｘから検出したダクト干渉信号ｓ２と第２受信信号Ｙから検出したダクト干渉信号ｓ２’とが互いに同じ振幅及び位相になるようにウェイトｗを計算するウェイト計算手段としてウェイト計算部３４０を備える。ウェイト計算部３４０で計算されるウェイトｗは、実振幅と位相とで定義される複素振幅であり、第２受信信号Ｙから検出したダクト干渉信号ｓ２’の振幅及び位相が第１受信信号Ｘから検出したダクト干渉信号ｓ２と同じ振幅及び位相になるように、すなわちｓ２＝ｗ・ｓ２’を満たすように算出される。このウェイトｗは、後述の相関検出を用いた方法や電力差を用いた摂動方法など、各種方法で算出することができる。 Moreover, the interference suppression pressure device 310 calculates the weights w such that the duct interference signal s2 detected from the first reception signal X duct interference signal s2 'and detected from the second reception signal Y have the same amplitude and phase with each other A weight calculation unit 340 is provided as a weight calculation means. The weight w calculated by the weight calculation unit 340 is a complex amplitude defined by the actual amplitude and the phase, and the amplitude and phase of the duct interference signal s2 ′ detected from the second reception signal Y are determined from the first reception signal X. It is calculated so as to have the same amplitude and phase as the detected duct interference signal s2, that is, satisfy s2 = w · s2 ′. The weight w can be calculated by various methods such as a method using correlation detection described later and a perturbation method using a power difference.
また、干渉抑圧装置３１０は、第２受信信号Ｙにウェイトｗを乗算した信号ｗ・Ｙを第１受信信号Ｘから減算する信号演算手段としての信号演算部３５０とを備える。この信号演算部３５０によりダクト干渉信号ｓ２がキャンセルされた第１受信信号Ｘである信号Ｚ（＝Ｘ−ｗ・Ｙ）が基地局装置２０に出力される。 Also, interference suppression pressure device 310, and a signal operation unit 350 of the signal w · Y multiplied by the weights w in the second reception signal Y as a signal calculating means for subtracting from the first received signal X. A signal Z (= X−w · Y), which is the first reception signal X from which the duct interference signal s <b> 2 is canceled by the signal calculation unit 350, is output to the base station apparatus 20.
図３は、本実施形態の基地局１０におけるキャンセルアンテナ３００及び干渉抑圧装置３１０によるダクト干渉信号ｓ２のキャンセル効果の一例を示す説明図である。図３（ａ）は、本実施形態の基地局１０におけるダクト干渉波ｓ２ＲＦが水平方向（水平面からの角度θ＝０°）から到来しているときの垂直面内の合成指向特性１０１の一例を示している。図３（ｂ）は、本実施形態の基地局１０におけるダクト干渉波ｓ２ＲＦが若干上方向（水平面からの角度θ＝２°）から到来しているときの垂直面内の合成指向特性１０２の一例を示している。図３（ｃ）は、本実施形態の基地局１０におけるダクト干渉波ｓ２ＲＦが到来していないとき（ウェイトｗ＝０）の垂直面内の指向特性１０３の一例を示している。 Figure 3 is an explanatory diagram showing an example of a canceling effect of the duct interference signal s2 by canceling antenna 300 and the interference suppression pressure device 310 in the base station 10 of the present embodiment. FIG. 3A shows an example of the combined directivity characteristic 101 in the vertical plane when the duct interference wave s2 RF in the base station 10 of the present embodiment comes from the horizontal direction (angle θ = 0 ° from the horizontal plane). Is shown. FIG. 3B shows the composite directivity characteristic 102 in the vertical plane when the duct interference wave s2 RF in the base station 10 of this embodiment is coming from slightly upward (angle θ = 2 ° from the horizontal plane). An example is shown. FIG. 3C shows an example of the directivity characteristic 103 in the vertical plane when the duct interference wave s2 RF does not arrive at the base station 10 of the present embodiment (weight w = 0).
図３（ａ）に示すように、ダクト干渉波ｓ２ＲＦが水平方向（水平面からの角度θ＝０°）から到来しているときは、基地局１０の垂直面内の合成指向特性１０１のヌル方向が水平方向になり、基地局アンテナ４０で受信した受信信号Ｘに含まれる、水平方向からのダクト干渉波ｓ２ＲＦに起因したダクト干渉信号ｓ２をキャンセルすることができる。 As shown in FIG. 3A, when the duct interference wave s2 RF arrives from the horizontal direction (angle θ = 0 ° from the horizontal plane), the null of the combined directivity characteristic 101 in the vertical plane of the base station 10 The direction becomes the horizontal direction, and the duct interference signal s2 caused by the duct interference wave s2 RF from the horizontal direction included in the reception signal X received by the base station antenna 40 can be canceled.
