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公開番号2025091834
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023207324
出願日2023-12-07
発明の名称無線中継器
出願人電気興業株式会社
代理人個人
主分類H04B 3/36 20060101AFI20250612BHJP(電気通信技術)
要約【課題】2系統のシステム構成を、中間周波数帯で1系統にまとめることにより、大型化の問題を解決する無線中継器を提供する。
【解決手段】無線中継器は、第一ユニット、第二ユニット及び第一ユニットと第二ユニットを接続する1つのケーブルを備える。第一ユニットは、Nを2以上の整数として、基地局と通信を行う、第1ドナーアンテナから第NドナーアンテナまでのN個のドナーアンテナ、アナログケーブルと接続される第一接続部およびドナー側第1周波数変換部からドナー側第N周波数変換部までのN個のドナー側周波数変換部を備える。第二ユニットは、通信端末と通信を行う、第1サービスアンテナから第NサービスアンテナまでのN個のサービスアンテナ、アナログケーブルと接続される第二接続部およびサービス側第1周波数変換部からサービス側第N周波数変換部までのN個のサービス側周波数変換部を備える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第一ユニット、第二ユニット、および、前記第一ユニットと前記第二ユニットを接続する１つのケーブルを備え、
前記第一ユニットは、Ｎを２以上の整数として、
基地局と通信を行う、第１ドナーアンテナから第ＮドナーアンテナまでのＮ個のドナーアンテナ、
前記ケーブルと接続される第一接続部、および、
ドナー側第１周波数変換部からドナー側第Ｎ周波数変換部までのＮ個のドナー側周波数変換部を備え、
前記ドナー側第１周波数変換部から前記ドナー側第Ｎ周波数変換部までのＮ個の前記ドナー側周波数変換部は、それぞれ、前記第１ドナーアンテナから前記第ＮドナーアンテナまでのＮ個のドナーアンテナのうち対応するドナーアンテナにより受信した周波数ｆＲＦの信号を、それぞれのローカル信号によりそれぞれ第１中間信号から第Ｎ中間信号までの、アナログ信号である中間信号に変換するものであり、
前記ローカル信号および前記中間信号は、前記ドナー側周波数変換部ごとに周波数が互いに異なり、
前記第二ユニットは、
通信端末と通信を行う、第１サービスアンテナから第ＮサービスアンテナまでのＮ個のサービスアンテナ、
前記ケーブルと接続される第二接続部、および、
サービス側第１周波数変換部からサービス側第Ｎ周波数変換部までのＮ個のサービス側周波数変換部を備え、
前記サービス側第１周波数変換部から前記サービス側第Ｎ周波数変換部までのＮ個の前記サービス側周波数変換部は、それぞれ、前記第１サービスアンテナから前記第ＮサービスアンテナまでのＮ個のサービスアンテナのうち対応するサービスアンテナにより受信した周波数ｆＲＦの信号を、それぞれのローカル信号によりそれぞれ第１中間信号から第Ｎ中間信号までの、アナログ信号である中間信号に変換するものであり、
前記ローカル信号および前記中間信号は、前記サービス側周波数変換部ごとに周波数が互いに異なり、
前記ケーブルはアナログ信号である中間信号を通すものであり、
前記第１中間信号から前記第Ｎ中間信号までの中間信号は前記１つのケーブルにおいて重畳して送信される、無線中継器。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記ドナーアンテナと前記ケーブルの間に接続されるドナー側合成分配器、および、
前記サービスアンテナと前記ケーブルの間に接続されるサービス側合成分配器を備える、請求項１に記載の無線中継器。
【請求項３】
前記ドナーアンテナと前記ケーブルの間に接続されるドナー側フィルタ、および、
前記サービスアンテナと前記ケーブルの間に接続されるサービス側フィルタを備える、請求項１に記載の無線中継器。
【請求項４】
前記ドナーアンテナと前記ケーブルの間に接続されるドナー側合成分配器、および、
前記サービスアンテナと前記ケーブルの間に接続されるサービス側合成分配器、
前記ドナーアンテナと前記ケーブルの間に接続されるドナー側フィルタ、および、
前記サービスアンテナと前記ケーブルの間に接続されるサービス側フィルタを備える、請求項１に記載の無線中継器。
【請求項５】
前記ドナー側合成分配器および前記ドナー側フィルタは、ドナー側マルチプレクサとして一体に構成され、
前記サービス側合成分配器および前記サービス側フィルタは、サービス側マルチプレクサとして一体に構成される、請求項４に記載の無線中継器。
【請求項６】
前記第一中間信号から前記第Ｎ中間信号までは、それぞれ、所定の帯域幅を有し、
