JP2004180220A - 無線局システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の周波数帯域の無線通信サービス実現する場合でも、このようなサービスを高品位且つ柔軟な構成にて実現することができる無線局システムを提供する。
【解決手段】親局装置２に子局装置４を光ファイバケーブル５で接続し、子局装置４に必要に応じた数の送受信増幅器６をそれぞれメタルケーブル７で接続し、これら送受信増幅器６にそれぞれアンテナ８を接続して移動体通信機９の通信可能エリアを形成する。子局装置４に備えられる光電変換や変復調を行うユニットＵ１〜Ｕ３、及び、送受信増幅器６は通信サービスの周波数帯域に対応したものであるので歪を抑えた増幅がなされ、また、これら増設によりサービス拡張も容易に行える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機や携帯情報通信端末などの移動体通信機を用いた無線通信サービスに用いられる無線局システムに関し、特に、高品質な信号増幅を実現することができる無線局システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機やモバイルツール（携帯情報通信端末）などの移動体通信システムでは、公衆回線網などの上位回線網に接続される局装置と移動体通信機とを無線接続して、移動体通信機が上位回線網を通して通信することを可能にしている。
このような移動体通信システムでは、移動体通信機が屋外などの無線電波が届き易い場所に存するときには局装置と良好な無線通信を行うことができるが、移動体通信機がトンネル内や地下街内などの無線電波の届き難い不感区域に存するときには外部の局装置と良好な無線通信を行うことができない。
【０００３】
このような問題に対して、図５に示すように、上位回線網に接続される基地局装置５１に中継局的な下位局装置５２（親局とも称せられる。）をケーブル５３で接続し、この親局装置５２に端末局装置５４（子局とも称せられる。）をケーブル５５で接続し、この子局装置５４を不感区域に設置して、不感区域に存する移動体通信機５６と子局装置５４の間で無線通信することにより、移動体通信機５６と上位回線網との通信を可能にする工夫がなされている。
そして、更に、例えば携帯電話無線通信に用いられる８００ＭＨｚや１．５ＧＨｚ帯といった高周波信号を効率良く伝送する必要があることから、親局装置５２と子局装置５４との接続にメタルケーブルに代わって軽量且つ柔軟で低損失な光ファイバケーブル５５を用る工夫もなされていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ここで、情報通信の発展に伴って無線通信サービスにはより高速なデータ通信が要求されており、新しい方式での無線通信サービスも急速に展開されている。このため、従来方式の無線通信サービスも残存させながら、高速通信を可能にする新しい方式での無線通信サービスも導入されて実用されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００―３２４０４４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、例えば高速通信のために従来より高周波数帯域での無線通信を行う新方式の無線通信サービスを行うためには、子局装置を含む無線局システムをこれに対応させなければならない。しかしながら、他の機器との無線干渉を避けるなどの必要もあって、新たに子局装置の設置場所を確保することは容易ではないという課題があった。
【０００７】
更に、局装置は通信する信号の増幅処理を行うが、１つの装置で複数の周波数信号を共通して増幅する場合、出力レベルが高いほど増幅による歪が顕著になって通信品質を著しく低下させてしまう。この対策としては、高価な増幅器を多段に接続するなどが考えられるが、設備コストの増大ばかりか、消費電力の増大による運用コストの増大を招いてしまうという課題があった。
また、周波数帯域の異なる複数の信号を共通増幅すると、出力レベルが統一されて通信サービスエリアの広さが同じになるが、実際上は周波数帯域の異なる複数のサービスはそのエリアも異ならせる必要があり、これら通信サービスエリアを構築する上で障害となっていた。
【０００８】