また、図３（ｂ）に示すように、ダクト干渉波ｓ２ＲＦが水平方向よりも上方向（図示の例では水平面からの角度θ＝２°）から到来しているときは、基地局１０の垂直面内の合成指向特性１０２のヌル方向がダクト干渉波ｓ２ＲＦの到来方向に変化する。このようにダクト干渉波ｓ２ＲＦの垂直面内の到来方向が変わっても適応的に垂直面内指向特性のヌル方向を変化させることができる。しかも、そのヌル方向を変化させるためにキャンセルアンテナ及びその給電回路を調整したり交換したりする必要がなく、オペレーションの煩雑さを回避することができる。 Further, as shown in FIG. 3B, when the duct interference wave s2 RF comes from above the horizontal direction (in the example shown, an angle θ = 2 ° from the horizontal plane), the base station 10 The null direction of the combined directivity characteristic 102 in the vertical plane changes to the arrival direction of the duct interference wave s2 RF . Thus, even if the arrival direction of the duct interference wave s2 RF in the vertical plane changes, the null direction of the vertical plane directivity can be adaptively changed. In addition, it is not necessary to adjust or replace the cancel antenna and its power supply circuit in order to change the null direction, and the complexity of the operation can be avoided.
また、図３（ｃ）に示すように、ダクト干渉波ｓ２ＲＦが到来していないときは、ウェイトｗ＝０であるため、元々の基地局１０の垂直面内の指向特性１０３となることから基地局アンテナ４０を介した通信端末８０との通信に対する影響を小さくすることができる。 Further, as shown in FIG. 3C, when the duct interference wave s2 RF has not arrived, the weight w = 0, so that the directivity characteristic 103 in the vertical plane of the original base station 10 is obtained. The influence on the communication with the communication terminal 80 via the base station antenna 40 can be reduced.
次に、本実施形態の基地局１０における干渉抑圧装置３１０の構成例について説明する。
〔干渉抑圧装置の構成例１〕
図４は、本実施形態の基地局１０における干渉抑圧装置３１０の一構成例を示すブロック図である。なお、前述の図１と同様な部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
Next, a configuration example of an interference suppression pressure device 310 in the base station 10 of the present embodiment.
[Configuration Example 1 of the interference oppression Apparatus
Figure 4 is a block diagram showing a configuration example of the interference suppression pressure device 310 in the base station 10 of the present embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part similar to above-mentioned FIG. 1, and those description is abbreviate | omitted.
本構成例の干渉抑圧装置３１０において、第１ダクト干渉検出部３２０は、基地局アンテナ４０で受信された第１受信信号Ｘ（＝ｓ１＋ｓ２）に対して、通信端末８０が使用しない周波数帯域ｆＢＰを選択的に通過させるデジタル帯域フィルタで帯域制限することにより、ダクト干渉信号ｓＢ２を分離して検出する。また、第２ダクト干渉検出部３３０は、キャンセルアンテナで受信された第２受信信号Ｙ（＝ｓ１’＋ｓ２’）に対して、通信端末８０が使用しない周波数帯域ｆＢＰを選択的に通過させるデジタル帯域フィルタで帯域制限することにより、干渉信号ｓＢ２’を分離して検出する。 In the interference suppression pressure device 310 of this configuration, the first duct interference detector 320, the first reception signal X received at the base station antenna 40 (= s1 + s2), the communication terminal 80 does not use the frequency band f By performing band limitation with a digital band filter that selectively passes BP , duct interference signal s B 2 is separated and detected. The second duct interference detector 330, the second reception signal Y received cancellation antenna (= s1 '+ s2') , for selectively passing the frequency band f BP communication terminal 80 does not use a digital By limiting the band with a band filter, the interference signal s B 2 ′ is separated and detected.
図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれデジタル帯域フィルタで選択的に通過させる周波数帯域ｆＢＰの例である。デジタル帯域フィルタで選択的に通過させる周波数帯域ｆＢＰとしては、例えば図５（ａ）に示すように通信端末８０との通信で予め設定された通信帯域内で通信端末８０が実際に使用しない周波数帯域を選択する。また、デジタル帯域フィルタで選択的に通過させる周波数帯域ｆＢＰとしては、図５（ｂ）に示すように通信帯域外の周波数帯域を決定してもよい。 FIGS. 5A and 5B are examples of the frequency band f BP that is selectively passed by the digital band filter. As the frequency band f BP that is selectively passed by the digital band filter, for example, a frequency that is not actually used by the communication terminal 80 within a communication band preset in communication with the communication terminal 80 as shown in FIG. Select the band. Further, as the frequency band f BP selectively passed through by the digital band filter, a frequency band outside the communication band may be determined as shown in FIG.
