本發(fā)明以日本專利申請2016-015116(申請日：2016/1/29)為基礎(chǔ)，從該申請享受優(yōu)先的權(quán)益。本申請通過參照該申請而包括該申請的全部內(nèi)容。

本發(fā)明的實施方式涉及通信中繼裝置、通信中繼系統(tǒng)以及方法。

背景技術(shù)：

以往，已知有用于使得能夠在室內(nèi)使用手機、智能電話等移動通信終端裝置的光中繼器系統(tǒng)(opticalrepeatersystem)(通信中繼系統(tǒng))。

在這樣的光中繼器系統(tǒng)中，對連接于無線基站的1臺主機連接多個子機，從而有實效地擴大無線基站的通信區(qū)域。由此，覆蓋了大規(guī)模的商業(yè)設(shè)施、辦公樓這樣的寬范圍的室內(nèi)通信區(qū)域。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，作為上行信號(上行鏈路(uplink)信號ul)，對針對每個子機所準(zhǔn)備的低噪聲放大器(lna：lownoiseamplifier：低噪聲放大器)的輸出進(jìn)行合成。

因此，在主機中，對子機臺數(shù)量的噪聲進(jìn)行合成，存在作為光中繼器系統(tǒng)整體的總噪聲值(nf：noisefigure：噪聲系數(shù))的合成噪聲值(合成nf)惡化的擔(dān)心。

實施方式的通信中繼裝置在無線基站與便攜通信終端裝置之間直接地或者間接地進(jìn)行通信的中繼。所述通信中繼裝置具備判別部和切斷部。所述判別部判別是否經(jīng)由無線通信天線從所述便攜通信終端裝置接收到上行鏈路信號。所述切斷部在由所述判別部判別為未接收到所述上行鏈路信號的情況下，切斷所述上行鏈路信號的向所述無線基站側(cè)的傳送路徑。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的通信中繼裝置，即使在對1臺主機連接多個子機而構(gòu)筑光中繼器系統(tǒng)的情況下，也能夠提高主機中的合成噪聲值，構(gòu)筑良好的通信環(huán)境。

附圖說明

圖1是示出實施方式的手機通信網(wǎng)絡(luò)的概要結(jié)構(gòu)的一個例子的框圖。

圖2是示出實施方式的光中繼器系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的一個例子的框圖。

圖3是示出實施方式的子機的概要結(jié)構(gòu)的一個例子的框圖。

圖4是示出實施方式的子機的處理的一個例子的流程圖。

圖5是示出實施方式的基于tdd方式的傳送信號的一個例子的說明圖。

圖6是示出實施方式的基于fdd方式的傳送信號的一個例子的說明圖。

具體實施方式

接下來，參照附圖，對實施方式進(jìn)行說明。

圖1是實施方式的手機通信網(wǎng)絡(luò)的概要結(jié)構(gòu)框圖。

手機通信網(wǎng)絡(luò)10具備：手機核心網(wǎng)絡(luò)12，經(jīng)由未圖示的網(wǎng)關(guān)交換機(interconnectinggatewayswitch：互連網(wǎng)關(guān)交換機)與其它連接運營商通信網(wǎng)絡(luò)11之間相互連接，進(jìn)行屬于該連接運營商的手機終端的連接控制；多個基站控制裝置13，連接于手機核心網(wǎng)絡(luò)12，進(jìn)行后述的基站的管理以及控制；多個無線基站(bts：basetransceiverstation：基站收發(fā)臺)14，連接于各基站控制裝置13；以及光中繼器系統(tǒng)(通信中繼系統(tǒng))15，通過rf電纜連接于對應(yīng)的基站。

在本實施方式中，光中繼器系統(tǒng)15設(shè)為被配置于作為所謂的盲區(qū)的一種的大廈bld內(nèi)以及地下通道ug內(nèi)。

圖2是光中繼器系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)框圖。

光中繼器系統(tǒng)15具備：主機(mu：masterunit：主單元)21，與無線基站14通過rf電纜而連接；集線器裝置(hu：hubunit：集線器單元)22，經(jīng)由光纜lc連接于主機21，并且還經(jīng)由光纜lc連接于其它集線器裝置；以及多個子機(ru：remoteunit：遠(yuǎn)程單元)24，無線連接于手機、智能電話等便攜通信終端裝置23。此外，在圖2中，子機24標(biāo)記為ru。

