JP2010187188A - 無線中継装置及び無線中継システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基地局10の基地局周波数変換装置13は、送受信装置12から入力される周波数f1dの信号を周波数f2dの信号に周波数変換してアンテナ11から出力する。非再生周波数変換リピータ局20は、基地局10からの周波数f2dの信号をアンテナ21で受信し、リピータ23でその周波数をf1dに変換してアンテナ22から送信する。移動局から送信された周波数f1uの信号はリピータ23で周波数f2uに変換され、アンテナ21から基地局10に送信される。基地局10の基地局周波数変換装置13はアンテナ11で受信した周波数f2uの信号を周波数f1uに変換し、送受信装置12に供給する。リピータ23はパイロットチャネルの電力が一定となるように利得を制御する。
【選択図】 図1
Description
周波数分割多元方式(FDD)の移動通信方式では、一般に下り回線(基地局⇒移動局)と上り回線(基地局⇒移動局)で異なる周波数を用いて通信を行う。例えば周波数f1と記述した場合、正確には下り回線周波数f1dと上り回線周波数f1uを用いて通信を行う。以下、周波数fに追加されたd、uはそれぞれ下り回線の周波数、上り回線の周波数を表している。
図17は、このような非再生リピータを有する無線中継システムの一例を示す図である。
基地局200は周波数f1(下り回線f1d、上り回線f1u)の通信チャネル用の送受信装置202を有し、アンテナ201を介してその基地局200のゾーン内に位置する移動局と周波数f1を用いて通信する。
非再生リピータ局210は、基地局200と通信するための対基地局アンテナ(Ant#B)211及び移動局と通信するための対移動局アンテナ(Ant#M)212とを備え、前記対基地局アンテナ211で受信した周波数f1dの信号をリピータ213でそのまま増幅して前記対移動局アンテナ212から送信する。図示するように、リピータ213は、増幅器214と、該増幅器214の利得を制御する利得調整装置(AGC)215を有している。なお、図示していないが、非再生リピータ局210は、移動局から送信された周波数f1uの信号を前記対移動局アンテナ212で受信し、前記リピータ213でそのまま増幅して前記対基地局アンテナ211から基地局200に向けて送信するように構成されている。
そこで、電波の回り込みをキャンセルする回り込みキャンセラーを設けた回り込みキャンセラー付きリピータ装置も知られている。この場合、キャンセラーのキャンセル能力を1/Lcとすると、リピータ213の最大利得は、G<(L×Lc)となる。しかし、完全に電波の回り込みをキャンセルすることができないため、Lcだけ利得を大きくすることができるが、Lが小さい場合には利得Gを大きくとることができない。
また、リピータ213への入力電力が所定値以上になるとリピータが発振するので利得調整装置(AGC)65が不可欠である。
図18は、このような非再生周波数変換リピータを用いた無線中継システムの一例を示す図である。
基地局200は、周波数f1(f1d、f1u)の通信チャネル用の送受信装置202と周波数fc1(fc1d、fc1u)の制御チャネル用の送受信回路203を備え、アンテナ201から周波数f1とfc1の信号を送受信する。
非再生周波数変換リピータ局220は、対基地局アンテナ(Ant#B)221と対移動局アンテナ(Ant#M)222とを備え、基地局200から送信された周波数f1dの通信チャネルの信号と周波数fc1dの制御チャネルの信号を受信し、リピータ223において、通信チャネルの信号の周波数をf1dからf2dに周波数変換し、制御チャネルの信号の周波数をfc1dからfc2dに周波数変換してそれらを増幅し、対移動局アンテナ222から送信する。また、移動局から送信された周波数f2uの通信チャネルの信号及び周波数fc2uの制御チャネルの信号を対移動局アンテナ222で受信し、リピータ223で周波数f1u、fc1uの信号に周波数変換し、対基地局アンテナ221から基地局100に向けて送信する処理も行う。
なお、入力電力が変動し、入力電力が大きくなるとリピータ223が発振するため利得調整装置(AGC)を設ける必要がある。
しかしながら、移動局は本来周波数f1である通信チャネルを周波数f2の通信チャネルとして認識する必要があり、基地局には周波数f2の送受信装置がないにも関わらず、移動局に対して周波数fc1、f1のチャネルを周波数fc2、f2のチャネルとして使用させる仕組みが必要となる。また、従来の非再生周波数変換リピータは、制御チャネル(fc1)と通信チャネル(f1)を同時に周波数変換する必要があった。
そして、W−CDMA方式やCDMA2000方式のような広帯域移動通信方式に非再生周波数変換リピータを用いた無線中継方式を適用した例はなかった。
