JP7353152B2 - High frequency antenna unit and wireless communication unit using the same - Google Patents
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Description
この発明は、複数の送受信アンテナ群が併設された高周波アンテナユニットと、それを用いた無線通信ユニットに関するものである。 The present invention relates to a high frequency antenna unit in which a plurality of transmitting and receiving antenna groups are installed together, and a wireless communication unit using the same.
特許文献1には、移動端末と基地無線局と間の無線通信において、中間に介在する山岳丘陵等の障害物により電波伝達が遮蔽されやすい地域での通信状況を改善するために、同一通信帯域内に近接してチャンネル設定される複数の中継装置(送受信装置)を併設した無線通信ユニットが開示されている。この種の通信装置は、一方の中継装置の送信波が、これと近接したチャネルで通信する他の通信装置に回り込み受信され、干渉波となってしまう問題がある。
特許文献1においては、これを解決するために、一方の中継装置の送信アンテナと他方の中継装置の受信アンテナとの間に、回り込み受信が予想される送信波の逆相波形を生成し、これを他方の中継装置の受信回路に入力してキャンセリングを行なうキャンセラ回路を設ける提案がなされている。
In
しかし、近接したチャネルの干渉波抑制については、送受信に使用するアンテナの構造も重要なポイントとなる。例えば、無線通信ユニットが船舶などの移動体に搭載される場合は、無線通信ユニット周辺の障害物状況は移動体の位置により刻々変化し、通常の方法では干渉波抑制について有効な対策を講じることができない場合も多くなる。 However, when it comes to suppressing interference waves from adjacent channels, the structure of the antenna used for transmission and reception is also an important point. For example, when a wireless communication unit is mounted on a mobile object such as a ship, the obstacle situation around the wireless communication unit changes every moment depending on the position of the mobile object, and it is difficult to take effective measures to suppress interference waves using normal methods. In many cases, this is not possible.
しかし、チャネルが近接した複数系統の送受信装置を搭載する無線通信ユニット用の送受信アンテナ群の構造として、いかなるものを採用するとき回り込み干渉波の抑制に有効となるかについては、特許文献1を含めこれまで十分な検討がなされてきたとは言い難い。
However, regarding the structure of the transmitting/receiving antenna group for a wireless communication unit equipped with multiple systems of transmitting/receiving devices with close channels, there is no information on what structure is effective in suppressing wraparound interference waves, including
本発明の課題は、同じ無線通信ユニットに複数搭載される送受信装置の1つのものが出力する送信波が、他の送受信装置により干渉波として回り込み受信されることを効果的に抑制できる高周波アンテナユニットと、それを用いた無線通信ユニットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a high-frequency antenna unit that can effectively suppress transmission waves output from one of multiple transmitting/receiving devices installed in the same wireless communication unit from being received as interference waves by other transmitting/receiving devices. and to provide a wireless communication unit using the same.
上記の課題を解決するために、本発明の高周波アンテナユニットは、複数の高周波アンテナと、それら高周波アンテナが取り付けられる支持枠体とを備え、複数の高周波アンテナは、各々同一送受信装置に接続される送信アンテナ及び受信アンテナからなる送受信アンテナ群を複数含み、それら複数の送受信アンテナ群は、支持枠体に対し予め定められた配列方向に所定の間隔にて固定的に取り付けられるとともに、それぞれ互いに異なる送受信装置への接続が予定されてなり、支持枠体は、配列方向に所定の間隔にて配置される、配列方向を法線方向とする板面を有した複数のアンテナ支持板を備え、送受信アンテナ群を構成する送信アンテナ及び受信アンテナが複数のアンテナ支持板に振り分けて取り付けられるとともに、上記の配列方向において互いに隣接する1対のアンテナ支持板に取り付けられた高周波アンテナは、配列方向においてそれら高周波アンテナの給電点間の距離が送受信波の1/2波長以上に定められてなることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a high frequency antenna unit of the present invention includes a plurality of high frequency antennas and a support frame body to which the high frequency antennas are attached, and each of the multiple high frequency antennas is connected to the same transmitting/receiving device. It includes a plurality of transmitting and receiving antenna groups consisting of transmitting antennas and receiving antennas, and the plurality of transmitting and receiving antenna groups are fixedly attached to the support frame at predetermined intervals in a predetermined arrangement direction, and each has a different transmitting and receiving antenna group. The support frame includes a plurality of antenna support plates arranged at predetermined intervals in the arrangement direction and each having a plate surface whose normal direction is the arrangement direction. The transmitting antennas and receiving antennas constituting a group are distributed and attached to a plurality of antenna support plates, and the high frequency antennas attached to a pair of antenna support plates adjacent to each other in the arrangement direction are The distance between the feeding points is set to be equal to or more than 1/2 wavelength of the transmitted and received waves.
また、本発明の無線通信ユニットは、移動体上に搭載可能に構成され、無線ネットワーク通信を移動端末との間で行なうための無線通信ユニットであって、移動端末が端末用無線ベアラを介して接続可能な無線基地局部と、無線基地局部に有線接続され、該無線基地局部に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部と、EPC機能部に有線接続されるとともに、第一の別の無線通信ユニットである上流ユニットの無線基地局部(以下、上流無線基地局部という)と上流側のユニット間無線ベアラ(以下、上流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能な中継無線通信部とを備え、無線基地局部は、第二の別の無線通信ユニットである下流ユニットの中継無線通信部(以下、下流中継無線通信部という)と下流側のユニット間無線ベアラ(以下、下流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能とされた無線ユニット本体と、複数の高周波アンテナと、それら高周波アンテナが取り付けられる支持枠体とを備え、複数の高周波アンテナは、中継無線通信部に接続される送信アンテナ及び受信アンテナからなる第一の送受信アンテナ群と、無線基地局部に接続される送信アンテナ及び受信アンテナからなる第二の送受信アンテナ群とを備え、それら複数の送受信アンテナ群は、支持枠体に対し予め定められた配列方向に所定の間隔にて固定的に取り付けられるとともに、それぞれ互いに異なる送受信装置への接続が予定されてなり、支持枠体は、配列方向に所定の間隔にて配置される、配列方向を法線方向とする板面を有した複数のアンテナ支持板を備え、送受信アンテナ群を構成する送信アンテナ及び受信アンテナが複数のアンテナ支持板に振り分けて取り付けられるとともに、上記の配列方向において互いに隣接する1対のアンテナ支持板に取り付けられた高周波アンテナが、配列方向においてそれら高周波アンテナの給電点間の距離が送受信波の1/2波長以上に定められてなる高周波アンテナユニットと、を備えたことを特徴とする。 Further, the wireless communication unit of the present invention is a wireless communication unit configured to be mounted on a mobile body and for performing wireless network communication with a mobile terminal, and the wireless communication unit is configured to be able to be mounted on a mobile body, and is a wireless communication unit for performing wireless network communication with a mobile terminal. a connectable wireless base station section, an EPC (Evolved Packet Core) functional section that is wired connected to the wireless base station section and functions as an upper network control section for the wireless base station section; Relay wireless communication connectable via the radio base station section of the upstream unit (hereinafter referred to as the upstream radio base station section), which is another radio communication unit, and the upstream inter-unit radio bearer (hereinafter referred to as the upstream inter-unit radio bearer). The radio base station section includes a relay radio communication section of a downstream unit (hereinafter referred to as a downstream relay radio communication section), which is a second separate radio communication unit, and a downstream inter-unit radio bearer (hereinafter referred to as a downstream unit). The wireless unit includes a wireless unit main body that can be connected via an intermediary radio bearer, a plurality of high-frequency antennas, and a support frame to which the high-frequency antennas are attached, and the multiple high-frequency antennas are connected to a relay wireless communication section. a first transmitting/receiving antenna group consisting of a transmitting antenna and a receiving antenna, and a second transmitting/receiving antenna group consisting of a transmitting antenna and a receiving antenna connected to the wireless base station section, and the plurality of transmitting/receiving antenna groups are connected to the support frame. They are fixedly attached to the body at predetermined intervals in a predetermined array direction, and are planned to be connected to different transmitting and receiving devices, and the support frames are arranged at predetermined intervals in the array direction. The transmitting antenna and the receiving antenna constituting the transmitting/receiving antenna group are distributed and attached to the plurality of antenna supporting plates, and the above-mentioned A high-frequency antenna unit in which high-frequency antennas are attached to a pair of antenna support plates adjacent to each other in the arrangement direction, and the distance between the feeding points of the high-frequency antennas in the arrangement direction is determined to be 1/2 wavelength or more of the transmitted and received waves. It is characterized by having the following.
本発明の高周波アンテナユニットにおいては、同じ送受信アンテナ群を構成する送信アンテナ及び受信アンテナを、対応するアンテナ支持板の第一主表面上に、送受信波の1/4波長以上に定められた所定のアンテナ間隔をもって取り付ける構成とすることができる。また、アンテナ支持板には前述の締結部材を装着可能な複数の挿通孔を、位置変更単位となる予め定められた間隔にて分散形成することができ、アンテナ支持板上の所望の位置に金属取付板を位置決めしつつ、複数の挿通孔からアンテナ支持板に対応する位置のものを選択する形で締結部材を装着することができる。 In the high frequency antenna unit of the present invention, the transmitting antenna and the receiving antenna constituting the same transmitting and receiving antenna group are mounted on the first main surface of the corresponding antenna support plate at a predetermined distance of at least 1/4 wavelength of the transmitted and received waves. The antennas can be attached with a spacing between the antennas. In addition, the antenna support plate can be formed with a plurality of insertion holes distributed at predetermined intervals, which are position change units, into which the above-mentioned fastening members can be attached. While positioning the mounting plate, the fastening member can be mounted by selecting one of the plurality of insertion holes at a position corresponding to the antenna support plate.
一方、複数の送受信アンテナ群に含まれる送信アンテナ及び受信アンテナに各々個別に対応する形でアンテナ支持板を設ける構成とすることもでき、それらアンテナ支持板の第一主表面上に、送信アンテナ及び受信アンテナのいずれかが固定される構成とすることもできる。 On the other hand, antenna support plates may be provided in a form that individually corresponds to the transmitting antennas and receiving antennas included in a plurality of transmitting/receiving antenna groups, and the transmitting antennas and It is also possible to configure one of the receiving antennas to be fixed.
本発明の高周波アンテナユニットにおいては、支持枠体において、配列方向に互いに隣接して配置される2つの送受信アンテナ群を互いに区画する位置に、配列方向を法線方向とする板面を有した金属遮蔽板を設けることができる。この場合、複数のアンテナ支持板の少なくとも一部のものを金属製とし、金属遮蔽板に兼用する構成とすることができる。 In the high frequency antenna unit of the present invention, the support frame has a metal plate having a plate surface whose normal direction is the arrangement direction at a position separating two transmitting and receiving antenna groups arranged adjacent to each other in the arrangement direction. A shielding plate can be provided. In this case, at least some of the plurality of antenna support plates can be made of metal and can be configured to also serve as a metal shielding plate.
高周波アンテナは、金属基体と該金属基体に取り付けられる金属製のアンテナエレメントを備え、金属基体にて金属遮蔽板に電気的に導通する形で固定されてなる構成とすることができる。 The high frequency antenna may include a metal base and a metal antenna element attached to the metal base, and may be fixed to a metal shielding plate through the metal base in an electrically conductive manner.
金属基体は該金属基体を金属遮蔽板に取り付けるための金属取付板を有し、該金属取付板の第一主表面にアンテナエレメントが取り付けられる一方、金属取付板は第二主表面にて金属遮蔽板の第一主表面に密着する形で取り付けられている構成とすることができる。また、金属取付板と金属遮蔽板とを貫通する形態で設けられ、金属取付板と金属遮蔽板とを密着形態で締結する締結部材を備える構成とすることができる。 The metal base has a metal mounting plate for attaching the metal base to a metal shielding plate, and the antenna element is attached to a first major surface of the metal mounting plate, while the metal mounting plate has a metal shielding plate on a second major surface. It can be configured such that it is attached in close contact with the first main surface of the plate. Further, a configuration may be provided in which a fastening member is provided to penetrate the metal mounting plate and the metal shielding plate and fasten the metal mounting plate and the metal shielding plate in close contact.
