JPH04124919A

JPH04124919A - 無線基地局アンテナ装置、集中基地局、移動通信装置および移動通信用受信状態測定装置

Info

Publication number: JPH04124919A
Application number: JP2246593A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Emura; 克己江村; Makoto Shibuya; 真渋谷; Junji Namiki; 並木　淳治
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1992-04-24
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JP2596201B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、小ゾーン方式の移動通信システムに関する。

（従来の技術）自動車電話システムのような移動通信システムでは、サ
ービスエリアを複数のゾーンに分割し、各ゾーンに無線
基地局をそれぞれ配置している。

こうすることにより干渉妨害の発生しない無線基地局間
で同一周波数を繰返し利用することが可能になり、周波
数資源を有効に利用することができる。この方式は小ゾ
ーン方式と呼ばれている。

自動車電話システムの無線基地局は、電子通信学会発行
自動車電話（桑原守二監修）第２５２頁に述へられてい
るように、アンテナ、アンテナ共用装置、通話用および
制御用の送受信装置、基地局制御装置等から構成されて
いる。

（発明が解決しようとする課題）移動通信システムではサービスエリアを小ゾーンに分割
することにより、周波数の利用効率を向上させることが
できるが、この場合、無線基地局は、街灯や電柱に設置
されることになる。しかし現状の無線基地局には送受信
装置、基地局制御装置までが含まれており、街灯や電柱
に設置する場合の重要課題である、小型化高信頼化の実
現が必ずしも容易ではないという課題があった。

また、各ゾーンごとに設けられる基地局の数は従来の１
００倍以上の数になる。従ってこれらを今迄通り分散的
に扱っていくには、無線チャンネルの制御が非常に複雑
になるという課題があった。

本発明の目的には、光線形伝送の優れた低雑音特性、低
歪特性、広帯域特性を利用して、分散した多くの基地局
の送受信無線信号を光伝送技術を用いて集中的に扱い、
無線基地局の小型化を実現するとともに自動車電話交換
局における集中的な監視制御が可能な移動通信システム
を提供することにある。

（課題を解決するための手段）（１）本発明は、移動端末からの無線信号を受信するア
ンテナと、このアンテナで受信した無線信号を光信号に
交換する電気／光変換回路とからなることを特徴とする
無線基地局アンテナ装置である。

また、これにさらに交換局から集中基地局を介して送ら
れてくる光信号を無線信号に変換し、前記アンテナに出
力する光／電気変換回路を備えたことを特徴とする無線
基地局アンテナ装置である。

上記無線基地局アンテナ装置には、アンテナで受信した
無線信号を一定の出力レベルに増幅し、電気／光変換回
路に出力する自動利得制御回路を設けることができる。

また、自動利得制御回路の制御信号はこの自動利得制御
回路の出力信号に重畳して電気／光変換回路の入力とし
てもよい。

（２）また、本発明の集中基地局は、無線基地局アンテ
ナ装置から光ファイバを介して送られてくる光信号を元
の無線の帯域信号に変換する光ｌ電気変換回路と、この
光ｌ電気変換回路からの無線帯域信号を受けて通話信号
を復調する復調回路と、交換局から受けた通話信号を無
線帯域信号に変換する送信回路と、この送信回路からの
無線帯域信号を光信号に変換し、前記光ファイバを介し
て前記無線基地局アンテナ装置に出力する電気ｌ光変換
回路とからなることを特徴とする。

（３）次に本発明の移動通信装置は上記（１）記載の無
線基地局アンテナ装置のいずれかと、上記（２）記載の
集中基地局と、前記無線基地局アンテナ装置と前記集中
基地局とを接続する光ファイバからなることを特徴とす
る特（４）本発明の移動通信用受信状態測定装置は、上記（
２）記載の集中基地局の各光／電気回路あるいは復調回
路からの８カをモニタする基地局制御装置をそなえ全移
動端末の受信状態を把握することを特徴とする。

また、集中基地局の各光／電気回路出力のうち任意の一
出力を選択する切換え装置とこの切換え装置出力を受け
て受信状態を測定する測定器をそなえ、移動端末からの
信号の受信状態を現在交信中の基地局およびその隣接基
地局の受信状態より測−定することを特徴とする移動通
信用受信状態測定装置である。