そして、図５に示したように不感区域対策のために子局装置５４を設置するシステム構成にあっては、周波数帯域の異なるサービスが増加したからと言って、ビル内やトンネル内の限られた場所で新たな局装置を設置する場所を確保することは非常に困難であり、また、親局装置５２と子局装置５４とを接続する光ファイバケーブル５５についても信号伝送容量の限界やケーブルの敷設スペース確保の困難性といった問題がある。
【０００９】
なお、図５に示したように親局装置５２と子局装置５４とを光ファイバケーブル５５で接続するシステムの場合、光ファイバ伝送を行うための電気／光変換（Ｅ／Ｏ変換）と光／電気変換（Ｏ／Ｅ変換）によって信号レベルが低くなるため、この光ファイバ伝送部分で共通増幅をすることにより、高レベル出力の複数周波数帯のシステムにあっても低歪の信号増幅を行うことができる。しかしながら、このような方法を採用したとしても、それぞれの無線通信サービスに応じたエリア形成の問題があり、例えば、それぞれの無線通信サービスで同じ大きさのエリアを形成しようとした場合に、周波数に応じた空間伝搬損失の違いがあるので、共通増幅では所期のエリアを形成できないといった課題がある。
【００１０】
本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、複数の周波数帯域の無線通信サービス実現する場合でも、このようなサービスを高品位且つ柔軟な構成にて実現することができる無線局システムを提供することを目的としている。
なお、本発明の更なる目的は以下の説明において明らかなところである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動体通信機に提供する無線通信サービスの周波数帯域で分けた１つ又は複数の無線信号処理部を有する無線局装置と、無線局装置とアンテナとの間に接続されて無線信号処理部が処理する無線信号を増幅する１つ又は複数の増幅器とを備えた無線局システムである。
例えば、図５に示したシステムに照らせば、子局装置に１又は複数の無線通信サービスの周波数帯域で分けた１つ又は複数の無線信号処理部を設け、移動体通信機と無線通信するためのアンテナと当該子局装置との間に無線信号処理部に対応して無線信号を増幅する１つ又は複数の増幅器を設けた無線局システムである。
【００１２】
したがって、実施する無線通信サービスに対応して必要な無線信号処理部を無線局装置（子局装置）に設け、それに増幅器を設けることにより、新たな無線局装置を設置することなく、また、歪を生じさせる共通増幅を行うことなく、高品質な無線通信サービスを実現することができる。
なお、増幅器は必要に応じて設ければよいので、これに対応する無線局装置の無線信号処理部をそれぞれ基板単位で構成するなどしてユニット化して、当該ユニットを必要に応じて局装置に対して着脱できるようにするのが好ましい。
【００１３】
ここで、本発明は、不感区域対策などのように無線局装置の設置場所が限られるシステムに特に有効であるので、上位の局装置（親局装置）と光ファイバケーブルで接続されて、移動体通信機との無線通信を担う端末の局装置（子局装置）に適用するのが好ましいが、一般的に移動体通信機との無線通信を担う端末局装置に適用してもよく、これによっても、無線通信サービスの変更に柔軟に対応して高品質なサービスを提供できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る無線局システムの主要な構成を示してある。
図示のシステムは、上位回線網に接続される基地局装置１に中継局的な親局装置２をメタルケーブル３で接続し、この親局装置２に子局装置４を光ファイバケーブル５で接続し、この子局装置４に必要に応じた１又は複数（本例では３つ）の送受信増幅器６をそれぞれメタルケーブル７で接続し、これら送受信増幅器６にそれぞれアンテナ８を接続した構成である。
【００１５】
不感区域対策のシステムである場合には、子局装置４が不感区域に設置されて当該不感区域を移動体通信機９との通信可能エリアとするための端末局である。また、送受信増幅器６は従来では子局装置４に備えられていた増幅機能を分離させた装置であり、不感区域の必要な場所に設置されて無線通信の周波数帯域の拡張などと言った通信サービスの変更に柔軟に対応できるようにするものである。
すなわち、本例では、子局装置４と送受信増幅器６とにより本発明に係る無線局装置が構成されている。
【００１６】
親局装置２は、上位回線網からの回線周波数信号を変調器（ＴＸ）２１で所定の周波数信号（例えば、中間周波数信号）に変調し、この信号を電気―光変換器（Ｅ／Ｏ）２２で光信号に変換して光ファイバケーブル５を通して子局装置４へ伝送する。