上記本発明の高周波アンテナユニットの構成によると、各々同一送受信装置に接続される送信アンテナ及び受信アンテナからなる送受信アンテナ群が支持枠体に対し予め定められた配列方向に所定の間隔にて固定的に取り付けられる。そして、その配列方向において互いに隣接する1対のアンテナ支持板に取り付けられた高周波アンテナの、該配列方向における給電点間の距離を送受信波の1/2波長以上に確保したので、互いに隣接配置される2つの送受信アンテナ群間の送信アンテナと受信アンテナとの間のアイソレーションを高めることができる。これにより、一方の送受信アンテナ群からの送信波が、他方の送受信アンテナ群の受信アンテナに干渉波として回り込み受信される不具合を効果的に抑制することができる。 According to the configuration of the high frequency antenna unit of the present invention, the transmitting/receiving antenna group consisting of the transmitting antenna and the receiving antenna, each connected to the same transmitting/receiving device, is fixed at a predetermined interval in a predetermined arrangement direction with respect to the support frame. can be attached to. The distance between the feed points of the high-frequency antennas attached to a pair of antenna support plates adjacent to each other in the arrangement direction is ensured to be at least 1/2 wavelength of the transmitted and received waves. It is possible to improve the isolation between the transmitting antenna and the receiving antenna between the two transmitting and receiving antenna groups. Thereby, it is possible to effectively suppress a problem in which a transmission wave from one transmitting/receiving antenna group is received by the receiving antenna of the other transmitting/receiving antenna group as an interference wave.
そして、これを用いた本発明の無線通信ユニットは、複数の送受信装置として中継無線通信部と無線基地局部とを有し、各々上流ユニット間無線ベアラ及び下流ユニット間無線ベアラにて他の無線通信ユニットと無線接続可能であることから、より広大な無線ネットワークシステムを構築することができる。そして、上流ユニット間無線ベアラを構築するための第一の送受信アンテナ群と、下流ユニット間無線ベアラを構築するための第二の送受信アンテナ群とを、上記本発明の高周波アンテナユニットに組み込むことで、中継無線通信部及び無線基地局部相互間における送信波の回り込み受信を効果的に抑制することができる。 The wireless communication unit of the present invention using this has a relay wireless communication section and a wireless base station section as a plurality of transmitting/receiving devices, and each uses an upstream unit-to-unit radio bearer and a downstream unit-to-unit radio bearer to perform other radio communications. Since it can be wirelessly connected to other units, it is possible to build a more expansive wireless network system. By incorporating the first transmitting/receiving antenna group for constructing the upstream inter-unit radio bearer and the second transmitting/receiving antenna group for constructing the downstream inter-unit radio bearer into the high frequency antenna unit of the present invention, , it is possible to effectively suppress loop reception of transmitted waves between the relay radio communication unit and the radio base station unit.
以下、本発明を実施するための形態を添付の図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の無線通信ユニットを用いて、無線ネットワークシステムの構成単位となる無線通信ユニット対が構築される概念を示す模式図である。無線通信ユニット対は本発明の一実施形態である同一構成の無線通信ユニット1(A),1(B)からなり(以下、無線通信ユニット対1(A),1(B)ともいう)、それぞれ3GPPで規定された方式(本実施形態では、LTEとするが、WiMAXなど他の方式であってもよい)の通信プロトコルスタックに従い、UE(移動端末)5との間で無線通信を行なうものとして構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described based on the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the concept of constructing a pair of wireless communication units, which are the constituent units of a wireless network system, using the wireless communication unit of the present invention. The wireless communication unit pair consists of wireless communication units 1 (A) and 1 (B) having the same configuration, which is an embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as wireless communication unit pair 1 (A), 1 (B)), Each device performs wireless communication with the UE (mobile terminal) 5 according to a communication protocol stack of a method defined by 3GPP (in this embodiment, LTE is used, but other methods such as WiMAX may be used). It is configured as.
無線通信ユニット1(A),1(B)は、それぞれ移動体である大型船舶WS(A),WS(B)に設置され、後に詳述するユニット間無線ベアラ55により無線接続されている。各無線通信ユニット1(A),1(B)は、それぞれUE(移動端末)5が接続可能となるセル50(A),50(B)を形成する。また、大型船舶WS(A),WS(B)(例えば漁業母船、タンカーなど)の周囲では小船舶FB(例えば、漁船、タグボートなど)が操業をおこなっており、セル50(A)又はセル50(B)内の小船舶FBの乗員がUE5を携行している。それらUE5は、それぞれ最も近い無線通信ユニット1(A),1(B)に対し端末用無線ベアラ57により無線接続されている。なお、UE5は大型船舶WS(A),WS(B)の乗員が携行するものであってもよい。また、無線通信ユニット1(A),1(B)の設置先は船舶以外の移動体(車両など)であってもよいし、例えば陸上の所望の設置先に固定配置してもよい。
The wireless communication units 1(A) and 1(B) are installed in large ships WS(A) and WS(B), which are moving bodies, respectively, and are wirelessly connected by an
図2は、無線通信ユニット1(A),1(B)の機能ブロック構成を示すものである。無線通信ユニット1(A),1(B)は電気的にはいずれも同一の構成を有する。そして、本明細書において複数の無線通信ユニット及びその構成要素を互いに区別して示す場合は、対応する構成要素に同一の番号を付与しつつ、該番号に続く形で括弧付きの大文字アルファベットを付与して示す。一方、無線通信ユニット間の区別を行なわずに各構成要素を示す場合は、括弧付きの大文字アルファベットを省略する場合がある。以下、無線通信ユニット1(A)側の符号を主体的に用いて説明するが、必要に応じて無線通信ユニット1(B)側についても、対応する符号を援用しつつ説明する。 FIG. 2 shows a functional block configuration of wireless communication units 1(A) and 1(B). Wireless communication units 1(A) and 1(B) have the same electrical configuration. In this specification, when a plurality of wireless communication units and their components are shown to be distinguished from each other, the same number is given to the corresponding components, and a capital letter in parentheses is given following the number. Shown. On the other hand, when indicating each component without distinguishing between wireless communication units, the capital letters in parentheses may be omitted. Hereinafter, the description will mainly be made using the symbols on the side of the wireless communication unit 1 (A), but the description on the side of the wireless communication unit 1 (B) will also be made using the corresponding symbols as necessary.
無線通信ユニット1(A)は、UE(移動端末)5が端末用無線ベアラ57を介して接続可能な無線基地局部4(A)(eNodeB(evolved NodeB))と、無線基地局部4(A)に有線接続され、該無線基地局部4(A)に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部3(A)とを有する。また、該EPC機能部3(A)には、上流側の無線通信ユニット1(B)(上流ユニット)の無線基地局部4(B)(上流無線基地局部)に対し上流側のユニット間無線ベアラ55(上流ユニット間無線ベアラ)を介して接続可能な中継無線通信部9(A)が有線接続されている。
The radio communication unit 1 (A) includes a radio base station section 4 (A) (eNodeB (evolved NodeB)) to which a UE (mobile terminal) 5 can connect via a
一方、無線通信ユニット1(B)は、同様の無線基地局部4(B)と、無線基地局部4(B)に有線接続され、該無線基地局部4(B)に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC機能部3(B)と、EPC機能部3(B)に有線接続される中継無線通信部9(B)を備える。該中継無線通信部9(B)は、無線通信ユニット1(B)の上流側にさらに別の無線通信ユニットが配置されていれば、その無線通信ユニットの無線基地局部に対しユニット間無線ベアラを介して接続可能である(図9参照)。また、無線基地局部4(B)は、下流側の無線通信ユニット1(A)(下流ユニット)の中継無線通信部9(A)(下流中継無線通信部)に対し、下流側のユニット間無線ベアラ55(下流ユニット間無線ベアラ)を介して接続可能とされている。つまり、ユニット間無線ベアラ55は、無線通信ユニット1(A)から見たときは上流ユニット間無線ベアラとなり、無線通信ユニット1(B)から見たときは下流ユニット間無線ベアラとなる。そして、ユニット間無線ベアラ55(下流ユニット間無線ベアラと上流ユニット間無線ベアラ)は、端末用無線ベアラ57と同一方式の無線プロトコルスタック、本実施形態においてはいずれもLTEの無線プロトコルスタックに従って構築される。
On the other hand, the wireless communication unit 1 (B) is connected by wire to a similar wireless base station section 4 (B) and the wireless base station section 4 (B), and functions as an upper network control section for the wireless base station section 4 (B). It includes an EPC function section 3 (B) and a relay wireless communication section 9 (B) connected by wire to the EPC function section 3 (B). If another radio communication unit is arranged upstream of the radio communication unit 1 (B), the relay radio communication unit 9 (B) transmits an inter-unit radio bearer to the radio base station of that radio communication unit. (See FIG. 9). In addition, the wireless base station section 4 (B) transmits the downstream inter-unit wireless communication to the relay wireless communication section 9 (A) (downstream relay wireless communication section) of the downstream wireless communication unit 1 (A) (downstream unit). Connection is possible via a bearer 55 (downstream inter-unit radio bearer). That is, the