（作用）本発明では、無線基地局アンテナで受信した高周波信号
を、光信号に変換して低損失の光ファイバで自動車電話
交換局まで伝送している。このため、無線基地局アンテ
ナ装置を小型化できるとともに、部品点数を少なくして
信頼性を向上させることができる。ただし、これだけで
は無線基地局で受信する高周波信号のレベルが低い場合
には光伝送に必要なキャリア対雑音比（Ｃ／Ｎ）を確保
することが必ずしも容易ではないという問題がある。そ
こで、本発明では、自動利得制御回路を設けることによ
り、アンテナで受信した無線信号を一定の出力レベルに
増幅して十分なＣ／Ｎを実現している。

その詳細を次に説明する。

ここでは各無線ゾーンにおいて５波のキャリアを使用す
るものとする。５波のキャリヤを多重して半導体レーザ
を変調して光伝送する場合、トータルでの変！、１指数
が１００％を超えると過変調により大きな歪が発生して
十分な特性が得られなくなる。そこで通常は１チャンネ
ル当りの変調指数を最大で２０％以下に抑えることにな
る。一方光伝送時に実現されるＣ／Ｎは変調指数２０％
の時に最大で８０ｄＢ程度である。ここで変調指数が低
下するとその分だけ実現されるＣ／Ｎ値も減少する。一
般に移動通信システムでは無線基地局アンテナで受信さ
れる信号レベルには６０ｄＢ以上の差がある。従って、
最小の信号レベルのキャリアは所要のＣ／Ｎ、１５ｄＢ
を満足できない可能性がある。

ところで移動通信システムの通常の使用状態ではトラヒ
ックのピークが生じることはそれほど多くはなく、さら
に各キャリアの受信レベルがいずれも高い状態が起こる
ことは極めて稀である。

従って、ひとつのキャリアの受信レベルが低い場合、半
導体レーザのトータルで変調指数は１００％よりはるか
に小さい値となっていることが多い。ここで半導体レー
ザを変調する高周波信号成分の振幅を検出し、そのレベ
ルを制御して半導体レーザは常にほぼ１００％の変調指
数で変調されるようにすれば受信レベルの低いキャリア
成分もかなりの変調指数で変調されることとなり、十分
なＣ／Ｎを実現することができるようになる。

このように光送信部で自動利得制御をかけたシステムで
は自動車電話交換局に収容される制御装置へ人力される
Ｃ／Ｎ情報等は実際の無線通信状態を直に反映したもの
ではなくなる。ここで各光送信部で行った、自動利得制
御の制御信号に関する情報を、同時に制御装置へ伝送す
れば、制御装置は自動車電話交換局での光信号の受信状
態とこの制御信号から、無線通信における通信状態を正
確に把握することが可能になる。

さらに移動通信の受信状態をより正確に把握するには次
のような方法が考えられる。ある移動端末がある無線基
地局を介して所定の周波数げ１）で通信中の場合、通信
中の無線基地局はもちろんのこと、この無線基地局がカ
バーするゾーンに隣接するゾーンをカバーする無線基地
局で受信される周波数ｆ１の大きさをモニタすれば移動
端末がどのように移動しているかの情報を得ることがで
き、移動端末がゾーン間を移動した場合もすばやく捕捉
することができる。

本発明の移動通信装置では無線基地局アンテナ装置で受
信された信号を光ファイバにより無線信号のまま集中基
地局へ送信している。このため集中基地局に集まった各
無線基地局からの信号を切り替えて同一周波数信号をモ
ニタすれば１つの信号の異なった地点での受信状態を知
ることができ、１つの移動端末の位置等を詳しく知るこ
とができる。ここで監視する周波数を切り替えれば異な
った移動端末の受信状態のモニタができる。なお、ひと
つの集中基地局がカバーする移動端末の数が多い場合に
はこの監視装置の数を複数にすることにより全移動端末
の受信状態を把握することが可能になる。

（実施例）次に本発明に付いて図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例のブロック図を示す図である
。図中、１．２．３．４．５．６は各無線ゾーンを示す
。１０．２０．３０．４０．５０．６０は各々の無線ゾ
ーンに対応して設けられた基地局アンテナである。

また１００．２００．３００．４００．５００．６００
は各基地局の無線信号を光信号に変換する電気ｌ光変換
回路である。１′、２′、３”、４゛、５′、６′は各
基地局の信号を中央局９に集中させる為の伝送用光ファ
イバである。