また、親局装置２は、光ファイバケーブル５を通して子局装置４から伝送される光信号を光―電気変換器（Ｏ／Ｅ）２３で電気信号に変換し、この電気信号を復調器（ＲＸ）２４で回線周波数信号に復調して上位回線網へ伝送する。
【００１７】
子局装置４は、光ファイバケーブル５を通して親局装置２から伝送される光信号を光―電気変換器（Ｏ／Ｅ）４１で電気信号に変換し、この電気信号を変調器（ＴＸ）４２で所定の無線周波数（ＲＦ）の信号に復調してケーブル７を通して所定の送受信増幅器６へ伝送する。
また、子局装置４は、ケーブル７を通して送受信増幅器６から伝送されるＲＦ電気信号を復調器（ＲＸ）４３で所定の周波数信号（例えば、中間周波数信号）に変調し、この電気信号を電気―光変換器（Ｅ／Ｏ）４４で光信号に変換して光ファイバケーブル５を通して親局装置２へ伝送する。
【００１８】
本例の子局装置４には、Ｏ／Ｅ４１、ＴＸ４２、ＲＸ４３、及び、Ｅ／Ｏ４４は１つに基板上に設けたユニットとして構成されており、３つの送受信増幅器６に対応してこのような３つのユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３が備えられている。これらユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３は子局装置４に係止具やネジ止めなどによって着脱可能に設けられており、送受信増幅器６の増設や廃止に応じて子局装置４に備えるユニットも容易に増設や廃止することができるようになっている。
なお、本例では、３つのユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３と、それらにそれぞれ対応する３つの送受信増幅器６を設けているが、ユニット及び送受信増幅器６は必要に応じて１つ以上を任意に設定することができる。
【００１９】
また、子局装置４には、各ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３に対する光信号や電気信号のインタフェースとして機能する分岐合成器４５と電気信号インタフェース（Ｉ／Ｆ）４６が設けられている。
分岐合成器４５は、光ファイバケーブル５からの光信号を分岐して各ユニットのＯ／Ｅ４１へ出力し、また、各ユニットのＥ／Ｏ４４からの光信号を合成して光ファイバケーブル５へ出力する機能を有しており、各ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３と着脱可能に光接続する接続部を有している。
【００２０】
Ｉ／Ｆ４６は、各ユニットのＴＸ４２からのＲＦ電気信号を対応する送受信増幅器６のケーブル７へ出力し、また、各送受信増幅器６からのＲＦ電気信号をケーブル７から受信して対応するユニットのＲＸ４３へ出力する機能を有しており、各ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３と着脱可能に電気接続する接続部を有している。
なお、本例では、光電変換部（Ｏ／Ｅ４１及びＥ／Ｏ４４）と無線信号処理部（ＴＸ４２及びＲＸ４３）とを一体的にユニット化しているが、少なくともこれら機能部のいずれか一方を子局装置４に対して着脱可能として、送受信増幅器６の増設や廃止に柔軟に対応できるようにすればよい。
【００２１】
上記のシステムによると、上位回線網からの信号は基地局１から親局装置２へ伝送され、更に光ファイバケーブル５により子局装置４へ光伝送されて、子局装置４により所定の周波数帯域を担当する送受信増幅器６へ伝送される。そして、当該伝送されたＲＦ信号は送受信増幅器６により所定の増幅がなされてアンテナ８から出力され、移動体通信機９により受信される。
また、アンテナ８で受信した移動体通信機９からのＲＦ信号は送受信増幅器６により所定の増幅がなされて子局装置４へ伝送される。そして、当該伝送されたＲＦ信号は子局装置４から光ファイバケーブル５により親局装置２へ光伝送されて、更に親局装置２から基地局１を介して上位回線網へ伝送される。
【００２２】
したがって、ＲＦ無線信号の増幅は周波数帯域やサービス毎に担当する対応する送受信増幅器６によりそろぞれなされるため、増幅周波数が或る帯域に限定されるので、高出力レベルの増幅にあっても歪を抑制して通信品質を良好なものに維持することができる。
【００２３】