また、前記第1の周波数変換部は、前記第1のアンテナで受信された下り回線中継周波数(f2d)の信号を下り回線周波数(f1d)の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものであり、前記第2の周波数変換部は、前記第2のアンテナで受信された上り回線周波数(f1u)の信号を上り回線中継周波数(f2u)の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものとされている。
さらに、移動局から送信される上り回線周波数(f1u)の信号を受信する第3のアンテナと、前記第3のアンテナで受信された上り回線周波数(f1u)の信号を上り回線中継周波数(f2u)の信号に変換する第3の周波数変換部と、前記第3の周波数変換部からの出力信号を所定の時間だけ遅延して出力する遅延手段と、前記遅延手段から出力される上り回線中継周波数(f2u)の信号を増幅する第3の増幅器とを有し、前記第2の増幅器の出力とともに前記第3の増幅器の出力を前記第1のアンテナに出力するようになされているものである。
さらにまた、前記基地局周波数変換装置は、前記送受信装置から出力される下り回線周波数(f1d)の信号を下り回線中継周波数(f2d)の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して前記アンテナに出力し、前記アンテナにより受信された上り回線中継周波数(f2u)の信号を上り回線周波数(f1u)の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して前記送受信装置に出力するものであり、前記リピータにおける第1の周波数変換部は、前記第1のアンテナで受信された下り回線中継周波数(f2d)の信号を下り回線周波数(f1d)の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力し、前記第2の周波数変換部は、前記第2のアンテナで受信された上り回線周波数(f1u)の信号を上り回線中継周波数(f2u)の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものとされている。
さらにまた、前記移動体通信システムにおける基地局は、前記送受信装置に入出力される周波数(f1)の信号と前記基地局周波数変換装置に入出力される中継周波数(f2)の信号を共通のアンテナを用いて送受信するようになされているものである。
さらにまた、前記基地局周波数変換装置に、前記基地局のアンテナとの間で前記周波数(f1)の信号を送受信する第4のアンテナと、前記非再生周波数変換リピータ局の第1のアンテナとの間で前記中継周波数(f2)の信号を送受信する第5のアンテナを接続し、前記基地局周波数変換装置、前記第4のアンテナ及び前記第5のアンテナを前記基地局の外部に設置し、前記基地局に設けられたアンテナと前記第4のアンテナとを用いて、前記基地局に設けられた周波数(f1)の信号の送受信装置と前記基地局周波数変換装置との間の信号の入出力を行うように構成されているものである。
さらにまた、前記基地局周波数変換装置、前記第4のアンテナ及び前記第5のアンテナは、前記基地局と前記非再生周波数変換リピータ局との間に設置されているものである。
また、移動局は、元々の周波数のチャネルを受信するため、従来の非再生周波数変換リピータ局の場合のように、基地局側に特別な仕組みを用意する必要がない。
さらに、CDMA方式を対象としているため、リピータにおいて制御チャネルと通信チャネルを同時に周波数変換することができる。
さらにまた、パイロットチャネルの送信電力が所要の一定値となるように利得を制御しているため、同時使用ユーザ数が変化しても、非再生周波数変換リピータ局のエリアの大きさが変化することがないようにできる。
さらにまた、非再生周波数変換リピータ局に移動局からの信号を受信する第3のアンテナを設けた本発明によれば、遅延ダイバーシチの効果が得られ、通信品質を改善できる。
さらにまた、基地局アンテナと前記非再生周波数変換リピータ局との間の通信を行うアンテナや基地局送受信装置を共有するようにした本発明によれば、装置コストを低減することができる。
さらにまた、基地局アンテナとの間で通信を行うアンテナに接続された基地局周波数変換装置を基地局の外部に設置するようにした本発明によれば、基地局装置を一切変更することなく無線中継システムを実現することができる。
さらにまた、前記基地局周波数変換装置を基地局と非再生周波数変換リピータ局との間に設置するようにした本発明によれば、基地局装置を一切変更する必要がない上に、中継距離を改善することができる。
基地局10は、アンテナ11、周波数f1の通信チャネル用の送受信装置12、及び、該送受信装置12から入力される周波数f1の信号を中継周波数f2の信号に周波数変換して前記アンテナ11に出力するとともに前記アンテナ11で受信された中継周波数f2の信号を周波数f1の信号に周波数変換して前記送受信装置12に出力する基地局周波数変換装置13を有している。