次に、いずれの無線通信ユニット1(A),1(B)(以下、総称する場合は無線通信ユニット1という)においても、EPC機能部3は、コントロールプレーン側のゲートウェイとなるMME(Mobility Management Entity)2、ユーザプレーン側のゲートウェイとなるS-GW(Serving Gateway)6、EPC機能部3、及び該EPC機能部3の上流側ネットワーク要素(ここで、ルータ8(後述)及び中継無線通信部9)の結節点に位置し、上流側ネットワーク要素側(つまり、上流ユニット側)に向けたIPアドレス管理を行なうP-GW(PDN (Packet Data Network) Gateway)7を有する。また、無線基地局部4には複数のUE5が端末用無線ベアラ57を介して無線接続される。
Next, in both wireless communication units 1(A) and 1(B) (hereinafter collectively referred to as wireless communication unit 1), the
コントロールプレーン側において無線基地局部(eNodeB)4は、S1-MMEインターフェースを介してMME2に接続される。また、ユーザプレーン側において無線基地局部4は、S1-Uインターフェースを介してS-GW6に接続される。また、S-GW6はS5インターフェースを介してP-GW7と接続される。
On the control plane side, the radio base station unit (eNodeB) 4 is connected to the
図3は、無線通信ユニット1の電気的構成を示すブロック図である。EPC機能部3はマイコンハードウェアを主体に構成されており、CPU301、プログラム実行領域となるRAM302、マスクROM303(恒久的に書換えが不要なマイコンハードウェア周辺制御用等のファームウェアを格納している;以下、同様)及びそれらを相互に接続するバス306等からなる。また、バス306にはフラッシュメモリ305が接続され、ここにEPC用のLTEプロトコルスタックを含む通信ファームウェア305aと、前記LTEプロトコルスタックをプラットフォームとして、図2のMME2、S-GW6及びP-GW7の各機能を仮想的に実現するMMEエンティティ305b、S-GWエンティティ305c及びP-GWエンティティ305dの各プログラムがインストールされている。
FIG. 3 is a block diagram showing the electrical configuration of the
また、バス306には上流側通信インターフェース304A及び下流側通信インターフェース304Bが接続されている。P-GW用のIPパケットの入出力ポートは上流側通信インターフェース304Aに、S-GW用のIPパケットの入出力ポートは下流側通信インターフェース304Bにそれぞれ確保される。なお、上記の構成では、図2のMME2、S-GW6及びP-GW7をコンピュータハードウェア上での仮想機能ブロックとして構成しているが、各々独立したハードウェアロジックにより構成してもよい。
Further, an upstream communication interface 304A and a
中継無線通信部9はマイコンハードウェアを主体に構成されており、CPU901、プログラム実行領域となるRAM902、マスクROM903及びそれらを相互に接続するバス906等からなる。バス906にはフラッシュメモリ905が接続され、ここに中継無線通信部用のLTEプロトコルスタックを含む通信ファームウェア905aが格納されている。また、バス906にはユニット間無線ベアラの構築により上流無線基地局部と無線接続するための無線通信部912と、通信インターフェース904が接続されている。通信インターフェース904はEPC機能部3の上流側通信インターフェース304Aと有線の通信バス30により接続されている。
The relay
無線基地局部4はマイコンハードウェアを主体に構成されており、CPU401、プログラム実行領域となるRAM402、マスクROM403及びそれらを相互に接続するバス406等からなる。バス406にはフラッシュメモリ405が接続され、ここに無線基地局用のLTEプロトコルスタックを含む通信ファームウェア405aが格納されている。また、バス406には端末用無線ベアラの構築によりUEと無線接続するための無線通信部412と、通信インターフェース404が接続されている。通信インターフェース404はEPC機能部3の下流側通信インターフェース304Bと有線の通信バス31により接続されている。
The wireless
中継無線通信部9において、通信ファームウェア905aに組み込まれている中継無線通信部用のLTEプロトコルスタックは、後述するUE(移動端末)用のプロトコルスタックと同一のものが使用される。換言すれば、中継無線通信部9の上流無線基地局部への接続手順は、UE(移動端末)の接続手順であるアタッチシーケンスと方式的には同一である。また、通信バス30には、EPC機能部3とインターネット等の外部ネットワーク60との間のIPパケットの送受信を中継するルータ8が接続されている(すなわち、EPC機能部3と中継無線通信部9との間にルータ8が設けられている)。
In the relay
次に、中継無線通信部9の無線通信部912にはアンテナコネクタ907CNが設けられ、ここに第一の送受信アンテナ群(送受信アンテナ907TR及び受信アンテナ907Rからなる:以下、第一の送受信アンテナ群907TR,907Rとも記載する)がアンテナケーブルACV(図15:例えば、同軸ケーブル)を介して接続されている。第一の送受信アンテナ群907TR,907Rの送受信アンテナ907TRは、スイッチ切り替えにより送信アンテナ及び受信アンテナの双方とてして機能する。また、該送受信アンテナ907TRが受信アンテナとして機能する際に、受信アンテナ907Rはこれと受信ダイバーシチを形成する。他方、無線基地局部4の無線通信部412にはアンテナコネクタ407CNが設けられ、ここに第一の送受信アンテナ群907TR,907Rと同様の構成の第二の送受信アンテナ群(送受信アンテナ407TR及び受信アンテナ407Rからなる:以下、第二の送受信アンテナ群407TR,407Rとも記載する)がアンテナケーブルACVを介して接続されている。無線通信ユニット1の第一の送受信アンテナ群907TR,907R及び第二の送受信アンテナ群407TR,407Rを除いた部分がユニット本体を構成する。また、上記の送受信アンテナ群に含まれる各アンテナは、図12及び図13により追って説明する同一構造の高周波アンテナとして構成され、これらを総称する場合には「高周波アンテナ200」とも記載する。
Next, the
第一の送受信アンテナ群907TR,907R及び第二の送受信アンテナ群407TR,407R(すなわち、複数の送受信アンテナ群)は、図14及び図15に示す、本発明の一実施形態である高周波アンテナユニット250を形成する。高周波アンテナユニット250は、複数の高周波アンテナ200が取り付けられる支持枠体251を備える。支持枠体251は、予め定められた配列方向AD(本実施形態では垂直方向であるが、例えば水平面に対して傾斜した方向であってもよい)に所定の間隔にて配置される複数のアンテナ支持板252(A),252(B)(以下、これらを総称する場合は単に「アンテナ支持板252」とも記載する)を備える。アンテナ支持板252は配列方向ADを法線方向とする板面(主表面)を有する。本実施形態では、複数のアンテナ支持板252は方形の平面形状を有し、各々板面が水平となるように、4つの角部が金属(例えばアルミニウム又はアルミニウム合金)製の支柱253により支持されている。個々の高周波アンテナはアンテナ支持板252の第一主表面(上面)に固定される。なお、各支柱部253の下端には設置用ベース254が取り付けられている。
The first transmitting/receiving antenna group 907TR, 907R and the second transmitting/receiving antenna group 407TR, 407R (that is, a plurality of transmitting/receiving antenna groups) are the high
図14の高周波アンテナユニット250においては、全てのアンテナ支持板252(A),252(B)が金属、例えば、厚さ2mm~5mm程度のアルミニウム又はアルミニウム合金板材にて構成され、上段のアンテナ支持板252(A)の上面に第一の送受信アンテナ群907TR,907Rが、下段のアンテナ支持板252(B)の上面に第二の送受信アンテナ群407TR,407Rがそれぞれ取り付けられている。なお、上段のアンテナ支持板252(A)は、配列方向ADに隣接する第一の送受信アンテナ群907TR,907Rと第二の送受信アンテナ群407TR,407Rとを互いに区画する金属遮蔽板に兼用されている。
In the high
図13に示すように、高周波アンテナ200は金属基体200Bにてアンテナ支持板252(A)(金属遮蔽板)に電気的に導通する形で固定されている。これにより、高周波アンテナ200に導通する接地金属の体積が増大し、接地電位の安定化を図ることが可能となる。また、金属基体200Bは、金属遮蔽板に取り付けるための金属取付板201(例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金製)を有し、該金属取付板201の第一主表面にアンテナエレメント203が取り付けられる。また、金属取付板201は第二主表面にて金属遮蔽板の第一主表面に密着する形で取り付けられている。
As shown in FIG. 13, the
また、金属基体200Bは、板面がアンテナ支持板252と平行に配置されるアンテナ給電板202を備える。そして、アンテナエレメント203は、アンテナ給電板202の第一主表面に対しアンテナ給電点となる第一端が接続され、第二端が自由端となるようアンテナ給電板202から突出する棒状に形成され、全体が無指向性アンテナとして構成されている。高周波アンテナユニット250が図1のごとく船舶WS等の移動体に搭載される場合においても、これに含まれる個々の高周波アンテナ200を無指向性アンテナとすることで移動体の向きとは無関係に、無線通信ユニット1の電波送受信特性を各方位に一様に担保することができる。図14に示すように、アンテナエレメント203のアンテナ給電板202からの突出高さAH(アンテナ長)は、送受信波の波長をλとしてλ/4程度に設定されている。本実施形態では後述の通り700MHz帯が使用されており、該突出高さAHは10~11cm程度である。
Further, the
図13において、高周波アンテナ200は、アンテナ給電板202と金属取付板201とが別部材として構成されている。具体的には、アンテナ給電板202はスペーサボルト205を介して金属取付板201の上方に所定の間隔をもって固定されている。図12に示すように、スペーサボルト205は、アンテナエレメント203の周囲に所定の角度間隔で複数設けられている。また、図13に示すように、各スペーサボルト205の脚部はアンテナ給電板202の下方に突出し、その下端が金属取付板201側のねじ孔にねじ込まれるとともに、脚部上端に螺合するナット207を金属取付板201の下面に密着させることで緩み止めが図られている。
In FIG. 13, a
また、アンテナエレメント203の下端側にはねじ部203tが形成されている。該ねじ部203tはアンテナ給電板202を板厚方向に貫通してその下面側に突出し、これにエルボ状の端子金具204がナット203nにより取り付けられている。アンテナ給電板202はアンテナエレメント203の下端側とともに樹脂製のカバー209により覆われ、該カバー209の壁部に形成された切欠き209i内に端子金具204を露出させている。また、該端子金具204には、アンテナケーブルACVのコネクタACNが着脱可能に装着されている。なお、アンテナ給電板202に金属取付板を兼用させることもできる。この場合は、アンテナエレメント203への給電端子はアンテナ給電板202の外周面に形成することが可能である。
Further, a threaded
高周波アンテナ200の金属取付板201とアンテナ支持板252(A)(金属遮蔽板)とは、これらを貫通する締結部材255により密着形態で締結されている。両者を恒久的に締結したい場合は締結部材255をリベットで構成することができるが、本実施形態においては締結部材255がねじ部材で構成され、アンテナ支持板252に対し着脱可能となっている。具体的には、図13に示すように、皿ねじにて構成された締結部材255がアンテナ支持板252に形成された貫通孔252hに下面側から挿通されるとともに、その脚部が金属取付板201に形成されたねじ孔にねじ込まれている。図12に示すように、締結部材255はアンテナエレメント203の軸線周りにて所定の角度間隔で複数個設けられている。なお、金属取付板201の下面とアンテナ支持板252の上面との間には、両者の接触抵抗を低減するための導電性ペースト層208が形成されている。
The
また、図14及び図15に示すように、図3の中継無線通信部9に接続される第一の送受信アンテナ群907TR,907Rは上段のアンテナ支持板252(A)の第一主表面(上面)に、同じく無線基地局部4に接続される第二の送受信アンテナ群407TR,407Rは下段のアンテナ支持板252(B)の第一主表面(上面)に、それぞれ取り付けられている。すなわち、同じ送受信アンテナ群を構成する送信アンテナ及び受信アンテナが、対応するアンテナ支持板の第一主表面上に取り付けられている。
Further, as shown in FIGS. 14 and 15, the first transmitting/receiving antenna group 907TR, 907R connected to the relay
次に、配列方向AD(上下方向)において互いに隣接する1対のアンテナ支持板252(A),252(B)に取り付けられた高周波アンテナ907TRと高周波アンテナ407TRとの間、及び高周波アンテナ907Rと高周波アンテナ407Rと間には、該配列方向ADにおいてそれら高周波アンテナ200の給電点間の距離DVが1/2λ以上(図14では2λ程度)確保されている。また、各アンテナ支持板252(A),252(B)上にて高周波アンテナ907TR,907R及び407TR,407Rは、送受信波の波長をλとして4/λ以上に定められた所定のアンテナ間隔DH(図14では(3/2)λ程度)をもって取り付けられている。
Next, between the high frequency antenna 907TR and the high frequency antenna 407TR attached to a pair of antenna support plates 252(A) and 252(B) adjacent to each other in the arrangement direction AD (vertical direction), and between the
すなわち、配列方向ADを上下方向として、同じアンテナ支持板上の送受信アンテナ群をなす高周波アンテナ間の水平距離が1/4λ以上、上下に隣接するアンテナ支持板に振り分けられた第一の送受信アンテナ群及び第二の送受信アンテナ群の高周波アンテナ間(907TRと907R、及び407TRと407R)の垂直方向距離が1/2λ以上に、それぞれ確保されている。これにより、第一の送受信アンテナ群907TR,907Rと第二の送受信アンテナ群407TR,407Rとの送信アンテナと受信アンテナ相互間のアイソレーションがさらに高められている。 In other words, the horizontal distance between the high-frequency antennas forming the transmitting and receiving antenna groups on the same antenna support plate is 1/4λ or more, with the arrangement direction AD being the vertical direction, and the first transmitting and receiving antenna group is distributed to vertically adjacent antenna support plates. And the vertical distance between the high frequency antennas of the second transmitting and receiving antenna group (907TR and 907R, and 407TR and 407R) is ensured to be 1/2λ or more. This further increases the isolation between the transmitting and receiving antennas of the first transmitting/receiving antenna group 907TR, 907R and the second transmitting/receiving antenna group 407TR, 407R.