また、本構成例の干渉抑圧装置３１０において、ウェイト計算部３４０は、第１受信信号Ｘから検出された干渉信号ｓＢ２と第２受信信号Ｙからから検出された干渉信号ｓＢ２’とに対して相関検出を行うことにより、ウェイトｗを計算する。より具体的には、ウェイトｗは、第１受信信号Ｘから帯域制限して検出された干渉信号ｓＢ２及び第２受信信号Ｙから帯域制限して検出された干渉信号ｓＢ２’から、次の式（１）を用いて計算する。なお、式中の「＜ ＞」はアンサンブル平均を表し、「＊」は複素共役を表している（以下同様）。
本構成例の干渉抑圧装置３１０では、通信端末８０が使用しない周波数帯域ｆＢＰを選択的に通過させるデジタル帯域フィルタで帯域制限することにより、ダクト干渉信号ｓＢ２，ｓＢ２’を分離して検出しているため、ダクト干渉信号の検出処理が簡易になるとともに、通信端末８０からの希望信号ｓ１，ｓ１’の影響を低減できる。 In the interference suppression pressure device 310 of this configuration example, by band-limited by the digital bandpass filter for selectively passing the frequency band f BP communication terminal 80 does not use, the duct interference signal s B 2, s B 2 'separated Therefore, the duct interference signal detection process is simplified, and the influence of the desired signals s1 and s1 ′ from the communication terminal 80 can be reduced.
〔干渉抑圧装置の構成例２〕
図６は、本実施形態の基地局１０における干渉抑圧装置３１０の他の構成例を示すブロック図である。なお、前述の図１、４と同様な部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
[Configuration Example 2 of interference oppression Apparatus
Figure 6 is a block diagram showing another configuration example of an interference suppression pressure device 310 in the base station 10 of the present embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part similar to above-mentioned FIG. 1, 4, and those description is abbreviate | omitted.
本構成例の干渉抑圧装置３１０は、第１受信信号Ｘ及び第２受信信号Ｙにダクト干渉信号ｓＢ２，ｓＢ２’が含まれているか否かを判定し、その判定結果に基づいてウェイト計算部３４０での計算処理を制御するウェイト計算制御部３６０を備えている。ウェイト計算制御部３６０は、第１受信信号Ｘ及び第２受信信号Ｙにダクト干渉信号ｓＢ２，ｓＢ２’が含まれている場合は、前記ウェイトを計算するようにウェイト計算部３４０での計算処理をＯＮにする。一方、第１受信信号Ｘ及び第２受信信号Ｙの少なくとも一方にダクト干渉信号ｓＢ２，ｓＢ２’が含まれていない場合は、ウェイト計算部３４０での計算処理をＯＦＦにして消費電力を低減し、ウェイトｗについてはゼロに設定する。 Interference suppression pressure device 310 of this configuration determines whether contains ducts interference signal s B 2, s B 2 'to the first reception signal X and the second reception signal Y, based on the determination result A weight calculation control unit 360 for controlling calculation processing in the weight calculation unit 340. When the first reception signal X and the second reception signal Y include the duct interference signals s B 2 and s B 2 ′, the weight calculation control unit 360 uses the weight calculation unit 340 to calculate the weights. Turn on the calculation process. On the other hand, when duct interference signals s B 2 and s B 2 ′ are not included in at least one of the first reception signal X and the second reception signal Y, the calculation processing in the weight calculation unit 340 is turned off to reduce power consumption. And the weight w is set to zero.
本構成例において、ウェイト計算制御部３６０は、受信電力検出部３６１とダクト干渉有無判定部３６２と計算ＯＮ／ＯＦＦ制御部３６３とウェイト設定部３６４とウェイト切替部３６５とを備える。 In this configuration example, the weight calculation control unit 360 includes a received power detection unit 361, a duct interference presence / absence determination unit 362, a calculation ON / OFF control unit 363, a weight setting unit 364, and a weight switching unit 365.
受信電力検出部３６１は、第１受信信号Ｘから帯域制限して検出された干渉信号ｓＢ２及び第２受信信号Ｙから帯域制限して検出された干渉信号ｓＢ２’それぞれの受信電力ｐＢ１，ｐＢ２を、例えば次の式（６）及び（７）を用いて計算する。
ダクト干渉有無判定部３６２は、干渉信号ｓＢ２及び干渉信号ｓＢ２’それぞれの受信電力ｐＢ１，ｐＢ２と、予め設定した受信電力閾値γｔｈとを比較する。ここで、例えば、受信電力ｐＢ１，ｐＢ２がそれぞれ受信電力閾値γｔｈ以上であればダクト干渉ありと判定し、受信電力ｐＢ１，ｐＢ２の少なくとも一方が受信電力閾値γｔｈよりも小さければダクト干渉なしと判定する。 The duct interference presence / absence determination unit 362 compares the reception powers p B 1 and p B 2 of the interference signal s B 2 and the interference signal s B 2 ′ with a preset reception power threshold γth. Here, for example, if the received power p B 1 and p B 2 are equal to or greater than the received power threshold γth, it is determined that there is duct interference, and at least one of the received powers p B 1 and p B 2 is greater than the received power threshold γth. If it is smaller, it is determined that there is no duct interference.