非再生周波数変換リピータ局20は、前記基地局10のアンテナ11との間で中継周波数f2の信号を送受信するための対基地局アンテナ(Ant#B)21、リピータ23、及び、図示しない移動局との間で周波数f1の信号を送受信するための対移動局アンテナ(Ant#B)22を有している。ここで、リピータ23は、前記対基地局アンテナ21で受信した基地局10からの下り回線中継周波数f2dの信号を下り回線周波数f1dの信号に周波数変換し増幅して前記対移動局アンテナ22に出力し、前記対移動局アンテナ22で受信された上り回線周波数f1uの信号を上り回線中継周波数f2uの信号に周波数変換し増幅して前記対基地局アンテナ21に出力する。
また、移動局は、元々の周波数であるf1dのチャネルを受信するため、上述した従来の非再生周波数変換リピータ局の場合のように、基地局側に特別な仕組みを用意する必要がない。
さらに、CDMA方式を対象としているため、制御チャネルと通信チャネルは同一周波数にコード多重されているので、リピータ23において制御チャネルと通信チャネルを同時に周波数変換することができる。
この図において、31、34はデュプレクサ、32、35は周波数変換部、33.36は増幅器である。
基地局10の送受信装置12から出力される周波数f1dの信号は、第1のデュプレクサ31を介して第1の周波数変換部32に入力され、ここで周波数f2dの信号に周波数変換される。該周波数f2dに変換された信号は、第1の増幅器33で増幅された後、第2のデュプレクサ34を介して前記アンテナ11に供給され、前記非再生周波数変換リピータ局20に送信される。
一方、前記非再生周波数変換リピータ局20の対基地局アンテナ21から送信された周波数f2uの信号は前記アンテナ11で受信され、前記第2のデュプレクサ34を介して第2の周波数変換部35に入力されて周波数f1uに変換される。該周波数f1uに変換された信号は第2の増幅器36で増幅され、前記第1のデュプレクサ31に入力されて、前記送受信装置12に入力される。
この図において、41、44はデュプレクサ、42、45は周波数変換部、43、46は増幅器、47は監視装置、48及び49は増幅器43及び46の利得を制御する利得調整装置(AGC)である。
前記基地局10から送信された周波数f2dの信号は前記対基地局アンテナ21で受信され、第1のデュプレクサ41を介して第1の周波数変換部42に入力され、周波数f1dの信号に変換される。該周波数f1dに変換された信号は第1の増幅器43で増幅され、第2のデュプレクサ44を介して対移動局アンテナ22から図示しない移動局に送信される。
移動局から送信された周波数f1uの信号は対移動局アンテナ22で受信され、第2のデュプレクサ44を介して第2の周波数変換部45に入力され。周波数f2uの信号に変換される。該周波数f2uに変換された信号は第2の増幅器46で増幅され、第1のデュプレクサ41を介して対基地局アンテナ21に供給され、前記基地局10に向けて送信される。
本発明はCDMA方式の移動体通信システムを対象としており、前記基地局10から送信される周波数f2dの信号は制御チャネルと通信チャネルがコード多重された信号であり、制御チャネル(パイロットチャネル)の送信電力は不変であるが、通信チャネルの送信電力はユーザ数に応じて変化する。そこで、監視装置47は、パイロットチャネルを復調してその受信電力を測定し、既知であるパイロットチャネルの送信電力と測定したパイロットチャネルの受信電力から基地局10からこの非再生周波数変換リピータ局20までの伝搬損失を推定する。そして、該パイロットチャネルの伝搬損失から、該伝搬損失を補うことができるように増幅器43及び46の利得を決定し、利得調整装置48及び49を用いてそれぞれ対応する増幅器43及び46の利得を制御する。パイロットチャネルの受信電力をPr(dBm)、既知であるパイロットチャネルの送信電力をPth(dBm)としたとき、増幅器の利得AGCは、Min(MaxAGC,Pth-Pr)(dB)と決定される。ここで、MaxAGCは最大利得であり、最大利得を上回る増幅は行わない。また、監視装置を周波数変換部の後に接続している。これにより監視装置47はf1dの周波数を受信できることから、移動機と同様の受信装置で構成できることから、特別な受信装置を必要としない。
これにより、コード数(同時使用ユーザ数)が変化して入力電力が変化しても、前記対移動局アンテナ22から送信される制御チャネル(パイロットチャネル)の送信電力を所要の一定値に制御することができ、非再生周波数変換リピータ局20のエリアの大きさが変化することがないようにできる。
図4の(a)において、第1のミキサ51、第1の局部発振器52、第1の帯域通過フィルタ(BPF)53、第2のミキサ54、第2の局部発振器55及び第2のBPF56により、前記周波数変換部32が構成されている。