圖3是子機24的概要結(jié)構(gòu)框圖。

子機24具備雙工器(dup，duplexer)33，該雙工器33用于在與便攜通信終端裝置23之間進(jìn)行通信的情況下，由下行鏈路(downlink)信號(向下信號)dl以及上行鏈路信號(上行信號)ul共用經(jīng)由天線端口(antennaport)31而連接的天線32。

另外，子機24具備：檢測器(det)35，構(gòu)成為rms(rootmeansquare：均方根)檢波器，經(jīng)由定向耦合器34耦合于作為從雙工器33輸出的上行鏈路信號ul的傳送路徑的rf電纜，輸入分支出的上行鏈路信號ul，對上行鏈路信號ul檢波而變換為模擬信號；以及a/d變換器36，對檢測器35輸出的模擬檢測信號進(jìn)行模擬/數(shù)字變換而輸出為數(shù)字檢測數(shù)據(jù)。

子機24例如還具備：信號處理部38，構(gòu)成為fpga(現(xiàn)場可編程邏輯門陣列)，對a/d變換器36輸出的數(shù)字檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對插入于上行鏈路信號ul的傳送路徑的開關(guān)37進(jìn)行控制；通信接口部39，進(jìn)行與集線器裝置22之間的通信接口動作；以及控制部40，進(jìn)行子機24整體的控制。

在上述結(jié)構(gòu)中，信號處理部38在控制部40的控制下，以預(yù)定時間為單位解析數(shù)字檢測數(shù)據(jù)。然后，信號處理部38判別是否從雙工器33輸出了上行鏈路信號ul，從而控制開關(guān)37。

此處，在說實明施方式的動作之前，先研究一下以往的光中繼器系統(tǒng)的問題。

在以往的光中繼器系統(tǒng)中，對1臺主機連接多個子機。因此，在如光中繼器系統(tǒng)覆蓋了大規(guī)模的商業(yè)設(shè)施、辦公樓等寬范圍的通信區(qū)域那樣的情況下，通過對針對每個子機所準(zhǔn)備的lna輸出進(jìn)行合成而得到上行鏈路信號ul。因此，在主機中，對子機臺數(shù)量的噪聲進(jìn)行合成，存在系統(tǒng)整體的合成噪聲值(合成nf[noisefigure：噪聲系數(shù)])惡化的擔(dān)心。

以下，具體地進(jìn)行說明。

此處，如果設(shè)系統(tǒng)整體的合成噪聲值為nftotal，設(shè)各子機的噪聲值為nf1ru，設(shè)子機的連接臺數(shù)為nru，則下式成立。

nftotal＝nf1ru+10·log(nru)

因此，例如，如果設(shè)nf1ru＝4[db]、nru＝50[臺]，則

nftotal＝4+10·log(50)[db]

＝4+16.9897[db]

≈21[db]。

但是，所有的子機并不會同時發(fā)出上行鏈路信號ul。

因此，在本實施方式中，子機24在檢測出未包含上行鏈路信號ul時，切斷開關(guān)37而停止信號發(fā)出。

以下，詳細(xì)說明本實施方式。

圖4是子機的處理流程圖。

首先，子機24的檢測器35對經(jīng)由定向耦合器34而輸入的上行鏈路信號ul進(jìn)行檢波。然后，檢測器35向a/d變換器36輸出作為模擬信號的功率檢波信號(步驟s11)。

a/d變換器36進(jìn)行功率檢波信號的模擬/數(shù)字變換，作為數(shù)字檢測數(shù)據(jù)，輸出到信號處理部38(步驟s12)。

信號處理部38進(jìn)行所輸入的數(shù)字檢測數(shù)據(jù)的采樣以及濾波(步驟s13)，判別所得到的功率是否為預(yù)定的閾值以上(步驟s14)。

此處，對預(yù)定的閾值的設(shè)定進(jìn)行說明。

圖5是基于tdd方式的傳送信號的說明圖。

tdd(time-division-duplex：時分雙工)方式是在上行鏈路信號ul和下行鏈路信號dl中頻帶相同、按照時間進(jìn)行分割而傳送的方式。

圖5(a)是上行鏈路信號ul的傳送定時的說明圖。另外，圖5(b)是與上行鏈路信號ul對應(yīng)的參照信號rs的說明圖。

如圖5(b)所示，在傳送上行鏈路信號ul的傳送路徑中，總是傳送作為用于進(jìn)行上行鏈路信號ul的解調(diào)的定時信號的參照信號rs。

圖6是基于fdd方式的傳送信號的說明圖。

fdd(frequency-division-duplex：頻分雙工)方式是在上行鏈路信號ul和下行鏈路信號dl中分割頻帶而進(jìn)行傳送的方式。

圖6(a)是上行鏈路信號ul的傳送定時的說明圖，圖6(b)是與上行鏈路信號ul對應(yīng)的參照信號rs的說明圖。

如圖6(b)所示，與tdd方式的情況同樣地，在傳送上行鏈路信號ul的傳送路徑中，總是傳送作為用于進(jìn)行上行鏈路信號ul的解調(diào)的定時信號的參照信號rs。