計算ＯＮ／ＯＦＦ制御部３６３は、ダクト干渉有無判定部３６２でダクト干渉ありと判定された場合、ウェイトｗを計算するようにウェイト計算部３４０での計算処理をＯＮにする。ウェイト計算部３４０で計算されたウェイトｗはウェイト切替部３６５に出力される。ダクト干渉有無判定部３６２でダクト干渉なしと判定された場合、計算ＯＮ／ＯＦＦ制御部３６３は、ウェイト計算部３４０での計算処理をＯＦＦにし、ウェイトｗをゼロにするようにウェイト設定部３６４を制御する。ウェイト設定部３６４で設定されたウェイトｗ（＝０）はウェイト切替部３６５に出力される。 When the duct interference presence / absence determination unit 362 determines that there is duct interference, the calculation ON / OFF control unit 363 turns ON the calculation processing in the weight calculation unit 340 so as to calculate the weight w. The weight w calculated by the weight calculation unit 340 is output to the weight switching unit 365. When the duct interference presence / absence determination unit 362 determines that there is no duct interference, the calculation ON / OFF control unit 363 sets the weight setting unit 364 to turn off the calculation processing in the weight calculation unit 340 and set the weight w to zero. Control. The weight w (= 0) set by the weight setting unit 364 is output to the weight switching unit 365.
ウェイト切替部３６５は、ウェイト計算部３４０で計算されたウェイトｗを受けた場合は、そのウェイトｗの計算値を信号演算部３５０に出力し、ウェイト設定部３６４で設定されたウェイトｗ（＝０）を受けた場合は、そのウェイトｗの設定値（＝０）を信号演算部３５０に出力する。 When the weight switching unit 365 receives the weight w calculated by the weight calculation unit 340, the weight switching unit 365 outputs the calculated value of the weight w to the signal calculation unit 350 and sets the weight w (= 0) set by the weight setting unit 364. ), The set value (= 0) of the weight w is output to the signal calculation unit 350.
〔干渉抑圧装置の構成例３〕
図７は、本実施形態の基地局１０における干渉抑圧装置３１０の更に他の構成例を示すブロック図である。なお、前述の図１、４及び６と同様な部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
[Configuration Example 3 of the interference oppression Apparatus
Figure 7 is a block diagram showing still another configuration example of an interference suppression pressure device 310 in the base station 10 of the present embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part similar to above-mentioned FIG.1, 4, and 6, and those description is abbreviate | omitted.
本構成例の干渉抑圧装置３１０において、ウェイト計算部３４０は、以下の（１）〜（３）に示すようにダクト干渉信号ｓＢ２，ｓＢ２’の電力差を用いた摂動方法を用いてウェイトｗを計算することにより、ウェイトｗの計算負荷を抑えている。 In the interference suppression pressure device 310 of this configuration, the weight calculation section 340, the following (1) to the perturbation method using a power difference of the duct interference signal as shown in (3) s B 2, s B 2 ' By using this to calculate the weight w, the calculation load of the weight w is suppressed.
（１）まず、ウェイトをｗとしたとき、第１受信信号Ｘから帯域制限して検出された干渉信号ｓＢ２と第２受信信号Ｙから帯域制限して検出された干渉信号ｓＢ２’とに対して、次の式（２）に示す電力差ΔＰを計算する。
（２）次に、ウェイトｗ（実振幅：ｗｅ、位相：φ）の次の式（３）及び式（４）の範囲に対して離散的な幅（Δｗｅ，Δφ）で、電力差ΔＰの最小値を検索する。
ここで、電力差ΔＰの最小値を検索するときの実振幅ｗｅの範囲を規定するｗｅｍｉｎ及びｗｅｍａｘはそれぞれ、例えば０ｄＢ及び１００ｄＢに設定し、その検索ステップ幅Δｗｅは例えば０．１ｄＢに設定する。また、電力差ΔＰの最小値を検索するときの位相φの範囲を規定するφｍｉｎ及びφｍａｘはそれぞれ、例えば０°及び３６０°に設定し、その検索ステップ幅Δφは例えば１°に設定する。 Here, we min and we max that define the range of the actual amplitude we when searching for the minimum value of the power difference ΔP are set to, for example, 0 dB and 100 dB, respectively, and the search step width Δwe is set to, for example, 0.1 dB. To do. Also, φ min and φ max that define the range of the phase φ when searching for the minimum value of the power difference ΔP are set to, for example, 0 ° and 360 °, respectively, and the search step width Δφ is set to, for example, 1 °. .
（３）次に、電力差ΔＰの値が最小値になったときのｗを算出し、ウェイトｗとして決定する。 (3) Next, w when the value of the power difference ΔP becomes the minimum value is calculated and determined as the weight w.
