(57)【要約】【課題】複数のシステムが周波数帯域を共用する場合でも、各システムに対応する信号に対して適切な自動利得制御を行うこと。【解決手段】第１の信号及び第２の信号を含む受信信号を増幅して中継送信する中継装置１００であって、ＬＰＦ１１１−１及びＬＰＦ１１１−２は、第２周波数変換部１１０−１及び１１０−２から入力される受信信号を、第１の信号と第２の信号とに分割し、利得制御部１０８は、第１の信号の増幅利得、及び、第２の信号の増幅利得を、それぞれ個別に制御する。【選択図】図１
2011124650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号及び第２の信号を含む受信信号を増幅して中継送信する中継装置であって、
前記受信信号を、前記第１の信号と前記第２の信号とに分割する分割手段と、
前記第１の信号の増幅利得、及び、前記第２の信号の増幅利得を、それぞれ個別に制御する制御手段と、
を具備する中継装置。
【請求項２】
前記受信信号から前記第１の信号を分離するための第１の処理系統、及び、前記受信信号から前記第２の信号を分離するための第２の処理系統を備え、
前記受信信号が割り当てられた全周波数帯域のうち、前記第１の信号が割り当てられた周波数帯域と、前記第２の信号が割り当てられた周波数帯域との境界である境界周波数を特定する特定手段と、
前記第１の処理系統及び前記第２の処理系統のうちいずれか一方の処理系統に入力される前記受信信号の周波数配置を反転させ、かつ、前記第１の処理系統に入力される前記受信信号と前記第２の処理系統に入力される前記受信信号との間で前記境界周波数を一致させるように、前記第１の処理系統及び前記第２の処理系統にそれぞれ入力される前記受信信号を周波数変換する変換手段と、をさらに具備し、
前記分割手段は、前記第１の処理系統及び前記第２の処理系統において、前記境界周波数以下の成分、又は、前記境界周波数以上の成分を通過させるフィルタを、周波数変換後の前記受信信号にそれぞれ掛けることにより、前記第１の信号と前記第２の信号とを分割する、
請求項１記載の中継装置。
【請求項３】
前記変換手段は、前記第１の処理系統及び前記第２の処理系統のうち、いずれか一方の処理系統では、ＲＦ信号からＩＦ信号に周波数変換された前記受信信号の中心周波数よりも高い周波数のローカル信号を用いて前記受信信号を周波数変換し、他方の処理系統では、前記中心周波数よりも低い周波数のローカル信号を用いて前記受信信号を周波数変換する、
請求項２記載の中継装置。
【請求項４】
第１の信号及び第２の信号を含む受信信号を増幅して中継送信する中継装置における中継方法であって、
前記受信信号を、前記第１の信号と前記第２の信号とに分割する分割ステップと、
前記第１の信号の増幅利得、及び、前記第２の信号の増幅利得を、それぞれ個別に制御する制御ステップと、
を具備する中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置及び中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
中継装置は、リピータ又はブースタともいわれ、電波不感帯エリアを簡易に無線通信可能エリア（カバーエリアと称されることもある）にするために、送信側（例えば、基地局装置）から送信された信号を受信、増幅して受信側（例えば、端末装置）に送信する装置である。信号を増幅するにあたり、基地局装置と中継装置との間の伝搬損失（パスロス）値を算出し、算出した伝搬路損失値を補うように増幅利得の制御（以下、「自動利得制御」という）を行う中継装置が存在する。
【０００３】
一般に、中継装置の自動利得制御の基本となる式は、中継装置の利得（ゲイン）をＧ、基地局と中継装置との間の伝搬損失値をPathLoss、システムで予め設定された固定値をαとすると、次式（１）で示される。
Ｇ＝PathLoss−α                                            …（１）
【０００４】
また、３ＧＰＰ  ＬＴＥ（3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution）が適用された無線通信システム（以下、ＬＴＥシステムという）では、ＬＴＥシステムに対応した基地局（以下、ＬＴＥ基地局という）のみでなく、第３世代移動通信システム（以下、３Ｇシステムという）に対応した基地局（以下、３Ｇ基地局という）も混在する。つまり、ＬＴＥでは、ＬＴＥシステム及び３Ｇシステムは使用する周波数帯域を共用する。
【０００５】
また、ＬＴＥシステムでは、信号に割り当てられる周波数帯域幅が可変（例えば、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ）となる。そのため、使用可能な全周波数帯域において、ＬＴＥシステム及び３Ｇシステムにそれぞれ対応する信号に割り当てられる周波数帯域が可変となる可能性がある。そのため、ＬＴＥシステムでは、中継装置は、各システムに可変に割り当てられる周波数帯域に応じて、各システムにそれぞれ対応する信号の中継処理（自動利得制御等）を行う必要がある。
【０００６】