前記基地局10の送受信装置12から出力される周波数f(=f1d)の信号は第1のミキサ51に入力され、ここで第1の局部発振器52で発生される周波数fLの信号と混合され、第1の帯域通過フィルタ(BPF)53から周波数(f−fL)の信号が取り出される(ダウンコンバージョン)。ここで、fL<fであるとする。このとき、前記第1のBPF53から出力される周波数(f−fL)の信号のパワースペクトラムは第1のミキサ51に入力される周波数fの信号のパワースペクトラムと同じ形となっている。
前記第1のBPF53からの周波数(f−fL)の信号は第2のミキサ54に入力され第2の局部発振器55で発生される周波数(fL+Δf)の信号と混合され、第2のBPF56を介して周波数(f+Δf)(=f2d)の信号が取り出されて(アップコンバージョン)、前述した増幅器33に入力される。このとき、前記第2のBPF56から出力される周波数(f+Δf)の信号のパワースペクトラムと前記第1のBPF53から出力される周波数(f−fL)の信号のパワースペクトラムは同じ形となっている。
このようにして、周波数変換部32において、周波数f(=f1d)の信号が周波数(f+Δf)(=f2d)の信号に周波数変換される。なお、周波数f2の信号を周波数f1の信号に周波数変換する第2の周波数変換部35では、上記と逆の処理が行われるように構成されている。
非再生周波数変換リピータ局20の対基地局アンテナ21で受信され、第1のデュプレクサ41から入力される周波数(f+Δf)(=f2d)の信号は第1のミキサ61に入力され、ここで第1の局部発振器62で発生される周波数fLの信号と混合され、第1のBPF63から周波数(f+Δf−fL)の信号が出力される(ダウンコンバージョン)。ここで、fL<(f+Δf)であるとする。このとき、前記第1のBPF63から出力される周波数(f+Δf−fL)の信号のパワースペクトラムは、前記第1のミキサ61に入力される周波数(f+Δf)の信号のパワースペクトラムと同じ形となっている。
前記第1のBPF63からの周波数(f+Δf−fL)の信号は第2のミキサ64に入力され、第2の局部発振器65で発生される周波数(fL−Δf)の信号と混合されて周波数fの信号が第2のBPF66から取り出され(アップコンバージョン)、増幅器43で増幅されて出力される。このとき、前記第2のBPF66から出力される周波数fの信号のパワースペクトラムは前記第1のBFP63から出力される周波数(f+Δf−fL)の信号のパワースペクトラムと同じ形になっている。
なお、前記第2の周波数変換部45では、上記と逆の処理が行われる。すなわち、前記第2のデュプレクサ44を介して入力される移動局からの周波数f1uの信号は、第2の周波数変換部45で周波数f2uの信号に周波数変換される。このとき、入力される周波数f1uの信号のパワースペクトラムと周波数f2uの出力信号のパワースペクトラムは同じ形となっている。
前記図4の(a)に関して説明したように、基地局周波数変換装置13においては、基地局10の送受信装置12から入力される周波数f1の信号のパワースペクトラムと、周波数変換された後の周波数f2の信号のパワースペクトラムが完全に同じ形をしている。したがって、移動局が周波数f2を認識する能力を有するものである場合、その移動局は、前記基地局10又は前記非再生周波数変換リピータ局20と周波数f1を用いて通信するのではなく、前記基地局10と前記非再生周波数変換リピータ局20間の中継周波数f2の信号を受信して、該中継周波数で通信することができてしまうことがあるという問題がある。
図6は、本発明の無線中継装置を用いた無線中継システムの第2の実施の形態のシステム構成を示す図である。前記図1と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。
図6と図1とを比較すると明らかなように、この実施の形態においては、基地局10において、送受信装置12の周波数f1と中継周波数f2との間の周波数変換を行う基地局周波数変換装置14が周波数の変換とともに信号のパワースペクトラムを反転させる機能を有しており、また、非再生周波数変換リピータ局20において中継周波数f2と周波数f1との間の周波数変換を行うリピータ24が周波数の変換とともに信号のパワースペクトラムを反転させる機能を有する点で、前記図1に示した実施の形態と相違している。
基地局周波数変換装置14と非再生周波数変換リピータ局20のリピータ24がパワースペクトラムを反転する機能を有していることで、図6中に示すように、基地局のアンテナ11と非再生周波数変換リピータ局20の対基地局アンテナ21との間の中継周波数f2の信号のパワースペクトラムは、送受信装置12と基地局周波数変換装置14との間の信号のパワースペクトラム及び非再生周波数変換リピータ局20の対移動局アンテナ22で送受信される信号のパワースペクトラムとは反転したスペクトラムとなっている。