以上、本実施形態によれば、ダクト現象が発生してダクト干渉波が基地局１０に到来したとき、基地局１０の垂直面内の合成指向特性におけるヌル方向をダクト干渉波の到来方向に向けることができるため、ダクト干渉信号を抑圧することができる。また、ダクト干渉波の到来方向が変化した場合でも、その変化したダクト干渉波の到来方向の方向に合成指向特性におけるヌル方向を向けることができるため、ダクト干渉信号を抑圧することができる。このように発生時間が不定期で、垂直面内の特定の方向から到来するダクト干渉波に起因したダクト干渉信号を適応的に抑圧することができる。しかも、垂直面内の到来方向が変化してもその到来方向にヌル方向を変化させるためにキャンセルアンテナ及びその給電回路を調整したり交換したりする必要がなく、オペレーションの煩雑さを回避することができる。
また、本実施形態によれば、既存の基地局の構成にキャンセルアンテナ３００及び干渉抑圧装置３１０を追加することでダクト干渉信号を抑圧することができるようになるため、既存の基地局における基地局装置及び基地局アンテナを変更する必要がない。
また、本実施形態によれば、ダクト干渉波が基地局１０に到来していないときには、基地局１０の指向特性を元の基地局アンテナ４０の指向特性にすることができる。
As described above, according to the present embodiment, when the duct phenomenon occurs and the duct interference wave arrives at the base station 10, the null direction in the combined directivity characteristic in the vertical plane of the base station 10 is directed to the arrival direction of the duct interference wave. it is possible, it is possible to suppress pressure duct interference signal. Further, even when the arrival direction of the duct interference wave is changed, it is possible to direct the null direction in the changed combined directivity characteristic in the direction of the arrival direction of the duct interference waves can be suppressed pressure duct interference signal. Thus, the duct interference signal caused by the duct interference wave coming from a specific direction in the vertical plane with irregular generation time can be adaptively suppressed. Moreover, even if the direction of arrival in the vertical plane changes, there is no need to adjust or replace the cancel antenna and its power supply circuit in order to change the null direction to the direction of arrival, thereby avoiding complicated operations. Can do.
Further, according to this embodiment, since it is possible to suppress pressure duct interference signal by adding the canceling antenna 300 and the interference suppression pressure apparatus 310 to the configuration of the existing base stations, the existing base station There is no need to change the base station apparatus and the base station antenna.
Further, according to the present embodiment, when the duct interference wave does not arrive at the base station 10, the directivity characteristic of the base station 10 can be made the original directivity characteristic of the base station antenna 40.
なお、上記各実施形態では、ダクト干渉信号を抑圧する場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、本発明は、基地局１０の基地局アンテナ４０で受信する受信信号にダクト干渉信号以外の到来方法が変化する可能性がある干渉信号が含まれる場合にも同様に適用することができ、同様な効果が得られるものである。 In the above embodiments, there has been described a case where oppression duct interference signal, the present invention is not limited thereto. In addition, the present invention can be similarly applied to a case where the received signal received by the base station antenna 40 of the base station 10 includes an interference signal that may change the arrival method other than the duct interference signal. Similar effects can be obtained.
また、本明細書で説明された処理工程並びに基地局における基地局装置及び干渉抑圧装置の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。 Further, the components of the base station apparatus and interference suppression pressure device in process step and the base station described herein may be implemented by various means. For example, these steps and components may be implemented in hardware, firmware, software, or a combination thereof.
ハードウェア実装については、実体（例えば、基地局装置、干渉抑圧装置、通信端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。 For a hardware implementation, the entity (e.g., a base station apparatus, the interference suppression pressure device, a communication terminal, a hard disk drive, or optical disk drive) unit such as processing unit used to implement the above-described steps and components in Is one or more application specific ICs (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processors (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs) May be implemented in a processor, controller, microcontroller, microprocessor, electronic device, other electronic unit designed to perform the functions described herein, a computer, or combinations thereof .
また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。 Also, for firmware and / or software implementation, means such as processing units used to implement the above components may be programs (eg, procedures, functions, modules, instructions) that perform the functions described herein. , Etc.). In general, any computer / processor readable medium that specifically embodies firmware and / or software code is means such as a processing unit used to implement the steps and components described herein. May be used to implement For example, the firmware and / or software code may be stored in a memory, for example, in a control device, and executed by a computer or processor. The memory may be implemented inside the computer or processor, or may be implemented outside the processor. The firmware and / or software code is, for example, random access memory (RAM), read only memory (ROM), nonvolatile random access memory (NVRAM), programmable read only memory (PROM), electrically erasable PROM (EEPROM) ), FLASH memory, floppy disk, compact disk (CD), digital versatile disk (DVD), magnetic or optical data storage, etc. Good. The code may be executed by one or more computers or processors, and may cause the computers or processors to perform the functional aspects described herein.