例えば、信号に割り当てられる周波数帯域が可変となる場合でも、信号の周波数帯域の制御によって、受信周波数帯域（つまり、フィルタ通過帯域）を可変にすることで信号を取り出す従来技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術を用いることで、中継装置は、基地局から送信される信号の周波数帯域が可変となる場合でも、受信周波数帯域も可変にすることで、特定の信号の受信及び増幅（つまり、中継処理）を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３０４１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術では、１つのシステム（ここでは、ＬＴＥシステム及び３Ｇシステムのいずれか一方）に対応する信号に対してのみ周波数帯域を制御することができる。そのため、上述したように、中継装置が受信する信号にＬＴＥシステム及び３Ｇシステムにそれぞれ対応する信号が含まれる場合、各信号をそれぞれ増幅するためには、上記従来技術が適用された装置を、システム数分（ここでは、２個）だけ中継装置内に備える必要がある。この場合、中継装置の回路構成は大規模となり、かつ、処理が複雑になってしまう。
【０００９】
そこで、１つの中継装置が、ＬＴＥシステムに対応する信号（以下、ＬＴＥ信号という）及び３Ｇシステムに対応する信号（以下、３Ｇ信号という）を含む全周波数帯域（中継装置の中継対象である中継帯域）を増幅することが考えられる。例えば、中継装置は、ＬＴＥ信号に基づいて自動利得制御を行うことで、固定の帯域幅である全周波数帯域に割り当てられた信号をすべて増幅することが可能となる。
【００１０】
しかし、複数のシステムにそれぞれ対応する信号が含まれる全周波数帯域に渡って信号を増幅すると、中継装置は、各システムに対応する信号に対して適切な増幅処理を行えない場合がある。
【００１１】
例えば、ＬＴＥ基地局と３Ｇ基地局とがほぼ同一位置に設置され、かつ、３Ｇ信号の送信電力がＬＴＥ信号の送信電力よりも大きい場合、又は、３Ｇ基地局と中継装置との間の距離が、ＬＴＥ基地局と中継装置との間の距離よりも短い場合について説明する。つまり、いずれの場合も、中継装置では、３Ｇ信号の受信電力がＬＴＥ信号の受信電力よりも大きくなる。
【００１２】
この場合、中継装置において、受信信号を復調する際、ＬＴＥ信号（受信電力：小）は、３Ｇ信号（受信電力：大）から干渉を受け、ＬＴＥ信号の受信特性が劣化してしまう可能性がある。受信信号の受信特性が劣化してしまうと、例えば、受信信号に含まれる、自動利得制御に必要な情報を取り出せないために、中継装置は、信号の自動利得制御を適切に行えない可能性がある。
【００１３】
また、中継装置がＬＴＥ信号に基づいて自動利得制御を行う場合、ＬＴＥ信号は適切に増幅されるものの、ＬＴＥ信号の受信電力よりも大きい受信電力の３Ｇ信号は過大に増幅されてしまう可能性がある。逆に、中継装置が３Ｇ信号に基づいて自動利得制御を行う場合、３Ｇ信号は適切に増幅されるものの、３Ｇ信号の受信電力よりも小さい受信電力のＬＴＥ信号は十分に増幅されない可能性がある。
【００１４】
なお、上述した送信電力又は中継局との間の距離の関係が、ＬＴＥ基地局と３Ｇ基地局との間で逆の関係になる場合も同様の課題が発生する。
【００１５】
このように、複数のシステムが共有する全周波数帯域に対して自動利得制御を行うと、受信信号の受信特性が劣化したり、受信信号の増幅利得が適切でなくなったりしてしまう場合がある。この場合、中継装置は、各システムに対応する信号に対して適切な自動利得制御を行うことができなくなってしまう。
【００１６】
本発明の目的は、複数のシステムが周波数帯域を共用する場合でも、各システムに対応する信号に対して適切な自動利得制御を行うことができる中継装置、及び、中継方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の中継装置は、第１の信号及び第２の信号を含む受信信号を増幅して中継送信する中継装置であって、前記送信信号を、前記第１の信号と前記第２の信号とに分割する分割手段と、前記第１の信号の増幅利得、及び、前記第２の信号の増幅利得を、それぞれ個別に制御する制御手段と、を具備する構成を採る。
【００１８】
本発明の中継方法は、第１の信号及び第２の信号を含む受信信号を増幅して中継送信する中継装置における中継方法であって、前記送信信号を、前記第１の信号と前記第２の信号とに分割する分割ステップと、前記第１の信号の増幅利得、及び、前記第２の信号の増幅利得を、それぞれ個別に制御する制御ステップと、を具備する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数のシステムが周波数帯域を共用する場合でも、各システムに対応する信号に対して適切な自動利得制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る中継装置における受信信号を示す図
【図３】本発明の一実施の形態に係る中継処理を示す図
【図４】本発明の一実施の形態に係る中継装置におけるその他の受信信号を示す図
【図５】本発明の一実施の形態に係るその他の中継処理を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明の実施の形態に係る中継装置が、基地局（ＬＴＥ基地局及び３Ｇ基地局）から送信された信号を端末へ中継送信する場合について説明する。
【００２２】