これにより、中継周波数f2を認識することができる能力がある移動機が、中継周波数f2を用いて基地局10と通信することを防止することができる。
図7と前記図2とを比較すると明らかなように、この実施の形態における基地局周波数変換装置14においては、第1のデュプレクサ31を介して周波数f1dの信号が入力される第1の周波数変換部71が信号の周波数をf1dからf2dに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転して出力する周波数変換部とされており、また、第2のデュプレクサ34を介して周波数f2uの信号が入力される第2の周波数変換部72が信号の周波数をf2uからf1uに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転して出力する周波数変換部とされている点で、前記図2に示した基地局周波数変換装置13と異なっている。
図8と前記図3とを比較すると明らかなように、この実施の形態における非再生周波数変換リピータ局20においては、第1のデュプレクサ41を介して基地局10からの周波数f2dの信号が入力される第1の周波数変換部73が、信号の周波数をf2dからf1dに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転して出力する周波数変換部とされており、第2のデュプレクサ44を介して移動局からの周波数f1uの信号が入力される第2の周波数変換部74が、信号の周波数をf1uからf2uに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転して出力する周波数変換部とされている点で、前記図3に示した非再生周波数変換リピータ局20と異なっている。
図9の(a)において、第1のミキサ81、第1の局部発振器82、第1の帯域通過フィルタ(BPF)83、第2のミキサ84、第2の局部発振器85及び第2のBPF86により、前記周波数変換部71が構成されている。
前記基地局10の送受信装置12から出力される周波数f(=f1d)の信号は第1のミキサ81に入力され、ここで第1の局部発振器82で発生される周波数fLの信号と混合され、第1の帯域通過フィルタ(BPF)83から周波数(fL−f)の信号が取り出される(ダウンコンバージョン)。ここで、fL>fであるとする。このとき、図示するように、前記第1のBFP83から出力される信号のパワースペクトラムは、前記第1のミキサ81に入力される信号のパワースペクトラムを反転した形(周波数の高低を逆にした形)となる。
前記第1のBPF83からの周波数(fL−f)の信号は第2のミキサ84に入力され第2の局部発振器85で発生される周波数(2f−fL+Δf)の信号と混合され、第2のBPF86を介して周波数(f+Δf)(=f2d)の信号が取り出されて(アップコンバージョン)、前述した増幅器33に入力される。このとき、前記第2のBPF86から出力される周波数(f+Δf)の信号のパワースペクトラムは、前記第1のBPF83から出力される周波数(fL−f)の信号のパワースペクトラムと同一の形となる。
このようにして、周波数変換部71において、周波数f(=f1d)の信号が周波数(f+Δf)(=f2d)の信号に周波数変換されるとともに、そのパワースペクトラムが反転される。
なお、周波数f2uの信号を周波数f1uの信号に周波数変換する第2の周波数変換部72では、上記と逆の処理、すなわち、信号の周波数をf2uからf1uに変換するとともに信号のパワースペクトラムを反転する処理が行われるように構成されている。
非再生周波数変換リピータ局20の対基地局アンテナ21で受信され、第1のデュプレクサ41から入力される周波数(f+Δf)(=f2d)の信号は第1のミキサ91に入力され、ここで第1の局部発振器92で発生される周波数(fL+Δf)の信号と混合され、第1のBPF93から周波数(fL−f)の信号が出力される(ダウンコンバージョン)。ここで、(f+Δf)<fLであるとする。
このとき、図示するように、前記第1のBPF93から出力される周波数(fL−f)の信号のパワースペクトラムは、前記第1のミキサ91に入力される周波数(f+Δf)の信号のパワースペクトラムを反転した形(周波数の高低を逆にした形)となっている。
前記第1のBPF93からの周波数(fL−f)の信号は第2のミキサ94に入力され、第2の局部発振器95で発生される周波数(2f−fL)の信号と混合されて周波数f(=f1d)の信号が第2のBPF96から取り出され(アップコンバージョン)、増幅器43で増幅されて出力される。このとき、前記第2のBPF96から出力される周波数fの信号のパワースペクトラムは、前記第1のBPFから出力される周波数(fL−f)の信号のパワースペクトラムと同じ形となっている。
