JPH09511116A - セルラー無線システム、中継器及びベースステーション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、加入者ユニット(7)を備えると共に、送信器(TX)、受信器(RX)及び上記加入者ユニット(7)に対して遠隔通信接続を確立する手段を含むベースステーション(BS)を備えたセルラー無線システムに係る。システムの可聴性を改善するために、ベースステーション(BS)の送信器(TX)は、共同アンテナシステムへ遠隔通信信号を供給する手段を含み、そしてベースステーションの受信器(RX)は、共同アンテナシステム(3)から送られる遠隔通信信号を受信する手段を含む。更に、システムは、中継器(11)であって、これを共同アンテナシステム(3)へ接続するための接続ユニット(20)と、無線周波数信号において加入者ユニット(7)へ遠隔通信接続を確立するためのアンテナ手段(ANT)とを含む中継器を備え、この中継器(11)は、加入者ユニット(7)と共同アンテナシステム(3)との間に遠隔通信信号を送信するように構成される。又、本発明は、ベースステーション及び中継器にも係る。

Description

【発明の詳細な説明】 セルラー無線システム、中継器及びベースステーション発明の分野 本発明は、加入者ユニットと、システムの加入者ユニットへの遠隔通信接続を 確立する手段を含むベースステーションとを備え、ベースステーションの送信器 は、共同アンテナシステムへ遠隔通信信号を供給する手段を含み、ベースステー ションの受信器は、共同アンテナシステムから送られる遠隔通信信号を受信する 手段を含み、更に、中継器であって、これを共同アンテナシステムへ接続するた めの接続ユニットと、高周波信号により加入者ユニットへ遠隔通信接続を確立す るためのアンテナ手段とを含む中継器を備え、この中継器は、加入者ユニットと 共同アンテナシステムとの間に遠隔通信信号を送信するように構成されたセルラ ー無線システムに係る。更に、本発明は、セルラー無線システムのベースステー ションと加入者ユニットとの間に遠隔通信信号を中継する中継器であって、ベー スステーションへの信号送信接続を有する共同アンテナシステムへ中継器を接続 するための手段と、高周波信号において加入者ユニットへの信号送信接続を有す るアンテナ手段と、信号処理手段とを備え、該信号処理手段は、共同アンテナシ ステムにより送信された信号を高周波へと転換しそしてその高周波信号をアンテ ナ手段を経て加入者ユニットへ供給するための第１信号処理ブランチと、アンテ ナ手段から受け取った高周波信号を所定の送信周波数へと転換しそしてその送信 周波数信号を更に上記接続ユニットを経て共同アンテナシステムへと供給するた めの第２信号処理ブランチとを含んでいる中継器にも係る。又、本発明は、共同 アンテナシステムを経て加入者ユニットへ通信信号を送信するように構成された 送信器と、加入者ユニットから共同アンテナシステムを経て送信された遠隔通信 信号を受信するように構成された受信器とを備えたセルラー無線システムのベー スステーションにも係る。 本発明は、ＧＳＭ（グループ・スペシャル・モービル）システムのようなセル ラー無線システムに係り、より詳細には、建物内部のようなベースステーション の可聴性が弱い場所においてセルラー無線システムの可聴性を改善することに関 する。先行技術の説明 ベースステーションを建物内に配置することにより建物内のセルラー無線シス テムの可聴性を改善することを目的とする公知解決策が知られている。この解決 策の最も重大な欠点は、そのコストに加えて、建物の異なる部分に対し可聴性が 良好となるような場所に単一のベースステーションを配置することが通常は非常 に困難なことである。それ故、ほとんどの場合に、ベースステーションは、建物 のある部分、例えばある階層でしか良く聞こえず、建物の他の部分では、ベース ステーションの可聴性が非常に弱い。