也就是說，在tdd方式以及fdd方式這雙方中，無論在傳送上行鏈路信號ul的情況以及未傳送上行鏈路信號ul的情況中的哪種情況下，在可傳送上行鏈路信號ul的定時的雙工器33的輸出信號中，都包含參照信號rs。

因此，如果將至少比設(shè)想為在上行鏈路信號ul傳送定時僅傳送參照信號rs的情況下的功率高的功率值(功率電平)設(shè)定為預(yù)定的閾值，就能夠容易地識別是否在傳送路徑上傳送上行鏈路信號ul。

換言之，只要將至少比設(shè)想為僅傳送參照信號rs的情況下的最高功率值高、且比設(shè)想為傳送上行鏈路信號ul以及參照信號rs的情況下的最小功率值低的功率值(功率電平)設(shè)定為閾值即可。

然后，在步驟s14的判別中，在判別為在傳送路徑上傳送上行鏈路信號ul的情況下(步驟s14；是)，使開關(guān)37成為接通(on)狀態(tài)(或者接通狀態(tài)維持：傳送路徑維持)(步驟s15)。

其結(jié)果是，從便攜通信終端裝置23側(cè)發(fā)送的上行鏈路信號ul經(jīng)由通信接口部39被傳送到集線器裝置22側(cè)。

另一方面，在步驟s14的判別中，在判別為在傳送路徑上未傳送上行鏈路信號ul即僅傳送參照信號rs的情況下(步驟s14；否)，使開關(guān)37成為關(guān)斷(off)狀態(tài)(傳送路徑切斷)(步驟s16)。

其結(jié)果是，不從沒有必要傳送上行鏈路信號ul的子機24向集線器裝置22傳送信號(實際為參照信號rs)。

因此，在僅傳送來參照信號rs的情況下，也不會向主機21傳送噪聲并合成噪聲。

其結(jié)果可知，根據(jù)本實施方式，有實效地連接于主機的子機的數(shù)量是需要同時發(fā)送上行鏈路信號ul的子機24的數(shù)量，能夠提高主機21中的合成nf。

進(jìn)而，通過提高、改善合成nf，能夠擴大子機24的通信區(qū)域。其結(jié)果是在子機24的設(shè)置中應(yīng)該考慮的設(shè)計條件發(fā)生變化，能夠減少構(gòu)成光中繼器系統(tǒng)15所需要的子機24的數(shù)量，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)置成本的減少。

另外，通過合成nf提高，從而實質(zhì)上提高便攜通信終端裝置23的吞吐量(throughput)。

進(jìn)而，通過合成nf提高，從而改善了上行鏈路信號ul的snr(signalnoiseratio：信噪比)。因此，能夠抑制便攜通信終端裝置23的發(fā)送輸出功率，能夠抑制便攜通信終端裝置23的電池的消耗，所以能夠延長可使用時間。進(jìn)而，能夠改善電池壽命。

進(jìn)而，伴隨能夠抑制便攜通信終端裝置23的發(fā)送輸出功率，能夠抑制從便攜通信終端裝置23向子機24發(fā)送的上行鏈路信號ul的相互干擾，能夠進(jìn)行良好的通信。

另外，通過求出可通信期間的使開關(guān)關(guān)斷的比率，能夠測量子機24的通信業(yè)務(wù)量(上行鏈路信號ul的使用率)。因此，能夠掌握通信業(yè)務(wù)的增減即便攜通信終端裝置23的用戶數(shù)的增減。由此，能夠可靠地進(jìn)行子機24的增設(shè)、區(qū)段分割、新波段(新頻帶)的追加增設(shè)等的判斷，能夠迅速地進(jìn)行對應(yīng)的處理。

根據(jù)本實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)如以上那樣的效果，所以還能夠減少光中繼器系統(tǒng)15整體的系統(tǒng)成本。