このようにして、周波数変換部73において、周波数f+Δf(=f2d)の信号が周波数f(=f1d)の信号に周波数変換されるとともに、そのパワースペクトラムが反転される。
なお、前記第2の周波数変換部74では、上記と逆の処理、すなわち、前記第2のデュプレクサ44を介して入力される移動局から送信された周波数f1uの信号を周波数f2uの信号に周波数変換するとともに、その信号のパワースペクトラムを反転して出力する処理が行われる。
前記図9の(a)に関して説明したように、基地局10の送受信装置12から入力される周波数f1の信号は、基地局周波数変換装置14において、周波数f2の信号に周波数変換されるとともに、周波数が反転したパワースペクトラムの信号とされる。これにより、図10に示すように、基地局10と非再生周波数変換リピータ局20との間の中継周波数f2の信号のパワースペクトラムは、基地局10の送受信装置12から出力される周波数f1の信号のパワースペクトラム、すなわち、通常の通信に用いられている信号のパワースペクトラムに対して反転した形となっている。
したがって、移動局が中継周波数f2を認識する能力を有するものであったとしても、中継周波数f2の信号を受信して、該中継周波数で通信することはできない。このように、この実施の形態によれば、移動局が中継周波数f2で通信を行ってしまうという問題点を解決することができる。
図11は、本発明の無線中継装置のこの実施の形態における非再生周波数変換リピータ局20の一構成例を示すブロック図である。この図において、前記図8と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。
図11と前記図8とを比較すると明らかなように、この実施の形態における非再生周波数変換リピータ局20は、移動局から送信された信号を受信するための第2の対移動局アンテナ101、該第2の対移動局アンテナ101で受信された周波数f1uの信号を周波数f2uの信号に周波数変換するとともにそのパワースペクトラムを反転する第3の周波数変換部102、該第3の周波数変換部102からの出力信号を所定の遅延時間だけ遅延させて出力する遅延素子103、及び遅延素子103からの出力信号を増幅する第3の増幅器104を設けた点で前記図8に示した実施の形態の非再生周波数変換リピータ局20と相違している。なお、前記第3の増幅器104には、前記第2の増幅器46と同様に、前記利得調整装置49からの利得制御信号が供給されるようになされている。
第2の対移動局アンテナ101で受信された移動局からの周波数f1uの信号は、前記第2の周波数変換部74と同様に構成された第3の周波数変換部102で周波数f2uの信号に変換されるとともにパワースペクトラムが反転されて、遅延素子103で所定の遅延時間だけ遅延された後、第3の増幅器104で増幅され、前記第2の増幅器46から出力される前記第1の対移動局アンテナ22で受信された移動局からの信号を周波数変換しパワースペクトラムを反転し増幅した信号と合成され、前記第1のデュプレクサ41を介して対基地局アンテナ21から基地局に送信される。
基地局の送受信装置では、第1の対移動局アンテナ22で受信された信号と、第2の対移動局アンテナ101で受信され所定の遅延を施された信号の両者を受信し、それらを合成することにより、パス分離可能なCDMA方式ならではの遅延ダイバーシチ効果を得ることができる。
図12は、基地局アンテナと本発明の無線中継システムにおける基地局アンテナとを共有させないようにしたシステム構成例を示す図である。この図及び以下の図において、前記図1と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
この図に示したシステムでは、基地局10は自己のサービスエリア内の移動局とは周波数f0(f0≠f1)を用いて通信を行うようにしている。そして、基地局10は、自己のサービスエリア内に位置する移動局と通信するために周波数f0の送受信装置15と該周波数f0の信号を送受信するためのアンテナ16を、前記周波数f1の送受信装置及び基地局周波数変換装置13及びアンテナ11とは別に設けている。
このシステム構成の場合には、既存の基地局10に、周波数f1の送受信装置12、基地局周波数変換装置13及びアンテナ11を既存の設備とは別に設け、非再生周波数変換リピータ局20を設けることにより本発明の無線中継システムを実現することができる。
図示するように、この例は、前記基地局周波数変換装置13を基地局に既存のアンテナ16に接続するようにしている。その他の構成は、図12の場合と同じである。これにより、アンテナ16により周波数f0の信号と中継周波数f2の信号の両信号の送受信を行い、アンテナ11を省略することができるようにしている。これにより装置コストを削減することができる。