この公知解決策の高いコストの一部分は、 ベースステーション装置自体が高価であるのに加えて、例えば、ベースステーシ ョンとベースステーションコントローラとの間に送信接続を確立するために建物 内にベースステーションの配線を設置することが問題であり且つ経費がかさむこ とにによって生じる。発明の要旨 本発明の目的は、上記問題を解消すると共に、建物内部のようなベースステー ションの可聴性が弱い場所でセルラー無線ネットワークの可聴性を公知の解決策 よりも相当に安価に且つ簡単なやり方で著しく改善できるような従来よりも優れ た解決策を提供することである。この目的は、中継器が、ベースステーションか ら所定の制御信号を受信するための手段と、ベースステーションにより供給され る中継されるべき信号を制御信号により指示された無線チャンネルへと転換する ためのミクサ手段と、高周波信号の信号レベルを制御信号により指示されたレベ ルに調整するための調整手段とを備えたことを特徴とする本発明のセルラー無線 システムにより達成される。 「共同アンテナシステム」という表現は、ここでは、例えば、ＴＶ及び／又は ラジオ信号を送信する固定アンテナシステム、例えば、ケーブルテレビジョンシ ステム、或いは階床に特定の接続部を含む多層ビルディングにおけるビルディン グに特定の共同アンテナシステムを指す。 本発明は、共同アンテナシステムに存在する配線を利用し、共同アンテナシス テム及びこれに接続されるべき中継器を、ベースステーションと加入者ユニット との間に遠隔通信信号を送信するのに用いることにより、セルラー無線システム のベースステーションの有効到達領域を非常に簡単且つ容易に実施可能なやり方 で拡張できるという考え方に基づいている。中継器が信号を受信するたびに中継 器がそれをどの無線チャンネルで且つどの電力レベルで中継すべきかをベースス テーションが制御チャンネルを経て中継器へ送信できるときには、特定の加入者 ユニットに意図された信号がその目的に適したトラフィックチャンネル及び電力 レベルにおいて中継されるよう確保することができる。それ故、必要なときに、 ベースステーションは、中継器により使用される電力レベルを、同じトラフィッ クチャンネルを用いる中継器が互いに障害を招くことなく従来よりも互いに接近 配置できるレベルにまで減少することができる。従って、本発明のセルラー無線 システムの重要な効果は、共同アンテナシステムによってカバーされるエリアで あって共同アンテナシステムの接続が存在するエリアにおいて、付加的な配線を 必要とせず且つ建物内部にベースステーションを設置する必要なく、ベースステ ーションの可聴性を改善することができ、それ故、コストが相当に低くなること である。 更に、本発明は、本発明によるセルラー無線ネットワークに使用することので きる中継器にも係る。本発明の中継器は、第１信号処理ブランチが、ベースステ ーションから接続ユニットを経て所定の制御信号を受け取る手段と、接続ユニッ トを経て受け取られる中継されるべき信号を制御信号により指示された無線チャ ンネルへ転換するためのミクサ手段と、高周波信号の信号レベルを制御信号によ り指示されたレベルに調整するための調整手段とを備えたことを特徴とする。 本発明による中継器は、中継されるべき信号の周波数を変化させる手段を備え ているので、ベースステーションと中継器との間の信号は、高周波である必要は なく、それらの周波数は、使用されるべきデータ送信チャンネルに基づいて自由 に選択することができる。 本発明による中継器の１つの好ましい実施形態において、中継器は、受信信号 の信号レベルを指示する制御信号をベースステーションへ送信するための手段を 備えている。それ故、一定の信号レベルをもつ信号を中継器とベースステーショ ンとの間の信号送信に使用することができる。というのは、加入者ユニットから 受け取られる無線信号の信号レベルに関してハンドオーバー及び同様の動作に必 要とされる情報は、個別の制御チャンネルを経てベースステーションへ送信でき るからである。 