図15に示すように、第一の送受信アンテナ群をなす送受信アンテナ907TRと受信アンテナ907Rの対はアンテナ支持板252(A)の板面中央に配置されている。また、第二の送受信アンテナ群をなす送受信アンテナ407TRと受信アンテナ407Rの対はアンテナ支持板252(B)の板面中央に配置されている。そして、アンテナ支持板252(A)上の送受信アンテナ907TRとアンテナ支持板252(B)上の送受信アンテナ407TRとが、また、同じく受信アンテナ907Rと受信アンテナ407Rとが、アンテナ支持板上のアンテナ配列方向にて、それぞれ同じ側に取り付けられている。
As shown in FIG. 15, a pair of a transmitting/receiving antenna 907TR and a receiving
図16は、本実施形態に使用している高周波アンテナの、周波数750MHz付近での放射特性を示すものである。該高周波アンテナは市販品(MA-WO-UWB、イスラエル国MARS ANTENNA社製)であり、アンテナエレメント203の軸線方向にz軸方向を、該z軸方向に対しそれぞれ独立して直交する方向にx軸及びy軸を定めたとき、図16の下に示すように、z軸(アンテナエレメントの軸線)周りの指向性はほぼ完全に等方的である。一方、図16の上に示す、z軸を含む平面(垂直面)内の指向性は、水平面(x-y平面)に関して上方への放射強度が下方への放射強度よりもやや高くなっている。そして、無指向性アンテナの放射特性の特徴として、z軸を含む平面内での指向性において、アンテナエレメントの先端を中心に放射特性が極小化する点、すなわちヌル点を生じている。
FIG. 16 shows the radiation characteristics of the high frequency antenna used in this embodiment at a frequency of around 750 MHz. The high-frequency antenna is a commercially available product (MA-WO-UWB, manufactured by MARS ANTENNA, Israel), and has a z-axis direction in the axial direction of the
図17に示すように、送受信アンテナ907TRと送受信アンテナ407TR、及び受信アンテナ907Rと受信アンテナ407Rは、アンテナ放射特性におけるヌル点NPがx-y面への投影にて互いに重なる位置関係となるようにそれぞれ配置されている。つまり、隣接する1対のアンテナ支持板252(A),252(B)において、互いに異なる送受信アンテナ群に属する送信アンテナ(907TR,407TR)と受信アンテナ(907R,407R)が、平面視にてヌル点NPが互いに重なる位置関係となるように配置されている。なお、「ヌル点が互いに重なる」とは、x-y面に投影される各アンテナのヌル点位置間の距離が、送受信波長の5%以内に収まっていることをいう。
As shown in FIG. 17, the transmitting/receiving antenna 907TR and the transmitting/receiving antenna 407TR, and the receiving
また、図15に示すように、金属板として構成されたアンテナ支持板252(A),252(B)上の各高周波アンテナ907TR,907R,407TR,407Rは、前述の回り込み干渉波をさらに抑制する観点において、アンテナエレメント203から支持板エッジまでの最短マージン距離Mx(x方向),My(y方向)が、例えばλ/6以上に確保されていることが望ましい。例えば、図15ではMxはλ/4、Myは(3/4)λ程度に設定されている。なお、各高周波アンテナ907TR,907R,407TR,407Rに接続されるアンテナケーブルACNはアンテナ支持板252(A),252(B)上を引き回され、末端のアンテナコネクタACNが支持枠体251の外側に取り出される。
Furthermore, as shown in FIG. 15, the high-frequency antennas 907TR, 907R, 407TR, and 407R on the antenna support plates 252(A) and 252(B) configured as metal plates further suppress the aforementioned loop interference waves. From this point of view, it is desirable that the shortest margin distances Mx (x direction) and My (y direction) from the
また、アンテナ支持板252には締結部材255(図13)を装着可能な複数の挿通孔252hが、位置変更単位となる予め定められた間隔dにて分散形成されている。図13の金属取付板201は、図15において、アンテナ支持板252上の所望の位置に位置決めしつつ、複数の挿通孔252hからアンテナ支持板252に対応する位置のものを選択する形で締結部材255を装着することができる。これにより、各高周波アンテナ907TR,907R,407TR,407Rの固定位置は、例えば送受信波の波長が変更された場合においても最適なアンテナ間隔となるよう、適宜変更・調整することが可能となる。
Furthermore, a plurality of through
図3に戻り、無線通信ユニット1(のユニット本体)は、着脱式の二次電池モジュール21(例えば、リチウムイオン二次電池モジュールやニッケル水素二次電池モジュールなど)と、無線基地局部4、EPC機能部3、ルータ8及び中継無線通信部9の各機能回路ブロックと、二次電池モジュール21からの入力電圧を各機能回路ブロックの駆動電圧に変換して出力する電源回路部22とが可搬型筐体23に一体的に組付けられた構造を有する。これにより、無線通信ユニット1は、二次電池モジュール21から駆動電源電圧を自律的に調達でき、商用交流などの外部電源電圧が使用不能な設置場所(例えば海上など)においても問題なく使用可能である。可搬型筐体23は金属ないし強化型樹脂製の箱型であり、図3に示す例では、搬送ないし移動の便宜を図るため、可搬型筐体23の底部にキャスター24Cを、同じく背面に手押し用の取手24を設けている。
Returning to FIG. 3, the wireless communication unit 1 (unit main body) includes a removable secondary battery module 21 (for example, a lithium ion secondary battery module, a nickel metal hydride secondary battery module, etc.), a wireless
放電により二次電池モジュール21の出力電圧が下がった場合は、可搬型筐体23から二次電池モジュール21を取り外し、例えば図示しない商用交流電源や自家発電装置に接続された専用の充電器に装着して充電することが可能である。また、電源回路部22は、上記商用交流や移動体に設けられた集中電源部などの外部電源電圧も受電できるようになっており、上記駆動電源電圧に変換出力が可能である。
If the output voltage of the
さらに、当該外部電源電圧により二次電池モジュール21の充電を実行できるように構成することもできる。例えば電源回路部22が商用交流等から受電している状態で、停電により該受電が途絶えた場合は二次電池モジュール21からの受電に切り替えることで、無線通信ユニット1の動作が継続可能となるように構成することもできる。
Furthermore, it is also possible to configure the
図4及び図5は、LTEシステムにおける無線プロトコルスタックを示し、図4はユーザプレーンのプロトコルスタックを、図5はコントロールプレーンのプロトコルスタックを示している。該無線プロトコルスタックは、OSI参照モデルのレイヤ1~レイヤ3に区分されており、レイヤ1はPHY(物理)層である。レイヤ2は、MAC(Medium Access Control:メディアアクセス制御)層、RLC(Radio Link Control:無線リンク制御)層、及びPDCP(Packet Data Convergence Protocol:パケットデータ暗号化)層を含む。レイヤ3は、RRC(Radio Resource Control:無線リソース制御)層及びNAS(Non-Access Stratum:非アクセス)層を含む。
4 and 5 show wireless protocol stacks in the LTE system, FIG. 4 shows a user plane protocol stack, and FIG. 5 shows a control plane protocol stack. The wireless protocol stack is divided into
各層の役割は以下の通りである。
・PHY層:符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行なう。UE5及び中継無線通信部9のPHY層と無線基地局部(eNodeB)4のPHY層との間では、物理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
・MAC層:データの優先制御、HARQによる再送制御処理、及びランダムアクセス手順等を行なう。UE5及び中継無線通信部9のMAC層と無線基地局部4のMAC層との間では、トランスポートチャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。無線基地局部4のMAC層は、上下リンクのトランスポートフォーマット(トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式(MCS))及びUE5への割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。
The role of each layer is as follows.
- PHY layer: performs encoding/decoding, modulation/demodulation, antenna mapping/demapping, and resource mapping/demapping. Data and control signals are transmitted between the PHY layer of the
- MAC layer: Performs data priority control, HARQ retransmission control processing, random access procedures, etc. Data and control signals are transmitted between the MAC layer of the
・RLC層:MAC層及びPHY層の機能を利用してデータを受信側のRLC層に伝送する。UE5のRLC層と無線基地局部4のRLC層との間では、論理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
・PDCP層:PDUのヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行なう。
・RRC層:制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。UE5のRRC層と無線基地局部4のRRC層との間では、各種設定のためのメッセージ(RRCメッセージ)が伝送される。RRC層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルを制御する。UE5のRRCと無線基地局部4のRRCとの間に接続(RRC接続)がある場合、UE5はRRCコネクティッドモードとなり、そうでない場合はRRCアイドルモードとなる。
- RLC layer: transmits data to the RLC layer on the receiving side using the functions of the MAC layer and PHY layer. Data and control signals are transmitted between the RLC layer of the
- PDCP layer: Performs header compression/decompression, encryption/decryption of PDU.
- RRC layer: Defined only in the control plane that handles control signals. Messages for various settings (RRC messages) are transmitted between the RRC layer of the
以上の層はコントロールプレーン及びユーザプレーンの双方にて使用される。一方、コントロールプレーンのみ、UE5、中継無線通信部9及びMME2には、RRC層よりさらに上位にセッション管理及びモビリティ管理等を行なうNAS層が設けられる。また、無線基地局部4のEPC機能部3側とのユーザデータ伝送インターフェースには、GTP-U(GPRS(General Packet Radio Service)Tunneling Protocol for User Plane)層が設けられている。GTP-U層は、接続先のUE5ないし中継無線通信部9の識別や、使用する無線ベアラの識別を行なうためのものである。
The above layers are used in both the control plane and the user plane. On the other hand, only the control plane, the
次に、図6は、LTEシステムにおける下りリンクのチャネルマッピングを示す。ここでは、論理チャネル(Downlink Logical Channel)、トランスポートチャネル(Downlink Transport Channel)及び物理チャネル(Downlink Physical Channel)相互間のマッピング関係を示している。以下、順に説明する。
・DTCH(Dedicated Traffic Channel:専用トラフィックチャネル)は、データの送信のための個別論理チャネルである。DTCHは、トランスポートチャネルであるDLSCH(Downlink Shared Channel:下りシェアドチャネル)にマッピングされる。
Next, FIG. 6 shows downlink channel mapping in the LTE system. Here, a mapping relationship between a logical channel (Downlink Logical Channel), a transport channel (Downlink Transport Channel), and a physical channel (Downlink Physical Channel) is shown. Below, they will be explained in order.
- DTCH (Dedicated Traffic Channel) is a dedicated logical channel for data transmission. DTCH is mapped to DLSCH (Downlink Shared Channel), which is a transport channel.
・DCCH(Dedicated Control Channel:専用制御チャネル):UE5とネットワークとの間の個別制御情報を送信するための論理チャネルである。DCCHは、UE5及び中継無線通信部9が無線基地局部4とRRC接続を有する場合に用いられる。DCCHは、DLSCHにマッピングされる。
・CCCH(Common Control Channel:共通制御チャネル):UE5及び中継無線通信部9と無線基地局部4との間の送信制御情報のための論理チャネルである。CCCHは、UE5及び中継無線通信部9が無線基地局部4との間でRRC接続を有していない場合に用いられる。CCCHは、DLSCHにマッピングされる。
- DCCH (Dedicated Control Channel): A logical channel for transmitting dedicated control information between the
- CCCH (Common Control Channel): A logical channel for transmitting control information between the
・BCCH(Broadcast Control Channel:放送制御チャネル):システム情報配信のための論理チャネルである。BCCHは、トランスポートチャネルであるBCH(Broadcast Channel、放送チャネル)又はDLSCHにマッピングされる。
・PCCH(Paging Control Channel:ページング制御チャネル):ページング情報、及びシステム情報変更を通知するための論理チャネルである。PCCHは、トランスポートチャネルであるPCH(Paging Channel:ページングチャネル)にマッピングされる。
- BCCH (Broadcast Control Channel): A logical channel for distributing system information. The BCCH is mapped to a BCH (Broadcast Channel) or DLSCH, which is a transport channel.
- PCCH (Paging Control Channel): A logical channel for notifying paging information and system information changes. The PCCH is mapped to a PCH (Paging Channel), which is a transport channel.
また、トランスポートチャネルと物理チャネルとの間のマッピング関係は以下の通りである。
・DLSCH及びPCH:PDSCH(Physical Downlink Shared Channel:物理下りシェアドチャネル)にマッピングされる。DLSCHは、HARQ、リンクアダプテーション、及び動的リソース割当をサポートする。
・BCH:PBCH(Physical Broadcast Channel:物理ブロードキャストチャネル)にマッピングされる。
Further, the mapping relationship between transport channels and physical channels is as follows.
- DLSCH and PCH: mapped to PDSCH (Physical Downlink Shared Channel). DLSCH supports HARQ, link adaptation, and dynamic resource allocation.
- BCH: Mapped to PBCH (Physical Broadcast Channel).
次に、図7は、LTEシステムにおける上りリンクのチャネルマッピングを示す。図6と同様に、論理チャネル(Downlink Logical Channel)、トランスポートチャネル(Downlink Transport Channel)及び物理チャネル(Downlink Physical Channel)相互間のマッピング関係を示している。以下、順に説明する。 Next, FIG. 7 shows uplink channel mapping in the LTE system. Similar to FIG. 6, the mapping relationship between the logical channel (Downlink Logical Channel), the transport channel (Downlink Transport Channel), and the physical channel (Downlink Physical Channel) is shown. Below, they will be explained in order.
・CCCH(Common Control Channel:共通制御チャネル):UE5及び中継無線通信部9とEPC機能部3との間の制御情報を送信するために使用される論理チャネルであり、EPC機能部3と無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)接続を有していないUE5によって使用される。
・DCCH(Dedicated Control Channel:専用制御チャネル):1対1(point-to-point)の双方向の論理チャネルであり、UE5及び中継無線通信部9とEPC機能部3と間で個別の制御情報を送信するために利用するチャネルである。専用制御チャネルDCCHは、RRC接続を有しているUE5によって使用される。
・DTCH(Dedicated Traffic Channel:専用トラフィックチャネル):1対1の双方向論理チャネルであり、特定のUE又は中継無線通信部専用のチャネルであって、ユーザ情報の転送のために利用される。
- CCCH (Common Control Channel): A logical channel used to transmit control information between the
・DCCH (Dedicated Control Channel): A point-to-point bidirectional logical channel that transmits individual control information between the
- DTCH (Dedicated Traffic Channel): A one-to-one bidirectional logical channel, which is dedicated to a specific UE or relay radio communication unit, and is used to transfer user information.
・ULSCH(Uplink Shared Channel:上りリンク共用チャネル):HARQ)、動的適応無線リンク制御、間欠送信(DTX:Discontinuous Transmission)がサポートされるトランスポートチャネルである。
・RACH(Random Access Channel:ランダムアクセスチャネル):制限された制御情報が送信されるトランスポートチャネルである。
- It is a transport channel that supports ULSCH (Uplink Shared Channel: HARQ), dynamic adaptive radio link control, and discontinuous transmission (DTX).
- RACH (Random Access Channel): A transport channel on which limited control information is transmitted.
・PUCCH(Physical Uplink Control Channel:物理上りリンク制御チャネル):下りリンクデータに対する応答情報(ACK(Acknowledge)/NACK(Negative acknowledge))、下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)、および、上りリンクデータの送信要求(スケジューリングリクエスト:Scheduling Request:SR)を無線基地局部4に通知するために使用される物理チャネルである。
・PUSCH(Physical Uplink Shared Channel:物理上りリンク共用チャネル):上りリンクデータを送信するために使用される物理チャネルである。
・PRACH(Physical Random Access Channel:物理ランダムアクセスチャネル):主にUE5から無線基地局部4への送信タイミング情報(送信タイミングコマンド)を取得するためのランダムアクセスプリアンブル送信に使用される物理チャネルである。ランダムアクセスプリアンブル送信はランダムアクセス手順の中で行なわれる。
- PUCCH (Physical Uplink Control Channel): Response information for downlink data (ACK (Acknowledge)/NACK (Negative acknowledge)), downlink radio quality information (CQI: Channel Quality Indicator), and This is a physical channel used to notify the wireless
- PUSCH (Physical Uplink Shared Channel): A physical channel used to transmit uplink data.