更に、子局装置４のユニットを着脱し、送受信増幅器６を設置又は廃止するだけで、無線通信する周波数帯域や通信サービスの拡張や廃止に容易に対応することができる。そして更には、周波数帯域に応じたアンテナ８の設置を自由に行うことができる、また、送受信増幅器６の設置位置を設定するだけで周波数帯域毎のエリア設計に応じた構成とすることができる、また、このような拡張に対しても光ファイバケーブル５を増設する必要をなくすことができるなどと言ったように、システム構成を必要に応じて後から柔軟に変更することができ、設備投資を段階的に行うことができるようになる。
【００２４】
図２には、上記システムの変形例を示してある。
なお、図１に示すシステムと同様な部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
このシステム例は、親局装置２と子局装置４との間に中継局装置１０を介在させて、中継局装置５により複数の子局装置４を分岐して接続させて、親局装置２を中心として複数の子局装置４を環状に分散配置させたものである。
【００２５】
親局装置２と各中継局装置１０との間は光ファイバケーブル１１で接続され、中継局装置１０と各子局装置４との間は光ファイバケーブル５で接続されている。中継局装置１０は、光信号を電気信号に変換するＥ／Ｏ、電気信号を中継増幅する増幅器、電気信号を光信号に変換するＯ／Ｅ、光信号を分岐及び合成する分岐合成器などを有して、親局装置２と子局装置４との間で光信号の分岐伝送を行う。
なお、図２に示す例では、各子局装置４にそれぞれ１台の送信増幅器６を接続してあるが、上記のように子局装置４に何台の送信増幅器６を接続するかは任意である。
【００２６】
更に図３には、図２に示すような中継局装置を備えたシステムを携帯電話システムに応用した一例を示してある。
この応用例は、基地局装置（ＢＴＳ）及び親局装置（Ｍ／Ｕ）に２つの中継局装置（ＨＵＢ）を振り分けて接続し、多数の子局装置（Ｓ／Ｕ）を幹線道路等に沿って広範囲に設置したものであり、１つの基地局装置（ＢＴＳ）から成る無線通信エリアを等価的に拡大している。
【００２７】
更に図４には、図２に示すような中継局装置を備えたシステムを携帯電話システムに応用した他の一例を示してある。
この応用例は、基地局装置（ＢＴＳ）及び親局装置（Ｍ／Ｕ）から成る局に中継局装置（ＨＵＢ）を接続し、この中継局装置（ＨＵＢ）に接続された多数の子局装置（Ｓ／Ｕ）をビル内の各地上階や地下、更には、地下通路内に設置したものであり、不感区域となる建物内部や地下空間に当該基地局の無線通信エリアを等価的に拡大している。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、或る周波数帯域の増幅を行う増幅器及び無線局装置の無線信号処理部を周波数帯域に分けて設けるとともに、当該周波数帯域に対応した増幅器を設けるようにしたため、共通増幅による通信品質の劣化を回避し、且つ、通信サービスの変更に柔軟に対応することができる無線局装置を実現することができる。より具体的には、システムの共通性を維持しながら、不要な設備投資を抑えて段階的に設備の構築を行いことができ、新たな通信サービスへの対応を高い通信品質を持って柔軟且つ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るシステム構成を示す図である。
【図２】本発明を適用したシステム構成例を示す図である。
【図３】本発明を適用したシステム応用例を示す図である。
【図４】本発明を適用したシステム応用例を示す図である。
【図５】従来のシステム構成例を示す図である。
【符号の説明】
４：子局装置（無線局装置）、 ６：送受信増幅器、
８：アンテナ、 ９：移動体通信機、
４１：光―電気変換器、 ４２：変調器、
４３：復調器、 ４４：電気―光変換器、
Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３：ユニット、

Claims (1)

1. 移動体通信機との間で無線信号を通信する無線局システムにおいて、
   移動体通信機に提供する無線通信サービスの周波数帯域で分けた１つ又は複数の無線信号処理部を有する無線局装置と、
   無線局装置とアンテナとの間に接続されて無線信号処理部が処理する無線信号を増幅する１つ又は複数の増幅器と、を備えたことを特徴とする無線局システム。

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