本発明による中継器の別の好ましい実施形態において、中継器は、ベースステ ーションから送信された制御信号からクロック信号を発生する手段を備え、これ により、中継器は、クロック信号を発生するためのそれ自身のクロックを必要と しない。従って、中継器の価格が低くなり、中継器がベースステーションに対し 正しく同期されるよう確保される。 又、本発明は、本発明によるセルラー無線システムに使用することのできるベ ースステーションにも係る。本発明のベースステーションは、送信器が、所定の 制御信号を共同アンテナシステムに供給するために手段を備え、この制御信号は 送信器により送信される遠隔通信信号が無線経路を経て加入者ユニットへ送信さ れねばならないところの無線チャンネル及び送信電力を指示する。 本発明によるセルラー無線システム、中継器及びベースステーションの好まし い実施形態は、請求項２、４ないし５及び７に記載する。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照して、本発明を一例として詳細に説明する。 図１は、本発明によるセルラー無線システムの第１の好ましい実施形態を示す ブロック図である。 図２は、本発明による中継器の第１の好ましい実施形態を示す図である。 図３は、本発明によるベースステーションの第１の好ましい実施形態を示す図 である。好ましい実施形態の詳細な説明 図１は、本発明によるセルラー無線システムの第１の好ましい実施形態を示す ブロック図である。図１は、同じ共同アンテナシステム３に接続された２つの多 階層ビルディング１及び２を示している。図１の場合に、共同アンテナシステム のアンテナ４は、無線経路を経て送信されたテレビ及び／又はラジオ信号を受信 し、そしてそれらをケーブル５及びブランチ装置１０によりビルディング１及び ２のアンテナ接続部に供給し、これに対して例えばＴＶ受像機６を接続すること ができる。或いは又、共同アンテナシステムは、全体的にケーブルネットワーク で構成されてもよく、この場合、アンテナ４は必要とされず、ケーブル５がＴＶ 番組を放送する局まで延びる。共同アンテナシステムに含まれる送信器、例えば フィルタ及び増幅器は、図１には示されていない。 ベースステーションＢＳと加入者ユニット７との間の遠隔通信信号も、共同ア ンテナシステム３により送信される。図１に示したベースステーションＢＳは、 他の部分については、ＧＳＭシステムの従来のベースステーションと同じである が、その送信器ＴＸ及び受信器ＲＸは、通常とは異なる周波数チャンネルを使用 している。これらの周波数チャンネルは、以下の説明では、送信周波数と称し、 使用されるべきデータ送信チャンネルに関して選択される。図１の場合には、デ ータ送信チャンネルは、接続ケーブル８及び共同アンテナシステムのケーブル５ で構成され、従って、送信器及び受信器の周波数チャンネルは、例えば、５ない し５０ＭＨｚ又は４００ないし７５０ＭＨｚである。上記周波数及び図２に示す 周波数は、当然、一例を示すに過ぎない。異なる周波数チャンネルを使用するこ とにより同じ論理チャンネルの送信及び受信が行われる。図１に示す送信器ＴＸ 及び受信器ＲＸに加えて、ベースステーションは、無線チャンネル上で動作する 多数の他の従来の送信器及び受信器をもつことができる。 ベースステーションＢＳは、接続ケーブル８及びブランチ装置９により共同ア ンテナシステム３に接続される。必要なときに、接続ケーブル８は、無線リンク のような別のデータ送信チャンネルに置き換えることができる。 中継器１１は、ビルディング１及び２の共同アンテナ接続部に接続される。中 継器１１は、ビルディング、階層又は階床に対して特定のものである。中継器１ １は、無線経路を経、アンテナを経て、セルラー無線システムの加入者ユニット ７に接続される。