- PRACH (Physical Random Access Channel): A physical channel mainly used for random access preamble transmission to obtain transmission timing information (transmission timing command) from the
図7に示すように、上りリンクでは、次のようにトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングが行われる。上りリンク共用チャネルULSCHは、物理上りリンク共用チャネルPUSCHにマッピングされる。ランダムアクセスチャネルRACHは、物理ランダムアクセスチャネルPRACHにマッピングされる。物理上りリンク制御チャネルPUCCHは、物理チャネル単独で使用される。また、共通制御チャネルCCCH、専用制御チャネルDCCH、専用トラフィックチャネルDTCHは、上りリンク共用チャネルULSCHにマッピングされる。 As shown in FIG. 7, in the uplink, transport channels and physical channels are mapped as follows. The uplink shared channel ULSCH is mapped to the physical uplink shared channel PUSCH. Random access channel RACH is mapped to physical random access channel PRACH. The physical uplink control channel PUCCH is used as a physical channel alone. Further, the common control channel CCCH, dedicated control channel DCCH, and dedicated traffic channel DTCH are mapped to the uplink shared channel ULSCH.
次に、LTEシステムの下りリンクにおいては、UE5及び中継無線通信部9は無線基地局部4に対してOFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing、直交周波数分割多重)アクセス(OFDMA)により無線接続する。OFDMA方式は、周波数分割多重と時間分割多重とを複合させた二次元の多重化アクセス方式として特徴づけられる。具体的には、直交する周波数軸と時間軸のサブキャリアを分割してUE5に割り振り、各サブキャリアの信号がゼロ(0点)になるように、周波数軸上で直交するサブキャリアを分割する。サブキャリアを分割して周波数軸上に割り当てることにより、あるサブキャリアがフェージングの影響を受けても影響のない別のサブキャリアを選択することができるので、ユーザは無線環境に応じてより良好なサブキャリアを使用でき、無線品質を維持できる利点が生ずる。
Next, in the downlink of the LTE system, the
そして、OFDMA方式においては、周波数軸と時間軸とが張る仮想平面上で定義されるリソースブロック(Resource Block:以下、RBともいう)が無線リソースとして採用される。RBは図8に示すように、上記平面を180kHz/0.5msecでマトリックスに区切ったブロックとして定義され、各ブロックは周波数軸上では15kHz間隔で隣接する12個のサブキャリアを、時間軸上ではフレームの1スロット分(7シンボル)を含む。このRBは時間軸上で隣接する2つ(1msec)を1組としてUE5及び中継無線通信部9に割り当てられる。他方、LTEシステムの上りリンクにおいても、SC-FDM(Single Career Frequency-Division Multiplexing)アクセス(SC-FDMA)が採用される点を除き、同様の概念のリソースブロックが無線リソースとして用いられる。OFDMAでは1つのリソースブロックが周波数軸上で12のサブキャリア(帯域幅:15kHz)に分割されるのに対し、SC-FDMAはサブキャリアへの分割がなされないシングルキャリア方式である。
In the OFDMA system, a resource block (hereinafter also referred to as RB) defined on a virtual plane extending between a frequency axis and a time axis is employed as a radio resource. As shown in Fig. 8, RB is defined as a block obtained by dividing the above plane into a matrix at 180 kHz/0.5 msec, and each block divides 12 adjacent subcarriers at 15 kHz intervals on the frequency axis, and on the time axis. Contains one slot (7 symbols) of the frame. These RBs are assigned to the
図9は、上記の構成の無線通信ユニット1を採用した場合の、本発明の無線ネットワークシステムの構成例を示すものである。該無線ネットワークシステムにおいて無線通信ユニット群1(A)~1(D)は、互いに隣接する無線通信ユニット対(1(A)と1(B)、1(B)と1(C)、1(C)と1(D))の基地局セル(50(A)と50(B)、50(B)と50(C)、50(C)と50(D))が一部重なる位置関係で、ユニット間無線ベアラ55(A),55(B),55(C)によりカスケード接続されている。該構成により、無線通信ユニット1同士の接続トポロジーが極めて簡略化されていることが容易に把握できる。この場合、例えば無線通信ユニット対1(A),1(B)の一方に接続されたUE5(A)(移動端末)と他方に接続されたUE5(B)(移動端末)とが、無線通信ユニット対1(A),1(B)及び該無線通信ユニット対1(A),1(B)を接続するユニット間無線ベアラ55(A)を介してIPパケットの送受信を行なうことができる。無線通信ユニット群1(A)~1(D)は、例えば全てが前述の船舶や車両などの移動体上に搭載されていてもよいし、一部のもののみを移動体上に搭載し、残余のものを建物内などに固定設置するようにしてもよい。
FIG. 9 shows an example of the configuration of a wireless network system of the present invention when the
また、図9においては、ユニット間無線ベアラ55(A),55(B),55(C)によりカスケード接続された無線通信ユニットが3以上(図9では、4つ)となっている。この場合、無線通信ユニット群1(A)~1(D)の1つの無線通信ユニットをなす第一の無線通信ユニット1(A)に接続されたUE(移動端末)5(A)と、無線通信ユニット群1(A)~1(D)において第一の無線通信ユニット1(A)に対し1以上の中間の無線通信ユニット1(B),1(C)を隔てて配置される第二の無線通信ユニット1(C),1(D)に接続されたUE(移動端末)5(C),5(D)とが、第一の無線通信ユニット1(A)、中間の無線通信ユニット1(B),1(C)及び第二の無線通信ユニット1(C),1(D)と、それら無線通信ユニット1(A)~1(D)を接続するユニット間無線ベアラ55(A),55(B),55(C)とを介してIPパケットを送受信できるようになっている。このように、カスケード接続される無線通信ユニットの数を容易に増やすことができ、より広大なエリアにてUE5同士の無線通信によるIPパケットの送受信が可能となる。 Moreover, in FIG. 9, the number of wireless communication units cascade-connected by inter-unit radio bearers 55(A), 55(B), and 55(C) is three or more (four in FIG. 9). In this case, a UE (mobile terminal) 5 (A) connected to the first wireless communication unit 1 (A) forming one wireless communication unit of the wireless communication unit groups 1 (A) to 1 (D) and a wireless In communication unit groups 1(A) to 1(D), a second wireless communication unit disposed with one or more intermediate wireless communication units 1(B) and 1(C) separated from the first wireless communication unit 1(A) The UEs (mobile terminals) 5(C), 5(D) connected to the wireless communication units 1(C), 1(D) are connected to the first wireless communication unit 1(A), the intermediate wireless communication unit 1(B), 1(C) and second wireless communication units 1(C), 1(D), and an inter-unit radio bearer 55(A) that connects these wireless communication units 1(A) to 1(D). ), 55(B), and 55(C). In this way, the number of cascade-connected wireless communication units can be easily increased, and it becomes possible to transmit and receive IP packets by wireless communication between UE5s in a wider area.
3GPP仕様の無線通信方式においては、該3GPPに規定された複数の周波数バンドのいずれかが割り当てられる。この割り当てられる周波数バンドは、通信方式によって相違し、例えばLTEバンドとしてはバンド1、3、6、8、11、18、19、21、26、28、41及び42が使用されている。いずれのバンドも、予め定められた帯域幅の複数の周波数チャネルに分割され、EPC機能部3は、図2のユニット間無線ベアラ55及び端末用無線ベアラ57を、予め定められた周波数チャネルを選択して構築することとなる。すなわち、下流ユニット間チャネル、上流ユニット間チャネル及び端末側チャネルは、各々3GPPに規定される複数のバンドのいずれかに属する周波数チャネルとして設定される。
In the wireless communication system according to the 3GPP specifications, one of a plurality of frequency bands defined by the 3GPP is assigned. The assigned frequency bands differ depending on the communication method, and for example,
本実施形態において、EPC機能部3は、(下流)ユニット間無線ベアラ55の設定周波数チャネルを、予め定められた特定の1つの周波数チャネルである(下流)ユニット間チャネルに固定設定する。また、端末用無線ベアラ57の設定周波数チャネルである端末側チャネルについては、(下流)ユニット間チャネルと同一の周波数チャネルに設定される。つまり、EPC機能部3は、直下の無線基地局部4に対し、下流側の無線通信ユニット1の中継無線通信部9と移動端末5に対し同一の周波数チャネルを設定する。
In the present embodiment, the
次に、図9において、無線通信ユニット1(A)のセル50(A)、無線通信ユニット1(B)のセル50(B)及び無線通信ユニット1(C)のセル50(C)とは互いに重なりを生じている。この場合、例えば無線通信ユニット1(B)から見て上流及び下流の無線通信ユニット1(A),1(C)を接続するユニット間無線ベアラ55(A),(B)のユニット間チャネルは、これを互いに異なる周波数チャネルに設定することで、ユニット間無線ベアラ55(A),(B)の構築に際し、これに関与する、互いに一部重なる複数のセル50(A)~50(C)の間で電波干渉を効果的に防止することができる。また、端末側チャネルについては、上記同一バンドに属する周波数チャネルのうち、下流ユニット間チャネルと同一のチャネルに設定される。 Next, in FIG. 9, what are cell 50 (A) of wireless communication unit 1 (A), cell 50 (B) of wireless communication unit 1 (B), and cell 50 (C) of wireless communication unit 1 (C)? They overlap with each other. In this case, for example, the inter-unit channel of the inter-unit radio bearers 55 (A), (B) connecting the upstream and downstream radio communication units 1 (A), 1 (C) as seen from the radio communication unit 1 (B) is By setting these to mutually different frequency channels, when constructing the inter-unit radio bearers 55(A) and (B), a plurality of cells 50(A) to 50(C) that are involved and partially overlap with each other are set. It is possible to effectively prevent radio wave interference between Furthermore, the terminal side channel is set to the same channel as the downstream inter-unit channel among the frequency channels belonging to the same band.
この場合、図9のように順次カスケード接続される複数の無線通信ユニット1の列において、セル間の重なりが生じないように定められた限界距離L内に接続経路長が収まっている複数の無線通信ユニット1(A)~1(D)について、これらを接続するユニット間無線ベアラ55(A)~55(C)のユニット間チャネルを、全て異なる周波数チャネルに設定することが望ましいといえる。他方、限界距離L内に接続経路長が収まっている無線通信ユニット1(A)~1(D)に対し、さらにその上流又は下流に別の無線通信ユニットが接続される場合は、該別の無線通信ユニットを接続するユニット間無線ベアラのユニット間チャネルを、上記限界距離L内の無線通信ユニットに割り振られたユニット間チャネルのいずれかと同じ周波数チャネルに設定することも可能である。例えば、図9において、無線通信ユニット1(A)のさらに上流側に新たな無線通信ユニットを接続する場合、該新たな無線通信ユニットからみて最も遠い無線通信ユニット1(A)の上流ユニット間無線ベアラと同じ周波数チャネルCH1を、該新たな無線通信ユニットの下流ユニット間チャネルとして設定することができる。
In this case, in a row of multiple
また、本実施形態では、上記の同一バンドとして、3GPPに規定されたバンド28が採用されている。バンド28は、地上波アナログテレビ放送の停波にともない空きを生じたVHF帯(700MHz帯)に設定されている。バンド28は低周波数帯のため通信速度が幾分遅い関係上、都市部など端末加入者の多いエリア等での採用が積極的に進められておらず、電波リソースの利用状況がそれほどひっ迫していないためスムーズな接続が期待できる。また、低周波数帯であるということは、電波の遠方到達性に優れ、1つの無線通信ユニットがカバーできるエリア(セル)の拡大を図ることができる。また、地下や障害物があっても繋がりやすい特性を有し、例えば海上や鉱山などで本発明の無線ネットワークシステムを構築する上でも好適であるといえる。 Furthermore, in this embodiment, the band 28 defined by 3GPP is adopted as the same band. The band 28 is set to the VHF band (700 MHz band), which has become vacant due to the discontinuation of terrestrial analog television broadcasting. Because Band 28 is a low frequency band and has somewhat slow communication speeds, it has not been actively adopted in areas with many terminal subscribers, such as urban areas, and the usage of radio wave resources is not as tight. Therefore, you can expect a smooth connection. Furthermore, the use of a low frequency band means that radio waves can reach long distances, and it is possible to expand the area (cell) that can be covered by one wireless communication unit. Furthermore, it has the property of being easy to connect even underground or when there are obstacles, and can be said to be suitable for constructing the wireless network system of the present invention, for example, on the sea or in a mine.