また、以下の説明では、中継装置の中継対象の周波数帯域である中継帯域には、ＬＴＥ基地局からのＬＴＥ信号及び３Ｇ基地局からの３Ｇ信号が割り当てられている。つまり、ＬＴＥシステム及び３Ｇシステムは周波数帯域を共用する。本実施の形態に係る中継装置は、ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号を含む受信信号を増幅して、ＬＴＥシステムに対応する端末装置（以下、ＬＴＥ端末という）及び３Ｇシステムに対応する端末（以下、３Ｇ端末という）に中継送信する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係る中継装置の構成を示すブロック図である。図１に示す中継装置１００において、局部発振器１０９−１、第２周波数変換部１１０−１、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１１１−１、増幅器１１２−１、切替器１１３−１及び第２周波数変換部１１４−１は、ＬＴＥシステム及び３Ｇシステムのうち一方に対応する処理系統として備えられ、局部発振器１０９−２、第２周波数変換部１１０−２、ＬＰＦ１１１−２、増幅器１１２−２、切替器１１３−２及び第２周波数変換部１１４−２は、ＬＴＥシステム及び３Ｇシステムのうち他方に対応する処理系統として備えられる。すなわち、中継装置１００には、各システムにそれぞれ対応した処理系統が備えられる。また、中継装置１００では、ＬＰＦ１１１−１及びＬＰＦ１１１−２にはカットオフ周波数が予め設定されている。
【００２４】
第１周波数変換部１０２は、アンテナ１０１を介して受信される受信信号（ＲＦ信号）をＩＦ信号に周波数変換する。そして、第１周波数変換部１０２は、周波数変換後の信号（以下、ＩＦ１信号という）をＢＰＦ（Band Pass Filter）１０３に出力する。なお、受信信号には、ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号を含む所望帯域（すなわち、中継装置１００の中継帯域）の信号と、所望帯域以外の周波数帯域の信号（例えば、他の通信事業者の信号）とが含まれる。また、ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号には、データ信号に加え、送受信側で既知であるパイロット信号（基準信号）と、送信側（ここでは、ＬＴＥ基地局及び３Ｇ基地局）でのパイロット信号の送信電力値を示す情報を含む報知信号とが含まれる。
【００２５】
ＢＰＦ１０３は、第１周波数変換部１０２から入力される信号（ＩＦ１信号）のうち、中継装置１００の中継帯域（ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号を含む所望帯域）のみを通過させる。これにより、所望帯域以外の帯域の信号（例えば、他の通信事業者の信号）が抑圧される。そして、ＢＰＦ１０３は、通過させた信号を、分配器１０４に出力する。
【００２６】
分配器１０４は、ＢＰＦ１０３から入力される信号を第２周波数変換部１１０−１及び第２周波数変換部１１０−２に出力する。つまり、分配器１０４は、ＢＰＦ１０３から入力される信号を各処理系統に分配する。
【００２７】
信号検出部１０５は、キャリアセンシング機能を有し、アンテナ１０１を介して受信される受信信号から、中継装置１００の中継帯域内における各信号の周波数配置（キャリア配置）、及び、各信号の変調方式等を検出する。そして、信号検出部１０５は、検出した周波数配置及び変調方式等を含む情報を、制御部１０６の周波数制御部１０７に出力する。
【００２８】
制御部１０６は、周波数制御部１０７及び利得制御部１０８を備え、ＬＴＥ信号と３Ｇ信号とを分割するための周波数変換を制御するとともに、ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号に対する増幅利得をそれぞれ個別に制御する。
【００２９】
制御部１０６の周波数制御部１０７は、まず、信号検出部１０５から入力される情報に示される周波数配置に基づいて、ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号が割り当てられた全周波数帯域（つまり、中継帯域）のうち、ＬＴＥ信号が割り当てられた周波数と、３Ｇシステム信号が割り当てられた周波数との境界である境界周波数を特定する。そして、周波数制御部１０７は、特定した境界周波数、及び、ＬＰＦのカットオフ周波数に基づいて、局部発振器１０９−１が生成するローカル信号の周波数、及び、局部発振器１０９−２が生成するローカル信号の周波数を制御する。ここで、周波数制御部１０７は、ＩＦ１信号の中心周波数よりも低い周波数となるように、局部発振器１０９−１が生成するローカル信号の周波数を制御する。また、周波数制御部１０７は、ＩＦ１信号の中心周波数よりも高い周波数となるように、局部発振器１０９−２が生成するローカル信号の周波数を制御する。
【００３０】