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。 Also, descriptions of embodiments disclosed herein are provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to the present disclosure will be readily apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other variations without departing from the spirit or scope of the disclosure. The present disclosure is therefore not limited to the examples and designs described herein, but should be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
１０ 基地局
２０ 基地局装置
３０ 干渉抑圧システム
４０ 基地局アンテナ
４０ａ 位相中心点
８０ 通信端末
３００ キャンセルアンテナ
３００ａ 位相中心点
３１０ 干渉抑圧装置
３２０ 第１ダクト干渉検出部
３３０ 第２ダクト干渉検出部
３４０ ウェイト計算部
３５０ 信号演算部
３６０ ウェイト計算制御部
３６１ 受信電力検出部
３６２ ダクト干渉有無判定部
３６３ 計算ＯＮ／ＯＦＦ制御部
３６４ ウェイト設定部
３６５ ウェイト切替部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Base station 20 Base station apparatus 30 Interference suppression system 40 Base station antenna 40a Phase center point 80 Communication terminal 300 Cancel antenna 300a Phase center point 310 Interference suppression apparatus 320 1st duct interference detection part 330 2nd duct interference detection part 340 Weight calculation Unit 350 signal calculation unit 360 weight calculation control unit 361 reception power detection unit 362 duct interference presence / absence determination unit 363 calculation ON / OFF control unit 364 weight setting unit 365 weight switching unit
Claims (18)
通信端末と無線通信するための第１アンテナと、
前記第１アンテナの位相中心点を通過する仮想鉛直線上の上方向又は下方向に所定距離だけ離れた位置に位相中心点を有する第２アンテナと、
前記第１アンテナで受信した第１受信信号から干渉信号を分離して検出する第１干渉信号検出手段と、
前記第２アンテナで受信した第２受信信号から前記干渉信号を分離して検出する第２干渉信号検出手段と、
前記第１受信信号から検出した干渉信号と前記第２受信信号から検出した干渉信号とが互いに同じ振幅及び位相になるようにウェイトを計算するウェイト計算手段と、
前記第２受信信号に前記ウェイトを乗算した信号を前記第１受信信号から減算する信号演算手段と、を備えることを特徴とする基地局。 A base station that communicates wirelessly with a communication terminal,
A first antenna for wireless communication with a communication terminal;
A second antenna having a phase center point at a position separated by a predetermined distance upward or downward on a virtual vertical line passing through the phase center point of the first antenna;
First interference signal detection means for separating and detecting an interference signal from a first reception signal received by the first antenna;
Second interference signal detection means for separating and detecting the interference signal from a second reception signal received by the second antenna;
Weight calculating means for calculating weights so that the interference signal detected from the first received signal and the interference signal detected from the second received signal have the same amplitude and phase;
Signal processing means for subtracting a signal obtained by multiplying the second received signal by the weight from the first received signal.
前記第１干渉信号検出手段は、前記通信端末が使用しない周波数帯域を選択的に通過させる第１帯域フィルタにより、前記第１受信信号から前記干渉信号を分離して検出し、
前記第２干渉信号検出手段は、前記通信端末が使用しない周波数帯域を選択的に通過させる前記第１帯域フィルタと同じ通過特性を有する第２帯域フィルタにより、第２受信信号から前記干渉信号を分離して検出することを特徴とする基地局。 In the base station of claim 1,
The first interference signal detecting means detects the interference signal separately from the first received signal by a first band filter that selectively passes a frequency band not used by the communication terminal,
The second interference signal detecting means separates the interference signal from the second received signal by a second band filter having the same pass characteristic as the first band filter for selectively passing a frequency band not used by the communication terminal. Base station.
前記第１帯域フィルタ及び第２帯域フィルタそれぞれが選択的に通過させる周波数帯域は、前記通信端末の通信用に設定された所定の通信帯域内において前記通信端末が使用していない周波数帯域、又は、前記通信帯域の外側の周波数帯域であることを特徴とする基地局。 The base station of claim 2,
The frequency band selectively passed by each of the first band filter and the second band filter is a frequency band not used by the communication terminal within a predetermined communication band set for communication of the communication terminal, or A base station that is a frequency band outside the communication band.
前記ウェイト計算手段は、前記第１受信信号から検出された干渉信号と前記第２受信信号からから検出された干渉信号とに対して相関検出を行うことにより、前記ウェイトを計算することを特徴とする基地局。 In the base station according to any one of claims 1 to 3,
The weight calculating means calculates the weight by performing correlation detection on an interference signal detected from the first received signal and an interference signal detected from the second received signal. Base station.
前記ウェイト計算手段は、前記第１受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２と前記第２受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２’とに基づき、下記の式（１）を用いて前記ウェイトｗを計算することを特徴とする基地局。
It said weight calculation means, based on the first received signal the interference signal is detected from the detected interference signal s B 2 and the second received signal from the s B 2 ', the using Equation (1) below A base station that calculates a weight w.