例えば、図9に示す無線ネットワークシステムを構築する際、最初の無線通信ユニット1(A)(の中継無線通信部9)が孤立した無線通信ユニット1(B)(の無線基地局部4)にアタッチする際は、アタッチ要求を受ける無線通信ユニット1(B)が他の無線通信ユニットに対する接続状況から、図8に示す9つのチャネルのうち自身が使用していないチャネルを選んで無線通信ユニット1(A)に、後述のMIBを用いて通知する。これを受けて無線通信ユニット1(A)は、無線通信ユニット1(B)との間でユニット間無線ベアラを構築するためのチャネル設定を行なう。もし、無線通信ユニット1(B)が他の無線通信ユニットと接続していない場合は、無線通信ユニット1(B)は無線通信ユニット1(A)との間のユニット間無線ベアラ55(A)の構築に使用するチャネル番号としてCH1を通知することとなる。 For example, when constructing the wireless network system shown in FIG. 9, the first wireless communication unit 1 (A) (relay wireless communication unit 9) attaches to the isolated wireless communication unit 1 (B) (wireless base station unit 4). When attaching, the wireless communication unit 1 (B) that receives the attach request selects a channel that it is not using from among the nine channels shown in FIG. 8 based on the connection status to other wireless communication units, and A) is notified using the MIB described below. In response to this, the radio communication unit 1 (A) performs channel settings for constructing an inter-unit radio bearer with the radio communication unit 1 (B). If the wireless communication unit 1 (B) is not connected to another wireless communication unit, the wireless communication unit 1 (B) uses an inter-unit radio bearer 55 (A) between the wireless communication unit 1 (A) and the wireless communication unit 1 (A). CH1 will be notified as the channel number used for construction.
続いて、図9にて無線通信ユニット1(B)が次の無線通信ユニット1(C)にアタッチする際は、無線通信ユニット1(C)から無線通信ユニット1(B)に対し、下流ユニット間無線ベアラ55(A)に使用中のチャネル番号(CH1)を問い合わせ、該チャネル番号(CH1)の情報を取得したうえで、そのチャネルの次の番号(CH2)を無線通信ユニット1(B)との間のユニット間無線ベアラ55(B)の構築に使用するチャネル番号として通知する。同様にして、無線通信ユニット1(D)は無線通信ユニット1(C)に、さらにその次のチャネル番号(CH3)をユニット間無線ベアラ55(C)の構築に使用するチャネル番号として通知する。図9に図示はしていないが、相互接続される無線通信ユニットの数がさらに増え、図8の9つのチャネルを全て使い切った場合は、再びCH1に戻るかたちで、以降新たに接続される無線通信ユニットについてユニット間無線ベアラに使用するチャネル設定が順次行われてゆく。 Subsequently, when wireless communication unit 1 (B) attaches to the next wireless communication unit 1 (C) in FIG. The wireless communication unit 1 (B) inquires of the channel number (CH1) in use from the inter-radio bearer 55 (A), obtains information on the channel number (CH1), and then transmits the next number (CH2) of that channel to the wireless communication unit 1 (B). It is notified as a channel number used for constructing the inter-unit radio bearer 55(B) between. Similarly, the radio communication unit 1 (D) notifies the radio communication unit 1 (C) of the next channel number (CH3) as the channel number to be used for constructing the inter-unit radio bearer 55 (C). Although not shown in FIG. 9, if the number of interconnected wireless communication units further increases and all nine channels in FIG. Channel settings for use in inter-unit radio bearers are sequentially performed for communication units.
図10及び図11を用い、中継無線通信部9とUE5のアタッチシーケンスの流れについて説明する。図10は中継無線通信部9のアタッチシーケンスを示す。TS1では中継無線通信部9から無線基地局部(eNodeB)4を経由してMME2に対し、アタッチ要求が出される。中継無線通信部9は、eNodeB4から定期的に出力される報知信号を受信することにより、eNodeB4のセル内(つまり、圏内)に入ったことを認識でき、アタッチ要求をeNodeB4に向けて出力する。このとき、要求元に無線通信ユニットのIPアドレスを送信する。MME2はこれを受け、TS2にてS-GW6に対しベアラ設定要求を送信する。S-GW6はTS3にて、P-GW7との間でS5インターフェース上に物理回線のベアラ設定処理を実行する。ベアラが設定されればS-GW6はTS4にてMME2に、ベアラ設定応答を送信する。
The flow of the attach sequence between the relay
MME2は、TS5にて要求元ユニットが下流ユニット間無線ベアラに使用中のチャネル番号を取得し、TS6で、無線ベアラ設定要求(アタッチ受入れ)を無線基地局部4に対し、設定チャネル番号(取得したチャネルに対する隣接チャネルの番号)とともに通知する。これを受けた無線基地局部4はTS7にて設定するべき無線ベアラ(ユニット間無線ベアラ)の設定チャネル番号を含むMIB(Master Information Block)を中継無線通信部9に送信する。TS8にて中継無線通信部9はユニット間チャネルを、受信したMIBに含まれる設定チャネル番号に固定設定し、設定完了を返信する。これを受け、TS9にて無線基地局部4はセッション開始要求(タッチ受入れ)を中継無線通信部9に通知する。TS10にて中継無線通信部9はユニット間無線ベアラを設定し、セッション開始応答を無線基地局部4に返す。TS11にて、無線基地局部4は、セッション開始応答をMME2に通知する。
The
一方、図11はUE5(移動端末)のアタッチシーケンスを示す。TS11’ではUE5から無線基地局部(eNodeB)4を経由してMME2に対し、アタッチ要求が出される。このとき、要求元に無線通信ユニットのIPアドレスを送信する。MME2はこれを受け、TS12にてS-GW6に対しベアラ設定要求を送信する。S-GW6はTS13にて、P-GW7との間でS5インターフェース上に物理回線のベアラ設定処理を実行する。ベアラが設定されればS-GW6はTS14にてMME2に、ベアラ設定応答を送信する。MME2は、図11の処理に従い、端末用無線ベアラ群として使用可能な設定チャネル番号を決定する。そして、TS16で、無線ベアラ設定要求(アタッチ受入れ)を無線基地局部4に決定した設定チャネル番号とともに通知する。これを受けた無線基地局部4はTS17にて設定するべき無線ベアラ(ユニット間無線ベアラ)の設定チャネル番号を含むMIB(Master Information Block)をUE5に送信する。この設定チャネル番号は、無線基地局部4に接続している他の無線通信ユニットの中継無線通信部が存在する場合は、その中継無線通信部9と同一のチャネル番号が使用される。
On the other hand, FIG. 11 shows the attach sequence of UE5 (mobile terminal). In the TS 11', an attach request is issued from the
TS18にてUE5は端末側チャネルを、受信したMIBに含まれる設定チャネル番号に設定し、設定完了を返信する。これを受け、TS19にて無線基地局部4はセッション開始要求(アタッチ受入れ)をUE5に通知する。TS20にてUE5は端末用無線ベアラを設定し、セッション開始応答を無線基地局部4に返す。TS21にて、無線基地局部4は、セッション開始応答をMME2に通知する。上記のように、UE5のアタッチシーケンスと中継無線通信部9のアタッチシーケンスとは、周波数チャネル設定の内容を除き、基本的に同一の手順に従い実行されている。
At TS18, the
上記の方式によると、複数の無線通信ユニットのいずれかがチャネル設定の調停を行なわなくとも、各無線通信ユニットが個別にアタッチシーケンスを実行することで、1つの無線通信ユニットの下流ユニット間無線ベアラと上流ユニット間無線ベアラとを互いに異なるチャネルに設定できる利点が生じる。他方、該方式では、多くの無線通信ユニットにおいて、下流ユニット間無線ベアラと上流ユニット間無線ベアラが隣接チャネルに設定されることとなり、同一の無線通信ユニットに搭載される中継無線通信部と無線基地局部との間で、隣接チャネル送信波による回り込み干渉の影響が特に大きくなる問題がある。また、仮に何らかの方法で複数の無線通信ユニット間のチャネル設定調停を行なったとしても、無線通信ユニットの接続台数が増えた場合、全ての無線通信ユニットについて上下流のユニット間無線ベアラを、ことごとく互いに隣接しないチャネルに設定することは実際上困難である。 According to the above method, even if any of the multiple wireless communication units does not arbitrate channel settings, each wireless communication unit individually executes an attach sequence, thereby establishing a wireless bearer between downstream units of one wireless communication unit. There is an advantage that the upstream unit radio bearer and the upstream unit radio bearer can be set to different channels. On the other hand, in this method, the downstream inter-unit radio bearer and the upstream inter-unit radio bearer are set to adjacent channels in many radio communication units, and the relay radio communication unit and radio base installed in the same radio communication unit There is a problem in that the influence of wraparound interference caused by adjacent channel transmission waves becomes particularly large between the local area and the local area. Furthermore, even if channel settings are arbitrated between multiple wireless communication units in some way, if the number of connected wireless communication units increases, the upstream and downstream inter-unit radio bearers of all wireless communication units will be In practice, it is difficult to set channels that are not adjacent to each other.
しかし、図14及び図15の高周波アンテナユニット250を採用することにより、上記の問題は効果的に解決される。以下、詳細に説明する。まず、中継無線通信部9及び無線基地局部4の一方の送信波が、他方に対する回り込み干渉波となるのは、次の4つの場合である。
(1)送受信アンテナ907TRからの送信波の、受信アンテナ407Rへの回り込み干渉。
(2)送受信アンテナ907TRからの送信波の、受信アンテナとして機能している状態の送受信アンテナ407TRへの回り込み干渉。
(3)送受信アンテナ407TRからの送信波の、受信アンテナ907Rへの回り込み干渉。
(4)送受信アンテナ407TRからの送信波の、受信アンテナとして機能している状態の送受信アンテナ907TRへの回り込み干渉。
However, by employing the high
(1) Wraparound interference of transmitted waves from the transmitting/receiving antenna 907TR to the receiving
(2) Interference of the transmitted wave from the transmitting/receiving antenna 907TR to the transmitting/receiving antenna 407TR functioning as a receiving antenna.
(3) Wraparound interference of the transmitted wave from the transmitting/receiving antenna 407TR to the receiving
(4) Interference of transmitted waves from the transmitting/receiving antenna 407TR to the transmitting/receiving antenna 907TR functioning as a receiving antenna.
図14に示すように、アンテナ支持板252(A)及びアンテナ支持板252(B)は、中継無線通信部9の送受信アンテナ907TR及び受信アンテナ907R(第一の送受信アンテナ群)を、下側の無線基地局部4の送受信アンテナ407TR及び受信アンテナ407Rに対し、給電点間の距離DVがλ/2以上となるように離間させ、回り込み干渉波を自由空間伝搬損失により減衰させる機能を担う。よって、上記(1)~(4)の全ての場合について、その下側に配置される無線基地局部4の送受信アンテナ407TR及び受信アンテナ407Rとの間の電波干渉が効果的に抑制される。本実施形態においては、図16に示すように、上方への電波強度の指向性が強い高周波アンテナが採用されていることから、特に(3)又は(4)の、下側の無線基地局部4側の送受信アンテナ407TRによる送信波が、上側の中継無線通信部9の送受信アンテナ907TR及び受信アンテナ907Rにより干渉波として受信される場合に、より一層効果的であるといえる。
As shown in FIG. 14, the antenna support plate 252(A) and the antenna support plate 252(B) support the transmitting/receiving antenna 907TR and the receiving
また、アンテナ支持板252(A)は金属製であり、金属遮蔽板としての機能を担う。上記(2)(4)の場合、中継無線通信部9の送受信アンテナ907TRと、その直下の無線基地局部4の送受信アンテナ407TRとの間での、回り込み干渉波の伝搬距離DPは、金属遮蔽板の効果を除外して考えると、上記DVとほぼ等しい。この場合、送受信波の周波数が700MHz(λ=0.43m)、DV=2λのとき、回り込み干渉波の自由空間伝搬損失はおよそ28dB程度となる。また、実際には金属遮蔽板での反射を伴うマルチパス伝搬となることを考慮すれば、回り込み干渉波の実伝搬距離を上記の値の例えば1.5~3倍程度と見積もったとき、回り込み干渉波の自由空間伝搬損失は31~38dB程度になるとも推測される。
Further, the antenna support plate 252(A) is made of metal and functions as a metal shielding plate. In the case of (2) and (4) above, the propagation distance DP of the wraparound interference wave between the transmitting/receiving antenna 907TR of the relay
一方、上記の(1)(3)の場合は、上下の各受信アンテナ907R及び407Rが、各々対応する送受信アンテナ907TR及び407TRに対し、水平方向に距離DHだけ離間して配置されており、送受信アンテナ907TR,407TRから受信アンテナ907R,407Rへの回り込み干渉波の伝搬距離は、(2)(4)の場合よりも大きくできる。具体的には、送受信アンテナ907TRと受信アンテナ407Rとの間、及び送受信アンテナ407TRと受信アンテナ907Rとの間の各伝搬距離DPは、金属遮蔽板の効果を除外して考えると、幾何学的に((DV)2+(DH)2)0.5と計算できる。例えば、DV=2λ、DH=3/2λのとき、DP=2.5λとなり、送受信波の周波数が700MHz(λ=0.43m)のときの自由空間伝搬損失はおよそ30dB程度となる。この場合も金属遮蔽板での反射を考慮して、例えば実伝搬距離を上記の値の1.5~3倍程度と見積もった場合、回り込み干渉波の自由空間伝搬損失は33~40dB程度になると推測される。
On the other hand, in the case of (1) and (3) above, the upper and lower receiving
また、上記いずれの場合においても、図15に示すマージン距離Mx,Myが大きく設定されているほど、金属遮蔽板での反射による回り込み干渉波の実伝搬距離が長くなり、自由空間伝搬損失による干渉波の減衰効果を大きくすることができる。また、距離DVがλ/2を下回ると、上下の高周波アンテナ間のアイソレーションを向上させる効果が不十分となる。距離DVは望ましくはλ(1波長)以上、より望ましくは1.5λ以上確保されているのがよい。 In addition, in any of the above cases, the larger the margin distances Mx and My shown in FIG. The wave attenuation effect can be increased. Furthermore, when the distance DV is less than λ/2, the effect of improving the isolation between the upper and lower high frequency antennas becomes insufficient. The distance DV is preferably maintained at λ (1 wavelength) or more, more preferably at least 1.5λ.