制御部１０６の利得制御部１０８は、復調部１１８から入力される、パイロット信号、及び、パイロット信号の送信電力値を示す情報に基づいて、増幅器１１２−１及び１１２−２における増幅利得を制御する。具体的には、利得制御部１０８は、まず、復調部１１８から入力される、ＬＴＥ基地局からのパイロット信号の受信電力値、及び、３Ｇ基地局からのパイロット信号の受信電力値をそれぞれ測定する。次いで、利得制御部１０８は、測定した受信電力値と復調部１１８から入力される送信電力値との差分に基づいて、各システムについて伝搬路損失値（パスロス、上式（１）に示すPathLoss）を算出する。そして、利得制御部１０８は、例えば、上式（１）に従って、ＬＴＥ信号の増幅利得Ｇ及び３Ｇ信号の増幅利得Ｇをそれぞれ個別に設定する。なお、利得制御部１０８は、復調部１１８での受信信号の復調時には、復調部１１８への信号の入力レベルが最適となるように増幅利得を制御し、中継先への中継送信時には、アンテナ１１７からの出力レベルが最適となるように増幅利得を制御する。
【００３１】
局部発振器１０９−１は、周波数制御部１０７から指示される周波数（ここではＩＦ１信号の中心周波数よりも低い周波数）のローカル信号（lowerのローカル信号）を生成し、生成したローカル信号を第２周波数変換部１１０−１に出力する。
【００３２】
局部発振器１０９−２は、周波数制御部１０７から指示される周波数（ここではＩＦ１信号の中心周波数よりも高い周波数）のローカル信号（upperのローカル信号）を生成し、生成したローカル信号を第２周波数変換部１１０−２に出力する。
【００３３】
第２周波数変換部１１０−１及び１１０−２は、局部発振器１０９−１及び１０９−２からそれぞれ入力されるローカル信号を用いて、２つの処理系統のうち、いずれか一方の処理系統で、分配器１０４から入力されるＩＦ１信号（受信信号）の周波数配置を反転させ、かつ、２つの処理系統にそれぞれ入力されるＩＦ１信号（受信信号）の間で、ＬＴＥ信号が割り当てられている周波数と３Ｇ信号が割り当てられている周波数との境界である境界周波数を一致させるように、分配器１０４から入力されるＩＦ１信号（受信信号）をそれぞれ周波数変換する。
【００３４】
具体的には、第２周波数変換部１１０−１は、局部発振器１０９−１から入力されるローカル信号（lowerのローカル信号）を用いて、分配器１０４から入力されるＩＦ１信号を周波数変換する。そして、第２周波数変換部１１０−１は、周波数変換後の信号（以下、ＩＦ２−Ａ信号という）をＬＰＦ１１１−１に出力する。ここで、ＩＦ２−Ａ信号は、ＩＦ１信号と同一の周波数配置となる。
【００３５】
第２周波数変換部１１０−２は、局部発振器１０９−２から入力されるローカル信号（upperのローカル信号）を用いて、分配器１０４から入力されるＩＦ１信号を周波数変換する。そして、第２周波数変換部１１０−２は、周波数変換後の信号（以下、ＩＦ２−Ｂ信号という）をＬＰＦ１１１−２に出力する。ここで、ＩＦ２−Ｂ信号は、ＩＦ１信号の周波数配置を反転させた周波数配置となる。また、ＩＦ２−Ａ信号及びＩＦ２−Ｂ信号では、信号の周波数配置が反転しており、ＬＴＥ信号が割り当てられている周波数と３Ｇ信号が割り当てられている周波数との境界である境界周波数が一致する。さらに、上記境界周波数は、ＬＰＦ１１１−１及び１１１−２に予め設定されたカットオフ周波数と一致する。
【００３６】
ＬＰＦ１１１−１及び１１１−２は、第２周波数変換部１１０−１及び１１０−２からそれぞれ入力されるＩＦ２−Ａ信号及びＩＦ２−Ｂ信号が割り当てられた周波数帯域のうち、予め設定されたカットオフ周波数以下の低域成分（下側信号）を通過させる。これにより、各処理系統では、中継帯域のうち、高域成分（上側信号）が抑圧される。ここで、ＬＰＦ１１１−１及び１１１−２のうち、一方で抽出される信号（低域成分）はＬＴＥ信号であり、他方で抽出される信号（低域成分）は３Ｇ信号である。換言すると、ＬＰＦ１１１−１及び１１１−２は、各処理系統において、境界周波数以下の成分を通過させる同一のＬＰＦをそれぞれ掛けることにより、ＬＴＥ信号と３Ｇ信号とを分割する。そして、ＬＰＦ１１１−１及び１１１−２は、得られた信号（ＬＴＥ信号と３Ｇ信号）を、増幅器１１２−１及び１１２−２にそれぞれ出力する。
【００３７】
増幅器１１２−１及び１１２−２は、可変利得増幅器であり、利得制御部１０８からの指示に従って、ＬＰＦ１１１−１及び１１１−２からそれぞれ入力される信号を増幅する。そして、増幅器１１２−１及び１１２−２は、増幅後の信号を、切替器１１３−１及び１１３−２にそれぞれ出力する。
【００３８】
切替器１１３−１及び１１３−２は、増幅器１１２−１及び１１２−２からそれぞれ入力される信号の出力先を、第２周波数変換部１１４−１、１１４−２（すなわち、中継増幅処理時）と、復調部１１８（すなわち、復調処理時）との間で切り替える。
【００３９】
第２周波数変換部１１４−１及び１１４−２は、局部発振器１０９−１及び１０９−２におけるローカル信号と同一周波数をそれぞれ用いて、切替器１１３−１及び１１３−２からそれぞれ入力されるＩＦ２−Ａ信号及びＩＦ２−Ｂ信号を周波数変換する。そして、第２周波数変換部１１４−１及び１１４−２は、周波数変換後の信号（つまり、ＩＦ１信号）を合成器１１５にそれぞれ出力する。
【００４０】
合成器１１５は、第２周波数変換部１１４−１から入力される信号と、第２周波数変換部１１４−２から入力される信号とを合成する。そして、合成器１１５は、合成信号を第１周波数変換部１１６に出力する。
【００４１】
第１周波数変換部１１６は、合成器１１５から入力される合成信号（ＩＦ１信号）を、第１周波数変換部１０２で用いた周波数と同一周波数を用いて周波数変換する。そして、第１周波数変換部１１６は、周波数変換後の信号（つまり、ＲＦ信号）をアンテナ１１７を介して中継送信する。
【００４２】