前記第１中間信号の帯域から前記第Ｎ中間信号の帯域は、隣接する帯域から所定の帯域分だけ分離されている、請求項１に記載の無線中継器。
【請求項７】
同期信号取得部、ドナー側ローカル信号切替部、および、サービス側ローカル信号切替部をさらに備え、
前記第一ユニットは、第一接続部側に接続される第一復調器および第一同期モジュールを備え、
前記第二ユニットは、第二接続部側に接続される第二復調器および第二同期モジュールを備え、
前記同期信号取得部は、
前記第一復調器における復調の結果に基づいて、前記ドナー側ローカル信号切替部によりドナー側ローカル信号の切替を行って同期信号を得、または、
前記第二復調器における復調の結果に基づいて、前記サービス側ローカル信号切替部によりサービス側ローカル信号の切替を行って同期信号を得る、請求項１ないし６のいずれかに記載の無線中継器。
【請求項８】
前記ドナー側ローカル信号切替部、および、前記サービス側ローカル信号切替部は、それぞれ、ドナー側切替送受信部およびサービス側切替送受信部をさらに有し、
前記ドナー側ローカル信号切替部および前記サービス側ローカル信号切替部の一方がローカル信号の切替を行うと、前記ドナー側切替送受信部および前記サービス側切替送受信部を介してローカル信号切替信号を他方に送信し、
前記ドナー側ローカル信号切替部および前記サービス側ローカル信号切替部の他方がローカル信号の周波数を選択する、請求項７に記載の無線中継器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線中継器に関するものであり、特に、５G規格で用いられる２８GHz帯などの、ミリ波帯移動通信システム用無線中継器の簡易構成に関する。
続きを表示（約 5,800 文字）【背景技術】
【０００２】
５Ｇ規格などで、通信に用いられる周波数が高くなると、電波の直進性が増大し、基地局と通信端末の間に建造物などが存在すると電波による通信が難しくなる。このため、無線中継器が用いられることが多い。
無線中継器は、基地局（BS）と送受信を行うドナーユニットと、端末（UE）と送信を行うサービスユニットにより構成される。例えば障害物等により、直接的に基地局-端末間の無線リンクが形成できない場合に用いる（特許文献１）。
引用文献１の図４には、無線中継器の構成の一例が示されている。
無線中継器では、アナログ配線の場合、同軸ケーブルのフィーダロス低減の観点から、周波数変換により、無線周波数より低い中間周波数帯に落として接続する（特許文献１）。
無線中継器は、ドナーユニット、サービスユニット、および、両者を接続する同軸ケーブルなどを有する。
５Ｇミリ波帯移動通信システム用無線中継器などでは、ＭＩＭＯに対応している。
このような無線中継器では、BS／ＵＥｓともにＭＩＭＯ通信のため２本のアンテナを用い、同一周波数帯（fRF）で２経路の無線リンクを形成する。
ＭＩＭＯ通信のためには、無線中継器でもそれぞれ２本のアンテナ、つまり、ｆＲＦで２経路が必要となる。特に同軸ケーブルなどアナログのケーブルを用いる場合、このまま構成すると２本のケーブルが必要となってしまい、設置性が悪い。デジタルであれば、ケーブルは１本にまとめられるが、ドナーユニットとサービスユニットそれぞれでデジタル処理部が必要となり、無線中継器の構造が大きくなり、この場合も設置性の悪化を招く。
５Ｇミリ波帯移動通信システム用無線中継器などではまた、同期機能が利用される。
５Ｇやミリ波帯ではTDD（Time Division Duplex）で送受切替えを行う。そのためBS／UEｓ間は、５Ｇ通信で規定される同期信号を用い、送受切替タイミングを合わせる。
同期のためには、無線中継器においても、５Ｇ信号を復調し、同期信号を取り出す機能を有する、いわゆる同期モジュールが必要となる。この同期機能は中間周波数帯で実施されるが、２系統個別に配線する場合、それぞれの系統で同期モジュールが必要となるため、装置の大型化につながる。
ここで、ＢＳ側からの送信波で、２系統両方またはいずれかの系統で同期信号が確認できるようになっている。
これらの無線中継器では、２系統が別々に配線されている。たとえば、５Ｇ規格における無線中継器はＭＩＭＯへの対応のため、図１および図２に示されるように、２系統のシステム構成が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－６７０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
２系統のシステム構成では、ローカル信号・中間周波数は１つで済むが、同軸ケーブルが２系統分必要となり、かつ同期モジュールは２系統分必要のため、復調器を含めて、コスト高・装置サイズの大型化を招く。