次に、図14の構成において、上段の送受信アンテナ907TRと下段の送受信アンテナ407TRとは、図17に示すようにx-y平面への投影にてヌル点NPが互いに重なる位置関係で配置されているは。これは、上記(2)(4)の場合の回り込み干渉波の影響をさらに低減することに貢献している。すなわち、送受信アンテナ907TRと送受信アンテナ407TRの一方から他方に干渉波が直接伝搬する方向が、両アンテナのいずれもヌル点NPを含む向きであり、送信波の放射強度と、受信波に対する感度がいずれも最小となる。よって、上下の高周波アンテナ間の直接波による干渉の影響が構造的に非常に生じにくい特質を有しているといえる。 Next, in the configuration of FIG. 14, the upper transmitting/receiving antenna 907TR and the lower transmitting/receiving antenna 407TR are arranged in a positional relationship such that their null points NP overlap each other when projected onto the xy plane, as shown in FIG. Irha. This contributes to further reducing the influence of loop interference waves in cases (2) and (4) above. That is, the direction in which the interference wave directly propagates from one of the transmitting/receiving antenna 907TR and the transmitting/receiving antenna 407TR to the other is a direction that includes the null point NP of both antennas, and the radiation intensity of the transmitted wave and the sensitivity to the received wave are different. is also the minimum. Therefore, it can be said that the structure has a characteristic that the influence of interference due to direct waves between the upper and lower high-frequency antennas is extremely unlikely to occur.
金属遮蔽板による反射の影響を考慮すれば、水平方向成分を有したマルチパス干渉波が金属遮蔽板を迂回して受信されてしまう現象はもちろん生じうる。ここで、例えば図16上のチャートによると、電波放射強度が高くなるのは、ヌル点が合わせ込まれているz軸方向から角度的にある程度(例えば5~20°程度)外れた向きであり、強い干渉波ほどz軸からの角度的な隔たりは大きくなる。つまり、垂直方向から角度的に外れた反射波が他方のアンテナに受信されるまでの伝搬長は、外れ角度が大きいほど大きくなり、自由空間伝搬損失による減衰の効果が高められる。つまり、直接波に近い角度領域はアンテナからの放射強度がもともと低く、直接波から隔たった角度領域では自由空間伝搬損失による減衰効果が大きく働く結果、上記のように上下の高周波アンテナ間のヌル点を合わせ込んだ構成とすることは、金属遮蔽板を設ける場合にあっても、回り込み干渉波をより低減する上で有利であるといえる。 If the influence of reflection by the metal shielding plate is taken into account, it is of course possible that a multipath interference wave having a horizontal component is received while bypassing the metal shielding plate. Here, for example, according to the chart in FIG. 16, the radio wave radiation intensity becomes high when the direction is angularly deviated to some extent (for example, about 5 to 20 degrees) from the z-axis direction where the null point is aligned. , the stronger the interference wave, the larger the angular distance from the z-axis. In other words, the propagation length of a reflected wave angularly deviated from the vertical direction until it is received by the other antenna increases as the deviation angle increases, and the effect of attenuation due to free space propagation loss is enhanced. In other words, the radiation intensity from the antenna is originally low in the angular region close to the direct wave, and the attenuation effect due to free space propagation loss is large in the angular region far from the direct wave, resulting in a null point between the upper and lower high-frequency antennas as described above. It can be said that it is advantageous to have a configuration in which the following are combined, even when a metal shielding plate is provided, in order to further reduce wraparound interference waves.
また、図14において、最上段のアンテナ支持板252(A)には中継無線通信部9に接続される送受信アンテナ群907TR,907Rが配置されている。これにより、ユニット間無線ベアラを構築する際に、特に中継無線通信部9からの、電波強度の比較的低い上りリンクの送信波に対する障害物が支持枠体251から排除されるので、中継無線通信部9による上りリンクのスループットを高めることができる。また、下段のアンテナ支持板252(B)も上段のアンテナ支持板252(A)と同様に金属製とされている。該アンテナ支持板252(B)は、高周波アンテナの金属基体200Bと導通密着することで接地金属の体積を増加させ、接地電位の安定化を図る役割を果たしている。
Further, in FIG. 14, transmitting/receiving antenna groups 907TR and 907R connected to the relay
なお、図3の中継無線通信部9及び無線基地局部4の送受信アンテナ群が、図14を援用して括弧書きにて示すように、単純に送信専用アンテナ907T,407Tと、受信専用アンテナ907R,407Rとに分離された構造となっている場合は、ヌル点を一致させる高周波アンテナの組み合わせは、上段の送信専用アンテナ907T及び下段の受信アンテナ407R、ならびに上段の受信専用アンテナ907R及び下段の送信アンテナ407Tとすればよい。
Note that the transmitting and receiving antenna groups of the relay
以下、本発明の高周波アンテナユニットの種々の変形例について説明する。なお、図14及び図15に示す構成と共通する部分には、同一の符号を付与して詳細な説明は略する。まず、上段のアンテナ支持板252(A)(金属遮蔽板)による干渉波低減効果が十分に大きい場合には、図18に示すように、下段の各高周波アンテナ407TR及び407Rを、上段の各高周波アンテナ907TR及び907Rに対して、平面視にて互いに重ならない位置関係にて配置することも可能である。また、図19は、上下のアンテナ間の距離DVを本発明の下限値λ/2まで縮小した場合の実施形態を示すものである。 Various modifications of the high frequency antenna unit of the present invention will be described below. Note that parts common to the configurations shown in FIGS. 14 and 15 are given the same reference numerals and detailed explanations are omitted. First, if the interference wave reduction effect of the upper antenna support plate 252(A) (metal shielding plate) is sufficiently large, as shown in FIG. It is also possible to arrange the antennas 907TR and 907R in a positional relationship in which they do not overlap each other in plan view. Further, FIG. 19 shows an embodiment in which the distance DV between the upper and lower antennas is reduced to the lower limit value λ/2 of the present invention.
また、図20に示すように、各アンテナ支持板252(A),252(B)の方形の板面の対角線に沿って、高周波アンテナ907TR,907R及び高周波アンテナ407TR,407Rを配置することもできる。これにより、アンテナ支持板上の高周波アンテナ間の距離をさらに拡大することができる。図20においては、各アンテナ支持板252(A),252(B)の同一方向の対角線に沿って、上下の高周波アンテナ907TR,907R及び407TR,407Rを、ヌル点が平面視にて互いに重なるように配置している。しかし、上段のアンテナ支持板252(A)(金属遮蔽板)による干渉波低減効果が十分に大きく確保できる場合などでは、図21に示すように、下段の各高周波アンテナ407TR及び407Rを、上段の各高周波アンテナ907TR及び907Rとは異なる向きの対角線に沿って配置することも可能である。 Furthermore, as shown in FIG. 20, the high frequency antennas 907TR, 907R and the high frequency antennas 407TR, 407R can be arranged along the diagonal of the rectangular plate surface of each antenna support plate 252(A), 252(B). . Thereby, the distance between the high frequency antennas on the antenna support plate can be further increased. In FIG. 20, the upper and lower high-frequency antennas 907TR, 907R and 407TR, 407R are arranged along the diagonal line in the same direction of each antenna support plate 252(A), 252(B) so that the null points overlap each other in plan view. It is located in However, in cases where the interference wave reduction effect of the upper antenna support plate 252(A) (metal shielding plate) is sufficiently large, as shown in FIG. It is also possible to arrange the high frequency antennas 907TR and 907R along a diagonal line in a different direction.
図22は、上下のアンテナ支持板252’(A),252’(B)の要部を絶縁材料で構成した例であり、金属遮蔽板が省略された構造となっている。図23に示すように、アンテナ支持板252’(A),252’(B)は支柱253に支持される金属製のフレーム252f(A),252f(B)と、これに支持される樹脂ないし木材等の絶縁材料板からなる本体252p(A),252p(B)とを有する。図22に示すように、高周波アンテナ907TR,907R及び高周波アンテナ407TR,407Rは本体252p(A),252p(B)上に固定されるとともに、それらの各金属取付板201は導電性ワイヤGWにより、接地導体として機能するフレーム252f(A),252f(B)と結合されている。この構成では、金属遮蔽板による回り込干渉波の迂回及び減衰効果が見込めない。そこで、上下のアンテナ支持板252’(A),252’(B)の間隔を図14の構成からやや広げ、アンテナの給電点間の間隔DVを図14の2λから2.5λに若干広げている。
FIG. 22 shows an example in which the main parts of the upper and lower antenna support plates 252'(A) and 252'(B) are made of an insulating material, and the metal shielding plate is omitted. As shown in FIG. 23, the antenna support plates 252'(A) and 252'(B) are made of
前述の(2)(4)の場合、送受信波の周波数が700MHz(λ=0.43m)、DV=2.5λとすると、回り込み干渉波の自由空間伝搬損失は図14の28dB程度から30dB程度に改善される。また、(1)(3)の場合は、DV=2.5λ、DH=3/2λのとき、DP=2.9λとなり、送受信波の周波数が700MHz(λ=0.43m)のときの自由空間伝搬損失はおよそ31dB程度と、図14の場合の30dBから改善される。 In the case of (2) and (4) above, if the frequency of the transmitted and received waves is 700 MHz (λ = 0.43 m) and DV = 2.5 λ, the free space propagation loss of the loop interference wave will be approximately 30 dB from approximately 28 dB in Figure 14. will be improved. In addition, in the case of (1) and (3), when DV = 2.5λ and DH = 3/2λ, DP = 2.9λ, and the freedom when the frequency of the transmitted and received waves is 700MHz (λ = 0.43m). The spatial propagation loss is approximately 31 dB, which is improved from 30 dB in the case of FIG.