復調部１１８は、切替器１１３−１から入力される信号に含まれる報知信号、及び、切替器１１３−２から入力される信号に含まれる報知信号を復調する。そして、復調部１１８は、切替器１１３−１、１１３−２から入力される信号に含まれるパイロット信号、および、報知信号に含まれるパイロット信号の送信電力値を示す情報を利得制御部１０８に出力する。つまり、復調部１１８は、ＬＴＥ基地局及び３Ｇ基地局からそれぞれ送信されたパイロット信号、及び、ＬＴＥ基地局及び３Ｇ基地局におけるパイロット信号の送信電力値を示す情報を利得制御部１０８に出力する。
【００４３】
次に、本実施の形態に係る中継装置１００（図１）の動作について詳細に説明する。
【００４４】
以下の説明では、中継装置１００は、図２に示す信号（入力ＲＦ信号）を受信する。また、また、図２に示す受信信号には、ＬＴＥシステム及び３Ｇシステムで共有される周波数帯域（すなわち、中継装置１００の中継帯域）２１００ＭＨｚ〜２１２０ＭＨｚ（２０ＭＨｚ帯域幅）に割り当てられた所望信号と、２１００ＭＨｚ〜２１２０ＭＨｚ以外の帯域に割り当てられた所望信号以外の信号（他の通信事業者の信号）とが含まれる。また、図２に示すように、２１００ＭＨｚ〜２１２０ＭＨｚには、５ＭＨｚ帯域幅毎に信号が割り当てられる。具体的には、図２では、２１００ＭＨｚ〜２１０５ＭＨｚの５ＭＨｚ帯域幅にＬＴＥ信号が割り当てられ、２１０５ＭＨｚ〜２１２０ＭＨｚの各５ＭＨｚ帯域幅に３つの３Ｇ信号がそれぞれ割り当てられる。なお、ＬＴＥ信号の帯域幅は、例えば、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの帯域幅で可変となる。
【００４５】
また、中継装置１００（図１）のＬＰＦ１１１−１及びＬＰＦ１１１−２に予め設定されたカットオフ周波数を４５ＭＨｚとする。
【００４６】
また、ここでは、中継装置１００では、局部発振器１０９−１〜第２周波数変換部１１４−１の処理系統を、図２に示す受信信号からＬＴＥ信号を分離するための処理系統とする。同様に、中継装置１００では、局部発振器１０９−２〜第２周波数変換部１１４−２の処理系統を、図２に示す受信信号から３Ｇ信号を分離するための処理系統とする。
【００４７】
まず、第１周波数変換部１０２は、図２に示す受信信号（ＲＦ信号）を周波数変換して、図３最上段に示す周波数変換後の信号（ＩＦ１信号）を得る。すなわち、図２に示す２１００ＭＨｚ〜２１２０ＭＨｚ（中心周波数：２１１０ＭＨｚ）の周波数帯域の信号が、４９０ＭＨｚ〜５１０ＭＨｚ（中心周波数：５００ＭＨｚ）の周波数帯域の信号に変換される。
【００４８】
次いで、ＢＰＦ１０３は、図３に示すＩＦ１信号のうち、中継装置１００の中継帯域に相当する４９０ＭＨｚ〜５１０ＭＨｚの周波数帯域のみを通過させる。
【００４９】
また、制御部１０６の周波数制御部１０７は、信号検出部１０５から入力される周波数配置に基づいて、図２に示す受信信号の全帯域（２１００ＭＨｚ〜２１２０ＭＨｚ）のうち、ＬＴＥ信号が割り当てられた周波数と３Ｇ信号が割り当てられた周波数との境界周波数が２１０５ＭＨｚであると特定する。これは、図３最上段に示す第１周波数変換処理後のＩＦ１信号では４９５ＭＨｚに相当する。
【００５０】
また、周波数制御部１０７は、２つの処理系統のうち、いずれか一方の処理系統（ここでは、局部発振器１０９−２が属する処理系統）に入力される受信信号の周波数配置を反転させ、かつ、２つの処理系統に入力される受信信号の間で境界周波数を一致させるように、局部発振器１０９−１及び１０９−２がそれぞれ生成するローカル信号の周波数を設定する。このとき、周波数制御部１０７は、さらに、ＬＰＦ１１１−１及び１１１−２の双方で用いられるカットオフ周波数４５ＭＨｚと一致するように、局部発振器１０９−１及び１０９−２がそれぞれ生成するローカル信号の周波数を設定する。
【００５１】
また、周波数制御部１０７は、図３に示すＩＦ１信号の中心周波数５００ＭＨｚよりも低い周波数となるように、局部発振器１０９−１が生成するローカル信号の周波数を制御する。また、周波数制御部１０７は、図３に示すＩＦ１信号の中心周波数５００ＭＨｚよりも高い周波数となるように、局部発振器１０９−２が生成するローカル信号の周波数を制御する。
【００５２】
ここで、ＩＦ１信号の中心周波数よりも低い周波数のローカル信号で周波数変換された信号は、ＩＦ１信号の中心周波数とローカル信号の周波数との差に相当する周波数を中心周波数とし、ＩＦ１信号の周波数配置と同一の周波数配置となる。一方、ＩＦ１信号の中心周波数よりも高い周波数のローカル信号で周波数変換された信号は、ＩＦ１信号の中心周波数とローカル信号の周波数との差に相当する周波数を中心周波数とし、ＩＦ１信号の周波数配置と反転する周波数配置となる。
【００５３】
例えば、図３最上段では、４９０ＭＨｚ〜５１０ＭＨｚの周波数帯域において、ＬＴＥ信号と３Ｇ信号との境界周波数は、中心周波数５００ＭＨｚに対して５ＭＨｚだけ低い４９５ＭＨｚとなる。
【００５４】
ここで、周波数配置がＩＦ１信号と同一となるＩＦ２信号（ここでは、第２周波数変換部１１０−１の出力であるＩＦ２−Ａ信号）では、ＬＴＥ信号と３Ｇ信号との境界周波数は、ＩＦ１信号と同様、中心周波数よりも５ＭＨｚだけ低い周波数となる。一方、周波数配置がＩＦ１信号と反転するＩＦ２信号（ここでは、第２周波数変換部１１０−２の出力であるＩＦ２−Ｂ信号）では、ＬＴＥ信号と３Ｇ信号との境界周波数は、ＩＦ１信号とは逆に、中心周波数よりも５ＭＨｚだけ高い周波数となる。