前記ウェイト計算手段は、
ウェイトの実振幅をｗｅ及び位相をφとしたとき、前記第１受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２と前記第２受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２’とに対して下記の式（２）に示す電力差ΔＰを計算し、
前記ウェイトｗ（実振幅：ｗe、位相：φ）の下記式（３）及び式（４）の範囲に対して離散的な幅（Δｗｅ，Δφ）で、前記電力差ΔＰの最小値を検索し、
前記電力差ΔＰの値が最小値になったときのｗを、前記ウェイトとして決定することを特徴とする基地局。
The weight calculation means includes
When the actual amplitude of the weight is we and the phase is φ, the interference signal s B 2 detected from the first reception signal and the interference signal s B 2 ′ detected from the second reception signal are described below. Calculate the power difference ΔP shown in equation (2),
The minimum value of the power difference ΔP is searched with a discrete width (Δwe, Δφ) with respect to the range of the following formulas (3) and (4) of the weight w (actual amplitude: we, phase: φ). ,
A base station, wherein w is determined as the weight when the value of the power difference ΔP becomes a minimum value.
前記第１受信信号及び前記第２受信信号に前記干渉信号が含まれているか否かを判定する干渉有無判定手段を備え、
前記ウェイト計算手段は、
前記第１受信信号及び前記第２受信信号のそれぞれに前記干渉信号が含まれている場合は、前記第１受信信号から検出した干渉信号と前記第２受信信号から検出した干渉信号とが互いに同じ振幅及び位相になるようにウェイトを決定し、
前記第１受信信号及び前記第２受信信号の少なくとも一方に前記干渉信号が含まれていない場合は、前記ウェイトをゼロに設定することを特徴とする基地局。 In the base station according to any one of claims 1 to 6,
Interference presence determination means for determining whether the interference signal is included in the first reception signal and the second reception signal,
The weight calculation means includes
When the interference signal is included in each of the first reception signal and the second reception signal, the interference signal detected from the first reception signal is the same as the interference signal detected from the second reception signal. Determine the weight to be the amplitude and phase,
The base station, wherein the weight is set to zero when the interference signal is not included in at least one of the first reception signal and the second reception signal.
前記第２アンテナは前記第１アンテナと異なる指向性を有することを特徴とする基地局。 In the base station according to any one of claims 1 to 7,
The base station, wherein the second antenna has directivity different from that of the first antenna.
前記干渉信号は、ダクト現象によって飛来する無線信号であることを特徴とする基地局。 In the base station according to any one of claims 1 to 8,
The base station characterized in that the interference signal is a radio signal flying due to a duct phenomenon.
通信端末と無線通信するための第１アンテナで受信した第１受信信号から干渉信号を分離して検出する第１干渉信号検出手段と、
前記第１アンテナの位相中心点を通過する仮想鉛直線上の上方向又は下方向に所定距離だけ離れた位置に位相中心点を有する第２アンテナで受信した第２受信信号から前記干渉信号を分離して検出する第２干渉信号検出手段と、
前記第１受信信号から検出した干渉信号と前記第２受信信号から検出した干渉信号とが互いに同じ振幅及び位相になるようにウェイトを計算するウェイト計算手段と、
前記第２受信信号に前記ウェイトを乗算した信号を前記第１受信信号から減算する信号演算手段と、を備えることを特徴とする干渉抑圧装置。 An interference suppression apparatus that suppresses an interference signal included in a reception signal received by a base station that performs radio communication with a communication terminal,
First interference signal detection means for separating and detecting an interference signal from a first reception signal received by a first antenna for wireless communication with a communication terminal;
Separating the interference signal from a second received signal received by a second antenna having a phase center point at a predetermined distance in the upward or downward direction on a virtual vertical line passing through the phase center point of the first antenna. Second interference signal detection means for detecting
Weight calculating means for calculating weights so that the interference signal detected from the first received signal and the interference signal detected from the second received signal have the same amplitude and phase;
An interference suppression apparatus comprising: a signal calculation unit that subtracts a signal obtained by multiplying the second reception signal by the weight from the first reception signal.
前記第１干渉信号検出手段は、前記通信端末が使用しない周波数帯域を選択的に通過させる第１帯域フィルタにより、前記第１受信信号から前記干渉信号を分離して検出し、
前記第２干渉信号検出手段は、前記通信端末が使用しない周波数帯域を選択的に通過させる前記第１帯域フィルタと同じ通過特性を有する第２帯域フィルタにより、前記第２受信信号から前記干渉信号を分離して検出することを特徴とする干渉抑圧装置。 The interference suppression apparatus according to claim 10.
The first interference signal detecting means detects the interference signal separately from the first received signal by a first band filter that selectively passes a frequency band not used by the communication terminal,
The second interference signal detecting means, the second band-pass filter having the same pass characteristics as said first band pass filter for selectively passing the frequency band of the communication terminal does not use the interference signal from the second reception signal An interference suppression device characterized by separating and detecting.
前記第１帯域フィルタ及び第２帯域フィルタそれぞれが選択的に通過させる周波数帯域は、前記通信端末の通信用に設定された所定の通信帯域内において前記通信端末が使用していない周波数帯域、又は、前記通信帯域の外側の周波数帯域であることを特徴とする干渉抑圧装置。 The interference suppression apparatus according to claim 11.
The frequency band selectively passed by each of the first band filter and the second band filter is a frequency band not used by the communication terminal within a predetermined communication band set for communication of the communication terminal, or An interference suppression apparatus, wherein the interference suppression apparatus is a frequency band outside the communication band.