１０００．２０００．３０００．４０００．５０００．
６０００は光化された無線信号を元の無線周波数の信号
に戻す光ｌ電気変換回路である。

７はこれらの変換装置の内、任意の一つを選んでその出
力を次の測定器８に供給する切換え装置である。

本実施例では、測定器８はシンセサイザーを持っており
、測定する無線周波数が切換えられるようになっている
。従って本実施例の移動通信用受信状態測定装置では時
分割で異なる移動端末のの測定状態をモニタすることが
できた。なお、測定器８は受信用復調器がそのまま用い
られ、その復調信号の品質で受信状態が測定される場合
や、単に受信信号の電力のみが観測される場合もある。

９は集中基地局を示している。

また、第１図の実施例では各無線ゾーンからは一本のフ
ァイバしか引き出されていないが、各基地局が複数の無
線チャンネルを扱っている場合には、それに対応して１
”、２′等のファイバは複数になる事は言うまでもない
。

更に、各無線ゾーンを一定の周波数繰り返しパターン（
セルクラスタ）に対応させて考える事もできる。また切
換え装置７および測定器８を複数化することで、モニタ
可能な移動端末数を増やすことも可能である。

第２図は本発明の移動通信装置の第２の実施例を示す図
である。本移動通信装置は、移動端末１１、無線基地局
２１〜２４、集中基地局９１および自動車電話交換局５
から構成されている。移動端末１１および自動車電話交
換局５は、一般に用いられているものと同様のものであ
り、その構成は同業者に広く知られているため、ここで
は詳述しない。また第２図の実施例では、無線基地局ア
ンテナ装置が４台の場合について説明するが、サービス
エリアの範囲やトラヒック等の条件に応じて、無線基地
局アンテナ装置を増設することも可能である。

無線基地局アンテナ装置２１では、アンテナ２０で受信
した高周波信号を、送受分波器２０３、受信フィルタ２
０５、受信増幅器２０６を介して、レーザーダイオード
とそのドライバー回路により実現される・電気ｌ光変換
回路２０７により光信号に変換して、光ファイバにより
共通無線送受装置４００へ伝送する。集中基地局９１で
はまず光ｌ電気変換回路４０１〜４０４により高周波信
号を再生し、復調回路４１１〜４１４によって上り通話
信号を復調して自動車電話交換局５１へ送出する。自動
車電話交換局５１からの下り通話信号は集中基地局９１
内の送信器４１５〜４１８で高周波信号に変換されたの
ち電気ｌ光変換回路４０５〜４０８で光信号に変換され
る。集中基地局９１が送出した光信号は、無線基地局ア
ンテナ装置２１のフォトダイオードとフロントエンド回
路により実現される光／電気変換回路２０１に入力され
、送信増幅器２０２、送受分波器２０３を介して、アン
テナ２０から送信される。その他の無線基地局アンテナ
装置２２〜２４も同様の構成となっている。

本実施例の無線アンテナ装置２１では受信増幅器２０６
は利得可変型の増幅器で構成されており、その出力レベ
ルを利得制御回路２０８で検出しその出力信号で受信増
幅器２０６の利得を制御することで電気ｌ光変換回路２
０７のレーザダイオードへ入力される高周波信号レベル
は一定に保たれその変調指数は常に９５％であった。実
際に本移動通信システムを稼働させた場合、受信増幅器
２０６の利得制御を行わなかった場合には集中基地局９
１での受信信号のＣ／Ｈの最悪値は１５ｄＢであったが
、本実施例の利得制御回路２０８を動作させるこにより
、各キャリアに対する変調指数が平均的に増加し、Ｃ／
Ｎの最悪値も２５ｄＢにまで改善された。

第３図は本発明の第３の実施例を説明するための図であ
る。本実施例の移動通信システムの基本的構成は第２の
実施例と同様である。本実施例の無線アンテナ装置２１
〜２４においては利得制御回路２０８からの出力を電気
ｌ光変換回路２０７へも送出しこれを高周波信号に重畳
して集中基地局９１へ伝送する。集中基地局９１は受信
信号に関する情報と併せてこの利得制御回路２０８から
の信号を基地局制御装置６１へ送る。基地局制御装置６
１はこれらの信号から各移動端末１１の受信状態を把握
することが可能になる。