次に、図24に示す高周波アンテナユニット1250は、複数の送受信アンテナ群に含まれる送信アンテナ及び受信アンテナに各々個別に対応する形でアンテナ支持板を設け、それらアンテナ支持板の第一主表面上に、送信アンテナ及び受信アンテナのいずれかを固定した例を示すものである。すなわち、図24の高周波アンテナユニット1250に含まれる4つの高周波アンテナ200(907TR,907R,407TR,407R)は、個別の(すなわち、4つの)金属製のアンテナ支持板252(C)~252(F)にそれぞれ単独で取り付けられている。アンテナ支持板252(C)~252(F)は図14と同様に、上下に隣接する高周波アンテナ200同士の間隔DVがλ/2以上(図24では(3/4)λ)となるように、支柱253により支持されている。
Next, the high
図24の高周波アンテナユニット1250の構成では、個々のアンテナ支持板252(C)~252(F)に支持される高周波アンテナ200の数が一つのみであり、図14の高周波アンテナユニット250と比較して、支持枠体251の設置占有面積を大幅に縮小できる利点がある。また、図25は、各アンテナ支持板252(C)~252(F)に対する、図14の4つの高周波アンテナ907TR,907R,407TR,407Rの好ましい配置順序を示す表である。表上段に示す例では、最も上のアンテナ支持板252(C)から下のアンテナ支持板252(F)に向けて、中継無線通信部9の送受信アンテナ907TR、同じく受信アンテナ907R(以上、第一の送受信アンテナ群)、無線基地局部4の受信アンテナ407R、同じく送受信アンテナ407TR(以上、第二の送受信アンテナ群)がこの順に配置されている。
In the configuration of the high
この配列においては、送受信アンテナ907TRを最上段のアンテナ支持板252(C)に配設することで、図14の構成と同様に、中継無線通信部9からの電波強度の比較的低い上りリンクの送信波に対する障害物が支持枠体251から排除され、中継無線通信部9による上りリンクのスループットを高めることができる。そして、送信出力が比較的大きい無線基地局部4の送受信アンテナ407TRを最下段に配設することで、中継無線通信部9の送受信アンテナ907TR及び受信アンテナ907Rまでの距離を、図14の構成よりもさらに拡大することができ、これらアンテナに向けた回り込み干渉波の自由空間伝搬損失をより大きくすることができる。
In this arrangement, by disposing the transmitting/receiving antenna 907TR on the top antenna support plate 252(C), similar to the configuration of FIG. Obstacles to transmitted waves are removed from the
なお、アンテナ支持板252間の距離が十分に大きいか、又はアンテナ支持板252(D)による電波遮蔽効果が十分に大きい場合は、図25の表下段に示すごとく、中継無線通信部9の送受信アンテナ907TR及び受信アンテナ907Rの上下の配置関係を入れ替えてもよい。また、図26に示す高周波アンテナユニット1250’のように、金属遮蔽板として機能するアンテナ支持板252(D)以外のアンテナ支持板を、図23と同様の絶縁型のアンテナ支持板252’(C)、アンテナ支持板252’(E)及びアンテナ支持板252’(F)として構成することもできる。
Note that if the distance between the
さらに、図27に示すように、アンテナ支持板間の距離をさらに拡大することで、全てのアンテナ支持板を絶縁型のアンテナ支持板252’(C)~アンテナ支持板252’(F)として構成することもできる。この場合、図中一点鎖線で示すように、第一の送受信アンテナ群と第二の送受信アンテナ群とを区画する位置に、アンテナ支持板とは別に金属遮蔽板252Mを設けることも可能である。金属遮蔽板252Mは図14のアンテナ支持板と同様の構成であり、上下のアンテナ支持板252’(D),252’(E)の高さ方向における中間位置にて、支柱253により支持されている。
Furthermore, as shown in FIG. 27, by further expanding the distance between the antenna support plates, all the antenna support plates are configured as insulated antenna support plates 252' (C) to 252' (F). You can also. In this case, as shown by the dashed line in the figure, it is also possible to provide a metal shielding plate 252M in addition to the antenna support plate at a position that separates the first transmitting/receiving antenna group and the second transmitting/receiving antenna group. The metal shielding plate 252M has the same configuration as the antenna support plate shown in FIG. 14, and is supported by a
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲にてさらに種々の変形を加えることができる。例えば、図3の無線通信ユニット1において、中継無線通信部9及び無線基地局部4の一方又は双方を複数搭載することも可能である。この場合、それらに対応する送受信アンテナ群は3以上必要となるが、図14等に示す本発明の高周波アンテナユニットは、同様の概念にてそれら3以上の送受信アンテナ群を上記の配列方向に所定の間隔で配列した構成とすることができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the
1(A),1(B) 無線通信ユニット
WS(A),WS(B) 大型船舶
2 MME
3 EPC機能部
301 CPU
302 RAM
303 マスクROM
304A 上流側通信インターフェース
304B 下流側通信インターフェース
305 フラッシュメモリ
305a 通信ファームウェア
305b MMEエンティティ
305c S-GWエンティティ
305d PーGWエンティティ
306 バス
21 二次電池モジュール
22 電源回路部
23 可搬型筐体
30,31 通信バス
4 無線基地局部
401 CPU
402 RAM
403 マスクROM
404 通信インターフェース
405 フラッシュメモリ
405a 通信ファームウェア
406 バス
407TR 送受信アンテナ
407R 受信アンテナ
412 無線通信部
5 UE(移動端末)
6 S-GW
7 P-GW
8 ルータ
9 中継無線通信部
901 CPU
902 RAM
903 マスクROM
905 フラッシュメモリ
905a 通信ファームウェア
906 バス
907TR送受信アンテナ
907R 受信アンテナ
912 無線通信部
50(A),50(B) 通信エリア
55 ユニット間無線ベアラ
57 端末用無線ベアラ
200 高周波アンテナ
200B 金属基体
201 金属取付板
202 アンテナ給電板
203 アンテナエレメント
251 支持枠体
252 アンテナ支持板
252h 挿通孔
250 高周波アンテナユニット
255 締結部材
AD 配列方向
NP ヌル点
1(A), 1(B) Wireless communication unit WS(A), WS(B)
3
302 RAM
303 Mask ROM
304A
402 RAM
403 Mask ROM
404
6 S-GW
7 P-GW
8
902 RAM
903 Mask ROM
905 Flash memory
Claims (12)
複数の前記高周波アンテナは、各々同一送受信装置に接続される送信アンテナ及び受信アンテナからなる送受信アンテナ群を複数含み、それら複数の送受信アンテナ群は、前記支持枠体に対し予め定められた配列方向に所定の間隔にて固定的に取り付けられるとともに、それぞれ互いに異なる送受信装置への接続が予定されてなり、
前記支持枠体は、前記配列方向に所定の間隔にて配置される、前記配列方向を法線方向とする板面を有した複数のアンテナ支持板を備え、
前記送受信アンテナ群を構成する前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが複数の前記アンテナ支持板に振り分ける形で取り付けられるとともに、
前記配列方向において互いに隣接する1対の前記アンテナ支持板に取り付けられた前記高周波アンテナは、前記配列方向においてそれら前記高周波アンテナの給電点間の距離が送受信波の1/2波長以上に定められてなることを特徴とする高周波アンテナユニット。 Comprising a plurality of high frequency antennas and a support frame body to which the high frequency antennas are attached,
The plurality of high-frequency antennas include a plurality of transmitting/receiving antenna groups each including a transmitting antenna and a receiving antenna connected to the same transmitting/receiving device, and the plurality of transmitting/receiving antenna groups are arranged in a predetermined arrangement direction with respect to the support frame. They are fixedly attached at predetermined intervals, and are planned to be connected to different transmitting and receiving devices.
The support frame includes a plurality of antenna support plates arranged at predetermined intervals in the arrangement direction and each having a plate surface with the arrangement direction as a normal direction,
The transmitting antenna and the receiving antenna constituting the transmitting and receiving antenna group are attached to the plurality of antenna support plates in a distributed manner, and
The high-frequency antennas attached to a pair of antenna support plates adjacent to each other in the arrangement direction are such that a distance between feeding points of the high-frequency antennas in the arrangement direction is determined to be equal to or more than 1/2 wavelength of the transmitted and received waves. A high frequency antenna unit that is characterized by:
前記金属取付板と前記アンテナ支持板とを貫通する形態で設けられ、前記金属取付板と前記アンテナ支持板とを密着形態で締結する締結部材が前記アンテナ支持板に対し着脱可能に設けられ、
前記アンテナ支持板には前記締結部材を装着可能な複数の挿通孔が、位置変更単位となる予め定められた間隔にて分散形成されてなり、
前記アンテナ支持板上の所望の位置に前記金属取付板を位置決めしつつ、複数の前記挿通孔から前記アンテナ支持板に対応する位置のものを選択する形で前記締結部材が装着されてなる請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の高周波アンテナユニット。 The high frequency antenna includes a metal base and a metal antenna element attached to the metal base, and is fixed to the antenna support plate by the metal base, and the metal base attaches the metal base to the antenna support plate. Has a metal mounting plate for
A fastening member is provided to penetrate the metal mounting plate and the antenna support plate and fasten the metal mounting plate and the antenna support plate in close contact with each other, and is removably provided with respect to the antenna support plate;
A plurality of insertion holes into which the fastening member can be attached are formed in the antenna support plate and are distributed at predetermined intervals as units of position change,
Claim: The fastening member is mounted in such a manner that the metal mounting plate is positioned at a desired position on the antenna support plate, and one of the plurality of insertion holes is selected at a position corresponding to the antenna support plate. The high frequency antenna unit according to any one of claims 1 to 8.
前記金属基体が前記アンテナ支持板と平行に配置されるアンテナ給電板を備え、前記アンテナエレメントが前記アンテナ給電板の第一主表面にアンテナ給電点となる第一端が接続され第二端が自由端となるよう前記アンテナ給電板から突出する棒状に形成された無指向性アンテナとして構成されている請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の高周波アンテナユニット。 The high frequency antenna includes a metal base and a metal antenna element attached to the metal base, and is fixed to the antenna support plate by the metal base, and the metal base is fixed to the antenna support plate by the metal base. Has a metal mounting plate for mounting;
The metal base includes an antenna feed plate disposed parallel to the antenna support plate, and the antenna element has a first end connected to the first main surface of the antenna feed plate, which serves as an antenna feed point, and a second end free. 10. The high frequency antenna unit according to claim 1, wherein the high frequency antenna unit is configured as a rod-shaped omnidirectional antenna that protrudes from the antenna feed plate so as to form an end thereof.
前記移動端末が端末用無線ベアラを介して接続可能な無線基地局部と、前記無線基地局部に有線接続され、該無線基地局部に対する上位ネットワーク制御部として機能するEPC(Evolved Packet Core)機能部と、前記EPC機能部に有線接続されるとともに、第一の別の無線通信ユニットである上流ユニットの無線基地局部(以下、上流無線基地局部という)と上流側のユニット間無線ベアラ(以下、上流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能な中継無線通信部とを備え、前記無線基地局部は、第二の別の無線通信ユニットである下流ユニットの中継無線通信部(以下、下流中継無線通信部という)と下流側のユニット間無線ベアラ(以下、下流ユニット間無線ベアラという)を介して接続可能とされた無線ユニット本体と、
複数の高周波アンテナと、それら高周波アンテナが取り付けられる支持枠体とを備え、複数の前記高周波アンテナは、前記中継無線通信部に接続される送信アンテナ及び受信アンテナからなる第一の送受信アンテナ群と、前記無線基地局部に接続される送信アンテナ及び受信アンテナからなる第二の送受信アンテナ群とを備え、それら複数の送受信アンテナ群は、前記支持枠体に対し予め定められた配列方向に所定の間隔にて固定的に取り付けられるとともに、それぞれ互いに異なる送受信装置への接続が予定されてなり、前記支持枠体は、前記配列方向に所定の間隔にて配置される、前記配列方向を法線方向とする板面を有した複数のアンテナ支持板を備え、前記送受信アンテナ群を構成する前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが複数の前記アンテナ支持板に振り分けて取り付けられるとともに、前記配列方向において互いに隣接する1対の前記アンテナ支持板に取り付けられた前記高周波アンテナが、前記配列方向においてそれら前記高周波アンテナの給電点間の距離が送受信波の1/2波長以上に定められている高周波アンテナユニットと、
を備えたことを特徴とする無線通信ユニット。 A wireless communication unit configured to be mounted on a mobile body and for performing wireless network communication with a mobile terminal,
a radio base station unit to which the mobile terminal can connect via a terminal radio bearer; an EPC (Evolved Packet Core) functional unit that is connected by wire to the radio base station unit and functions as an upper network control unit for the radio base station unit; The radio base station section of the upstream unit (hereinafter referred to as the upstream radio base station section) is connected to the EPC function section by wire, and is a first separate wireless communication unit, and the upstream unit radio bearer (hereinafter referred to as the upstream unit inter-unit radio bearer) A relay radio communication unit connectable via a relay radio communication unit (hereinafter referred to as a radio bearer) of a downstream unit that is a second separate radio communication unit (hereinafter referred to as a downstream relay radio communication unit). ) and a wireless unit main body that can be connected via a downstream inter-unit radio bearer (hereinafter referred to as a downstream inter-unit radio bearer);
comprising a plurality of high frequency antennas and a support frame body to which the high frequency antennas are attached, the plurality of high frequency antennas including a first transmitting/receiving antenna group consisting of a transmitting antenna and a receiving antenna connected to the relay wireless communication section; a second transmitting/receiving antenna group consisting of a transmitting antenna and a receiving antenna connected to the wireless base station section, and the plurality of transmitting/receiving antenna groups are arranged at predetermined intervals in a predetermined arrangement direction with respect to the support frame. and are fixedly attached to each other, and are planned to be connected to different transmitting and receiving devices, respectively, and the support frames are arranged at predetermined intervals in the arrangement direction, with the arrangement direction being the normal direction. a plurality of antenna support plates each having a plate surface, the transmitting antennas and the receiving antennas constituting the transmitting/receiving antenna group are distributed and attached to the plurality of antenna support plates; A high-frequency antenna unit in which the high-frequency antennas attached to the antenna support plate are such that the distance between feeding points of the high-frequency antennas in the arrangement direction is set to be equal to or more than 1/2 wavelength of the transmitted and received waves;
A wireless communication unit characterized by comprising:
The radio communication unit according to claim 11, wherein the upstream inter-unit radio bearer and the downstream inter-unit radio bearer are configured using frequency channels adjacent to each other within the same frequency band.
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