前記ウェイト計算手段は、前記第１受信信号から検出された干渉信号と前記第２受信信号から検出された干渉信号とに対して相関検出を行うことにより、前記ウェイトを計算することを特徴とする干渉抑圧装置。 The interference suppression apparatus according to any one of claims 10 to 12,
The weight calculation means calculates the weight by performing correlation detection on an interference signal detected from the first reception signal and an interference signal detected from the second reception signal. Interference suppression device.
前記ウェイト計算手段は、前記第１受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２と前記第２受信信号からから検出された干渉信号ｓＢ２’とに基づき、下記の式（１）を用いて前記ウェイトｗを計算することを特徴とする干渉抑圧装置。
Said weight calculation means, based on the detected interference signal s B 2 'from the said detected interference signal s B 2 from the first reception signal a second reception signal, using equation (1) below An interference suppression apparatus that calculates the weight w.
前記ウェイト計算手段は、
ウェイトの実振幅をｗｅ及び位相をφとしたとき、前記第１受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２と前記第２受信信号から検出された干渉信号ｓＢ２’とに対して下記の式（２）に示す電力差ΔＰを計算し、
前記ウェイトｗ（実振幅：ｗｅ、位相：φ）の下記式（３）及び式（４）の範囲に対して離散的な幅（Δｗｅ，Δφ）で、前記電力差ΔＰの最小値を検索し、
前記電力差ΔＰの値が最小値になったときのｗを、前記ウェイトとして決定することを特徴とする干渉抑圧装置。
The weight calculation means includes
When the actual amplitude of the weight is we and the phase is φ, the interference signal s B 2 detected from the first reception signal and the interference signal s B 2 ′ detected from the second reception signal are described below. Calculate the power difference ΔP shown in equation (2),
The minimum value of the power difference ΔP is searched with a discrete width (Δwe, Δφ) with respect to the range of the following formulas (3) and (4) of the weight w (actual amplitude: we, phase: φ). ,
An interference suppression apparatus, wherein w is determined as the weight when the value of the power difference ΔP becomes a minimum value.
前記第１受信信号及び前記第２受信信号に前記干渉信号が含まれているか否かを判定する干渉有無判定手段を更に備え、
前記ウェイト計算手段は、
前記第１受信信号及び前記第２受信信号のそれぞれに前記干渉信号が含まれている場合は、前記第１受信信号から検出した干渉信号と前記第２受信信号から検出した干渉信号とが互いに同じ振幅及び位相になるようにウェイトを計算し、
前記第１受信信号及び前記第２受信信号の少なくとも一方に前記干渉信号が含まれていない場合は、前記ウェイトをゼロに設定することを特徴とする干渉抑圧装置。 The interference suppression device according to any one of claims 10 to 15,
An interference presence / absence determining means for determining whether or not the interference signal is included in the first reception signal and the second reception signal;
The weight calculation means includes
When the interference signal is included in each of the first reception signal and the second reception signal, the interference signal detected from the first reception signal is the same as the interference signal detected from the second reception signal. Calculate weights to be amplitude and phase,
The interference suppression apparatus, wherein the weight is set to zero when at least one of the first reception signal and the second reception signal does not include the interference signal.
前記干渉信号は、ダクト現象によって飛来する無線信号であることを特徴とする干渉抑圧装置。 The interference suppression device according to any one of claims 10 to 16,
The interference suppression apparatus according to claim 1, wherein the interference signal is a radio signal that is caused by a duct phenomenon.
通信端末と無線通信するための第１アンテナで受信した第１受信信号から干渉信号を分離して検出することと、
前記第１アンテナの位相中心点を通過する仮想鉛直線上の上方向又は下方向に所定距離だけ離れた位置に位相中心点を有する第２アンテナで受信した第２受信信号から前記干渉信号を分離して検出することと、
前記第１受信信号から検出した干渉信号と前記第２受信信号から検出した干渉信号とが互いに同じ振幅及び位相になるようにウェイトを計算することと、
前記第２受信信号に前記ウェイトを乗算した信号を前記第１受信信号から減算することを含むことを特徴とする干渉抑圧方法。 An interference suppression method for suppressing an interference signal included in a reception signal received by a base station that performs radio communication with a communication terminal,
Separating and detecting an interference signal from a first received signal received by a first antenna for wireless communication with a communication terminal;
Separating the interference signal from a second received signal received by a second antenna having a phase center point at a predetermined distance in the upward or downward direction on a virtual vertical line passing through the phase center point of the first antenna. And detecting
Calculating a weight so that the interference signal detected from the first reception signal and the interference signal detected from the second reception signal have the same amplitude and phase;
An interference suppression method comprising subtracting a signal obtained by multiplying the second received signal by the weight from the first received signal.
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| JP4141604B2 (en) * | 1999-11-05 | 2008-08-27 | 三菱電機株式会社 | Signal processing apparatus and signal processing method |
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