特別是，如果是對應(yīng)于lte(longtermevolution：長期演進(jìn)技術(shù))的通信標(biāo)準(zhǔn)的光中繼器系統(tǒng)15，在存在具有傳送數(shù)據(jù)的便攜通信終端裝置23的情況下，對該便攜通信終端裝置23較多地分配業(yè)務(wù)信道(trafficchannel)而進(jìn)行動作，以使得短時間地完成數(shù)據(jù)傳送。因此，實際發(fā)送上行鏈路信號ul的便攜通信終端裝置23的數(shù)量以及實質(zhì)的發(fā)送時間不是那么多。因此，在對應(yīng)于lte的通信標(biāo)準(zhǔn)的光中繼器系統(tǒng)15中，能夠更多地獲得本實施方式的效果。

在以上的說明中，作為檢測器35而使用了rms檢波器。

但是，也可以不使用rms檢波器，而使用在將rf信號直接或者暫時變換為中頻信號(if信號)后，通過a/d變換器36變換為數(shù)字信號，并通過數(shù)字電路來檢波的方法。

或者，也可以構(gòu)成為不使用rms檢波器，而使用對上行鏈路信號ul進(jìn)行解調(diào)，對實際數(shù)據(jù)(pusch)信號進(jìn)行分析的方法之類的方法。

也就是說，也可以構(gòu)成為通過判別是否包含實質(zhì)上的數(shù)據(jù)，來判別是否處于提供針對便攜通信終端裝置23的服務(wù)的狀況。

另外，也可以構(gòu)成為通過分析包含于下行鏈路信號dl的控制信號，來判別是否處于進(jìn)行了上行鏈路信號ul的分配的狀態(tài)。

在以上的說明中，以用于通信的頻帶(波段)是一個的情況為例進(jìn)行了說明。

但是，近來，通過光中繼器系統(tǒng)15處理的頻帶變?yōu)槎鄠€(例如，800mhz頻段以及2.1ghz頻段)，被輸入到子機24的上行鏈路信號ul的頻帶也為多個。因此，通過構(gòu)成為對每個頻帶進(jìn)行與上述處理相同的處理，并對每個頻帶也獨立地進(jìn)行開關(guān)的控制，從而能夠?qū)崿F(xiàn)每個頻帶的獨立的控制，能夠進(jìn)行靈活的資源分配。

另外，在可利用的多個頻帶中的、基于便攜通信終端裝置23的頻帶未利用的情況下等，通過關(guān)于該頻帶同步而使子機24側(cè)也為關(guān)斷狀態(tài)，能夠減少子機24的消耗功率。

本實施方式的通信中繼裝置具備：cpu等控制裝置；rom(readonlymemory：只讀存儲器)、ram等存儲裝置；hdd、cd驅(qū)動器裝置等外部存儲裝置；顯示器(display)裝置等顯示裝置；以及鍵盤、鼠標(biāo)等輸入裝置，該通信中繼裝置為利用通常的計算機的硬件結(jié)構(gòu)。

在本實施方式的通信中繼裝置中執(zhí)行的控制程序以可安裝的形式或者可執(zhí)行的形式的文件(file)，被記錄于cd-rom、軟盤(fd，flexibledisk)、cd-r、dvd(digitalversatiledisk：數(shù)字通用光盤)等能夠由計算機讀取的記錄介質(zhì)來提供。

另外，也可以構(gòu)成為將在本實施方式的通信中繼裝置中執(zhí)行的控制程序保存在連接于互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的計算機上，通過經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)下載來提供該控制程序。另外，也可以構(gòu)成為將在本實施方式的通信中繼裝置中執(zhí)行的程序經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)來提供或者分發(fā)。

另外，也可以構(gòu)成為將本實施方式的通信中繼裝置的控制程序預(yù)先嵌入到rom等來提供。

在本實施方式的通信中繼裝置中執(zhí)行的控制程序為包括上述的各部(判別部、切斷部)的模塊結(jié)構(gòu)，作為實際的硬件，cpu(processor：處理器)通過從上述存儲介質(zhì)讀出程序并執(zhí)行，從而將上述各部加載到主存儲裝置上，在主存儲裝置上生成判別部、切斷部。

說明了本發(fā)明的幾個實施方式，但這些實施方式是作為例子而提示的，并不意圖限定發(fā)明的范圍。這些新的實施方式能夠以其它各種方式來實施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變形，包含于發(fā)明的范圍、主旨中，并且包含于權(quán)利要求書中記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。