実際に本実施例に於いては利得制御回路２０８の動作の
ため同じ場所からの受信信号であってもその時のトラフ
ィックの状態によって、その受信レベルが刻々と変化し
たが、利得制御回路２０８から同時に送られてくる信号
を合わせて判断することにより基地局制御装置６１は各
移動端末の位置等を正確に把握することができた。これ
をもとに制御信号を送出することで各移動端末１１の信
号出力を調整することができ、実質的なシステムのダイ
ナミックレンジを増大することができた。

上述の実施例では、利得制御回路２０８を無線基地局ア
ンテナ装置２１〜２４に設置する場合について述べたが
、同様の利得制御回路を集中基地局９１に含まれる電気
／光変換回路の前に設置することも考えられる。また無
線アンテナ装置２１〜２４と集中基地局９１はそれぞれ
送受２本の光ファイバで結ばれていたが光波長多重技術
を利用することにより光ファイバの共用化−を図ること
も可能である。さらに各無線アンテナ装置のカバーする
ゾーンの大きさ、トラフィック、無線アンテナ装置の設
置場所等を考慮して、利得制御回路２０８を含むものと
含まないもの双方を配置するようにすることも可能であ
る。

（発明の効果）本発明によれば、本来バラバラに存在する各基地局で受
信信号を監視していたところ、この機能を光ファイバに
より集中局に集める事ができ、ゾーン間を移動する移動
器を効率的に捕捉する事ができる。

また、本発明によれば、無線基地局アンテナ装置に利得
制御回路を加えることにより、無線受信信号レベルが小
さい場合でも高いＣ／Ｎを保ったままでの通信が可能に
なり、またさらにこの状態で全域の集中監視が可能でこ
れを利用した種々の回線制御を行えるので、高品質の移
動通信システムを提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１契２図および第３図は本発明の移動通信装置の実施
例を示す図である。１１は移動端末、２１〜２４は無線
基地局アンテナ装置、１．２．３．４．５．６は各無線ゾーン１０．２０．３
０．４０．５０．６０は各無線ゾーンに対応した基地局
アンテナ、１００．２００．３００．４００．５００．６００は電
気／光変換回路、１０００．２０００．３０００．４０００．５０００．
６０００は光／電気変換回路、７は　切換え装置、８は　測定器、９．９１は　集中基地局、５１は自動車電話交換局、６
１は基地局制御装置を各々示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）移動端末からの無線信号を受信するアンテナと、
このアンテナで受信した無線信号を光信号に変換する電
気／光変換回路とからなることを特徴とする無線基地局
アンテナ装置。
（２）請求項１記載の無線基地局アンテナ装置にさらに
、交換局から集中基地局を介して送られてくる光信号を
無線信号に変換し、前記アンテナに出力する光／電気変
換回路を備えたことを特徴とする無線基地局アンテナ装
置。
（３）アンテナで受信した無線信号を一定の出力レベル
に増幅し、電気／光変換回路に出力する自動利得制御回
路を含むことを特徴とする請求項１または２記載の無線
基地局アンテナ装置。
（４）請求項３記載の無線基地局アンテナ装置において
、自動利得制御回路の制御信号をこの自動利得制御回路
の出力信号に重畳して電気／光変換回路の入力とするこ
とを特徴とする無線基地局アンテナ装置。
（５）無線基地局アンテナ装置から光ファイバを介して
送られてくる光信号を元の無線帯域信号に変換する光／
電気変換回路と、この光／電気変換回路からの無線帯域
信号を受けて通話信号を復調する復調回路と、交換局か
ら受けた通話信号を無線帯域信号に変換する送信回路と
、この送信回路からの無線帯域信号を光信号に変換し、
前記光ファイバを介して前記無線基地局アンテナ装置に
出力する電気／光変換回路とからなることを特徴とする
集中基地局。
（６）請求項２、３または４記載の無線基地局アンテナ
装置と、請求項５記載の集中基地局と、前記無線基地局
アンテナ装置と前記集中基地局とを接続する光ファイバ
とからなることを特徴とする移動通信装置。
（７）請求項５記載の集中基地局の各光／電気回路ある
いは復調回路からの出力をモニタする基地局制御装置を
そなえ全移動端末の受信状態を把握することを特徴とす
る移動通信用受信状態測定装置。
（８）請求項５記載の集中基地局の光／電気回路出力の
うち任意の一出力を選択する切換え装置とこの切換え装
置出力を受けて受信状態を測定する測定器をそなえ、移
動端末からの信号の受信状態を現在交信中の基地局およ
びその隣接基地局の受信状態より測定することを特徴と
する移動通信用受信状態測定装置。