図示するように、この例では、基地局10及び非再生周波数変換リピータ局20はともに、自己のサービスエリア内の移動局と周波数f1を用いて通信を行うようにしている。これにより、送受信装置12を基地局10のサービスエリアに属する移動局及び非再生周波数変換リピータ局20のサービスエリアに属する移動局の両者に対して共用でき、アンテナ16を周波数f0とf2の信号の送受信に用いることができる。これにより、装置コストをより削減することができる。
図示するように、この例では、基地局10及び非再生周波数変換リピータ局20がともに自己のサービスエリア内の移動局と周波数f1を用いて通信を行うようにしている。そして、前記基地局周波数変換装置13を基地局10の外部に設置し、該基地局周波数変換装置13に基地局のアンテナ16との間で周波数f1の信号を送受信するためのアンテナ17と、前記非再生周波数変換リピータ局20の対基地局アンテナ21との間で中継周波数f2の信号を送受信するためのアンテナ11を接続している。
前記基地局10の送信アンテナ16から送信される周波数f1の信号は、基地局変換装置13のアンテナ17で受信され、基地局周波数変換装置13で中継周波数f2に周波数変換され(さらにスペクトラム反転されて)、アンテナ11から非再生周波数変換リピータ局20に向けて送信される。また、上り回線については、非再生周波数変換リピータ局20からの中継周波数f2の信号は基地局周波数変換装置13に接続されたアンテナ11で受信され、周波数f1の信号に周波数変換され(さらにスペクトラム反転されて)、アンテナ17から基地局のアンテナ16に送信される。基地局のアンテナ16で受信された基地局のサービスエリアに属する移動局からの信号及び前記基地局周波数変換装置13から送信される非再生周波数変換リピータ局20のサービスエリアに属する移動局からの信号は、送受信装置12に入力される。
このような構成とすることにより、基地局10の既存の設備を一切変更することなく、本発明の無線中継システムを適用することが可能となる。
図示するように、この例は、前記図15に示したシステム構成例において、基地局周波数変換装置13及びアンテナ17と11を、基地局10から離れた場所に設置したものであり、その動作は、前記図15に示したシステム構成と同じである。
この例の場合には、基地局周波数変換装置13を基地局10と非再生周波数変換リピータ局20との間の地点に設置できるので、基地局10の既存の設備を一切変更する必要がない上に、中継距離を長くすることができるという効果がある。
Claims (9)
- 基地局と移動局との間に配置され、基地局から移動局への下り回線の信号と移動局から基地局への上り回線の信号を中継する無線中継装置であって、
基地局との間で下り回線中継周波数(f2d)及び上り回線中継周波数(f2u)を含む中継周波数(f2)の信号を送受信する第1のアンテナと、
移動局との間で下り回線周波数(f1d)及び上り回線周波数(f1u)を含む周波数(f1)の信号を送受信する第2のアンテナと、
前記第1のアンテナで受信された下り回線中継周波数(f2d)の信号を下り回線周波数(f1d)の信号に変換する第1の周波数変換部と、
前記第1の周波数変換部から出力される下り回線周波数(f1d)の信号を増幅して前記第2のアンテナに出力する第1の増幅器と、
前記第2のアンテナで受信された上り回線周波数(f1u)の信号を上り回線中継周波数(f2u)の信号に変換する第2の周波数変換部と、
前記第2の周波数変換部から出力される上り回線中継周波数(f2u)の信号を増幅して前記第1のアンテナに出力する第2の増幅器と、
前記第1の周波数変換部から出力される信号に含まれるパイロットチャネルの信号の電力を測定し、前記第1の増幅器により増幅した後のパイロットチャネルの送信電力が所要の一定値となるように増幅器の利得を決定し、前記第1の増幅器及び第2の増幅器の利得が決定した増幅器の利得となるように増幅器の利得を制御する制御手段と
を有することを特徴とする無線中継装置。 - 前記第1の周波数変換部は、前記第1のアンテナで受信された下り回線中継周波数(f2d)の信号を下り回線周波数(f1d)の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものであり、
前記第2の周波数変換部は、前記第2のアンテナで受信された上り回線周波数(f1u)の信号を上り回線中継周波数(f2u)の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものであることを特徴とする請求項1記載の無線中継装置。 - 移動局から送信される上り回線周波数(f1u)の信号を受信する第3のアンテナと、
前記第3のアンテナで受信された上り回線周波数(f1u)の信号を上り回線中継周波数(f2u)の信号に変換する第3の周波数変換部と、
前記第3の周波数変換部からの出力信号を所定の時間だけ遅延して出力する遅延手段と、
前記遅延手段から出力される上り回線中継周波数(f2u)の信号を増幅する第3の増幅器とを有し、