従って、中継器１１は、ベースステーションから共同アンテナ システム３を経て送信された送信周波数信号を受け取り、その受け取った信号を 無線周波数に転換し、そしてそれらを加入者ユニットへ送給する。同様に、中継 器１１は、加入者ユニット７から無線周波数信号を受け取り、それらを送信周波 数に転換し、そして共同アンテナ３を経てベースステーションＢＳへ送る。 中継器１１は、加入者ユニット７に無線信号を送信するときに非常に低い送信 電力を使用するのが好ましい。それ故、それらの有効到達領域は比較的小さく、 無線セルは小さなものとなる。これは、例えば、周波数分割（ＦＤＭＡ−周波数 分割多重アクセス）及び／又は時分割（ＴＤＭＡ−時分割多重アクセス）セルラ ー無線システムが中継器を伴わずそして加入者ユニットが同じ論理チャンネルを 使用して互いに障害となることが問題である場合に、同じ無線チャンネル及び／ 又はタイムスロットを同じビルディングの異なる階層に使用できるようにする。 これは、セルラー無線システムのトラフィック容量を増加する。 図２は、本発明による中継器の第１の好ましい実施形態を示す図である。図２ に示す中継器１１は、この中継器を共同アンテナシステムの接続部に接続するた めの接続ユニット２０と、この中継器がセルラー無線システムの加入者ユニット と連絡するためのアンテナＡＮＴとを備えている。 ベースステーションから受け取った送信周波数信号は送信周波数信号はフィル タされて、第１信号処理ブランチ２１の増幅器２３へ送られる。該増幅器２３の 出力はミクサ２４に接続され、これにより、信号が中間周波に転換され、中継さ れるべき第１制御信号Ｓ１及び信号Ｓ２がフィルタ２５及び２６で互いに分離さ れる。制御信号Ｓ１は制御ユニット２７に送られ、該制御ユニットは、制御信号 Ｓ１に応答して、発振器２８及び２９に対するクロック信号ＣＬＫ及び制御信号 ＣＨ（周波数チャンネルを送る）を発生すると共に、調整手段３０に対する制御 信号ＴＸ ＬＥＶＥＬを発生する。 中継されるべき信号Ｓ２は、フィルタ２６からミクサ３１へ送られ、該ミクサ は、信号Ｓ２を発振器２８により制御信号Ｓ１で指定された無線チャンネルへと 転換する。無線周波数（高周波）信号は、調整手段３０に送られ、これにより、 これら信号は、制御信号Ｓ１により決定された信号レベルへと増幅（又は減衰） される。その増幅された信号は、調整手段３０から更にアンテナＡＮＴへ供給さ れる。 加入者ユニットからアンテナＡＮＴで受け取った無線周波数信号は、第２信号 処理ブランチ２２へ送られ、受信信号は増幅されてミクサ３２へ送られ、これに より、無線周波数信号は所定の中間周波に転換され、その後、中間周波信号Ｓ４ がフィルタされる。 ＡＧＣ増幅器３７（自動利得制御）は、フィルタされた信号のサンプルを取り 上げ、これに基づいて制御ユニット３８は、受信信号の信号レベルＲＸ ＬＥＶ ＥＬを指示する制御信号Ｓ３を発生する。信号は、サンプルが取り上げられる前 にフィルタされるので、中継されるべき信号の信号レベルのみが測定結果に作用 する。又、増幅器３７は、信号Ｓ４を所定のレベルに増幅する。 制御信号Ｓ３及びＳ４は加算され、その後、その加算された信号はミクサ３３ で所定の送信レベルに転換され、その後、送信周波数信号が調整手段３４で増幅 （又は減衰）された後に、共同アンテナシステムを使用することにより接続ユニ ット２０を経てベースステーションヘ供給される。制御ユニット３８は、共同ア ンテナシステムを経てベースステーションへ送られる信号の信号レベルが一定と なり且つ共同アンテナシステムのケーブルに存在する障害のレベルより本質的に 大きくなるように調整手段３４を制御する。 図３は、本発明によるベースステーションの第１の好ましい実施形態を示す。 図３のブロック図は、図１に示すベースステーションＢＳを更に詳細に示すもの で、ベースステーションは、ケーブル８を経て共同アンテナシステムに接続され る。