特に、装置サイズの極小化にはドナー・サービスユニット間をアナログで配線すると有利であるが、同軸ケーブルが２本必要となり、設置性が劣化する。また、無線中継器のＴＤＤ同期は、基地局からの５Ｇ同期信号を復調して行うが、どちらの系統で同期信号が取得できるか、中継器側からは分からないため、２系統分の同期モジュールが必要となり、装置の大型化を招く。
たとえば、５Ｇ規格における無線中継器でＭＩＭＯに対応するような場合にも、２系統のシステム構成を、中間周波数帯で１系統にまとめることにより、大型化の問題を解決することを目的とする。
また、たとえば、５Ｇ規格における無線中継器でＭＩＭＯに対応する場合にも、ローカル信号を同期信号により切り替えられるようにすることにより、大型化の問題を解決することを目的とする。
さらに、５Ｇ規格のミリ波帯などで、ＴＤＤで送受切替えを行う場合など、同期信号を用い、送受切替タイミングを合わせる構成においても、２系統個別に配線する場合、それぞれの系統で同期モジュールが必要となる問題を、同期モジュール１つで上記機能を満たす構成により解決することを目的とする。
本発明のその他の目的は、発明を実施するための形態においても説明される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１にかかる無線中継器は、
第一ユニット、第二ユニット、および、第一ユニットと第二ユニットを接続する１つのケーブルを備え、
第一ユニットは、Ｎを２以上の整数として、
基地局と通信を行う、第１ドナーアンテナから第ＮドナーアンテナまでのＮ個のドナーアンテナ、
ケーブルと接続される第一接続部、および、
ドナー側第１周波数変換部からドナー側第Ｎ周波数変換部までのＮ個のドナー側周波数変換部を備え、
ドナー側第１周波数変換部からドナー側第Ｎ周波数変換部までのＮ個のドナー側周波数変換部は、それぞれ、第１ドナーアンテナから第ＮドナーアンテナまでのＮ個のドナーアンテナのうち対応するドナーアンテナにより受信した周波数ｆＲＦの信号を、それぞれのローカル信号によりそれぞれ第１中間信号から第Ｎ中間信号までの、アナログ信号である中間信号に変換するものであり、
ローカル信号および中間信号は、ドナー側周波数変換部ごとに周波数が互いに異なり、
第二ユニットは
通信端末と通信を行う、第１サービスアンテナから第ＮサービスアンテナまでのＮ個のサービスアンテナ、
アナログケーブルと接続される第二接続部、および、
サービス側第１周波数変換部からサービス側第Ｎ周波数変換部までのＮ個のサービス側周波数変換部を備え、
サービス側第１周波数変換部からサービス側第Ｎ周波数変換部までのＮ個のサービス側周波数変換部は、それぞれ、第１サービスアンテナから第ＮサービスアンテナまでのＮ個のサービスアンテナのうち対応するサービスアンテナにより受信した周波数ｆＲＦの信号を、それぞれのローカル信号により第１中間信号から第Ｎ中間信号までの、アナログ信号である中間信号に変換するものであり、
ローカル信号および中間信号は、サービス側周波数変換部ごとに周波数が互いに異なり、
ケーブルはアナログ信号である中間信号を通すものであり、
第１中間信号から第Ｎ中間信号までの中間信号は１つのケーブルにおいて重畳して送信される、無線中継器である。
本発明の請求項２にかかる無線中継器は、
ドナーアンテナとケーブルの間に接続されるドナー側合成分配器、および、
サービスアンテナとケーブルの間に接続されるサービス側合成分配器を備える、請求項１に記載の無線中継器である。
本発明の請求項３にかかる無線中継器は、
ドナーアンテナとケーブルの間に接続されるドナー側フィルタ、および、
サービスアンテナとケーブルの間に接続されるサービス側フィルタを備える、請求項１に記載の無線中継器である。
本発明の請求項４にかかる無線中継器は、
ドナーアンテナとケーブルの間に接続されるドナー側合成分配器、および、
サービスアンテナとケーブルの間に接続されるサービス側合成分配器、
ドナーアンテナとケーブルの間に接続されるドナー側フィルタ、および、
サービスアンテナとケーブルの間に接続されるサービス側フィルタを備える、請求項１に記載の無線中継器である。
本発明の請求項５にかかる無線中継器は、
ドナー側合成分配器およびドナー側フィルタは、ドナー側マルチプレクサとして一体に構成され、
サービス側合成分配器およびサービス側フィルタは、サービス側マルチプレクサとして一体に構成される、請求項４に記載の無線中継器である。
本発明の請求項６にかかる無線中継器は、
第一中間信号から第Ｎ中間信号までは、それぞれ、所定の帯域幅を有し、
第１中間信号の帯域から第Ｎ中間信号の帯域は、隣接する帯域から所定の帯域分だけ分離されている、請求項１に記載の無線中継器である。
本発明の請求項７にかかる無線中継器は、
同期信号取得部、ドナー側ローカル信号切替部、および、サービス側ローカル信号切替部をさらに備え、
第一ユニットは、第一接続部側に接続される第一復調器および第一同期モジュールを備え、
第二ユニットは、第二接続部側に接続される第二復調器および第二同期モジュールを備え、