【００５５】
つまり、周波数制御部１０７は、第２周波数変換後の信号の中心周波数より５ＭＨｚだけ低い周波数（境界周波数）が４５ＭＨｚとなるように（つまり、中心周波数が５０ＭＨｚとなるように）、局部発振器１０９−１で生成されるローカル信号の周波数を設定すればよい。同様に、周波数制御部１０７は、第２周波数変換後の信号の中心周波数より５ＭＨｚだけ高い周波数（境界周波数）が４５ＭＨｚとなるように（つまり、中心周波数が４０ＭＨｚとなるように）、局部発振器１０９−２で生成されるローカル信号の周波数を設定すればよい。
【００５６】
よって、周波数制御部１０７は、図３に示すＩＦ１信号の中心周波数５００ＭＨｚよりも低く、ＩＦ１信号の中心周波数との差が５０ＭＨｚ（ＩＦ２−Ａ信号の中心周波数）となる周波数４５０ＭＨｚを局部発振器１０９−１に対して設定する。同様に、周波数制御部１０７は、図３に示すＩＦ１信号の中心周波数５００ＭＨｚよりも高く、ＩＦ１信号の中心周波数との差が４０ＭＨｚ（ＩＦ２−Ｂ信号の中心周波数）となる周波数５４０ＭＨｚを局部発振器１０９−１に対して設定する。
【００５７】
よって、第２周波数変換部１１０−１は、局部発振器１０９−１が生成した４５０ＭＨｚのローカル信号を用いて、図３最上段に示すＩＦ１信号を周波数変換する。これにより、図３に示すように、４９０ＭＨｚ〜５１０ＭＨｚのＩＦ１信号が、４０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ（中心周波数５０ＭＨｚ）のＩＦ２−Ａ信号に変換される。図３に示すＩＦ２−Ａ信号の周波数配置（つまり、低周波数側から順にＬＴＥ信号、３Ｇ信号、３Ｇ信号、３Ｇ信号）は、図３最上段に示すＩＦ１信号の周波数配置と同一である。また、図３に示すＩＦ２−Ａ信号において、ＬＴＥ信号と３Ｇ信号との境界周波数は４５ＭＨｚ（ＬＰＦ１１１−１のカットオフ周波数）となる。
【００５８】
一方、第２周波数変換部１１０−２は、局部発振器１０９−２が生成した５４０ＭＨｚのローカル信号を用いて、図３最上段に示すＩＦ１信号を周波数変換する。これにより、図３に示すように、４９０ＭＨｚ〜５１０ＭＨｚのＩＦ１信号が、３０ＭＨｚ〜５０ＭＨｚ（中心周波数４０ＭＨｚ）のＩＦ２−Ｂ信号に変換される。図３に示すＩＦ２−Ｂ信号の周波数配置（つまり、低周波数側から順に３Ｇ信号、３Ｇ信号、３Ｇ信号、ＬＴＥ信号）は、図３最上段に示すＩＦ１信号の周波数配置を反転した周波数配置となる。また、図３に示すＩＦ２−Ｂ信号において、３Ｇ信号とＬＴＥ信号との境界周波数は４５ＭＨｚ（ＬＰＦ１１１−２のカットオフ周波数）となる。
【００５９】
次いで、図３に示すように、ＬＰＦ１１１−１は、４０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの周波数帯域のうち、４５ＭＨｚ以下の周波数帯域のみを通過させることで、ＬＴＥ信号（４０ＭＨｚ〜４５ＭＨｚの５ＭＨｚ帯域幅）のみを抽出する。また、図３に示すように、ＬＰＦ１１１−２は、３０ＭＨｚ〜５０ＭＨｚの周波数帯域のうち、４５ＭＨｚ以下の周波数帯域のみを通過させることで、３つの３Ｇ信号（３０ＭＨｚ〜４５ＭＨｚ内の３つの５ＭＨｚ帯域幅）のみを抽出する。
【００６０】
すなわち、ＬＰＦ１１１−１及びＬＰＦ１１１−２は、中継装置１００が受信する受信信号を、ＬＴＥ信号と３Ｇ信号とを分割する。具体的には、ＬＰＦ１１１−１及びＬＰＦ１１１−２は、２つの処理系統において、境界周波数４５ＭＨｚ以下の成分を通過させる同一のフィルタを、周波数変換後の受信信号（ＬＰＦ１１１−１ではＩＦ２−Ａ信号、ＬＰＦ１１１−２ではＩＦ２−Ｂ信号）にそれぞれ掛けることにより、ＬＴＥ信号と３Ｇ信号とを分割する。
【００６１】
ＬＰＦ１１１−１で得られたＬＴＥ信号及びＬＰＦ１１１−２で得られた３Ｇ信号は、切替器１１３−１，１１３−２を介して復調部１１８に入力される。そして、復調部１１８は、ＬＴＥ信号に含まれるパイロット信号と、パイロット信号の送信電力値を示す情報とを制御部１０６の利得制御部１０８に出力する。同様に、復調部１１８は、３Ｇ信号に含まれるパイロット信号と、パイロット信号の送信電力値を示す情報とを制御部１０６の利得制御部１０８に出力する。
【００６２】
そして、利得制御部１０８は、ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号のそれぞれについて、パイロット信号から測定される受信電力値と、復調部１１８から入力される送信電力値とを比較して伝搬路損失（パスロス）値を算出することができる。このように、利得制御部１０８は、ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号に対して、増幅利得を個別に制御することができる。
【００６３】
よって、図３に示すように、増幅器１１２−１は、利得制御部１０８がＬＴＥ信号の伝搬路損失（パスロス）値に基づいて設定した増幅利得を用いて、ＬＴＥ信号を増幅する。同様に、図３に示すように、増幅器１１２−２は、利得制御部１０８が３Ｇ信号の伝搬路損失（パスロス）値に基づいて設定した増幅利得を用いて、３Ｇ信号を増幅する。
【００６４】
そして、中継装置１００は、第２周波数変換部１１４−１，１１４−２による第２周波数変換処理、合成器１１５によるＬＴＥ信号及び３Ｇ信号の合成処理、及び、第１周波数変換部１１６による第１周波数変換処理を行い、図３最下段に示す信号（出力ＲＦ信号）を得る。