送信器ＴＸ及び受信器ＲＸは、図３の場合は、無線周波数信号を送信せず、 図３に一例として示された周波数チャンネルが、共同アンテナシステムに使用す るのに適したものとしてそれらに対して選択される。 ケーブル８を経て送られた受信されるべき信号は、二重フィルタ４０により、 送信されるべき信号から分離される。その後、受信されるべき信号は、受信器Ｒ Ｘの前置増幅器４１を経てミクサ手段４２に送られ、該ミクサ手段は、局部発振 器４３に応答し、それにより、信号は、所定の中間周波数に転換される。これら の中間周波数信号は、フィルタ４４及び４５でチャンネルフィルタされ、その後 に、信号は、それ自体知られたやり方で検出され、デコードされ、等々となる。 従って、図３の受信器ＲＸは、２つの出力４６及び４７を含む。信号Ｓ４は、 出力４６から受け取られ、即ち進行中の遠隔通信接続に関連した信号（スピーチ 等）である。制御信号は、出力７から受け取られ、これにより、ベースステーシ ョンは、例えば、受信信号の信号レベル（ＲＳＳＩ受信信号強度指示）を計算す る。上記情報は、例えば、ハンドオーバーに接続された動作に使用される。制御 信号Ｓ３により、例えば、共同アンテナシステムに接続された中継器の機能不良 に関連した種々のアラームがベースステーションへ送信されるのが好ましい。 対応的に、図３に示すベースステーションは、２つの入力５６及び５７を備え ている。遠隔通信接続に関連したペイロード信号Ｓ２（スピーチ等）は、入力５ ６に送られる。制御信号Ｓ１は、入力５７に送られ、これに伴い、送信レベル、 無線チャンネル（ＣＨ）及びクロック信号（ＣＬＫ）に関連した信号情報が中継 器に送られる。ペイロード信号Ｓ２及び同様に制御信号Ｓ３は、エンコードされ そして変調された後に、局部発振器５３を使用することによりミクサ５２で別々 に混合される。その後、信号Ｓ１及びＳ２は、相互電力増幅器で増幅され、そし て増幅された信号は、二重フィルタ４０を経てケーブル８に送られる。 添付図面を参照した以上の説明は、本発明を単に説明するものに過ぎないこと を理解されたい。それ故、本発明による中継器の使用は、建物内部に限定される ものではなく、共同アンテナシステムに接続できるところであれば、当然、どこ にでも使用することができる。請求の範囲に規定された本発明の精神及び範囲か ら逸脱せずに、本発明の種々の変更や修正が当業者に明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ )，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ， ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．加入者ユニット(7)と、システムの加入者ユニット(7)への遠隔通信接続を確 立する手段を含むベースステーション(BS)とを備え、該ベースステーション(BS) の送信器(TX)は、共同アンテナシステムへ遠隔通信信号を供給する手段を含み、 ベースステーションの受信器(RX)は、共同アンテナシステム(3)から送られる遠 隔通信信号を受信する手段を含み、更に、中継器(11)であって、これを共同アン テナシステム(3)へ接続するための接続ユニット(20)と、無線周波数信号により 加入者ユニット(7)へ遠隔通信接続を確立するためのアンテナ手段(ANT)とを含む 中継器を備え、この中継器(11)は、加入者ユニット(7)と共同アンテナシステム( 3)との間に遠隔通信信号を送信するように構成されたセルラー無線システムにお いて、上記中継器は、 上記ベースステーション(BS)からの所定の制御信号(S1)を受信するための手 段(26,27)と、 上記ベースステーションにより供給された中継されるべき信号(S2)を上記制 御信号(S1)で指示された無線チャンネルへと転換するミクサ手段(28,31)と、 無線周波数信号(S2)の信号レベルを上記制御信号(S1)により指示されたレベ ルへと調整するための調整手段(30)とを備えたことを特徴とするセルラー無線シ ステム。 ２．上記中継器は、共同アンテナシステム(3)から受け取った送信周波数信号を 、アンテナ手段(ANT)へ送る前に、無線周波数に転換し、そしてアンテナ手段で 受け取った無線周波数信号を、共同アンテナシステム(3)へ送る前に、送信周波 数に転換するための周波数処理手段(28,31,33)を備えた請求項１に記載のシステ ム。 ３．セルラー無線システムのベースステーション(BS)と加入者ユニットとの間に 遠隔通信信号を中継する中継器であって、該中継器をベースステーション(BS)へ の信号送信接続を有する共同アンテナシステム(3)へ接続するための手段ユニッ ト(20)と、無線周波数信号において加入者ユニット(7)への信号送信接続を有す るアンテナ手段(ANT)と、信号処理手段とを備え、該信号処理手段は、共同アン テナシステム(3)により送信された信号を無線周波数へと転換しそし てその無線周波数信号をアンテナ手段(ANT)を経て加入者ユニット(7)へ供給する ための第１信号処理ブランチ(21)と、アンテナ手段(ANT)から受け取った無線周 波数信号を所定の送信周波数へと転換しそしてその送信周波数信号を更に上記接 続ユニット(20)を経て共同アンテナシステムへと供給するための第２信号処理ブ ランチ(22)とを含んでいるような中継器において、上記第１信号処理ブランチは 、 上記ベースステーションから接続ユニット(20)を経て所定の制御信号(S1)を 受け取る手段(26,27)と、 上記接続ユニット(20)を経て受け取られた中継されるべき信号(S2)を制御信 号(S1)で指示された無線チャンネルへと転換するためのミクサ手段(28,31)と、 上記無線周波数信号(S2)の信号レベルを制御信号(S1)により指示されたレベ ルへと調整するための調整手段(30)とを備えたことを特徴とする中継器。 ４．上記第１信号処理ブランチ(21)は、ベースステーションから接続ユニットを 経て受け取った信号から制御信号(S1)を分離するための信号処理手段(24,25,26, 28)を備え、そして 上記第２信号処理ブランチ(22)は、加入者ユニットからアンテナ手段を経て 送られた信号の信号レベルを測定しそしてその測定結果を示す第２制御信号(S3) を発生するための第２信号処理手段(37,38)と、加入者ユニットから受け取った 信号(S4)及び上記第２制御信号(S3)を所定の送信周波数へと転換するための第２ のミクサ手段(33)と、上記送信周波数信号の信号レベルを所定のレベルへと調整 するための第２の調整手段とを備えている請求項３に記載の中継器。 ５．上記中継器(11)は、上記第１制御信号(S1)からクロック信号(CLK)を発生す るための手段(27)を備えた請求項４に記載の中継器。 ６．共同アンテナシステム(3)を経て加入者ユニット(7)へ通信信号(S2)を送信す るように構成された送信器(TX)と、加入者ユニット(7)から共同アンテナシステ ム(3)を経て送信された遠隔通信信号(S4)を受信するように構成された受信器(RX )とを備えたセルラー無線システムのベースステーション(BS)において、 上記送信器(TX)は、所定の制御信号(S1)を共同アンテナシステム(3)に供給 するために手段を備え、この制御信号(S1)は、送信器(TX)により送信される遠 隔通信信号(S2)が無線経路を経て加入者ユニット(7)へ送信されねばならないと ころの無線チャンネル(CH)及び送信電力(TX LEVEL)を指示することを特徴とす るベースステーション。 ７．上記ベースステーション(BS)は、共同アンテナシステム(3)から送られた第 ２の制御信号(S3)を受け取り、そして受信信号の信号レベルを、受信器(RX)で受 信した信号(S4)に対し、上記第２の制御信号(S3)に基づいて計算する手段を備え た請求項６に記載のベースステーション。