同期信号取得部は、
第一復調器における復調の結果に基づいて、ドナー側ローカル信号切替部によりドナー側ローカル信号の切替を行って同期信号を得、または、
第二復調器における復調の結果に基づいて、サービス側ローカル信号切替部によりサービス側ローカル信号の切替を行って同期信号を得る、請求項１ないし６のいずれかに記載の無線中継器である。
本発明の請求項８にかかる無線中継器は、
ドナー側ローカル信号切替部、および、前記サービス側ローカル信号切替部は、それぞれ、ドナー側切替送受信部およびサービス側切替送受信部をさらに有し、
ドナー側ローカル信号切替部およびサービス側ローカル信号切替部の一方がローカル信号の切替を行うと、ドナー側切替送受信部およびサービス側切替送受信部を介してローカル信号切替信号を他方に送信し、
ドナー側ローカル信号切替部およびサービス側ローカル信号切替部の他方がローカル信号の周波数を選択する、請求項７に記載の無線中継器である。
本発明は以上の構成により、中間周波数帯での伝送路共有により、同軸ケーブル１本で２系統を伝送できるため配置の簡易化が実現される。
また、本発明は以上の構成により、単一の同期モジュールで５Ｇ同期を実現できるため、従来装置と比べて小型化になる。また、ローカル信号を適切に切り替えることにより、復調時のＳＮを向上させ、安定かつ効率の良い同期を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
従来の無線中継器の構成例を示す。
従来の無線中継器の構成例を示す。
本発明の一実施例における無線中継器の構成例を示す。
本発明の一実施例における無線中継器の構成例を示す。
本発明の一実施例における無線中継器の構成例を示す。
本発明の一実施例における無線中継器の構成例を示す。
本発明の一実施例における無線中継器の構成例を示す。
本発明の一実施例における無線中継器の構成例を示す。
本発明の一実施例における無線中継器の構成例を示す。
本発明の一実施例における無線中継器の構成例を示す。
本発明の一実施例における無線中継器の構成例を示す。
本発明の一実施例における、無線中継器の周波数配置を示す。
本発明の一実施例における無線中継器の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図３、図４、および、図５は、本発明の一実施例における無線中継器１の構成例を示す。
以下の例では一部において、理解を容易にするため、ドナーアンテナ１０１，１０２，，，１０Nとサービスアンテナ２０１，２０２，，，２０Nがそれぞれ２つ、つまり、２系統である例を説明するが、２以上のＮの場合でも同様である。
【０００８】
無線中継器１は、第一ユニット１００、第二ユニット、および、第一ユニット１００と第二ユニットを接続する１つのケーブル３００を備える。
第一ユニット１００は、Ｎを２以上の整数として、Ｎ個のドナーアンテナ１０１，１０２，，，１０N、アナログケーブル３００と接続される第一接続部１１０、および、ドナー側第１周波数変換部からドナー側第Ｎ周波数変換部までのＮ個のドナー側周波数変換部１１１，１１２，，，１１Nを備える。本実施例ではＮは２である。
【０００９】
Ｎ個のドナーアンテナ１０１，１０２，，，１０Nは、基地局と通信を行う、第１ドナーアンテナ１０１，１０２，，，１０Nから第Ｎドナーアンテナ１０１，１０２，，，１０Nまでのドナーアンテナ１０１，１０２，，，１０Nである。
ドナー側第１周波数変換部からドナー側第Ｎ周波数変換部までのＮ個のドナー側周波数変換部１１１，１１２，，，１１Nは、それぞれ、第１ドナーアンテナ１０１，１０２，，，１０Nから第Ｎドナーアンテナ１０１，１０２，，，１０NまでのＮ個のドナーアンテナ１０１，１０２，，，１０Nのうち対応するドナーアンテナ１０１，１０２，，，１０Nにより受信した周波数ｆＲＦの信号を、それぞれのローカル信号により、それぞれ第１中間信号から第Ｎ中間信号までの、アナログ信号である中間信号に変換する。
ここで、ローカル信号および中間信号は、ドナー側周波数変換部１１１，１１２，，，１１Nごとに周波数が互いに異なる。
【００１０】
第二ユニットは、Ｎ個のサービスアンテナ２０１，２０２，，，２０N、アナログケーブル３００と接続される第二接続部、および、サービス側第１周波数変換部からサービス側第Ｎ周波数変換部までのＮ個のサービス側周波数変換部２１１，２１２，，，２１Nを備える。
Ｎ個のサービスアンテナ２０１，２０２，，，２０Nは、通信端末と通信を行う、第１サービスアンテナ２０１，２０２，，，２０Nから第Ｎサービスアンテナ２０１，２０２，，，２０Nまでのサービスアンテナ２０１，２０２，，，２０Nである。
（【００１１】以降は省略されています）

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