【００６５】
このように、中継装置１００は、ＬＴＥシステム及び３Ｇシステムで共有される周波数帯域（中継装置１００の中継帯域）に割り当てられた、ＬＴＥ信号と３Ｇ信号とを分割する。すなわち、中継装置１００は、互いに異なる２つのシステムに対応する各信号（ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号）をそれぞれ個別に受信できる。つまり、中継装置１００では、ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号は、受信特性が劣化することなく受信することが可能となる。そのため、中継装置１００は、２つのシステムに対応する各信号を、互いに干渉し合うことなく復調することが可能となる。
【００６６】
さらに、中継装置１００は、２つのシステムに対応する各信号（ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号）を個別に増幅することにより、２つのシステムに対応する各信号をそれぞれ適切な増幅利得で増幅することができる。具体的には、図２に示すように、ＬＴＥ信号の受信電力が３Ｇ信号の受信電力よりも小さい場合でも、中継装置１００は、ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号に対して増幅利得を個別に制御することで、図３最下段に示すように、各信号の受信電力を適切に増幅することができる。
【００６７】
次に、図２に示す入力ＲＦ信号の代わりに、図４に示す入力ＲＦ信号が受信された場合について説明する。
【００６８】
図４は、２１００ＭＨｚ〜２１２０ＭＨｚの周波数帯域（中継装置１００の中継帯域）のうち、２１００ＭＨｚ〜２１１０ＭＨｚの２つの５ＭＨｚ帯域幅に３Ｇ信号が割り当てられ、２１１０ＭＨｚ〜２１２０ＭＨｚの１０ＭＨｚ帯域幅に１つのＬＴＥ信号が割り当てられる点のみが図２と異なる。また、ＬＰＦ１１１−１及び１１１−２におけるカットオフ周波数を上記同様４５ＭＨｚとする。
【００６９】
ここでは、中継装置１００では、局部発振器１０９−１〜第２周波数変換部１１４−１の処理系統を、図４に示す受信信号から３Ｇ信号を分離するための処理系統とする。同様に、中継装置１００では、局部発振器１０９−２〜第２周波数変換部１１４−２の処理系統を、図２に示す受信信号からＬＴＥ信号を分離するための処理系統とする。
【００７０】
よって、制御部１０６の周波数制御部１０７は、信号検出部１０５から入力される周波数配置に基づいて、図４に示す受信信号の全帯域（２１００ＭＨｚ〜２１２０ＭＨｚ）のうち、ＬＴＥ信号が割り当てられた周波数と３Ｇ信号が割り当てられた周波数との境界周波数が２１１０ＭＨｚであると特定する。これは、図５最上段に示す第１周波数変換処理後のＩＦ１信号では５００ＭＨｚ（つまり、ＩＦ１信号の中心周波数）に相当する。
【００７１】
そこで、周波数制御部１０７は、図５に示すＩＦ１信号の中心周波数５００ＭＨｚよりも低く、ＩＦ１信号の中心周波数との差が４５ＭＨｚ（ＩＦ２−Ａ信号の中心周波数）となる周波数４５５ＭＨｚを局部発振器１０９−１に対して設定する。これにより、第２周波数変換部１１０−１では、図３に示すように、３５ＭＨｚ〜５５ＭＨｚ（中心周波数４５ＭＨｚ）のＩＦ２−Ａ信号が得られる。図５に示すＩＦ２−Ａ信号の周波数配置（つまり、低周波数側から順に３Ｇ信号、３Ｇ信号、ＬＴＥ信号）は、図５最上段に示すＩＦ１信号の周波数配置と同一である。
【００７２】
また、周波数制御部１０７は、図５に示すＩＦ１信号の中心周波数５００ＭＨｚよりも高く、ＩＦ１信号の中心周波数との差が４５ＭＨｚ（ＩＦ２−Ｂ信号の中心周波数）となる周波数５４５ＭＨｚを局部発振器１０９−１に対して設定する。これにより、第２周波数変換部１１０−２では、図３に示すように、３５ＭＨｚ〜４５ＭＨｚ（中心周波数４５ＭＨｚ）のＩＦ２−Ｂ信号が得られる。図５に示すＩＦ２−Ｂ信号の周波数配置（つまり、低周波数側から順にＬＴＥ信号、３Ｇ信号、３Ｇ信号）は、図５最上段に示すＩＦ１信号の周波数配置を反転した周波数配置となる。
【００７３】
これにより、図５に示すように、ＬＰＦ１１１−１及びＬＰＦ１１１−２は、図３と同様、カットオフ周波数４５ＭＨｚ以下の周波数帯域のみを通過させることで、３Ｇ信号（図５ではＬＰＦ１１１−１における３５ＭＨｚ〜４５ＭＨｚ）とＬＴＥ信号（図５ではＬＰＦ１１１−２における３５ＭＨｚ〜４５ＭＨｚ）とを分割することができる。
【００７４】
このようにして、中継装置１００は、図３及び図５に示すように、ＬＴＥ信号が割り当てられる周波数帯域、及び、３Ｇ信号が割り当てられる周波数帯域が可変となる場合でも、ＬＰＦ１１１−１及びＬＰＦ１１１−２では同一特性（カットオフ周波数４５ＭＨｚ）のフィルタを用いる。そして、中継装置１００は、第２周波数変換時に用いるローカル信号（lowerのローカル信号及びupperのローカル信号）、つまり、第２周波数変換後の信号の中心周波数を、可変する周波数帯域割当に応じて変化させる。具体的には、図３及び図５では、中継装置１００は、ＬＴＥ信号及び３Ｇ信号の周波数帯域割当がいずれであっても、２つの処理系統の双方において、ＬＴＥ信号と３Ｇ信号との境界周波数がＬＰＦ１１１−１，１１１−２におけるカットオフ周波数４５ＭＨｚになるように、ローカル信号の周波数を制御する。