前記第2の増幅器の出力とともに前記第3の増幅器の出力を前記第1のアンテナに出力するようになされていることを特徴とする請求項1記載の無線中継装置。 - CDMA方式の移動体通信システムに適用される無線中継システムであって、
前記移動体通信システムにおける基地局に設けられた下り回線周波数(f1d)及び上り回線周波数(f1u)を含む周波数(f1)の信号の送受信装置に接続され、該送受信装置から出力される下り回線周波数(f1d)の信号を下り回線中継周波数(f2d)の信号に変換してアンテナに出力するとともに、該アンテナにより受信された上り回線中継周波数(f2u)の信号を上り回線周波数(f1u)の信号に変換して前記送受信装置に出力する基地局周波数変換装置と、
前記基地局のアンテナとの間で下り回線中継周波数(f2d)及び上り回線中継周波数(f2u)を含む中継周波数(f2)の信号を送受信する第1のアンテナ、移動局との間で前記周波数(f1)の信号を送受信する第2のアンテナ、及び、リピータを有する非再生周波数変換リピータ局とを有し、
前記リピータは、
前記第1のアンテナで受信された下り回線中継周波数(f2d)の信号を下り回線周波数(f1d)の信号に変換する第1の周波数変換部と、
前記第1の周波数変換部から出力される下り回線周波数(f1d)の信号を増幅して前記第2のアンテナに出力する第1の増幅器と、
前記第2のアンテナで受信された上り回線周波数(f1u)の信号を上り回線中継周波数(f2u)の信号に変換する第2の周波数変換部と、
前記第2の周波数変換部から出力される上り回線中継周波数(f2u)の信号を増幅して前記第1のアンテナに出力する第2の増幅器と、
前記第1の周波数変換部から出力される信号に含まれるパイロットチャネルの信号の電力を測定し、前記第1の増幅器により増幅した後のパイロットチャネルの送信電力が所要の一定値となるように増幅器の利得を決定し、前記第1の増幅器及び第2の増幅器の利得が決定した増幅器の利得となるように増幅器の利得を制御する制御手段と
を有することを特徴とする無線中継システム。 - 前記基地局周波数変換装置は、前記送受信装置から出力される下り回線周波数(f1d)の信号を下り回線中継周波数(f2d)の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して前記アンテナに出力し、前記アンテナにより受信された上り回線中継周波数(f2u)の信号を上り回線周波数(f1u)の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して前記送受信装置に出力するものであり、
前記リピータにおける第1の周波数変換部は、前記第1のアンテナで受信された下り回線中継周波数(f2d)の信号を下り回線周波数(f1d)の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力し、前記第2の周波数変換部は、前記第2のアンテナで受信された上り回線周波数(f1u)の信号を上り回線中継周波数(f2u)の信号に変換するとともに、そのパワースペクトラムを反転して出力するものであることを特徴とする請求項4記載の無線中継システム。 - 前記移動体通信システムにおける基地局は、第2の下り回線周波数(f0d)及び第2の上り回線周波数(f0u)を含む第2の周波数(f0)の信号の第2の送受信装置を備え、前記基地局周波数変換装置に入出力される中継周波数(f2)の信号と前記第2の送受信装置に入出力される第2の周波数(f0)の信号を共通のアンテナを用いて送受信するようになされていることを特徴とする請求項4又は5に記載の無線中継システム。
- 前記移動体通信システムにおける基地局は、前記送受信装置に入出力される周波数(f1)の信号と前記基地局周波数変換装置に入出力される中継周波数(f2)の信号を共通のアンテナを用いて送受信するようになされていることを特徴とする請求項4又は5に記載の無線中継システム。
- 前記基地局周波数変換装置に、前記基地局のアンテナとの間で前記周波数(f1)の信号を送受信する第4のアンテナと、前記非再生周波数変換リピータ局の第1のアンテナとの間で前記中継周波数(f2)の信号を送受信する第5のアンテナを接続し、
前記基地局周波数変換装置、前記第4のアンテナ及び前記第5のアンテナを前記基地局の外部に設置し、
前記基地局に設けられたアンテナと前記第4のアンテナとを用いて、前記基地局に設けられた周波数(f1)の信号の送受信装置と前記基地局周波数変換装置との間の信号の入出力を行うように構成されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の無線中継システム。 - 前記基地局周波数変換装置、前記第4のアンテナ及び前記第5のアンテナは、前記基地局と前記非再生周波数変換リピータ局との間に設置されていることを特徴とする請求項7記載の無線中継システム。
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