【００７５】
ここで、各信号の周波数帯域割当が変わる度に異なるフィルタを用いると、フィルタ毎に抑圧する周波数特性が異なってしまう。これに対して、中継装置１００（第２周波数変換部１１０−１及び１１０−２）は、２つの処理系統のうちいずれか一方の処理系統に入力される受信信号の周波数配置を反転させ、かつ、２つの処理系統にそれぞれ入力される受信信号の間で境界周波数を一致させるように、２つの処理系統にそれぞれ入力される受信信号を周波数変換する。これにより、中継装置１００では、ＬＴＥ信号が割り当てられる周波数帯域及び３Ｇ信号が割り当てられる周波数帯域が可変となっても、同一特性のフィルタを用いることができるため、常に同じ特性の信号を得ることができる。
【００７６】
このようにして、本実施の形態によれば、中継装置は、周波数帯域を共有する複数のシステムに対応する各信号を分割する。これにより、中継装置では、複数のシステムにそれぞれ対応する信号を個別に受信することができるので、受信特性を劣化させることなく信号を復調することができる。さらに、中継装置は、各信号の増幅利得を個別に制御することで、各信号に対して適切な増幅利得で増幅することが可能となる。さらに、中継装置は、ＬＴＥ信号の帯域幅が可変となる場合、つまり、各信号の周波数帯域割当が可変となる場合でも、常に同一のフィルタ（同一の周波数特性のフィルタ）を用いて、各信号を分割することができる。よって、本実施の形態によれば、複数のシステムが周波数帯域を共用する場合でも、各システムに対応する信号に対して適切な自動利得制御を行うことができる。
【００７７】
なお、本実施の形態では、中継装置がＬＰＦ（図１に示すＬＰＦ１１１−１及び１１１−２）を用いて、異なるシステムに対応する信号を分離する場合について説明した。しかし、本発明では、中継装置において、異なるシステムに対応する信号を分離するフィルタとしては、それぞれのシステムに対応する処理系統で同一のフィルタが使用されればよい。例えば、ＬＰＦの代わりに、ＨＰＦ又はＢＰＦを使用してもよい。例えば、中継装置１００は、図３に示すＬＰＦ１１１−１及びＬＰＦ１１１−２の代わりに、ＨＰＦを用いて、４０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚのＩＦ２−Ａ信号のうち４５ＭＨｚ以上の成分（３Ｇ信号）を通過させ、３０ＭＨｚ〜５０ＭＨｚのＩＦ２−Ｂ信号のうち４５ＭＨｚ以上の成分（ＬＴＥ信号）を通過させてもよい。つまり、中継装置１００は、２つの処理系統において、境界周波数４５ＭＨｚ以上の成分を通過させる同一のフィルタを、周波数変換後の受信信号（一方の処理系統ではＩＦ２−Ａ信号、他方の処理系統ではＩＦ２−Ｂ信号）にそれぞれ掛けることにより、ＬＴＥ信号と３Ｇ信号とを分割する。
【００７８】
また、本実施の形態では、ＬＴＥシステム及び３Ｇシステムが周波数帯域を共用する場合について説明したが、本発明を適用できるシステムはＬＴＥシステム及び３Ｇシステムに限らない。例えば、ＬＴＥシステムと、ＬＴＥシステムの発展形であるＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムに対して本発明を適用してもよい。また、本実施の形態では、中継装置の中継帯域に、複数のシステムに対応する複数の信号が混在する場合について説明した。しかし、例えば、中継装置の中継帯域に、ＬＴＥシステム（又は３Ｇシステム）に対応する信号のみが含まれる場合でも本発明を適用することができる。すなわち、中継装置は、中継帯域に含まれる複数の信号（同一システムの信号）を複数の系統に分割して、分割した信号毎にそれぞれ個別に自動利得制御を行ってもよい。例えば、中継装置は、受信信号を、中継帯域の端、つまり、他の通信事業者との境界付近の帯域と、中継帯域の中心付近の帯域とに分割する。そして、中継装置は、他の通信事業者との境界付近の帯域に割り当てられた信号、及び、中継帯域の中心付近の帯域に割り当てられた信号に対して個別に自動利得制御を行う。例えば、中継装置は、他の通信事業者との境界付近の帯域の増幅利得を、中継帯域の中心帯域の増幅利得よりも小さくすることで、他の通信事業者に与え得る干渉を抑えることができる。
【００７９】
また、本実施の形態では、中継装置が基地局から送信された信号を端末へ中継送信する場合（つまり、下り回線）について説明した。しかし、中継装置は、端末から送信された信号を基地局へ中継送信する場合（つまり、上り回線）にも本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、周波数帯域を共有する複数の信号を含む受信信号を中継送信する中継装置等に有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１００  中継装置
１０１，１１７  アンテナ
１０２，１１６  第１周波数変換部
１０３  ＢＰＦ
１０４  分配器
１０５  信号検出部
１０６  制御部
１０７  周波数制御部
１０８  利得制御部
１０９  局部発振器
１１０，１１４  第２周波数変換部
１１１  ＬＰＦ
１１２  増幅器
１１３  切替器
１１５  合成器
１１８  復調部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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